يمكن وصف الفلترة البيولوجية بأنها العملية الطبيعية التي تقوم من خلالها البكتيريا الهوائية واللاهوائية بتفكيك المواد المتحللة في المياه (فضلات الأسماك، وبقايا الطعام، وما إلى ذلك) وتحويلها بشكل تدريجي إلى الأمونيا الشديدة السمية، ثم النتريت السام، ثم النترات الأقل سمية، وأخيرا غاز النيتروجين، وتلك المراحل هي مايطلق عليه اسم دورة النتروجين (Nitrogen cycle)، إن تراكم هذه المركّبات سيؤدي إلى تتسمم الأسماك والكائنات الحية الأخرى وبالتالي إلى موتها، لذلك وجب علينا التخلص منها وذلك بواسطة دورة النيتروجين هذه أو مانسميه بالترشح البيولوجي. إذاً فالوظيفة الأساسية لدورة النيتروجين هي تحييد الأمونيا السامة والنتريت من مياه الحوض.
تتطلب أحواض السمك ترشيحًا بيولوجيًا ناجحًا والجيد في الموضوع هو أن الترشيح البيولوجي ينمو بشكل طبيعي أو يحدث في حوضك ليصبح أكثر قوة وصحة بمرور الوقت، إذ تنمو البكتيريا المفيدة على الأسطح داخل حوض السمك والتي تشمل الرمال والصخور والديكورات وجدران الحوض ومعدات التصفية، بمعنى آخر أي سطح يلامس الماء.
يمكنك تحسين الفلتر البيولوجي عن طريق توفير مساحة سطحية إضافية لنمو هذه البكتيريا، وهو ما يتم تحقيقه باستخدام وسائط الترشيح البيولوجية مثل الكرات الحيوية أو الوسائط السيراميكية، والحقيقة أن هناك مجموعة واسعة من خيارات وسائط التصفية البيولوجية وكلها تحقق نفس الشيء، وتوفر مساحة أكبر لنمو البكتيريا، بعضها أفضل من غيرها لأنها توفر مساحة سطحية أكبر.
من المهم أيضًا أن نفهم أن البكتيريا المفيدة تستغرق وقتًا لتنمو في الحوض، وهذا هو بالضبط سبب ضرورة تدوير أحواض السمك لدينا قبل إضافة الأسماك، من الناحية الفنية، أحواض السمك تدور باستمرار مما يعني أن البكتيريا المفيدة تنمو دائمًا وتتكاثر على الأسطح في حوض السمك طوال عمر حوض السمك. سوف ترتفع أعدادها وتنخفض بناءً على الموائل المتاحة (المساحة السطحية) والمواد المغذية الموجودة في الحوض.
أنواع متعددة من وسائط التصفية البيولوجية
كيفية إعداد المرشح البيولوجي: الصبر هو حقا مفتاح الترشيح البيولوجي. أثناء دورة حوض السمك الخاص بك، ستبدأ البكتيريا المفيدة في النمو، وبمرور الوقت، تعمل هذه البكتيريا على إنشاء مستعمرات لتصبح أكثر تنوعًا وقوة، هذا هو بالضبط السبب في أن أحواض السمك الجديدة أكثر صعوبة أو أقل استقرارًا من أحواض السمك الأكثر نضجًا. ستحدث معظم عملية الترشيح البيولوجي في القاع الرملي وعلى الصخور الحية، يمكنك أيضاً توفير وسائط ترشيح بيولوجية إضافية (مساحة سطحية أكبر) لتحسين الفلتر الحيوي في الحوض. بالنسبة للأحواض التي لا تحتوي على رمل أو صخور حية (أسماك فقط)، من المهم جدًا توفير وسائط كافية لنمو البكتيريا.
لذلك من الناحية النظرية، ما عليك سوى توفير المساحة السطحية التي تنمو فيها البكتيريا في حوضك، ثم التحلي بالصبر والسماح لتلك البكتيريا بالنمو، ومع إضافة الأسماك، ستتوافر النفايات التي تغذي هذه البكتيريا، من الناحية الفنية سيكون لديك مرشح بيولوجي ناجح عندما تختفي الأمونيا والنتريت وتبدأ النترات في التشكل، ومن تلك النقطة فصاعدًا، يصبح الفلتر البيولوجي أكثر تنوعًا وقوة.
أنواع وسائط الترشيح البيولوجية: 1 - صخور الشعاب المرجانية أو الصخور الحية: إن ركاماً من الصخور الحية هو خيار شائع للملاجئ، فهو يوفر سطحًا مساميًا جيداً كمستعمرة للبكتيريا المفيدة، ويدعم نمو مجدافيات الأرجل ومزدوجات الأرجل "Copepods"، هذه الكائنات الصغيرة الضرورية لنظام بيئي بحري صحي.
2 - طبقة من الرمل: سوف تستعمر البكتيريا الهوائية أعلى عدة سنتمترات من الطبقة الرملية للمساعدة في عملية النترجة، بمجرد وصولك إلى حوالي 10 سم من الرمال حيث لا يمكن للأكسجين الوصول إليها، ستبدأ في العثور على البكتيريا اللاهوائية، تعتبر هذه البكتيريا رائعة في إزالة النتروجين وهو أمر رائع، ولكن لسوء الحظ، فهي أيضًا تنتج كبريتيد الهيدروجين وهو غاز سام، حقيقة الأمر أنك لن ترغب في وجود مثل هذا السرير الرملي العميق في حوضك الرئيسي، حيث قد تتعرض لخطر إطلاق غازات سامة في حوضك عند تحريك هذه الرمال لسبب ما، ولكن يمكنك وضعها بأمان في الملجأ أسفل الحوض الرئيسي جون التهديد بإزعاج الرمال، مما يجعلها منطقة رائعة لتعزيز عملية إزالة النتروجين. إن الرمال العادية مناسبة تمامًا، ولكن طين الملجأ "Refugium mud" هو الخيار الأفضل، يعد طين الملجأ مفيدًا للغاية فهو ذو حجم وملمس مثاليين للكائنات الحية الدقيقة للحفر والتكاثر، إضافة إلى أن حجم الحبيبات الدقيقة والطبيعة الكثيفة للطين تخلق مناطق لا هوائية فعّالة، إن مزيجاً من الطين والرمال العادية بارتفاع يصل إلى 10 سم أو أكثر سيكون مناسباً تماماً لهذه الغاية.
3 - الكرات الحيوية البلاستيكية :الكرات الحيوية عبارة عن كرات صغيرة مستديرة مصنوعة من البلاستيك، غالبًا ما يتم استخدامها في مرشحات أحواض السمك كجزء من وسائط الترشيح، فهي توفر مساحة كبيرة لنمو البكتيريا المفيدة.
4 - الوسائط السيراميكية أو الوسائط المسامية"Ceramic Media": تأتي الوسائط الخزفية بأشكال مختلفة ككتل أو ألواح أو كرات، وهي مسامية للغاية، مما يسمح باستعمار بكتيري ممتاز.
5 - الإضافات القائم محتواها على البكتيريا: إن إضافة أحد المنتجات البكتيرية، و القائم محتواها على البكتيريا المفيدة تعتبر إحدى الطرق لبدء الترشيح البيولوجي، إذ ستقوم بتسريع عملية استقرار الفلترة البيولوجية لحوض السمك بسرعة وأمان في أنظمة المياه العذبة والمالحة، وبالتالي منع السبب الأول لموت الأسماك: "متلازمة الحوض الجديد". حيث تحتوي على مزيج متآزر من البكتيريا الهوائية واللاهوائية، والتي تسهل تحلل النفايات العضوية والأمونيا والنتريت والنترات. ولكن متى يجب استخدام عبوات البكتريا؟ • عند إنشاء حوض أسماك جديد: يمكنك اعتبار هذه الإضافات كعملية استزراع للبكتيريا المفيدة، لتقليص زمن نضوج الحوض واستقراره. • بعد صيانة الفلتر: عند القيام بأعمال الصيانة وتنظيف وسائط الفلترة، قد تتضرر المستعمرات البكتيرية، وتنخفض كفاءتها، إن بعض الإضافة البكتيرية يمكن أن تساعد في إصلاح هذا الخلل. • عند إضافة أسماك جديدة: إن إضافة أسماك جديدة يعني المزيد من الفضلات، وبالتالي أحمال إضافية لنظام التصفية، وبالتالي يمكنك تعزيز عمل الفلتر بأحد هذه المنتجات. • بعد الانتهاء من علاج الأمراض: إن بعض الأدوية التي نضيفها لمعالجة أمراض الأسماك، قد تصيب المستعمرات البكتيرية بالضعف، وقد يؤدي هذا إلى ارتفاع المركبات السامة في الحوض، يمكن لهذه المنتجات إعادة التوازن البيولوجي للحوض واستقراره بإضافتها بعد جرعات الأدوية وشفاء الأسماك. • عند حدوث أي خلل في الدورة البيولوجية، أو موت بعض الأسماك دون إخراجها من الحوض، أو وضع كميات كبيرة من الطعام عن طريق الخطأ، إن كل هذه الأسباب قد تؤدي إلى زيادة الأحمال على الفلتر، يمكنك إضافة أحد هذه المنتجات لمساعدة الفلتر والدورة البيولوجية على الاستقرار من جديد. تحذير: إن البكتيريا المستخدمة في هذه المنتجات غير مستقرة بطبيعتها، إذ تقع الظروف اللازمة لنموها وتطورها في نطاق ضيق جدًا من درجات الحرارة، ودرجة الحموضة، والأحمال العضوية، وما إلى ذلك. وعندما لا تكون أي من هذه الشروط ضمن النطاق المناسب تمامًا، فإن عملية الاستنبات لهذه البكتريا قد تفشل. لذلك تبقى النصيحة الذهبية عند إنشاء حوض جديد، هي انتظار الدورة البيولوجية لتكتمل بشكل طبيعي وضمن جدولها الزمني المعتاد، إن الانتظار اسابيع قليلة إضافية قد يجنبك كارثة حقيقية وخسارة مادية كبيرة.
عبوات متعددة من الإضافات لتعزير البكتريا
دورة النيتروجين:
تلعب دورة النيتروجين دورًا مهمًا للغاية في بيئة مغلقة مثل بيئة حوض السمك. نظرًا لوجودها، من الممكن إبقاء الأسماك واللافقاريات على قيد الحياة في مساحة صغيرة قابلة للحياة، لذلك من الضروري أن نتعلم معرفتها، خاصة فيما يتعلق بأشكال الحياة التي نرعاها.
مثل جميع الكائنات الحية، تفرز الأسماك فضلات، سرعان ما تتحلل هذه المخلفات النيتروجينية إلى الأمونيا (NH3)، وهي شديدة السمية لمعظم الأسماك، قد يستغرق الأمر بضع ساعات فقط حتى تصل تركيزات الأمونيا إلى مستويات سامة، ولكن ما مقدار الأمونيا الأكثر من اللازم؟ الإجابة السريعة هي: إذا كانت مجموعة الاختبار قادرة على قياسها، فهذا يعني أن لديك كمية كبيرة جدًا (أي أنها بتركيزات عالية بما يكفي للضغط على الأسماك). يمكننا تعريف دورة النيتروجين (أو بشكل أكثر دقة، دورة النترجة) أنها العملية البيولوجية التي تحّول الأمونيا إلى مركبات نيتروجين أخرى غير ضارة نسبيًا. ولحسن الحظ تقوم عدة أنواع من البكتيريا بهذا التحويل نيابةً عنا. تقوم بعض الأنواع بتحويل الأمونيا (NH3) إلى نتريت (-N02)، بينما تقوم أنواع أخرى بتحويل النتريت إلى نترات (-NO3). وبالتالي، يشير مصطلح تدوير الحوض "Cycling the tank" إلى عملية إنشاء مستعمرات بكتيرية في المساحات السطحية لوسائط الفلترة (والتي جهزناها مسبقاً) لتبدأ تلك البكتريا بتحويل الأمونيا ← النتريت ← النترات.
....
إن البكتيريا المفيدة "Beneficial Bacteria" هو مصطلح يستخدمه الهواة للإشارة إلى مجموعة متنوعة من البكتيريا ذاتية التغذية توجد في المياه فهناك ال نيتروسوموناس "Nitrosomonas" وهي المسؤلة عن أكسدة الأمونبا إلى نتريت ثم هناك ال نيتروباكتر "Nitrobacter" والتي تحول النتريت إلى نترات وهي العملية المعروفة باسم النترجة، والتي تلعب دورًا حاسمًا في دورة النيتروجين، سوف تنمو هذه البكتيريا وتتكاثر بشكل طبيعي في حوض السمك في ظل الظروف المناسبة التي نتحمل نحن كهواة مسؤولية توفيرها. إن هذه الأنواع المفيدة من البكتريا موجودة في كل مكان، لذلك بمجرد وجود مصدر للأمونيا في الحوض، فما هي إلا مسألة وقت فقط قبل أن تقوم البكتيريا المرغوبة بإنشاء مستعمرة في وسائط الفلترة. الطريقة الأكثر شيوعًا للبدء بهذه العملية هي وضع سمكة أو اثنتين من الأسماك القوية وغير المكلفة في حوض السمك، تحتوي مخلفات هذه الأسماك على الأمونيا التي ستتغذى عليها البكتيريا، على سبيل المثال يمكنك وضع سمكتين من أسماك الدامسل البحرية (كوننا نتكلم عن الأحواض المالحة)، ثم ما عليك إلا الصبر والمراقبة وإجراء الاختبارات. أثناء عملية التدوير هذه، ترتفع مستويات الأمونيا ثم تنخفض فجأة مع سيطرة البكتيريا المكونة للنتريت، ونظرًا لأن البكتيريا المكونة للنترات لا تبدأ في الظهور إلا بعد وجود النتريت بكميات كبيرة، فإن مستويات النتريت ترتفع بشكل كبير (مع تحويل الأمونيا المتراكمة)، وتستمر في الارتفاع مع تحويل الأمونيا المنتجة باستمرار إلى نتريت، مما يعني وفرة في مغذيات البكتيريا المكونة للنترات وبمجرد سيطرة هذه البكتيريا، تنخفض مستويات النتريت، وترتفع مستويات النترات، ويتم تدوير الحوض بالكامل. إن المؤشر الأساسي لاكتمال الدورة هو إنتاج النترات (وتكون مستويات الأمونيا والنتريت صفر). ولمعرفة أن الدورة قد اكتملت، قم بشراء مجموعات الاختبار المناسبة، وقم بقياس المستويات بنفسك، تستغرق عملية التدوير عادة من 2 إلى 6 أسابيع.
تحذير: تجنب إغراء الحصول على المزيد و المزيد من الأسماك حتى بعد انتهاء دورة الحوض بالكامل! ن المزيد من الأسماك يعني المزيد من إنتاج الأمونيا، مما يزيد من الضغط على جميع الأسماك واحتمال نفوق الأسماك، بمجرد وصول مستويات الأمونيا إلى مستويات شديدة التوتر أو السمية، يكون الحوض قد استسلم لمتلازمة الأحواض الجديدة؛ لم يتم تدوير الحوض بشكل كامل بعد، لذلك ننصح بإضافة الأسماك على فترات متباعدة، إلى أن تتأكد من أن الحوض قد استقر بالفعل.
