Време за смяна - математическо изследване на смяната на вода - част I

Автор: Дейвид Е. Боруховиц

 

Дори най-добрата филтрация не може

да премахне всички замърсители.

Само смяната на вода е в състояние да го направи.

 

 

Основната част от поддръжката на един аквариум е свързана с боклука и начините да се отървем от него. Механичните филтри улавят неразтворения боклук, химическите филтри отстраняват част от разтворения, а биологичните разлагат някои много токсични боклуци до по-малко токсични разтворени боклуци. Но без значение колко филтрация имате в аквариума си, разтвореният боклук продължава да се натрупва под някаква форма.

Всъщност дори не ни е известно всичко, което се акумулира, но знаем достатъчно, за да кажем, че поддържането на нивото на разтворения боклук около минимума наистина се отразява положително на растежа, здравето и поведението на рибите ни. Най-простият, най-лесен и най-ефективен начин да се премахнат събралите се в аквариума замърсители е просто да го направим – физически да отстраним част от водата и да я заместим с прясна и чиста. Важността на смените на водата ме доведе до желанието да направя малко математическо проучване, чиито резултат може би ще ви изненада, защото противоречи на някои общоприети “мъдрости” в нашето хоби.

Разтвореният боклук – игра с числата

Акваристите често правят разни твърдения по отношение на смяната на водата, но рядко предлагат аргументи, по-сериозно от разни анекдотични доказателства, а често дори и такива липсват. Природата на смяната на вода обаче позволява тя да бъде обяснена с някои прости аритметични пресмятания – махате определен процент, после го заменяте. Не се безпокойте – математиката в случая е много проста, а и аз вече съм свършил основната работа вместо вас.

Всяка част от общия обем вода, която отстранявате, съдържа същия процент от общото количество разтворени замърсители – ако смените половината вода, ще премахнете половината разтворен боклук. Това е лесно за разбиране. Следващото нещо обаче често се пропуска – замърсяването, което ОСТАВА в аквариума. Хората правят следващата смяна на вода, като си мислят, че започват на чисто, а забравят, че част от първоначалния боклук (често повечето от него) отпреди първата смяна все още е във водата, заедно с новия, който се е събрал между двете смени. Всяка смяна на вода им дава приятното усещане, че като са сменили 20% от водата, са се отървали от боклука. Да, но в същото време те оставят 80% от замърсяването в аквариума! След втората смяна на вода от това първоначално замърсяване все още остават 64%1  заедно с 80% от новото, което се е натрупало и така нататък. По този начин боклукът се натрупва много бързо.

Ако направите някои изчисления или използвате моите, ще бъдете доста изненадани от това, което те разкриват. За скептиците и за онези, които се интересуват от математиката зад сметките, в бележките в края на статията ще дам повече подробности.

 

Дайте почивка на рибите си!

Колко дълго бихте желали да стоите в малка баня с неизмита тоалетна? Нашите риби не могат да си измият тоалетната. Те разчитат на нас да премахнем разтворените във водата замърсители, като я сменим. Филтрацията с активен въглен помага, биологичната филтрация помага, но най-простият, лесен и ефективен начин да се премахнат отпадните вещества е като се смени старата вода с нова.

 

Предположения и ограничения

Трябва да направим някои предположения и да поставим някои ограничения, за да можем да представим фактите, без да прибягваме до висша математика. Все пак смяната на водата не е точна наука – използваме кофи и маркучи, не пипети и мерителни чашки! Няма нужда да използваме интегрално смятане, за да представим далеч по-грубата реалност.

За щастие можем да пренебрегнем размерите на аквариума, защото резултатите ще са еднакви независимо от тях. Тъй като се интересуваме от ефекта на смяната на определен процент от водата в аквариума, няма значение какъв е обемът на този процент.

В този ред на мисли няма значение за нашите изчисления също и колко и какви риби има в аквариума. Независимо дали имате десет трисантиметрови неонови тетри в 500 литров аквариум или три 20-сантиметрови астронотуса в 40 литра, смяната на 10% вода пак ще отстрани 10% от разтворения боклук. Фактът, че вероятно няма да сте в състояние да засечете отпадъците в тези 500 литра или че рибите ще измрат от токсини в онези 40 изобщо не променя този факт. Именно приложението на смяната на водата в реалния живот обаче е съществено. Фактът, че 10%-на смяна на водата ще остави 90% от боклуците няма да доведе до нищо съществено при неоните, но ще е трагична при астронотусите.

Ще предположим също и че натрупването на боклуци става с постоянна скорост. Това не е напълно реалистично, разбира се. Малки разлики в количеството храна, растежът на рибите, нивото им на активност и много други фактори предизвикват разлики в дневните нива на замърсяване, но ние ще приемем средни стойности. Не забравяйте – кофи, а не пипети!

 

Повечето акваристи взимат предвид това колко е населен аквариумът им, когато определят броя и размера на смените на вода, но много малко от тях се сещат за замърсяването, което остава след частичната смяна.

Поддържането на стабилна среда за рибите не трябва да става за сметка на излагането им на постоянно увеличаващо се замърсяване

 

Същото важи и за измерването на точното количество разтворени замърсявания. Както казахме по-горе, точната мярка е без значение. Ако скоростта на натрупване е постоянна, то съответният процент съдържание на боклук в определен обем вода също ще е константа. Всичко, което ни е нужно да знаем, е боклукът от колко дни се е натрупал между две смени на вода и какъв процент вода сменяме.

Освен това няма значение и каква точно мярка използваме, стига тя да е една и съща в различните примери. На пръв поглед това може да изглежда като измама, но наистина е все едно с какво ще смятаме. Може да е всякакво число. Същото е, като да използваме обозначението “X” за променливата в едно уравнение. Можем, естествено да измерим много от замърсителите примерно в милиграми на литър, но във водата пак ще има вещества като феромони и продуктите от разлагането им, които не само не можем, но дори не знаем как да измерим. Но понеже ни интересува не колко точно, а каква част от общото количество (в относителни дялове или проценти) отстраняваме и съответно оставяме чрез смените на водата, използването на условна мярка ще демонстрира това разреждане достатъчно добре. Независимо от точното количество, половината си е половина. Затова за нашите изчисления ще допуснем, че в даден аквариум се образуват 10 единици замърсяване (ЕЗ) на ден2.

Това означава и че няма да се интересуваме какви точно са тези замърсители. Естествено, за вашите риби е от изключителна важност колко и какви точно боклуци плуват във водата им, но няма как да знаете това с точност. Знаем, че определен брой риби, хранене и нива на активност ще произведат сравнително малко замърсители, а други – много повече. Знаем също и че някои риби произвеждат повече боклук от други. Нищо от това обаче няма да промени изчисленията ни. То ще повлияе само на начина, по който ще си създадем режим за смяна на водата. В пренаселен аквариум с много отпадъчни продукти ще трябва да си изберем режим на смяна, който оставя много малък процент боклуци, а в аквариум с много малко обитатели можем да сме по-“мързеливи”.

Ами нитратите?

          Красотата на смяната на водата е в това, че премахва абсолютно всякакъв разтворен боклук. Много акваристи измерват концентрацията на нитрати в аквариума си, за да преценят дали се налага смяна на вода. Равномерното натрупване на нитрати наистина показва нужда от смяна на водата, но в отпадните продукти има и много други вещества. Химически филтър, който премахва нитратите, може да намали концентрацията им, но останалите боклуци ще си останат. Живите камъни, пленумът или който и да е друг денитрификатор също ще ги премахне, но отново само тях.

Ако правите достатъчни смени на вода, няма да се натрупват нитрати или други вещества, от които е съставен боклукът. Интересува ни общото замърсяване, не подробностите какви точно вещества са замесени, нито точната им мярка3.

Нуждата от редовни смени на водата зависи от много фактори, включително количеството и размера риби и чувствителността на избраните видове

Изчисляване на ЕЗ

Поради изложените по-горе аргументи предполагаме, че в даден аквариум разлагането и метаболитните процеси на обитателите му произвеждат определено количество замърсители всеки ден, което за простота на изчисленията ще наречем 10 единици замърсяване (ЕЗ). Това означава, че при стартирането на аквариума ще започнем с 0 ЕЗ,  в края на първия ден ще имаме 10 ЕЗ, разтворени във водата, в края на втория – 20 ЕЗ, след третия 30 ЕЗ и т. н. Ако на седмия ден при натрупани 70 ЕЗ сменим половината от водата, половината от замърсителите (35 ЕЗ) ще бъдат отстранени, като това ще остави другата половина от 35 ЕЗ в аквариума4.

Минималният режим за смяна на вода е нулевият, при който няма да се сменя никаква вода. В този случай разтвореният боклук не отива никъде, а продължава да се натрупва. Ако изобразим на диаграма концентрацията при 10 ЕЗ на ден, ще получим графиката от Фигура 15:

0% седмично

Фигура 1: Количеството разтворени в аквариума замърсители, когато не се правят смени на вода.

Дотук нищо изненадващо – замърсяването се увеличава ден след ден. На горната диаграма са изобразени 70 дни, след края на които замърсяването достига ниво от 700 ЕЗ6.

Какво ще ни покаже обаче диаграмата на другата крайност, смяна на 100% от водата на седмица7?

100% седмично

Фигура 2: Количеството разтворени в аквариума замърсители, когато се прави смяна на 100% от водата всяка седмица.

В този случай замърсяването се увеличава ежедневно в продължение на шест дни, като достига ниво между 60 и 70 ЕЗ в зависимост от това кога точно се направи смяната на седмия ден. След тази смяна натрупването започва отново от нула

Това са двете крайности. Можем да построим графики на всеки друг режим по същия начин. Нека започнем с често срещаната заблуда, че малки ежедневни смени на вода са за предпочитане пред голяма седмична смяна.

Дневно срещу седмично

Едно от основните неща, които ме накараха да направя тези изчисления, е често срещаното твърдение, че малки ежедневни (например 10%) са за предпочитане пред по-големи, но по-редки смени на водата (например 70% седмично). Ако вземем предвид обаче съотношението между общото количество разтворени замърсители и чистата вода, нещата не са никак сходни. При всеки един от двата режима всяка седмица ще се произвеждат 70 ЕЗ и ще бъдат сменени 70% от водата.

Ако някой ви дава по един лев на ден, ще е същото, като да ви даде 7 лева веднъж в седмицата. Ако ви дава по един лев, но си взима по 10 стотинки на ден, в края на седмицата ще имате 6 лв. и 30 ст. Същата сума ще имате и ако вместо по 10 ст. на ден, благодетелят ви си вземе направо 70 ст. в края на седмицата. Това, което е различно обаче, е сумата, с която ще разполагате през  всеки отделен ден. В единия случай тя ще се увеличава постепенно, в другия – стъпаловидно.

Замърсяването обаче не е пари. По-добра аналогия би била повредена канализация в мазето ви, при която там се събират отпадни води. Наемодателят ви предлага да изпомпва 10% от мръсотията всеки ден или 70% само в понеделник. В нашия случай ние сме наемодатели на нашите рибки, а те живеят в наводненото с отпадни води мазе.

От гледна точка на това кое е по-добро за рибите нещата са относителни. Със сигурност ежедневните смени на 10% от водата ще имат за резултат по-стабилна по отношение на замърсителите вода – те ще се увеличават плавно ден след ден. От друга страна обаче седмичната смяна може и да представлява сериозна промяна, но пък ще снижи много по-значително нивото на замърсяване и средното седмично ниво на замърсители ще е по-ниско от това при ежедневната смяна. Ако имате аквариум с малко риби, а стабилността на параметрите е важна за тях, за предпочитане ще е ежедневната смяна на малко количество вода. Ако пък сумарното излагане на замърсители е по-важно, за вашите риби ще е по-добър седмичния режим.

На фигура три виждате графика на общото ниво ЕЗ в аквариум, в който се сменя 10% вода ежедневно8:

10% на ден

Фигура 3: Количеството разтворени в аквариума замърсители, когато се прави ежедневна смяна на 10% от водата.

Графиката показва доближаване до асимптота9. Асимптотата е допирателна до кривата на графиката, права, до което тя се доближава максимално, но никога не достига. Тук това ниво представлява 90 ЕЗ или девет пъти колкото замърсяването, произведено за един ден. Това е важно, защото означава, че след първоначалното нарастване, нивото на замърсяване в аквариума е такова, каквото би било в нов аквариум, в който девет дни не е сменяна вода. С други думи разтвореният боклук ще се задържи постоянно на ниво колкото натрупване от девет дни.

Нека сега разгледаме Фигура 4, графика на общото количество ЕЗ в същия аквариум, но при режим на смяна на 70%  от водата веднъж седмично10:

70% седмично

Фигура 4: Количеството разтворени в аквариума замърсители, когато се прави ежеседмична смяна на 70% от водата.

Можете да видите стъпаловидното нарастване на замърсяването в този случай. Максималното ниво се достига по същото време и при същата стойност, както в предния случай, но концентрацията в отделните дни варира между 30 ЕЗ (три пъти замърсяването за ден) и 90 ЕЗ (девет пъти замърсяването за ден).

На Фигура 5 е представено сравнение между двата варианта:

10% на ден70% седмично
Фигура 5: Сравнение на количеството разтворени в аквариума замърсители при ежедневна смяна на 10% от водата и при ежеседмична смяна на 70%.

Обърнете внимание как през първите няколко седмици максималната концентрация при седмична смяна на водата е малко по-висока, но след достигане на максималното ниво при ежедневните смени на водата това вече не е така. От този момент нататък през 6 от 7-те дни в седмицата нивото на замърсяване при седмична смяна на вода е по-ниско от това при ежедневна. Графиката показва ясно, че рибите в аквариум със седмичен режим на смяна на водата могат да се радват на много дни със значително по-ниски нива на замърсяване от тези в аквариум с ежедневна смяна на водата. Един ден в седмицата рибите в първия аквариум дори са подложени само на една трета от замърсяването, на което са изложени тези от втория аквариум ежедневно. 

Стабилност? 

Добре известно правило е, че рибите се чувстват най-добре при стабилни условия. Ако параметрите на водата или температурата постоянно се променят, обитателите на аквариума са подложени на стрес. Дали обаче това е вярно и за отровите? По-добре ли ще са рибите, ако нивата на токсичните вещества са постоянни или ще е за предпочитане рязкото спадане на тези нива до много по-ниски стойности?

 Рибите имат нужда да се възстановят от вредите, които им нанасят замърсителите. Ако им се дадат “почивки”, периоди, през които замърсяването е малко, възстановяването ще е възможно и ще стане, преди нивата на замърсители отново да са се повишили. Постоянните високи нива на замърсяване от своя страна няма как да дадат на рибите такава възможност.

Необходими са серия от комплексни и добре структурирани експерименти обаче, за да се определи емпирично дали за рибите е по-вредно постоянното ниво на замърсяване или често променящото се. Интуитивно можем да се досетим, че общото излагане на замърсители е по-съществено. В крайна сметка това е все едно да избирате между това да живеете в град с постоянно замърсен въздух и смог и това да живеете в град, в който веднъж седмично нивото на замърсяване и смог достига това от първия, но след това спада до едва една трета и после пак бавно се покачва.

Дори най-смъртоносните отрови са относително безвредни при определена ниска концентрация. С нарастването на концентрацията нараства и вредата11. Следователно е оправдано да направим извода, че режим, който осигурява нива на замърсяване, които през повечето време са по-ниски от тези при друг режим, е по-малко вреден от втория. Няма данни за това, че живите същества се приспособяват към отрови в обкръжаващата ги среда, което би направило постоянната концентрация на токсини предпочитан вариант. При съпоставяне на голяма седмична смяна на вода с малка ежедневна е ясно, че седмичната дава възможност на рибите ви да се намират в среда с по-малко замърсяване през по-голямата част от времето.

Още за стабилността

Какво да кажем за аргумента, че големите смени на вода стресират рибите заради промяната на параметрите на водата (включително и замърсяването) твърде бързо? Има някои доказателства, че голямата разлика в параметрите между водата в аквариума и новата вода може да предизвика шок при рибите. Предположението, което стои зад това, е, че метаболитните процеси и изпарението променят параметрите на водата дотолкова, че след време те се отклоняват изключително много от параметрите на чешмяната вода. За това обаче си има лесно разрешение – просто не допускайте да се случва!

Защо да чакате качеството на водата да спадне, преди да направите нещо по въпроса? Ако сменяте вода достатъчно често и в достатъчно голям обем, водата, която добавяте, няма да се различава много от водата в аквариума и така няма да предизвикате стрес на рибите си.

Често се твърди, че малките ежедневни смени на вода са за предпочитане пред големи веднъж седмично, защото осигуряват по-добро качество на водата. Видяхме, че това твърдение не отговаря на истината. Режим със смяна на 10% от водата ежедневно осигурява постоянно качество на водата, но много по-ниско от това при смяна на 70% от водата веднъж седмично.

Бележки под линия:

1. Премахването на 20% от водата премахва 20% от общото количество замърсители, което оставя 80% от замърсителите от първата седмица и 100% от замърсителите от втората седмица в края на втората. Повторната смяна на 20% вода оставя 0,80.0,80=0,64=64% от замърсяването от първата седмица и 0,80.1,00=0,80=80% от замърсяването през втората седмица. Можете да го кажете и по друг начин – 180% от едноседмичното замърсяване си е в аквариума преди втората смяна на вода, а след нея остава 144% (0,80.180%).

2. Игра на думи. На английски Единица Замърсяване (ЕЗ) е Polution Unit (PU). Авторът се шегува, че това може да се произнесе дори като “poo”, което в превод означава ако.

3. Ако биологичният филтър не е “узрял” или е недостатъчен, амонякът и/или нитритите също ще се явяват част от общото замърсяване.

4. Или в края на първия ден ще имаме x единици замърсяване, разтворени във водата. В края на втория те ще са 2x, на третия – 3x и т. н. Ако в края на седмия ден (7x) се смени половината вода, половината замърсители (3,5x) също ще бъдат премахнати, като в аквариума ще останат също толкова – 3,5x.

5. Изчисления за Фигура 1: Данните за графиката са получени чрез простото уравнение y = x + 10 при x >0. Ако използвате електронна таблица, започвате със стойност 0 в клетка A1. Формулата за B1 ще е =SUM(A1,10) и т. н.

6. Изпарението увеличава концентрацията дори повече, но за да са достатъчно прости нещата, ще предположим, че разполагаме с много плътен капак и изпарението е минимално. Всъщност заместването на изпарената вода с чешмяна увеличава концентрацията на някои разтворени във водата вещества, което е още една причина да се сменя водата, вместо да се долива!

7. Изчисления за Фигура 2: При стойност 0 на клетка A1, формулата за B1 и следващите 5 клетки ще е =SUM(A1,10). След това стойността на G1 ще е 0, а цикълът ще се повтаря за всеки 7 дни.

8. Изчисления за Фигура 3: A1=10; B1=(SUM(A1,10))*0,9) и т. н.

9. Точната стойност, при която графиката ще достигне асимптотата, зависи от това с какво закръгляне работите. Колкото повече знаци след десетичната запетая използвате, толкова повече време ще е нужно да се достигне постоянна стойност на замърсителите. Всъщност ако използвате неограничен брой знаци, графиката никога няма да достигне асимптотата. След всяка смяна на вода количеството оставащи във водата замърсители ще е незначително по-голямо. Разликата обаче между 1.10-15 ЕЗ и 2.10-15 ЕЗ е толкова нищожна, че можем да я пренебрегнем. Всъщност дори това не е съвсем точно. Не е възможно да сменяте всеки път точно еднакво количество вода. Ако в един от дните смените дори само с няколко капки вода повече от предния, това може да ви даде нищожно малко намаляване на замърсяването, а не също толкова малко увеличаване. Тези стойности обаче далеч надхвърлят нашите способности да ги измерим и със сигурност способностите на рибите да ги усетят. Помнете – кофа, а не пипета!

10. Изчисления за Фигура 4: Ако клетка A1 има стойност 10, формулата за B1 и за следващите 6 клетки ще е =SUM(A1,10). Стойността на G1 ще е =(SUM(F1,10)*0,3, а след това цикълът ще се повтаря на всеки 7 дни.

11. Токсичността обикновено се измерва с LC50, концентрацията, при която 50% от изложените жертви умират.

 

Време за смяна - математическо изследване на смяната на вода - част II

Автор: Дейвид Е. Боруховиц

В първата част от тази статия установихме, че малките ежедневни смени на вода създават по-стабилна среда от еднократна седмична смяна на същото общо количество вода, но за сметка на това седмичната смяна дава на рибите ви далеч по-добро качество на водата с много по-малки нива на замърсители през по-голямата част от времето. В продължението ще проучим въпроса за това какво качество на водата ще се поддържа при различно количество сменена вода. 

Колко точно е достатъчно?

Друг фактор, който ме мотивира да завърша това проучване, е често срещаният съвет, според който смяната на  10 или 20% седмично или на два пъти през седмицата поддържа добро качество на водата в аквариума. Срещал съм и противоположният аргумент – че да сменяте толкова малко вода е почти равносилно на това да не сменяте изобщо. Кое е вярното? Тук отново изчисленията могат да ви изненадат. Нека разгледаме няколко различни режима на смяна на вода, които започват от едната крайност и стигат до другата със стъпка от 10%.

Формата на графиките на режимите с 10, 20, 30 и т. н. процента смяна на вода ще е една и съща – разтворените замърсители ще се увеличават шест дни, на седмия ще достигнат максимум, а веднага след това, след седмичната смяна на вода ще са минимални, след което цикълът ще се повтори отново. Това, което се различава доста, е времето, необходимо за достигане на равновесие (максимално приближаване до асимптотата), както и минималното и максималното нива на разтворените в аквариума замърсители. По-лесно ще е да сравняваме тези данни в табличен вид, вместо да гледаме едновременно 10 графики.   

Количество сменена вода

Дни до равновесие

Минимално замърсяване в брой дни

Максимално замърсяване в брой дни

0% седмично

10% седмично

>242

>62

>67

20% седмично

182

28

34

30% седмично

119

16

22

40% седмично

91

11

17

50% седмично

70

7

13

60% седмично

63

5

10

70% седмично

42

3

9

80% седмично

28

2

8

90% седмично

28

1

7

100% седмично

14

0

<7

Таблица 1: Специфични нива на замърсяване, поддържани при седмична смяна на водата

Минималната и максималната стойност обозначават нивото на замърсяване, измерено в дни при достигане до равновесие – те показват какви биха били тези нива в същия аквариум, но оставен без смяна на водата за съответния брой дни. По този начин седмична смяна на 20% от водата ще поддържа в аквариума ниво на замърсяване от около месец. Аквариумът винаги ще е толкова замърсен, колкото новостартиран аквариум, в който водата не е сменяна един месец. Друг начин на представяне на това би бил да кажем, че в този аквариум винаги ще има замърсяване колкото са ежедневните отпадни продукти, натрупвани в продължение на месец. Разбира се, някои хора препоръчват дори 10% седмична смяна на вода.

Аквариумът с 10% смяна на водата не успява да достигне равновесие дори след 242 дни. Максималното ниво на замърсяване е над 67 дни, а минималното е малко над 62. С други думи при смяна на 10% от водата на седмица боклукът, натрупан в аквариума, винаги ще е по-голям от този, който се натрупва за девет седмици. И въпреки това някои хора все още казват, че режим с 10% смяна е добър за поддържане на качеството на водата! Някои стигат дори по-далеч, като твърдят, че 10% на всеки две седмици също върши работа. Това обаче определено не е така.

Както вече видяхме, при режим с 20% смяна на седмица се достига до равновесие след около шест месеца, като максималното и минималното ниво на замърсяване възлизат на около месец. С увеличаването на процента сменена вода нещата се подобряват. При 50% се достига минимум от едноседмично замърсяване и максимум от двуседмично. С други думи ако сменяте половината вода всяка седмица, след 10 седмици нещата ще се стабилизират, а качеството на водата ще е някъде между това на нов аквариум, в който водата не е сменяна една седмица и такъв, в който не е сменяна две седмици.

На режимите с 80, 90 и 100 процента е необходим само месец или по-малко за достигане на равновесие, като след това те поддържат нива на замърсяване максимум около седмица и минимум няколко дни или по-малко. Важно е да се отбележи, че много акваристи си мислят, че поддържат именно такова качество на водата с КАКВАТО И ДА Е смяна на водата – разглеждат индивидуалната смяна самостоятелно и смятат, че са осигурили на рибите си изцяло опреснена вода всяка седмица, като забравят натрупаното през предишните седмици. Е, трябва да ги разочаровам – трябва да се сменя не по-малко от 80% от водата на седмица, за да можем изобщо да говорим за някакво качество.

Като се вземе предвид, че подготовката на всичко за смяната на вода и после прибирането обратно често е това, което отнема голяма част от времето, се оказва, че смяната на малко повече вода не се отразява много съществено на разхода на време. Според мен ако се поставите на мястото на рибките си, ще разберете защо съм такъв фанатик по отношение на смяната на вода и защо хората, които препоръчват 10 или 20% смяна на водата на седмица или дори на две седмици, грешат дълбоко.

Кратко отклонение – газовете

След цялото това говорене за големи смени на вода е важно да посочим и един проблем – емфизематозата, известна още като газова емболия. Ако погледнете неотворена бутилка с газирана вода, ще видите прозрачна течност, но когато махнете капачката, в нея ще се образуват множество мехурчета. Това е въглероден диоксид, който е бил разтворен в течността, но е успял да се освободи, когато налягането е намаляло. Всеки газ или смес от газове, каквато е въздухът, се разтваря във вода по-добре, когато налягането е по-високо. Освен това по-ниската температура също увеличава способността на водата да разтваря газове. Ето защо бутилка топла сода отделя повече газ при отваряне от добре охладена – топлата вода не може да задържи толкова голямо количество въглероден диоксид, колкото студената, така че когато налягането намалее, газът успява да избяга по-бързо и в по-голямо количество.

Водата у вас, независимо дали идва от водопроводната мрежа или от частен кладенец, със сигурност е под налягане и вероятно е наситена с разтворен въздух (а в някои случаи – и разтворен въглероден диоксид). Водата във водопроводната мрежа обикновено е под налягане между 2 и 7 бара, като 3,5 бара се смята за оптимално налягане. Чешмяната вода също така обикновено е студена или поне по-студена от тази тропически аквариум. Това означава, че водата в тръбите прилича на газираната вода в бутилка – съдържа газ под налягане, който започва да се освобождава, щом налягането намалее (кранът на чешмата е отворен) и този ефект се увеличава, когато водата се затопли. По същия начин, по който мехурчетата в газираната напитка се образуват по стъклото или пластмасата, освобождаващият се в аквариума газ се появява като мънички мехурчета по стъклото, камъните, растенията и дори рибите. Това е МНОГО опасен знак! Но е само знак. Истинската опасност не се вижда – мехурчетата, които се отделят в кръвоносната система на рибите.

Количеството разтворен газ в тъканите на рибите е приблизително равно на това в околната вода. Когато водата в аквариума е наситена с газ (защото е била под налягане и студена, а и не е прекарала в аквариума достатъчно време, за да се освободи всичкият газ), това повишено съдържание на газ навлиза и в кръвотока на рибите. Когато мехурчетата се освобождават вътре в тъканите и органите на рибата, ситуацията много бързо може да се окаже фатална. Като водолаз, който изплува твърде бързо след продължително гмуркане, животът на рибата е в опасност. Също както и при водолаза, много по-лесно е проблемът да се предотврати, отколкото да се решава, след като веднъж вече е възникнал. Ако пълните аквариума с маркуч, използвайте силна струя вода и я насочете отблизо срещу стъклото, за да увеличите до максимум турбуленцията – нека водата ви „кипне”. Ако пък използвате кофа, направете разбъркването и разгазирането, докато пълните кофата. Колкото по-високо е налягането на водата у вас и колкото по-студена е тя, толкова повече ще трябва да внимавате за разтворения в нея въздух.

Преминаване на дневен режим

Нека накрая разгледаме какво ще се случи, ако правим ежедневни смени на водата. В първата част на статията видяхме, че сравнението между 10% ежедневна смяна и 70% седмична смяна по отношение на качеството на водата е в полза на по-голямата седмична, докато малката ежедневна смяна създава по-стабилна, макар и по-лоша среда. Е, голямата ежедневна смяна на водата съчетава най-доброто от двете. Понеже вода се сменя всеки ден, само 10 допълнителни ЕЗ се появяват между две смени на вода.

Количество сменена вода

Дни до равновесие

Минимално замърсяване в брой дни

Максимално замърсяване в брой дни

0% дневно

10% дневно

79

9

10

20% дневно

42

4

5

30% дневно

23

2

3

40% дневно

16

1

2

50% дневно

11

1

2

60% дневно

10

0,7

1

70% дневно

8

0,4

1

80% дневно

4

0,3

1

90% дневно

3

0,1

1

100% седмично

0

0

1

Таблица 2: Специфични нива на замърсяване, поддържани при ежедневна смяна на водата

При първоначалния ни пример с 10% смяна на ден бяха нужни 11 седмици за достигане на равновесие и това равновесие дойде при стойност между 9 и 10 дни на натрупване – стойността е 9 дни точно след дневната смяна и 10 точно преди нея.

Тези нива спадат много бързо, ако увеличим количеството сменена вода – при 30% равновесие се достига след три седмици с минимално ниво от два дни натрупване и максимално от три дни.

Големият пробив обаче е при 60% - над това количество рибите ви никога няма да изпитат замърсяване, по-голямо от натрупването от един ден. Както и при седмичните смени, дневни смени от 80, 90 или 100% водят до равновесие много бързо – само за няколко дни и поддържат ниско замърсяване (никога повече от един ден, а понякога и по-малко). Равномерното увеличаване на замърсяването през деня означава много ниски нива на замърсяване през повечето време, като максимумът е едва 10 ЕЗ.

20 литровият аквариум за астронотуси

Преди няколко години се замислих за често повтаряната безсмислица, че можете да накарате рибата да спре да расте и въобще да не порасне до пълните си размери, като я гледате в малък аквариум. Искаше ми се да покажа, че не размерът на аквариума, а замърсяването е причината за внезапната и ранна смърт на едри риби, отглеждани в прекалено малки аквариуми. Бях убеден в това, че рибите не притежават някакво магическо 6-то чувство, което регулира растежа на телата им според това колко близо са стъклата от двете им страни. Вместо това смятах, че рибите, принудени да живеят в малки аквариум, всъщност плуват в токсична супа, която им причинява лошо здраве, голям стрес, бавен растеж и ранна смърт. Бях чувал за изследвания, при които малки рибки са пускани в бутилка с тясно гърло и след това са оставяни да растат вътре, като им е бил осигурен постоянен поток чиста вода. Тези малки рибки станали здрави възрастни с размер, при който не било възможно да минат обратно през гърлото на бутилката.

Аз обаче не исках да стигам до такива крайности. Допуснах, че Astronotus ocellatus може да бъде отгледан до пълния си размер в едва 20 литров аквариум Но това изследване, също както и другото с бутилките, ми се стори твърде жестоко от друга гледна точка – нещастното животно дори не би могло да се обърне в този аквариум. Затова реших да пробвам друга идея – 12 астронотуса и голям сом Pimelodus в 280 литров аквариум, което означаваше число, близко до онези 20 литра на риба1. Започнах да сменям по 100%  от водата всеки ден, което прави 1960 литра прясна вода на седмица2. Според изчисленията по-горе аквариумът трябваше да достигне равновесие веднага, а максималното замърсяване да е това от един ден натрупване, докато минималното да е нула и да се достига непосредствено след дневната смяна на вода3. Придържах се към този режим ден след ден, като понякога дори сменях водата два пъти на ден само заради гледката на щастливите и доволни риби непосредствено след смяната.

От началото на проучването изминаха три години4. Имах няколко загуби поради инциденти (изскачане от аквариума) и агресия, но имаше и нови обитатели (никога не мога да обърна гръб на бездомен астронотус). В крайна сметка рибите изратнаха до пълния си размер, някои достигнаха над 30 см на дължина. Наскоро се наложи да ги разделя заради образувана двойка и увеличена агресия5, но вече доказах тезата си – можете да отгледате здрав астронотус в 20 литра вода при положение, че тази вода се подменя изцяло поне веднъж на ден.

Необходимо ли е?

Ако всичко това е вярно, как тогава рибите на многото хора, които сменят по-малко вода, не са умрели все още? С други думи какво ще се случи, ако не се съобразите със съветите ми? Животните, включително и хората, могат да издържат на най-различни ужасни условия, някои от които дори по-лоши от мръсната вода в аквариума. Оцеляват, но на висока цена. Всичко е въпрос на степенуване. Колкото повече вода сменяте, толкова по-добри ще са условията за рибите ви. Само защото могат да оцелеят, не означава, че ще искате да ги поставите при лоши условия. Риби в аквариум, в който се правят чести големи смени на водата, живеят по-дълго, страдат от по-малко болести и се размножават по-често и по-успешно. Много едри риби като астронотусите например, развиват специфично заболяване на главата и страничната линия (HLLD), ако смяната на водата стане по-нерегулярна. Много хора, които си мислят, че рибите им са здрави, всъщност дори не подозират колко свити и апатични са те в сравнение с това, което би трябвало да бъдат.

Няма ли алтернатива?

Съществуват методи, които позволяват да се поддържа високо качество на водата с по-редки смени на водата. Някои даже твърдят, че с тях нуждата от смяна изобщо може да отпадне6. Тези методи включват комбинация от най-добрата възможна филтрация, взискателно тестване, мощни химически филтърни пълнежи, добре преценена употреба на подобрители, много малко риби и интензивна поддръжка. Аз самият се възползвам от някои от тези методи в морските си аквариуми, тъй като там водата вече не е толкова евтина и леснозаменима, но дори в соленоводните си аквариум правя по-чести смени на водата от повечето акваристи. Ако живеех на пустинен остров, на който прясната вода е скъпоценна стока, а морската е леснодостъпна, щях да използвам сегашния си режим на смяна на вода в сладководни аквариуми за морските и обратното.

Най-важно е да се помни, че изборът не е между това да правим големи смени на вода или да не ги правим. Ако не искате да правите чести смени на много вода, ще трябва да използвате различни технологии и техники, специално разработени да се справят със замърсителите, които иначе бихте отстранили чрез смяна на водата.

В повечето случаи смяната на водата е най-лесният, прост и евтин начин да се поддържа високо качество на водата в аквариума. Когато правех първите си крачки в това хоби преди повече от половин век, общоизвестната мъдрост гласеше, че смяната на вода е нещо лошо. През годините обаче разбрах, че тя всъщност е нещо много, много хубаво. За мен най-голямата мотивация да правя смени на водата е очевидната възбуда и радост, които рибите ми показват след смяната, както мисълта в какво щеше да им се налага да плуват в противен случай.

Математическото доказателство

Успях ли да ви убедя? Надявам се, че е така. Темата за смяната на водата може да бъде описана с прости математически термини, а заключенията, до които стигнах, противоречат на много от общоприетите мъдрости в акваристиката. Няма нищо по-важно от смяната на водата за успеха ви с рибите, но не всички смени на водата са еднакви. Смяната на по-малко от 50% от водата на седмица не е добър режим, защото оставя рибите ви да живеят постоянно сред замърсяването от няколко седмици. Смяната на 80, 90 или 100% от водата веднъж седмично поддържа добро качество на водата в аквариума. Ежедневната смяна е дори по-добра, а 2-3 смени седмично също не отстъпват с много.

Ако сега опитен акварист ви каже, че малките ежедневни смени на вода са по-добри от една голяма на седмица, можете да не го слушате. Ако пък ви кажат, че смяната на 10-20% седмично или през седмица ще поддържа добро качество на водата в аквариума ви, ще можете учтиво да отхвърлите съвета. Но най-важното е, че рибите ви ще са здрави и щастливи, а вие ще сте успешен акварист.

Не е ли време да източите малко вода в канала?

Опазване на водата

Съхраняването на водата е изключително важно навсякъде по света, а съществуват и пустинни места, където смените на вода могат да са проблем. Но нека да погледнем как влияят екстремните смени на вода на средния воден разход на едно домакинство. Според осреднени стойности, публикувани в пресата, ако имате аквариум с обем 120 литра и сменяте 108 литра или 90% от обема му на ден, това ще е горе-долу колкото четири до седем пускания на водата в тоалетната. Равнява се също на:

Можете да видите, че дори при такъв усилен режим на смяна на вода, изразходеното количество пак ще е нищожна част от това, което изразходвате у дома.

Бележки под линия:

1. 13 риби в 270 литра (количеството вода в аквариума) прави малко над 20 литра на риба.

2. С други думи това е почти еквивалентно на отглеждането на 12 астронотуса в 2000 литров аквариум с ежеседмична смяна на цялата вода – подход, който според много акваристи би бил напълно адекватен.

3. 100% е приблизителна стойност – източвам вода, докато рибите не легнат настрани, едва потопени. Друго интересно наблюдение е, че рибите много бързо свикват с тази процедура, защото знаят, че веднага след това аквариумът ще бъде напълнен с чиста вода. Чакат спокойно, докато водата се източва и играят развълнувано в струята, докато аквариумът се пълни.

4. Това е любителско проучване, а не контролиран научен експеримент. Данните от него са анекдотични, а не статистически, но могат да послужат като мощен контрааргумент срещу недокументирани твърдения за връзката между растежа на рибите и размера на аквариума.

5. В момента имам 2 300 литрови аквариума, свързани с обща водопроводна система и обитавани от осем големи астронотуса, един млад астронотус голям сом и 35 сантиметро Dstichodus lusosso. Все още получават смяна на всичката вода поне пет пъти на седмица.

6. Вероятно няма да се изненадате, че изобщо не съм съгласен с това.

 

Превод: Боян Калинов

Източник: Tropical Fish Hobbyst Magazine, Ноември 2009

 

Информацията е ползвана от сайта: www.aquaportal.bg