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比較各種底沙系統
+ _3 M/ S, P0 |" \轉載作者：p9 ~6 `* l3 E3 t! e
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% N7 f M/ t1 B- w5 @+ O p/ K我們會研究的底沙系統有：充水層plenum，厚底沙dsb，薄底沙（鋪3寸以下的沙），底喉undergravel，反方向底喉（水由沙底入，沙面出），沙樽（液態沙床），及不鋪沙。
9 Y' ~9 }0 P& q4 T2 N! S各種系統，各有奇技及局限。
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4 r) t* Y* E3 ?" s比較硝化作用
. ]& q6 ]- ^3 }% N0 h即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 6 [& \# n- o$ h
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是：
4 Z: _/ N( V3 i1. 沙樽。 $ l# A1 e/ ]6 X' h, T. x. @+ I+ T: W
2. 反方向底喉，是第二叻。
! Z3 E1 n+ k2 q/ l- H* F3. 底喉。
% o* g( Z+ B9 r0 E$ M6 d- _4. 厚底沙。 1 O% S3 V7 k, @2 r
5. 充水層。
5 I3 P; |. F% g6. 最差是薄底沙。
% \ k/ h4 |1 L3 s9 q) v不鋪沙就直情無此功能。
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所有底沙系統中，硝化作用做得有冇效率，決定性的因素是運輸，把氧，NH3/4，NO2從水中運送給底沙系統。
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沙樽，反方向底喉，底喉的運輸核心是水泵，是直接，主動，快速的。
, P1 J4 `% R; d9 s4 h3 Q( `- X沙樽做得最好，是因為沙粒在樽內漂浮著，這能用盡每粒沙的表面，不像其他系統的沙粒，層墊時便減小了表面面積，及減慢水流。 1 S/ L% [5 n: g# {
9 J( R! w! \# u) r反方向底喉由下層入水，這樣，下、中層是足氧的。上層貼著缸水，因而也有氧的供應。所以它是第二叻。 6 i# U/ F6 i1 q" v0 ]) ^8 ~% g$ `
底喉卻由沙的上層入水，這區必夠氧，但上、中層的硝化菌把氧用得八八九九，下層便不夠氧了。 1 D' i+ o; Y0 A' D
2 f# l+ B- b# {* v
厚底沙，充水層，薄底沙的運輸，非靠水泵，是靠擴散作用。擴散是什麼？做個實驗便能解釋：你在一間房，點起一枝煙。煙由香煙散出，散到房的空間中，就是擴散作用。這運輸方法是較不直接，不主動，慢的。
! B5 b* W* y8 [! U; Q底沙系統的含氧量，會影響擴散作用的速度。底沙的氧量，越是低於缸水中的，水中的NH3/4，氧，NO2擴散到底沙的速度便越快（但怎快也不能跟水泵相比）。 * l& P. ^' j, C5 Y
雙方氧量的差別，是為potential difference。 ; Y+ i* ?; d! X: E: M
厚底沙有微氧區、無氧區，所以整個厚底沙的總含氧量是最低的，因此它排第四。
6 Y4 j: b1 r; P2 k0 z充水層系統冇無氧區，只有帶氧區、及微氧區，所以總含氧量不及厚底沙的低。
4 s8 f Y ~6 m2 e8 ~薄底沙系統只有帶氧區，就算底部有微氧區，也只是薄薄的一層。所以總含氧量不及厚底沙，充水層的低。
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比較H2S的產生 # |6 A" d7 n$ U- s
只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 # d" V2 ^; l; A# }+ [6 C2 l; L* r
( E0 q/ k; i9 v( K, }/ f比較化NO3的功能 & w H% J8 @/ i
即是脫氮作用，是把NO3化作N2。有關的菌要在微氧環境下工作，不是帶氧，也並非無氧。
) y) x+ E" e: i. z$ R- |& u4 W龍虎旁：
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, B0 ?$ V! Y! |1. 充水層，功能最醒。 & u" }) G* h7 q. a7 M
2. 厚底沙，第二叻。
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# y- J& F, S+ |8 z" Y/ R9 d無排名：薄底沙。它的功能很低，或無，蓋其厚度未必能做出微氧區；就算做到，也只是薄薄一層，能給幾多化NO3菌居住？ , ^1 D, y9 q& }
無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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2 M2 h# [2 h" u充水層的英文是plenum，即是指埋藏在沙裏，底架內的空間。這空間沒有沙，只有水，重點是那裏的水中，署貯著氧。氧會慢慢擴散去微氧區，來維持，做就該區。所以其微氧區的體積是最大的，最穩定的。它的化NO3功能最出色。充水層的氧從何而來？就是由脫氮作用而來，整個作用是：
4 G9 v7 o8 I7 kNO3---->（化成）NO2---->N2O---->N2。注意尾二的N2O化成N2，個O就是氧，去了邊？就是擴散去了充水層內。 . b7 |- @) S, N9 ?/ O2 h! J
0 X% k& k' j1 r6 E. F4 @5 C% r厚底沙因沒有充水層，所以其微氧區的體積較細，難掌握，也易受外來環境的影響，並不太穩定。 ( c c& z; j0 g4 }4 |- X$ I' R
2 {6 p1 v4 F9 Z0 o$ x4 }- q反方向底喉，沙樽，底喉在硝化上的成功，暗藏了無化NO3之技，充足氧氣仍它們的兩刃劍。
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比較對缸水的影響：NO3污染度 , i9 A! m$ Z& L$ X! k& e
誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
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1. 沙樽，最勁。 2 }: z5 O; @. [
2. 反方向底喉。 & U. I1 C8 C& v% O) i$ b
3. 底喉。
: ~" P0 Y7 h6 m) a m4. 薄底沙。
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3 i# v5 ?& }& |; Q2 _* I沒有排名：充水層、厚底沙。 1 P$ |5 E( z- e! u- i
不會有直接影響：不鋪沙。
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1 c. d' P- n6 p! e頭三位的名次，是跟硝化作用功能的排名一至的。底喉，反方向底喉，沙樽不只無化NO3功能，更因它們的硝化作用太有效，而且流經它們的水流越快速，通順，製成品NO3便越是沖哂出來。三巨頭有「NO3工廠」的花名。使用這3種系統，缸水中的NO3必會較高，要用其他補救方法，如換水次數頻密些，其他器材等等。 7 {- v' K* e# Z( w& F& ]
如果淡水水草缸用底喉，反方向底喉，底沙 /泥中的養分，便會不斷地沖出缸水中，植物的根部就吸收得不夠，反而缸內的藻得益不少。
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2 C2 j R1 [" C' f* C充水層、厚底沙有化NO3功能，又沒被水流貫穿，更有貯存NO3的能力。其沙中的含量，是會高出缸水中的很多。以充水層為例，Bob Goemans博士的魚缸內，水中NO3之含量，跟沙中的比例約是8比18（個個魚缸不同）。
$ W3 q2 Y7 g" c/ ^4 J充水層、厚底沙還有貯存NH3/4、NO2的功能，等於水中的含量便小了。 ; f- \1 R7 [1 W$ h
貯存著的N氏三契弟，是在排隊等候被處理，所以貯存量不會無限上升。若缸中情況有變，如加多/ 減小幾條魚，系統會慢慢自動調節，除非太多生物，負荷不來。
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薄底沙，較低硝化力；小或無化NO3功能；有些貯存功力（因較充水層，厚底沙薄）。結論是缸水中N氏三契弟的總含量會較高，NO3影響度排行臭四，且會有相對高的NH3/4，NO2，NO3在水內。
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! ` X% B$ u6 o7 k& |5 z1 y不鋪沙就所有的三契弟都在水中。再用剛才Bob Goemans魚缸的比例去看NO3，死數計算，缸水便含8+18=26了，比他的充水層系統高26/8=3.25倍。
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6 O3 R1 c, F* c, e2 w- |: O比較對缸水的影響：pH l1 s& ~' U" ]3 o- L+ U9 F: C' g
跟硝化作用有關，因此作用的副產品是H離子。硝化得越有效率，越多H離子出產。pH數藉，就是計有幾多H離子，越多，pH越低，即越酸。 4 o' h/ H: ]8 r# B9 u! y, b7 Z
對缸水的pH有向下傾向力的排名： 3 { a) W% X, ?# z% n# e5 Q
# _/ ]2 ~0 @: t1. 沙樽，最勁
8 T( \+ q F: M4 |3 q% ~2. 反方向底喉。 . Q) Y9 i5 }( s% u4 m5 _ Y
3. 底喉。
4 r, {6 B* t& H9 I) {# }! ^; B& k U4. 薄底沙。 & p: e6 C9 `( }
5. 厚底沙。
8 F, h0 W1 L/ f: j4 d6. 充水層。, N0 d& K2 |; T, O' T/ H# O
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不會有影響：不鋪沙。 % @/ v5 i: T, m6 Q
+ S' x/ O! X, L6 d+ K3 x第1至3位，與硝化作用功能的排名一樣。再者，沙樽的水流最快，沙的阻力又最少，出廠的H離子拉肚子般沖出，因此，其影響力最高，最快。三位的影響，在換水不足的缸中，會最明顯。 ; m5 S/ ]5 I% F. @3 S7 ?
2 y' O: s( t: ]; F. J. Z薄底沙的硝化作用不及頭三名，所以冇出產咁多H離子。
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6 f( D+ ~- o* k& G" [1 k O- K: m化NO3作用與硝化作用相反，會使pH上升。充水層的化NO3作用最優，所以酸鹼的中和，比厚底沙的多。Bob Goemans魚缸的充水層系統，上下層沙和充水層的水都是pH7.6，這與缸水的pH有分別，便有點影響。厚底沙會較充水層酸一些，影響力大一級。
6 Z% {; b4 W* T, ]; ^水不會快速穿梭於厚底沙、充水層、薄底沙，所以H離子有時間停在沙中，會溶化一些沙粒，這又有酸鹼中和作用。 % o" x N7 L" e8 x2 n+ f# Y
2 {1 a2 V: h* g% L, A, ]7 |第1至6位的系統，或多或少對魚缸有酸化的傾向。不察覺，是因為缸水中的鹼性alkalinity在秘密工作，有緩衝作用buffer。這是消耗鹼性的。通常有足夠的換水行動，鹼性能夠被補充，或魚友自行保持著鹼性。 & W% t( S, D- i6 t3 g- M! j
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- x- j# n( q: B! `6 j2 Q) H, e比較貯存PO4的能力 + w* {7 V& t! v8 `% c
貯存力愈大，等於水中的含量便愈小。但只是暫時貯存在沙粒表面，所有底沙系統都不會處理PO4，它會慢慢溶回水中，部分則被沙面，沙中的藻吸收。 / B3 u1 B& a6 M9 G' ]# n2 u6 `) _
貯存PO4功力旁：
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1. 充水層。
4 y/ J$ f8 r& P" |2. 厚底沙。 $ f$ D/ @* a3 M( ~! e
3. 薄底沙。
; h- k- G3 Q. v* E4. 底喉。 4 y/ i; z0 V; `" v6 _3 V9 n
5. 反方向底喉。
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冇此功能：沙樽，不鋪沙。沙樽多數用矽沙，有說會放出diatom藻的養分silicate，有說不會。
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充水層、厚底沙中的PO4含量，是會高出缸水中的很多。前者的pH比厚底沙高，令溶回水中的PO4較小，較慢。
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" V* y& b* n! X. |! e7 k1 X/ u薄底沙比前兩位薄，沙的數量較小，pH又較低，所以貯存力較弱。 4 |, n! v! w0 ]9 `8 M
! s: ~: p, w* D- y底喉、反方向底喉水流快，部份PO4未黐到沙粒，已被沖走，因而貯存力低。底喉之硝化作用低反方向底喉一級，pH高一點，所以排名第4。
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沙樽內的水流更快，pH最低。
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) p! J8 f T5 g1 M/ r比較打理麻煩度 2 \5 E% ?$ S( e0 S! a( g# K: d
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1. 最煩是底喉。要經常局部洗沙，因垃圾會被拉入沙層中。洗沙也能防止菌的生物膜把沙粒黐在一起，降底水流速度，及形成死位。 3 G4 o; Z- R: R& \1 s1 [4 _5 [; m
久不久要清洗水泵，保持水速。 - J" G" S z* r+ R6 H
2. 反方向底喉。一定要在水泵入水位，用棉來過濾垃圾，否則底部的沙會藏污。棉起碼一週換一次。
3 V7 u; W, @2 m+ K+ E2 Y久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。 6 s. ?- U% X' Y
3. 沙樽。一定要在水泵入水位，用棉來過濾垃圾。棉，起碼一週換一次。有棉便不用洗沙。 % {" j5 h( i! j8 c
久不久要清洗水泵。
_6 T$ e! `& I9 H6 N4. 充水層、厚底沙、薄底沙。成熟後，若正確運作，沙中的垃圾是不會過量的，甚至非常小，所以不須洗沙。這行動反而會傷害到沙中的小蟲，小動物等。
: c& P& c2 K, a9 C d+ f9 T: W太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。 8 X9 A7 N& ?* C
日子久了，沙粒也有黐在一起的機會，那就局部攪沙。這情況不常發生。
1 [: J! r4 h0 n0 X5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾
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無論缸底有冇沙，都要有足夠的清潔隊，如蝦、蟹、海星等；水流夠的話，垃圾有機會被吹起，被過濾系統格去；有垃圾，要清除；不鋪沙的缸底如果太多藻，有藏污功能。不太多，有吸廢物功能。
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系統升級 1 `8 M6 g. i2 O+ |2 G
以氧為首。
2 n6 a- F, A7 I4 H: p以擴散作用為重心的充水層、厚底沙、薄底沙，缸水中的含氧量，與沙中的含氧量，兩者的差別越大，便越有potential difference，擴散作用會越佳，系統的效率便越出色。我們不能控制沙裏的氧量，但能使水中的盡量高，來拉闊它們的距離。 ! \. f. h% V. o d3 S. {
9 T, q6 J: @& [8 F" j5 H$ @用水泵為重心的底喉，反方向底喉，沙樽，如果缸水有充足氧的話，泵去系統的水，也會夠氧，功能因而升值。
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要注意關燈後，藻、共生藻、植物都會消耗氧，珊瑚數目爆棚的魚缸為甚。我們建得各種底沙系統工廠，當然要它24小時也在最高狀態。任何時候，盡力保持約7ppm的氧量。設備一些晚上才開動的水，氣泵能幫一臂，泵不怕會增熱，因燈已關。
& k0 d6 N6 } R, ]水溫高時，水的含氧量會下降，應留意，不要使夏天時，底沙系統的功能打了折扣。
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: o6 m! w$ G3 m& M6 Y沙樽的水泵，如用會噴氣的泵，有升級效能。要小心調校噴氣量。把噴氣量從零，慢慢校大，硝化作用的效率會隨之而逐漸增加。但校大至某一個位，再校大噴氣量，效率反而會隨之而逐漸減低。理由是噴氣量多了，使泵水量下降；及太多水泡阻礙水流等。調校噴氣量，硝化作用的反應不會即時變更，應慢慢觀察。
1 D! f* @) }' D1 F6 H- J; u不要把先經其他硝化系統（例如濾桶）的水，駁去沙樽，因先前的器材已把氧用了很多。 7 Q [& U" ?* i
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沙樽，反方向底喉的水泵，其入水位應低於缸水水面的2寸，或以上。因上2寸的缸水中，含大量的有機化合物，把它們泵入系統中，便會刺激處理有機化合物的菌的生長，牠們會霸佔了硝化菌的居所，和氧，也會使系統內變得太酸，影響硝化作用。上2寸的缸水，最好是泵到專負責處理有機化合物的器材，如化氮器，碳。 1 k% y! l/ j p/ n% r
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相反，底喉的出水位則越近水面越好，因打出的漣漪，有增加水中氧量之力，也能使CO2升空，降底酸性。 $ P ^& r4 G: ~1 i" O- b3 d5 @; J
4 d% P" `9 ^" {/ ]$ F充水層的充水層底架，在黑暗環境下，會奏出最高效能的化NO3工作〔Bob Goemans, 2000〕。如果在魚缸玻璃的下方，見到充水層底架內的空間，那就不是黑暗環境了。此底架可以打做得比魚缸的長，闊，各短半至1寸，那樣鋪下的沙，便能包圍底架的四邊。也要留意缸的底部是否透光。
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種植有根而局部生長於水面上的植物，會令厚底沙的功能，全方位地升級，請參巧 < dsb厚底沙的缺陷and奇妙破解理論>一文。 8 U2 n! m4 u1 j. g) E+ f1 [* D# N1 ~
. O$ E0 V+ [1 V5 ], y沙中與水中pH的差別，也會影響充水層、厚底沙、薄底沙的擴散作用。本來差別愈大，愈佳，但我們不能把水中的pH盡情提升，唯有力保不跌穿8.2-8.4。也要注意不開燈時段的pH下降，珊瑚數目爆棚的魚缸為甚。 2 h( W0 `4 r; m- @& l9 E
- H4 h, ]/ b7 j! F7 T充水層、厚底沙、薄底沙，約一年一次活化沙行動--加些新活沙，活石，希望補回沙中死了的小蟲，小動物等。 ; v9 i" E* J. H/ n- Y/ ~; A( _
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反方向底喉、底喉、充水層、厚底沙、薄底沙的效能，與沙面的外露面積成正比。不要放置太多活石，珊瑚在沙面。
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停電又如何 . z4 n; |6 R* h$ a5 K
冇電，便冇水流、燈、氣泵等充氧功能。氧不再供應到缸水，但飼養的生物，硝化菌等菌，卻是繼續吸氧的。氧的消耗，今次以魚類數目爆棚的魚缸為甚。應加派一個吊命氣泵。但就算有此器材，反方向底喉、底喉的底部，氧氣是鞭長莫及的，那處的硝化菌會先釘蓋。時間太久，或有可能產生毒素，比方H2S。長時間停電後，要留意水質，作換水之準備。 7 n9 t. v' r1 {
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沙樽一停電，便與缸水隔絕，因而硝化菌等菌不會跟缸內生物搶氧。只是樽內的菌，會受缺氧之苦得比其他底沙系統快，全體受影響，而不是兩種底喉的局部。有可能產生較大量的毒素，如H2S。如早知將冇電，就關其泵，開其上蓋，放入氣石。 ' q- l& u K" c, ^& j- z: X
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沙粒的溶解 5 m0 n! Z2 R u% r f4 n
假設裝置正確，打理得好，長線最大的問題是沙粒的溶解。Aragonite 沙在低過pH8.2便開始溶化，其他鈣沙，如calcite低過約pH7.8才溶。沙的溶解是慢的，長線才會發覺底沙系統變薄了，導致功能弱了。 8 }/ Z+ V/ p. q( i
除充水層外，其他系統只須保補沙粒便成。不過不要一次過加太多沙，這會使沙中的原居民突然住低一層，會影響沙層的各區。分開幾次，薄薄的遂層遂層地加，或遂個地段加便大吉大利了。 ) R* S+ N+ J9 |) r! H
0 |8 W2 U) c& R+ M" q ?8 u
充水層最煩是在沙層中，設有網，因而使你加沙時，只加到網上的。網下的沙慢慢降底，會出現細波大胸圍現象----離哂罩。解決錦囊是在網下的，不用Aragonite 沙，以減低溶化速度；不用網。但不能養中度或以上的番沙，鑽沙動物；用Aragonite 沙，就不要加太多strontium微量元素，它會加速溶化度。講究的話，calcite沙也分為高含鎂量沙（HMC），及低含鎂量沙（LMC）。後者溶得更慢。 |
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8 m* O6 G1 V7 A! i
