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比較各種底沙系統
4 c/ J: ^( L$ n1 V8 a$ Q S轉載作者：p
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8 x8 h- x# b6 N! U% S3 o! M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。
$ W. k1 `6 l/ U# R' ?各種系統，各有奇技及局限。
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$ g) w1 Z6 T; b @4 l% T+ i- a比較硝化作用 & Z( Z7 X2 v* W! i$ y: w1 J
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 & y$ m; G) n# P
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是：
/ N1 V6 V _& r+ w1. 沙樽。
8 S8 y. b" Q! L/ n4 T! u2. 反方向底喉，是第二叻。 , l+ ~% W* t: y% ]
3. 底喉。
# j' T( H& s7 }" x$ ^0 I4. 厚底沙。 % v- Q% K" L2 N: u9 Y. ^ F
5. 充水層。
! {; t; |5 o* W V1 Y5 H6 p. ?6. 最差是薄底沙。 % R6 d6 e: F) H4 x7 |9 r; b$ f
不鋪沙就直情無此功能。 - [/ v' g, G5 r) H& g
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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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& C. q* h, K9 n9 ^5 x+ a8 \: Q3 w& v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。
$ k; }& X7 h" k3 ~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。
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) B1 L& f0 K! i$ d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。 ' v0 o7 C; H G$ r' Q6 n _! ], X
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。
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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。 : |: {! F+ i2 `2 w
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）。
# p! F+ p) T! r1 J雙方氧量的差別，是為potential difference。 6 v0 h, ~6 J& x3 q# l/ p" Z7 |
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。
8 e" l0 z* y/ C1 ]* R4 `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。 , }# |! O" {7 z# J% N/ V1 c
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 ; ^1 }- p3 W R9 p e
只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。
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比較化NO3的功能 9 ^" Y' h+ Q+ X
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。 ( M7 U, u! p' e; p/ h, U
龍虎旁：
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1. 充水層，功能最醒。
7 U# H! x; F& l3 n% [. o/ q8 _2 e2. 厚底沙，第二叻。
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% A5 w$ Q0 W' O4 b$ D4 _' O9 O) o; g- u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？
5 D7 J, }% R& T5 E; b/ B* E無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。 9 R; Y6 n; ]+ n, ]. ~8 l# p" h4 T. s
L; f! E5 m! \8 T2 p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： 3 s1 i9 `, G. S+ @0 l) U7 o
NO3---->（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。
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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。 / Z( w$ @0 G; C
4 U4 {; ^; C5 f+ W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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5 q' z; q3 w/ \8 M6 w比較對缸水的影響：NO3污染度
; W3 k9 z% ^- q( y0 g$ t$ J! \7 c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。
( b( [& F; I4 S2. 反方向底喉。
+ [* F/ o! o- N9 N) F0 L. ]5 {1 a3. 底喉。 2 O% k" e, E0 M8 o0 B1 O5 {
4. 薄底沙。. T: b$ a; ~$ b L
" M4 w' m* A X沒有排名：充水層、厚底沙。
4 `3 U, O& ^' R; ? T1 s) s不會有直接影響：不鋪沙。 " a! f) T0 ^, d8 J; H4 v
3 k/ j: X, u' W# _" S+ `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。 * z' d6 L% H- ?
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。 : C# P: L3 k$ g. B
6 t0 v% r! u2 M# G2 R4 X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）。 ) }* Z& N& G* Y! g2 q5 U
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。
; Y" p4 x, X& Y$ [+ C& v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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. i. D# t7 _8 u9 W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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0 `! n6 h; B4 |1 @$ q& N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。 o" q( a5 B) ?5 U( \
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6 Y7 h) f3 O. \- j( V比較對缸水的影響：pH
) Q0 e5 P) c$ K2 h; Z* W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。
* Q5 u1 @0 o0 m- g7 U6 G5 Y對缸水的pH有向下傾向力的排名： : ?4 F: |& \# H. `! x2 W2 U! i
$ ]' N4 t. }' M" Z2 Q1. 沙樽，最勁
; |' P! ^8 d( f8 A4 @3 d9 C2. 反方向底喉。 % _: j2 V" S5 \' n
3. 底喉。
( _& h* L! s; K5 o% h) e# P9 P4. 薄底沙。
" o% M2 k! f- w% ]' u! u5. 厚底沙。 - \( u$ n! q' S" w
6. 充水層。3 r n( T- P* S
x. N& `6 |9 o% m+ [( D不會有影響：不鋪沙。 - Y% }, q" y* x" Q9 x8 m. n+ o1 V& I6 ~
/ o# E/ R" w3 ]) ]- y; I9 r- ]4 ~* `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。 ( V! `# C" u# j4 P. |5 N$ s
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薄底沙的硝化作用不及頭三名，所以冇出產咁多H離子。 6 E c6 l8 r- R0 N0 r( ]
3 m! `3 ` o. i% J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。
* w8 t/ r( [6 O, _$ N6 H7 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。
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$ s" k) |' h! o3 Q2 D* N& i- Y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。
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1 e: z/ i2 o: d6 u比較貯存PO4的能力 + B( G* H& Z3 z9 m
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。
1 m* N' _0 |: g貯存PO4功力旁：
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* ~2 [8 s( k1 `0 E1 Q$ E3 G1. 充水層。 & l5 n4 u" P: B% x
2. 厚底沙。
+ }: V# P+ X! D5 T2 o* S3. 薄底沙。
* r) [+ y3 V" R$ b- w8 {4 [3 e4. 底喉。
( z1 u% K) X$ z" L/ x5. 反方向底喉。% z Y& D; J& E
9 W. c; R% n ]* a; S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。 + X/ ^# u6 ^) E/ ?
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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。 ! R. G* d- r9 b; S3 a- |
$ B' H8 n6 U2 }" S0 G2 F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。 # V4 c+ q1 \1 _
1 m/ R# c4 U7 y( c4 A! f- c% {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。 8 {* z1 C3 D. e) |7 m1 V
I, X5 V- e0 U沙樽內的水流更快，pH最低。 9 c! B* H9 \5 Y- A
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比較打理麻煩度
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( V; ?' c$ S0 y3 u, M1. 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。 ' u W! t: r3 x, V* n) e. I$ D
久不久要清洗水泵，保持水速。 - l0 G9 M' T, E# j O
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。
. P$ F2 P7 M- d' G% D8 e久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。
) v# x( x" f* V1 u: x& l/ t3. 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。
. x- I8 x+ ^; c0 l8 z% n久不久要清洗水泵。 2 M( L. E/ o9 E
4. 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。 2 H: J5 |) x; j1 w! ?: p( Q4 q6 k
太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。 , y8 r2 H8 z' w2 w
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。 , W/ z2 a: i& B
5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾# ?+ G* Z4 ]; O. @ K- W
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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 7 ` }6 B1 V# a9 c
以氧為首。 ; E8 [( q1 h5 ~" v8 r8 ~
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。
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* v5 x1 U2 H/ P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。 - O* O; C; A4 ?$ K4 I V; g$ b! y% ?
' T6 Q! [8 ]1 g6 T. R$ o. P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。 & u9 v9 P+ p" V6 R3 v; {
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。 1 \0 Y$ y6 v7 L) C6 Y
$ ] s/ V/ j4 ^& c5 O! o! g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。 : C- b7 O9 [! \3 o2 I- D1 R
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。
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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。 ) E" z+ s, _) M8 W$ t
* P8 ]! E" v ^% ?3 y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。
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7 j* I5 V! ~8 ~$ L* `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。
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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。 I6 M5 s& f1 ^
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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。 ' i6 Y( F2 l9 d: B7 \$ ^2 M
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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
4 B1 R6 ~' r7 J% a$ t& i9 @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。 2 J, [- u p0 n9 ^
. {2 K7 R6 _) c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。 4 ]. H4 X( p! f
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沙粒的溶解 : |& A! x8 n! c( h
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。
5 J2 s" \" i9 Y- |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。 + L( l' L" ~; b
/ D/ ?; f3 x9 b6 \" r. r
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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