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比較各種底沙系統
$ Y) \) l& N- r Y! J8 x I( a. n轉載作者：p' }! J( U1 m- i7 z
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L9 g- e" R" _, A7 L1 d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。
0 p8 o* N7 @1 C各種系統，各有奇技及局限。
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比較硝化作用 4 e, j) o0 P: K3 l3 Z* w
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 4 f3 i9 o8 E( | p/ j8 i7 z+ c
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是： & ^' o, B2 I6 B4 W
1. 沙樽。
4 {0 Y8 q! d) k! t, z2. 反方向底喉，是第二叻。 4 @( h* H8 f6 W2 a9 _
3. 底喉。 4 G2 d9 i! K% |) x' h. I; J9 V
4. 厚底沙。 7 d: g* r% ^9 O3 s6 z6 h
5. 充水層。
* C: y/ [5 f. u5 i/ u+ u8 L6 f6. 最差是薄底沙。
9 o) N, S/ h' t. v0 P: m9 W/ }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。 # b4 t7 j( g' v
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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。 3 j5 b' _8 V6 F
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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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。
) n; ]* A& B4 o, f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。 + w; p3 x( P" N' f* t; t
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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。
2 l2 \, G% B5 V, B& d; S, t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）。 8 O+ _$ {0 X6 }
雙方氧量的差別，是為potential difference。
, J: p. Z1 V. d T6 I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。
b! o6 e/ w1 c4 }& y' C# I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。
/ ?5 T( v2 b+ p5 u& _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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7 D* l( ~* l& K+ d) J8 V" t0 O比較H2S的產生
9 V* q! c+ c+ V" E, F5 D只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。
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) _( W% S& ?* j: E' ^' G比較化NO3的功能 ( S& @' ?% g+ x/ Q' d3 `: O
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。
d8 J5 h' C1 E' r. g7 L龍虎旁： # ^; y& ~0 u* d4 ^. b+ j2 a$ [6 @
" ?. J' T+ h/ q& C7 ~2 f1. 充水層，功能最醒。 ! _$ U4 o$ e, }
2. 厚底沙，第二叻。
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6 `8 |9 V7 j/ E" \9 M5 q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？ , `4 o2 n5 c+ A b
無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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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： 5 d7 E+ R* U5 I) z# K: `8 V" m% a
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。 y8 t8 H: H8 i/ {$ N
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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。
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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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* a6 V5 U1 C* {& b1 G+ n比較對缸水的影響：NO3污染度 & @7 P4 S& F4 {& L
誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
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( D: _- ]# ?/ U6 P% g6 }& y1. 沙樽，最勁。 9 f; q: H/ E7 G
2. 反方向底喉。 8 V: h. s; x4 ^
3. 底喉。 $ c! t/ a8 d& _" P
4. 薄底沙。! d8 g! [6 a) G; d9 Z1 e+ l
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沒有排名：充水層、厚底沙。
3 z) H! r: m+ s. U8 j- _4 w不會有直接影響：不鋪沙。 6 S8 P3 h( i. l2 t" a7 a8 L
0 ~" ~* ^ f0 k6 H% s9 [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。 1 i! P4 z4 |% v6 E' {9 l# L7 _2 P
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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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）。 ! k4 H& I% i! z! x$ d9 Q, }
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。
0 x/ z6 t+ b7 K2 P) w2 `1 \) u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。 % \+ }/ e( U; {
* _+ y0 F" Y3 S# e: A9 \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。 5 l9 ]% M$ W8 [9 F) O- ^" h& s
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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。 ( b) G" b: m, Z# e( |" R$ Q
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3 C" X( F1 [! k v A比較對缸水的影響：pH ! |. B; Q+ e7 U, r: w2 p# C6 }
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。
3 U$ ^/ o1 c1 z對缸水的pH有向下傾向力的排名： ; m9 C* P: F% |. ~2 V' r! ]
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1. 沙樽，最勁
1 I/ v" r5 j7 H2. 反方向底喉。
2 c# o/ p6 n5 z& h8 Y0 G+ \3. 底喉。
& v1 `3 p) o2 o4. 薄底沙。
( l$ W& H6 e" f0 a* N# d5. 厚底沙。
! ]7 b' c' j3 b- w6. 充水層。7 E2 P. q& q# V; @6 w- A4 p) ?
" C% q' t9 x- `( S' l不會有影響：不鋪沙。 1 i2 p( u# o/ d1 ?- `
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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。
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! @3 q( z' n1 i. V" W5 y" O薄底沙的硝化作用不及頭三名，所以冇出產咁多H離子。 & K# ?/ K8 U* H) I! F' o
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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。 5 [8 k) b3 A3 Y: G s+ p5 f* T6 |
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。 ! D6 q* \; k( S; N6 S; A5 l
; b+ Q+ {# y2 O6 ^) _( [% b8 _9 O8 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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! D# z4 H9 O$ U9 y9 F比較貯存PO4的能力
3 d, u5 m# v/ A) x8 c8 u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。 " k- F0 Q X* k5 i/ a
貯存PO4功力旁： ( \& F: H, w! |
3 }, W3 F7 _; _5 M$ p1. 充水層。
3 L( B* `, g4 r) F1 |3 L: A6 \2. 厚底沙。 7 O" m+ v# J. ^1 l/ I8 w4 }
3. 薄底沙。
* k) S! g' j1 H% F5 {- V4. 底喉。
( o, T6 J6 z* p7 f& x; H5. 反方向底喉。- }7 v! ^) v1 U' f
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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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# ~- a7 P w. b: q+ Z4 v1 x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。 ! Y8 A9 Q9 a- J* n2 M' c" l- n$ J
, ~+ O o( Z a6 f8 \/ m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。 % f3 f$ f1 ^% p7 A9 l% r$ p
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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。 5 v `: _0 o6 I2 d3 ~
" r) N, U5 m& z, L5 O# G沙樽內的水流更快，pH最低。 / `! k3 i5 E4 F- S
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比較打理麻煩度 ; c$ W$ _+ }: h9 ]* t
$ q* C! S; j% A4 K& j! A# D$ U" B1. 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。 8 [4 s- c3 o8 t4 q1 G! z. H7 @
久不久要清洗水泵，保持水速。 / w& B: H# ^. U2 M& }
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。
+ B' Z1 a, P( f6 }- {3 r久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。 ) n" g6 G# C' R0 m% f. X1 J! F$ b
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。 h$ z1 [5 [2 O5 e# X7 `& i P
久不久要清洗水泵。 - \4 ]0 Y e$ l- G3 E5 w
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。 ' O G- h! |3 G$ M' X
太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。
# ~, w1 p! Q" i" j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。 ( y, V7 `! p) c
5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾
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: r/ H$ X2 |6 E$ b% q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。 9 E" l' D4 ~" m4 b' Z( k: D
' y8 y2 X6 S& k系統升級
. T; V6 \7 c( {' D2 O8 a以氧為首。 7 s0 C6 [5 C4 L9 W, G7 J
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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; x/ E" V& n; L5 _- r* B* |' M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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! V: t- p; n' F' C" N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。 & ?: ]! f0 j' h0 ?4 T% r: c
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。 % z3 T- O( I; E# g/ P. \( o/ k
3 z8 m# X/ B5 q$ A1 d4 l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。
6 g& s8 f. h' F8 x! X- A" k: C" h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。 ' h1 [7 F, R1 \8 Y9 ], G
7 r+ A( Z$ |7 T1 _4 R# ?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。 6 j2 q( F( j/ Q8 ^/ h J
* N5 M+ v! q9 T2 a, b' E7 A* |: K' h n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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! n+ R+ u2 q& \ D% r' Y2 S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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8 ]5 \* y j5 t+ q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。 5 T" O0 _2 J2 a" o* U
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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。 # b* d' `6 ]9 c
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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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8 h) V7 `8 ?2 }% t/ q( A停電又如何 1 K" Z; J, D j- d( e p
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。 # Q: S/ _: U' `; C) o
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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。
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4 o" n9 s! @9 Q4 E沙粒的溶解
; ?" W4 `3 T4 f! E+ O1 u3 t1 s; ]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。
" C3 j+ P/ ]8 f$ E. _8 p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。 ' T" K7 o0 y1 b
& W3 J+ Y5 Z2 q8 d+ P. r- M0 q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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9 R' S% x5 k# I! ~9 W
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