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比較各種底沙系統
! q/ B8 F/ i3 W" l$ h& u: e C轉載作者：p& h3 ?9 s& X# X" m( o
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/ f2 b/ l+ A5 V0 `2 j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。
% }, j2 z3 K1 t4 u' p各種系統，各有奇技及局限。
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比較硝化作用 4 p8 e) a6 I; m; r
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 ( I7 @* a6 N: z
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是：
! s9 {3 B. n) H' C3 ?/ \1. 沙樽。
6 @0 T7 v4 x- Z8 N! K _$ S& V1 E8 Y2. 反方向底喉，是第二叻。 ' F" x" q: g' `
3. 底喉。
/ V( j1 E5 p% ~2 \9 ^7 {; ]4. 厚底沙。 ! |' O y4 o4 H# p+ |% W- z
5. 充水層。 5 E- e0 h) J* V# z+ }) P3 }
6. 最差是薄底沙。 . \: `5 u: L2 i/ W+ h- o& I. r
不鋪沙就直情無此功能。
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0 ~) f. f4 h* w% r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。 ; ~" U8 K" ?. V% W
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。
/ y9 G5 G0 M$ V) t9 k6 v, }' z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。
# C5 k4 V, {6 E6 n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）。
) g3 `0 i/ a i. {& o雙方氧量的差別，是為potential difference。
( @! V* v3 i# v! y7 x8 U) n( U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。 , p) [; G5 b1 I9 d
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。
2 O1 ^4 ~" [" O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。 # e1 p5 U: d. F: Q a. T! P! G
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0 I3 {2 `8 a+ D$ E% K比較H2S的產生
% N& u3 a0 s0 H) n5 g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 ' `; y% I `; v2 C- E
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。 - m) D( I0 H0 A: P1 M+ Y, j
龍虎旁：
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0 Z. R+ p) Q7 h3 R0 p" k5 }2 w& N1. 充水層，功能最醒。
8 T* n$ H# g2 x3 { q, L2 }3 M2. 厚底沙，第二叻。/ z" P$ R. D4 a. k1 A( Q) [3 R
( V' {/ s" u- \7 @. T- Q. T/ A) |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？ ) m/ f' b+ t; B5 M+ c/ d
無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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3 Y+ ~# U' V3 i2 ]' n/ q0 F( K5 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： 8 W# ^: l/ S" l8 J1 c; S
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。 & e- |2 c: M- @$ |
1 |, J5 W. H. T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
7 l7 |1 R9 \5 ^, Q8 l! ]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。 9 P7 ?5 k; e+ q( R5 d# l6 E
2. 反方向底喉。
. s9 T& j }3 M6 d; x: D3. 底喉。
2 B5 A: T7 n8 `5 R6 d% i' y4. 薄底沙。
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沒有排名：充水層、厚底沙。
, j5 V3 n% Q' X. S$ a不會有直接影響：不鋪沙。 0 i4 S* `7 x8 X6 d
9 T4 K) G( E' M2 k& i* ~5 Y' j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。
) M K$ H3 l- k x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。 ( q B. l4 y$ Y. k
0 e" M( s8 t% }" B& m8 l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）。 * b6 q! o7 n, _" F" Q6 @4 T% P( \
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。
6 G7 _% ]+ A, E: R5 X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。 5 A/ a l8 Z' F1 }
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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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' i) G1 ] s2 I- e7 r F% P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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比較對缸水的影響：pH 0 o2 E2 n+ K3 R' ]1 K/ `
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 n5 v f, o8 D$ U( O對缸水的pH有向下傾向力的排名：
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1. 沙樽，最勁 : ]4 @ g0 H# V- q# H
2. 反方向底喉。 7 B2 L# A3 d z3 |: C) E
3. 底喉。 4 }* c+ O: B3 W& R$ P# i
4. 薄底沙。 : e( ~! z/ x9 i9 u- C& Y! H
5. 厚底沙。
4 ^8 Z, A) a$ K% W6. 充水層。( W* Y8 Y- T* a) Y- \1 j
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不會有影響：不鋪沙。 % j) j. p _+ Y: A
) h" D8 V k* ]1 @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。 9 ?4 }5 G1 W; H" ~: X
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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。
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; c& }+ ?: }9 ~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。
" O a8 q. _: u: d) K6 |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。 ( ^, s: ^& }" H5 _6 ]' }2 c
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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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比較貯存PO4的能力 ; ?* s2 ]2 B$ ]1 J
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。 ! f6 c1 m/ _6 x, V: ?$ e
貯存PO4功力旁：
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1. 充水層。
+ L! D) ?" ?4 _2. 厚底沙。 6 `1 L* f2 y8 v. o6 S
3. 薄底沙。
0 m. v+ |+ ~& b2 N% @4. 底喉。 * d( P" ]. v2 ?! w! S
5. 反方向底喉。, L- L7 K' H! E) T
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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。 . X) e7 }7 x( U
" g) O, o. p2 C- X7 x8 S/ k. x5 M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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0 r+ B: B" e3 p0 A! A. P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。 / n/ o) @: k5 x
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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。 1 N& [+ t9 |/ ?, _" B; p l0 {
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沙樽內的水流更快，pH最低。 1 n0 ~% Y, R3 v! [# k1 @# S% h' t
; }4 _( L" w) Z3 x! n比較打理麻煩度
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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。
" u8 _+ p9 D. p. o久不久要清洗水泵，保持水速。 8 J4 w8 {( F& @ X9 r
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。 $ @7 `( m' M/ t# Y% C
久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。
, k- H! T9 q% [1 B2 h0 S3. 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。 - P. Z* F& Z& I( V* ?$ w( s' m" \
久不久要清洗水泵。 ' ]& ^1 X$ A5 l% x# I$ `
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。
7 U5 Z% g; O! q太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。
7 i& Z5 y% ^; b: d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。 3 s4 s; y3 j, H: m) @
5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾: `8 S. D* S9 g! z1 C; c) b/ Y
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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。 6 P( m& a) \1 e$ _2 |
- s* W2 ]6 E, l. K+ O h系統升級
# l: ~$ d- d- n9 w- ]3 w以氧為首。 & W( m; m( n" W6 D5 F4 D. e& C
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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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。 ' w7 w6 Y0 T; t( M+ F
! {. X, d6 L4 e3 p, s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。 3 \4 c q5 }- H+ 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。
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d3 E. z! d6 O# A {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。 3 C6 g, E4 J1 P; y
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。 ) Z/ _4 O h- @& C6 a9 D
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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。
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9 r4 J7 h: O0 Z( `7 ?' _9 ]: K8 g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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) _- H) Q: \, m% j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。 1 W+ @5 |0 S# }$ N/ z! r
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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。 6 X/ Y$ g3 ? t2 U0 _: z+ o
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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。 / c/ y2 f6 Z. a) {( T. i: O3 M
% O- o! l( N: p% C5 l0 Z8 t7 A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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9 @9 Q5 h( q, |! N* r停電又如何
8 H, c8 c% ?' q* p% n) O& |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。
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6 s. e5 L$ n' s) o; Z" J2 U) y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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( i! K: B: k0 o& M* p沙粒的溶解 # o" z0 S$ @! s, Y* L' @
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。 ! R% c2 C# C- i4 z
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。
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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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