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比較各種底沙系統- p. C. }. U; U5 {- O+ D+ J
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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。$ I& D3 Z+ p6 q/ g
各種系統，各有奇技及局限。2 j5 V( ?5 Q. R8 j& [
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比較硝化作用 $ N6 u; p' L' A& d
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 ( x' F% o0 y9 Z) F4 G: v" {/ t
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是：
) G) J7 n9 Q5 T; ?4 d1. 沙樽。
4 Z& }, g. k x- S4 ?4 m6 I2. 反方向底喉，是第二叻。 - o1 d& \6 Z, ~0 ?5 u9 q
3. 底喉。
7 F0 B. m O: E" K& c4 K4. 厚底沙。
. {4 C, s4 W( Z+ S1 G9 h5. 充水層。 ' Q# f- n! Z) C& t- W
6. 最差是薄底沙。
6 d: {5 D# K+ a* K7 L q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。 7 G3 F8 A0 g5 `# r* w* } Z M. ^
# p& k# Q8 U, l0 ?3 W0 q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。
( |# _) y L1 l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。 - p& [. V- a: Z8 V+ `
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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' k o" O9 u q3 J$ M7 m5 e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$ F0 V6 ~! Y( }+ B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）。 0 Q6 {0 m/ n4 D5 H) Y
雙方氧量的差別，是為potential difference。 6 A& ^2 @/ S2 Z
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。
9 s6 M; _2 D) J, A5 Q& ^7 w3 s, f7 G {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。
* K7 ~. d( V4 T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 8 }9 Q _; F6 b0 t& z2 O
只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 : d& ~6 w) S/ d4 m7 m
8 C5 L$ H3 e$ j8 y- [- ?/ @- h比較化NO3的功能 0 @+ b9 ~& T, d4 v7 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。
' U+ n/ o V5 X& p龍虎旁： - m3 P' ~0 G4 x" D
. K" V0 @9 Z% N* A- }1. 充水層，功能最醒。
) j- J, q1 J6 `1 A' v7 G6 j$ A2. 厚底沙，第二叻。/ B' J( ~; \ j$ {; t5 J2 v. C
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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 P1 F& n# o1 P# v
無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。 # A! g; p, e* u. O* Y
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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： 3 v6 C# B: T# O, T% O! 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。 ]1 `) q2 A( Q" P4 J
. z% x( O% O5 |) m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。 ( Y: A. r8 I. Z
3 W' F& b/ H$ x# Y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。 % u" Y1 L0 G% G, p3 S0 X
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/ k H4 r5 b, t& G: c3 @9 f! A比較對缸水的影響：NO3污染度 " C, F$ ~+ y& K+ g# L
誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下： $ I" Q7 } H4 I& ]0 T
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1. 沙樽，最勁。 3 G1 `& q5 H9 \7 ? o+ c$ e2 e
2. 反方向底喉。 ) Z+ g" U! z1 k* k' [
3. 底喉。 9 Y4 H& b! O' w8 P6 h# v
4. 薄底沙。* I1 @2 V6 C) ~) x( |$ P" O
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沒有排名：充水層、厚底沙。
; l1 m+ ]! G% V& j不會有直接影響：不鋪沙。
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6 ?1 x. C6 Z& A$ w5 _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。
3 }! t/ I8 X- n* l3 t, b1 i9 a# k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）。
" M8 d# q5 Z5 d, k% R& T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。
9 a" w. b. C7 C6 U+ l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* m' m6 p2 M$ n4 Z9 d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。 - I) A/ c+ \6 \
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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。 , Y- y, G# s% x) t
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比較對缸水的影響：pH
# }- h1 S' f+ y2 z8 _* t p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 n$ B2 U2 ` H! J1 `, Q
對缸水的pH有向下傾向力的排名：
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1. 沙樽，最勁
; ^/ ^$ x; o9 h" c2. 反方向底喉。 5 C' y0 G/ W! J5 _
3. 底喉。
7 s4 L& ~/ Z+ u, K$ L+ I4. 薄底沙。
, G0 Q) o8 z8 a4 E4 G5. 厚底沙。 ' z/ [5 ^0 d# C w2 ]+ y, H* d
6. 充水層。 Q1 p% ?0 l1 u5 T" ?. u
0 i+ n! c& b' \+ }1 F不會有影響：不鋪沙。 5 r% t" h- q2 h; V9 s5 n
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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。 " Z) m3 U2 |$ P$ E5 G
8 ]+ [$ j; b3 F( _5 s/ j2 ?9 ? s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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2 `3 S6 ~; d$ o/ s* y# \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。
3 ]3 d- d- y( R% a& y4 k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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9 k$ D- ~; Z! g9 @/ w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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& m. y1 k" Y9 ^( [3 K, j比較貯存PO4的能力 ! ^; o f' h+ T0 I: n
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。
8 ]3 v, b; H; x' m2 ]貯存PO4功力旁：
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1. 充水層。 ) a' m. j4 a2 B; s! \- }
2. 厚底沙。 6 n$ o9 K' U1 o. ^% c
3. 薄底沙。 2 P! X/ @8 [* t/ `1 `5 S
4. 底喉。
) d+ h0 D$ h& s3 t5. 反方向底喉。
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9 z4 x9 F( Q/ h- U, _" \* K4 I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。 # w. _) E8 m; ]9 D2 C _% q
% s! E/ x/ s3 ^% A) f7 P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。 " b5 d1 T) f/ A5 p- t1 t
5 ?* Z5 D2 \; d! U1 i# x" a4 j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。
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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。 0 ^( [" E+ |# S5 I7 }4 k$ _& x3 [' A6 P
! v F! B) `8 I& D& C沙樽內的水流更快，pH最低。
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% \0 O0 L8 j2 G) p% M4 D+ P: C* [比較打理麻煩度
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6 k/ ] O2 d5 @ S. d1. 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。 7 D8 v+ K }6 X
久不久要清洗水泵，保持水速。 1 Y- @5 K+ K) z0 d. E: Y, `- i
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! `5 v& i4 K2 ^0 @2 b& O- w* \
久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。 X( Z) [; i- ]/ \; l- u, W
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。 ; a. J/ ^: A/ U6 w
久不久要清洗水泵。
2 ^3 T+ `" I* f3 O0 y8 t- u5 Q" E+ _/ u4. 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。 4 h0 W7 E1 I- n
太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。
5 `6 j/ b* | a7 \( Y; {) d7 Z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。 / `- k* s \! ~3 C! D1 ?( t$ c
5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾8 d$ i! w* Q2 w; C
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; |! p5 T+ @. r" w5 p; A/ b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。 : U& J$ F: h. Q. T) n z$ b7 B
0 A0 {( e" O8 z/ d1 W9 @$ | y' D系統升級 6 w' P/ x; ~: J `: H0 N* X' Q
以氧為首。 % N$ G* a! A9 A* ?/ v+ Q( S3 Y
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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' a3 s& ~2 U/ e- C" H( e; y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。
/ b: O0 F0 u' 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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P% {! y1 a/ U" |# r+ `" K" 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。
& L0 {( y- J; `( y+ P9 `8 T2 g% _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。 - j' S( {& o. J9 @
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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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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。 ! D5 ^' V. _+ ]9 Q
+ W% f) F9 E( [( X Z) n3 B! p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。
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% N' L. U1 l! Y/ U1 }( ^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。
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1 g( h Z+ J7 y+ }; E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 P. I) F. t; ~ H9 J E
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。 , ^8 l* m8 o. q3 e8 X+ r8 b
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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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" b" Z0 k4 D! s8 U- K0 b0 N; s' G2 j沙粒的溶解
0 S1 n4 I$ v. e# K* ^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。
2 T$ p- w4 l6 J3 h1 A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。 ' n, N+ I" G7 b1 i; `$ t# B, u
" ^- [8 i1 h% @1 k( l l6 A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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