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比較各種底沙系統
$ R; F3 |8 |* \- m! k1 e; m轉載作者：p
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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。! e; w0 E: C: f F5 Z+ G: f6 W
各種系統，各有奇技及局限。& \3 c& N$ G) N
) ]& P. f. f6 O: Y8 p) `比較硝化作用
+ `! q9 p, a9 T3 ^) ] M# v" r即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。
$ u N; V- i) k* R- w* ]硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是： - Z$ h: V- @- N3 X
1. 沙樽。
) A0 ~9 x; w/ v8 l. F) w2. 反方向底喉，是第二叻。
" K b) I6 g+ f. z5 \% w( i3. 底喉。
9 S/ x* x. N" y7 k- r4. 厚底沙。
: J( u7 f' S, c5 P5. 充水層。
! r" z/ H5 a+ P( ^6. 最差是薄底沙。
" n* f3 {5 i7 `不鋪沙就直情無此功能。
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8 S. V0 k7 Y0 h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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+ b# |7 u/ @4 b7 R0 s6 g/ z: O* 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。
- C) V' g1 K! ?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。 ' X7 I( n# @$ c" {- H& Y
- n1 z$ g6 ~7 A' ?/ F( D! {9 y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。
9 j, d6 X" k" F* `2 n# ~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。 , A2 Z7 A; M5 A1 I, K+ C4 E3 U
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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。
, {- r3 I) \1 m! q( U- ?; O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 n& o( F/ o, A) B雙方氧量的差別，是為potential difference。 ! c, ^% \4 j4 M# X5 T; b$ O6 o
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。 " u) V$ U* b+ |- F' U& I' M8 ?
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。
8 c6 t) P4 Z. D" z! t2 N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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/ t" h$ d, G/ `0 R比較H2S的產生
- y8 s v l7 q7 R @$ K只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 Y; M6 U% O S+ X
9 s0 q+ b9 M$ f: k2 x; [/ W+ z比較化NO3的功能 4 Q% c2 w' L# u/ b2 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。
" A* t- H4 [/ `) j$ @龍虎旁： " V& v2 Q* i& n
: d* N9 M2 S* J8 k5 n1. 充水層，功能最醒。
- ]! d; ?6 W; l' C [2. 厚底沙，第二叻。
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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？ 4 n7 _! [4 S+ D& k1 Q" w. Y
無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。 5 { B* y$ u8 k* @- ~. T) N2 W
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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：
- t0 Q( G5 z2 a/ b2 c( } M& HNO3---->（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。 + G" f" z4 M, l4 s! N- x
% I0 l/ ?" i' M6 W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。 3 Q* `( D6 T" k/ g
3 a' p1 k, ?( H o/ F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。 1 V' f! t2 K. U) x" s
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# P3 R* w6 P" E0 [, r比較對缸水的影響：NO3污染度 ) C, F7 I" t; Z" }* E! t7 f
誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
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$ x: Z! R+ r* F) O4 e1. 沙樽，最勁。
/ b' \; f/ c. H1 g2. 反方向底喉。 4 M4 {, m2 ]- O0 e- Q4 Z
3. 底喉。
0 ^3 c5 k: ?1 c4. 薄底沙。* _( d2 U0 r& u) I
$ A" ^3 g9 [+ [' T; g6 ^+ ]沒有排名：充水層、厚底沙。
D4 U) U" r) g A$ \1 \+ \; ~不會有直接影響：不鋪沙。
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3 x5 p7 U5 g4 o3 |" b/ h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。 9 K0 R# b% |+ E) L w' 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。 ! W0 Y9 Q- c7 Q1 x3 h0 H
; }- s# U# n4 {9 k( o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）。 2 @9 `: z' q5 N x- t- w
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。
2 s$ {; `! h# [6 w/ K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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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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& |" ~5 i! q) l R比較對缸水的影響：pH
" ]6 q6 ]% @( m+ C8 g& 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。 2 L' Y+ M, U2 K) u) \0 k
對缸水的pH有向下傾向力的排名：
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! B; O1 t* E2 C' n, G! {1. 沙樽，最勁 : J3 ]4 p& |& A9 u5 ?2 G6 a& V
2. 反方向底喉。 8 g/ j9 V7 O/ N; j9 E! y
3. 底喉。 ' O- j% d) `8 g. ^2 S3 M
4. 薄底沙。 , C& Z' ~: T' _& T9 p2 U
5. 厚底沙。
! n% x0 C" B. p) J" M6. 充水層。
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4 g- `" e+ r1 l* l不會有影響：不鋪沙。
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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。 8 {! j4 P$ o- \# y( b/ {6 A% r
7 e/ H& i% I7 l# b$ V3 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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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。
0 q9 N/ P6 \( F0 | Y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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$ W7 r: E' I3 M, T o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 3 X: f! ^8 y0 Z& e2 g& 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。 $ Y; f- n1 t, V/ l7 b
貯存PO4功力旁： . n! M# ?( X! K( W& w) P
0 K; U2 W! s/ M0 c/ D1. 充水層。 , F1 Y' ~7 T# e4 }# w5 K% ~
2. 厚底沙。 5 P( `1 h7 ^: o
3. 薄底沙。
0 o$ k5 j$ Y* ?/ I' Q+ n! }- U4. 底喉。
. e3 R# F- \3 x: _6 y5. 反方向底喉。' U' k7 o3 I0 P" s
g H }+ m% ^6 j" N) G& u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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$ a" Y4 |; O3 R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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6 Y" u6 k& {' u( _& @* h( Y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。 . g6 i5 {- `# a1 j+ _2 `
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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。 $ Z! B Z1 r' m4 H- n3 x
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沙樽內的水流更快，pH最低。 ' h: z7 W4 E& o% _3 L
; u: F4 C& |+ f6 m' I* O0 m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。 . f. V. h: {# s) `8 s3 B& X: {
久不久要清洗水泵，保持水速。 ! l" |6 A" d3 k( v" d* B" Q
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" ?* i) o7 L9 _" v久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。
3 P3 ]7 b5 U# H4 q* B7 F3. 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。
; D) ]' W5 h( `久不久要清洗水泵。 : [* P$ n X6 ~- O) B) w& y
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。
/ d" @5 [" W: E( a太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。
: d6 z' O- {2 V7 j8 @8 L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 `" ~7 B8 d( f" ?$ K5. 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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! L1 F ~0 z6 r2 ?4 O- p系統升級
# M4 d; V: P0 I$ A; v+ M" }- i以氧為首。
k* E( E, Z9 A1 o: u( |$ F1 k% _8 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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% ?6 h# }8 G' j1 o H) i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。 9 |: J& z; h% _6 o7 X
) X2 R! W6 N) J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。 Y6 j! e$ | o: `
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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* [6 B y/ v" q+ _9 W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) u" c n/ R8 T' b2 L8 Z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。 : {5 o, Q3 c2 D4 X5 @5 @2 _& l
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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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7 M3 P! ^' M" B+ o [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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- E! L! _, E5 [' o- L1 _% l2 Q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。 + X' y3 ~# r* a' c0 l6 ], D
' U! @1 t2 F# E, `8 h7 Y' k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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- i- P* }3 E6 U$ B) F% r; 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。 4 S- `3 @/ ]9 W' Y' N+ E" W
5 P O' t4 f: r& J$ M
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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" Q5 B$ X1 r5 X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。 $ Q" b8 b, J+ M5 I4 b
3 ]) D: J! u4 V- v" j停電又如何
; ^5 U+ x3 b2 J/ o# R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。 3 E* O' x' b/ V A! @ S( U
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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。 " K" M7 y! K: ^' m
' f6 a/ R$ n6 X: h) l沙粒的溶解 / D$ W+ ^, t6 x
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。
* j' z6 P e7 B$ P) p2 z2 X A6 w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。
2 E1 b: D* a2 C5 [, H" W
. P+ A! q3 F8 v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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