この記事の内容最も一般的な熱帯魚の自然生態系の生息地では、毒性レベルの窒素含有化合物の存在は比較的まれです。しかし、水族館の環境では、小さな収容されたスペースで過給や過密が発生することがよくあります。これらの完全に閉鎖された環境は、水族館の魚を病気にしたり、殺したりする可能性のある窒素汚染を助長します。これらは、窒素循環を構成する基本的な化合物とプロセスです。
自然窒素循環は、窒素が空気から植物、動物、細菌、そして空気に戻る完全な循環です。そのようなシステムは人間の介入を必要としません。しかし、水族館では、窒素プロセスはサイクルではなく、アンモニアから亜硝酸塩、硝酸塩への窒素化合物の継続的な化学的分解を伴う生化学的カスケードです。その後、最終的な硝酸塩は水族館の植物に取り込まれるか、他の方法で水から除去されます。
このカスケードは、水中の自然廃棄物が自然の生態系でどのように処理されるかを説明しています。そして、閉鎖された水族館でさえ、このカスケードは愛好家によって確立され、促進されなければなりません。アンモニア、亜硝酸塩、硝酸塩は水族館で発生する主な生物学的毒素であるため、窒素の「循環」はこれらの廃棄物の副産物をすべて変換して除去するために効果的に機能する必要があります。
生きている水族館では、このカスケードは時間の経過とともに確立されます。新しい水族館が廃棄物を硝酸塩に完全に変換するまでには、通常、最大3か月かかります。新しい水族館に若くて小さい魚をゆっくりと蓄える方法は、窒素変換細菌が成長する時間を確保し、廃棄物の漸増に対応することを目的としています。
魚の尿素とタンパク質は、バクテリア（ステップ1）によってすぐにアンモニアに変換されます。通常の状態では、アンモニアは無色の刺激性ガスであり、毒性が高くなります。アンモニアが高くなりすぎると、水槽に魚が多すぎるか、魚が健康的な生存に必要な量を超えて餌を与えられていることが原因です。しかし、バランスの取れた水槽では、「窒素固定バクテリア」と呼ばれるバクテリアがこのアンモニアを食べて（酸化して）（ステップ2）、亜硝酸塩に変えます。
亜硝酸塩は水族館の魚の最も一般的な殺人者であるため、窒素循環を防ぐための化合物です。亜硝酸塩は、アンモニウムイオンの部分酸化によって水槽内で発生します。次に、亜硝酸塩を好むバクテリアが亜硝酸塩を変換します 硝酸塩に変換し（ステップ3）、それによってほとんど無害にします。
亜硝酸塩の蓄積を防ぐための最も簡単な最初のステップは、水槽にあまり多くの動物がいないことを確認して、控えめに餌を与えることです。次に、水道水ではなく、十分に熟成した水を使用して、定期的に部分的な水交換を行います（総量の20％を超えないようにします）。
第三に、水族館に生きている動物の総数が多すぎないことを確認してください。水族館の趣味に不慣れな人の多くは、ナマズ、藻類を食べる人、カタツムリが「掃除魚」であるにもかかわらず、それぞれが廃棄物を生成し、亜硝酸塩全体に追加されることを忘れています。
硝酸塩は、窒素化合物の酸化の最終生成物です。水族館では、硝酸塩は主に動物性タンパク質とアンモニウム化合物の分解によって生成されます。例としては、尿、排泄物、食料品、死んだ魚、カタツムリ、植物の葉の残骸などがあります。
ほとんどの淡水熱帯魚や他の水族館の住民は、大量の硝酸塩でさえ非常に耐性があります。ただし、硝酸塩の過剰な蓄積を防ぐための予防措置には、控えめな給餌と小動物の個体数の維持が含まれます。
彼らは積極的に窒素を使用しているので、水生植物はよく調整された水族館でも硝酸塩のレベルを大幅に減らすことができます。自然の生態系では、植物は硝酸塩を除去して使用します。植え付けられていないタンクシステムでは、タンクの所有者はカスケードのこの最終段階で除去を行う必要があります。
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