こんにちは(o´▽`)ﾉ
アクアリウムをやっていると、「バクテリア」とか、「アンモニア、亜硝酸」とかという言葉を良く見かけます。
バクテリアが必要で、有害物を分解するという事は、何となく分かるのですが、詳しい内容については「？」という方も多いのではないでしょうか？
今回は、生物濾過をメインに水槽内の浄化の仕組みについて記載しました。
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生物濾過・物理濾過・吸着濾過
水槽の濾過には、生物濾過・物理濾過・吸着濾過が存在します。
各ろ過について簡単に説明します。
生物濾過
今回のメインテーマです。バクテリアによって、有害物質（アンモニアなど）を分解します。
※バクテリア（bacteria）＝細菌
物理濾過
糞や水草（ウィローモスとか困りますよね、、）などの大きなゴミを物理的にトラップします。
吸着濾過
ゼオライトや活性炭に有害物質をくっつけて、除去します。
メインは生物濾過
水質浄化のメインは、生物濾過です。重要度は生物濾過＞物理濾過＞吸着濾過です。
我々の住んでいる市には、浄水場があると思います。市民が排泄した、排泄物を分解して、川に流しています。浄水場は、いくつもありません。浄水場は我々の排泄物を一手に引き受けています。
我々の排泄物を一手に引き受けるほど、濾過バクテリアは巨大な力を持っています。
水槽内は、普通の川ではありえないほど、過密に生体が住んでいます。魚が生き続けられる環境を提供するのが濾過バクテリアです。
アンモニア
人間は、炭水化物や脂質から主にエネルギーを得ています。しかし、魚は、主にタンパク質からエネルギーを得ています。そのため、魚はアンモニアの生産量が多いです。アンモニアは、毒性が非常に高いです。
人間は、アンモニア→尿素に変換し、尿として放出されます。尿素にすることによって、毒性を下げています。因みに、尿素窒素（BUN）は、腎臓の働きを調べる数値の１つです。皆様もご覧になった事があるのではないでしょうか。
この毒性の高いアンモニアですが、魚は尿素などの毒性の低い物質に変換せず、直接排出されます。
アンモニアは中枢神経に対して障害をもたらします。泳ぐ能力が低下したり、筋肉をマヒさせるなど多様です。アンモニアの分解物質である亜硝酸も血液が酸素を運べなくするなど有害です。
水槽内を浄化する仕組み
アンモニアを濾過バクテリアが無害化する仕組みについて説明します。
アンモニアを分解する細菌
有害なアンモニアを放置するわけにはいきません。ここで、「バクテリア」の登場です。
アンモニアを分解する細菌を、「アンモニア酸化細菌（以下亜硝酸菌）」です。アンモニアを亜硝酸に分解します。亜硝酸菌は、ニトロソモナス属、ニトロコッカス属、ニトロソスピラ属が分類されます。
亜硝酸菌
アンモニア→亜硝酸
アンモニア：中枢神経に障害をもたらす。筋肉マヒ、酸欠など
亜硝酸を分解する細菌
アンモニアよりやや毒性が低い物質が亜硝酸になります。しかし、亜硝酸になっても安心はできません。亜硝酸は、赤血球に含まれている酸素を運ぶヘモグロビン（人間にもあります）をメトヘモグロビンに変えてしまい、「血液中に酸素を運べなく」してしまいます！
この亜硝酸を分解する菌が、「亜硝酸酸化細菌（以下硝酸菌）」です。亜硝酸を硝酸に分解します。硝酸菌は、ニトロバクター属やニトロスピラ属、ニトロコッカス属等がおります。
硝酸菌
亜硝酸→硝酸
亜硝酸：ヘモグロビンの働きを無効化してしまう。
亜硝酸は塩を入れると良い
亜硝酸を体内に取り込むことで、ヘモグロビンのメト化が引き起こされます。
ならば、亜硝酸の吸収を抑えれば、亜硝酸対策になります。その対策は簡単です。
「塩」を入れるだけです。
詳しい仕組みは、避けますが、塩化物イオンが亜硝酸イオンの吸収を避けてくれます。水替えなどが出来ない場合の応急措置として良いです。入れる量も微量で良いです０．２ｇ／１Ｌ程度で良いと思います。６０ｃｍ水槽であれば、１２ｇぐらいです。
硝酸は、最後に換水で除去
硝酸は、魚に対する毒性はあまり無いそうです。しかし、硝酸→亜硝酸へ逆戻りする事もあります。これは硝酸菌や腸内細菌によって引き起こされます。亜硝酸が増えれば、生体はメトヘモグロビン血症になってしまいます。
自然界は、「脱窒」と言って、脱窒素菌によって窒素が大気中へ出て行く作用があります。しかし、水槽内では脱窒は期待できません。
どうするか？答えは、「換水」して物理的に取り出す必要があります。いくら、完璧にアンモニアが分解される環境でも、窒素はなくなりません。溜まっていくばかりです。
換水で、アンモニア、亜硝酸も排水できます。
バクテリアはどこに住んでいるの？
バクテリアは、リングろ材に住んでいるイメージですが、実はどこにでもいます。水中にもいますし、底砂にもいます。特に底砂は、「バクテリアの良い住処」です。大磯や砂の役割は大きいです。
バクテリアは酸欠で死にます！
硝酸菌等は、好気性細菌ですので、酸素が無いと生きていけません。そのため、モーターの故障などで長時間水量が止まると熱帯魚だけでなく、バクテリアも死んでしまいます。
ちなみに、前述の脱窒に作用する、脱窒素菌は嫌気性細菌です。
まとめ
バクテリアの具体的な働きを知ることで、自分の水槽環境を考える１つの視点になると思います。
生物に絶対はありません。病気にもなりますし、原因不明の死もあります。絶対はありませんが、少しでも魚が気持ちよく過ごせる環境を提供して行きたいですね。
ここまでお読みいただき、ありがとうございました。
