Содержащие фосфор соединения присутствуют а морской воде в растворённом и партикулярном виде (Millero, 1996). Рифовому аквариумисту следует обратить особое внимание на растворённый фосфор, хотя партикулярные соединения совсем уж игнорировать тоже нельзя. В научной литературе для их обозначения используют аббревиатуру POP (от английского particulate organic phosphate = органический фосфор 8 виде частиц).
Растворённый фосфор можно разделить на неорганический и органический. Атомы органического фосфора привязаны к углеродным соединениям, а атомы неорганического фосфора такой связи не имеют. К первым относятся, например, фосфолипиды, фосфонуклеотиды и фосфосахара, которые обозначаются в специальной литературе аббревиатурой DOP (от английского dissolved organic phosphate = растворённый органический фосфат).
О циркуляции этих соединений в морской воде в настоящее время известно очень мало, поэтому в дальнейшем я не буду их рассматривать.
Растворённые неорганические фосфаты, DIP (от английского dissolved inorganic phophate = растворенный неорганический фосфат) - самые важные фосфорные соединения для морских обитателей. Они на 100 % состоят из продуктов распада фосфорной кислоты (Н3РO4). В научной и аквариумной литературе приводятся многочисленные данные о концентрации фосфатов 8 естественной морской воде. Разброс показателей достаточно велик — от 3 до 580 μg/л. Однако большинство из них для рифовой аквариумистики не актуальны, так как сведения собирались с самых разных районов Мирового океана, а не специально с коралловых рифов. Наиболее интересную для нас информацию сообщает Сорокин (SOROKIN, 1995). Он определил концентрацию неорганического фосфата на участках рифа: на поверхности тропических морей она составляет 38-580 μg/л, в лагунах загрязнённых рифов — 15,2-129,2 μg/л, в лагунах атоллов — 2,9-76 μg/л, в лагунах барьерных рифов - 1,9-66,5 μg/л и в рифах Восточной и Западной Австралии — 2,9-171 μg/п. Дополнить эти сведения можно, обратившись к исследованиям ученых D'Elia & Wiebe (1990). Средняя же концентрация фосфатов для многочисленных рифов равна 38μg/л.
На основе результатов исследований в естественных условиях можно сделать вывод, что уровень фосфатов в коралловых биотопах составляет менее 100 μg/л. По моему мнению, допускать более высокую концентрацию в аквариуме тоже не желательно. Что же произойдёт, если содержание фосфатов будет высоким? Конечно, это зависит от типа аквариума. Я видел некоторые рыбные аквариумы, в которых фосфатная концентрация составляла более 5 мг/л, однако рыбы там не ощущали какого-либо дискомфорта. Кожистые кораллы также могут переносить повышенные концентрации фосфатов, однако привести здесь более точные цифры не представляется возможным. А вот с твёрдыми кораллами ситуация не столь однозначная. Я долго наблюдал за ними и могу разделить их по степени восприимчивости к фосфатам на три класса (Brockmann, 2006):
1. Твёрдые кораллы, которые очень чувствительно реагируют на высокий уровень фосфатов (например, акропоры группы A. gemmifera) и вследствие чего быстро погибают.
2. Твёрдые кораллы, маловосприимчивые к фосфатам (акропоры групп A. formosa и A. prostata, Seriatopora hystrix семейства Pocilloporidae); у этих кораллов могут отмирать участки ткани, однако они быстро восстанавливаются, если быстро снизить уровень фосфатов в воде.
3. Кораллы, которым кратковременное повышение концентрации фосфатов не наносит никакого вреда. К ним относятся Turbinaria spp., Mycedium spp., Pocillopora damicornis и Favia spp., а также мягкие кораллы Sinularia spp. и Xenia spp.
Очень важно заметить, что во время этих наблюдений регистрировалось весьма кратковременное увеличение содержания фосфатов в воде, которое затем сменялось быстрым спадом — весь цикл проходил в среднем за четыре недели. Последствия, вероятно, были бы другими, если бы фосфаты медленно повышались и достаточно долгое время держались на высоком уровне.
Группа ученых под руководством Купа (Коор et al., 2001) получила интересные результаты в ходе экспериментов в естественных условиях. На рифе Ван Три Айленд (южная часть Большого Барьерного рифа, Австралия) авторы эксперимента повышали концентрацию фосфатов с исходных 47 μg/л до 219 μg/л ежедневно в течение года и наблюдали за изменениями твёрдых кораллов: Acropora aspera, A. longicyathus и Pocillopora damicornis. В первом эксперименте, в отличие от контрольных групп, высокой смертности не наблюдалось даже у упомянутых кораллов, тем не менее, их репродукция была нарушена. У A. longicyathus снизилось количество оплодотворённых яйцеклеток, A. aspera и A. longicyathus производили меньшее количество эмбрионов, чем в контрольном эксперименте, во время которого концентрация фосфатов не повышалась. Схожие результаты учёные получили, повышая в воде уровень аммония и нитратов. В течение следующего года биологи плавно увеличивали фосфаты до 484 μg/л. При этом смертность стала намного выше и, что парадоксально, скелеты кораллов начали «худеть», что привело к повышенной ломкости.
И все же стоит подчеркнуть, что в описанных экспериментах группы Купа концентрация фосфатов повышалась достаточно резко дважды в день. Это приводило к тому, что в первом эксперименте их уровень повышался до 219 μg/л, а потом в течение дня падал до 47 μg/л. Во втором эксперименте нижняя и верхняя границы равнялись соответственно 228 μg/л и 484 μg/л. Сравнив результаты экспериментов, можно прийти к однозначному выводу, что повышение концентрации фосфатов до 220 pg/л имеет своё воздействие на твёрдые кораллы, степень разрушительности которого зависит от вида коралла, количества растворённых фосфатов и интенсивности накопления их в воде. На основе этих результатов возникает предположение, что во многих рифовых аквариумах повышенный уровень фосфатов (и/или азота) может привести к тому, что твёрдые кораллы перестанут размножаться половым путем. Интересным в экспериментах Купа является следующее наблюдение: степень кальцинации и толщина скелета твёрдых кораллов при повышенном содержании фосфатов изменяется. Этот результат подтверждает опубликованную в 1964 году гипотезу Симкисса (Simkiss, 1964). Согласно ей, фосфат препятствует кристаллизации и, таким образом, является ингибитором кальцинации. Далее в своей гипотезе автор предполагает, что одной из задач зооксантелл является снижение уровня фосфатов внутри кораллов для обеспечения нормальной кальцинации. Гипотеза Симкисса, однако, не может объяснить, почему определённые виды кораллов при резком увеличении количества фосфатов в воде погибают. Видимо, здесь задействованы другие механизмы.
Нам остаётся ответить лишь на один вопрос: каковы же главные источники появления фосфатов в морском аквариуме? Их -из чисто прагматических соображений — можно было бы разделить на внутренние и внешние (Brockmann, 2006). К первым относится весь процесс обмена веществ организмов, населяющих аквариум: это продукты жизнедеятельности бактерий, выделения рыб и беспозвоночных, отмирающие животные и водоросли. Все они — источники фосфатов, контролировать и управлять которыми аквариумист вряд ли может (если только он не сократит количество животных и не уменьшит рацион рыб и беспозвоночных).
Количество фосфатов, попадающих в аквариум извне, значительно выше количества фосфатов, получаемого в результате обмена веществ животных и водорослей. Однако он в большей мере поддаётся контролю и управлению. Внешние источники фосфатов — это, например, вода, доливающаяся взамен испарившейся, корм для рыб и беспозвоночных и кальциевые реакторы, наполненные коралловой крошкой. Если вы используете для компенсации испарившейся воды необработанную водопроводную воду, то, в зависимости от местности, в ваш аквариум будет регулярно попадать большее или меньшее количество фосфатов.
Следующий пример должен наглядно показать, как вместе с необработанной водой из-под крана фосфаты попадают в аквариум. В 2000 году концентрация фосфатов в водопроводной воде в местечке, где я жил, составляла 0,23 мг/л (предельно допустимая концентрация — 6,7 мг/л). Если исходить из того, что в день нужно доливать 5 литров волы, то ежедневное количество фосфата, попадающее в аквариум, составит 1,15 мг. Учитывая обьём испарений, получим ежедневное увеличение концентрации фосфатов в 500-литровом аквариуме на 2,3 μg/л. На первый взгляд, вроде бы ничего страшного. Но если бы фосфаты дополнительно не удалялись, то со временем их концентрация неминуемо достигла бы опасных пределов.
Разумеется, концентрация фосфатов варьируется в зависимости от местности и загрязнённости воды промышленными и сельскохозяйственными стоками, а также от свойств почвы. Чтобы определить уровень содержания фосфатов в водопроводной воде, можно использовать реагенты, предлагаемые зоомагазинами. Главное — приобрести тесты, которые способны выявлять даже незначительную концентрацию фосфатов, например, в 0,1 мг/л. «Богатым» на фосфаты источником является замороженный корм, или «заморозка». Как показывает график, во время оттаивания высвобождается огромное количество фосфатов. В своём эксперименте я сначала разморозил самые распространённые виды кормов, а затем замерил фосфаты в «талой» воде. Например, от замороженной артемии их концентрация составила 1000 мг/л, а в воде от мизид — чуть больше 400 мг/л.
Промывайте «заморозку»!
Если вы скармливаете рыбам неразмороженный корм, то в скором времени это приведёт к накапливанию фосфатов в аквариумной воде. Тщательное промывание корма пресной водой поможет избежать этого.
В качестве ещё одного источника фосфатов стоит также упомянуть кальциевый реактор, который в рифовой аквариумистике используют для добавления кальция и карбонатов в воду. Наполнитель реактора — коралловая крошка, то есть раздробленный скелет кораллов. В крошке содержатся фосфаты, которые при реакции с углекислотой попадают в воду. Если реактор применяется впервые или же в него был засыпан новый наполнитель, то в течение первых нескольких дней возможно повышение уровня фосфатов, причем концентрация может превышать допустимые пределы и повлечь за собой описанные выше последствия (см. график). В этой связи желательно тестировать воду на фосфаты первые несколько дней. Если уровень в воде на выходе реактора превышает 0,2-0,3 мг/л, то следует удалить реактор из аквариума и промыть наполнитель питьевой водой, продолжая при этом добавлять углекислоту (разумеется, вытекающая из реактора вода не должна попасть в аквариум!). Регулярно замеряйте концентрацию фосфатов в вытекающей воде, пока она не придёт в норму. В зависимости от качества наполнителя эта процедура иногда растягивается на несколько дней. Для промывки я использую ведро, из которого вода поступает в реактор. Однако я не дожидаюсь, пока эта вода — капля за каплей — не вытечет из реактора обратно, а просто вытряхиваю ее. Если в качестве наполнителя используются «искусственные» материалы из карбоната кальция, то, как правило, проблем с фосфатами не возникает.
Фосфат: о важном — коротко
Максимальная концентрация фосфатов:
- в аквариумах с твёрдыми кораллами менее 0,1 мг/л;
- в рыбных аквариумах и аквариумах с кожистыми и мягкими кораллами она может быть немного повышенной.
Регулярные профилактические работы: определение концентрации фосфатов каждые четыре недели. Используйте тесты, которые могут показать концентрацию ниже 0,1 мг/л.
Что делать, если концентрация фосфатов перешагнула допустимый предел?
- Используйте адсорбенты фосфатов.
- Определите причину повышения фосфатов (например, неправильное приготовление замороженного корма или смена наполнителя кальциевого реактора).