Er werden twee tests uitgevoerd, die allebei aantoonden dat het substraat in een aquarium weinig doet aan biofiltratie. Elk van de tests werd uitgevoerd als een “neventest ” bij het testen van filters.
Abstract
Een test van het ammoniakoxiderende vermogen van 2,5 centimeter grindsubstraat werd opgezet en getest. Bij deze test werd gekeken naar het concept dat substraat veel nuttige bacteriën zal ontwikkelen en zal werken als een filtermedium, waarbij ammoniak wordt geoxideerd tot nitriet. Dit was het “Een 2,5 centimeter grind”-aquarium. Dit grind deed erg weinig biofiltratie, wat bewijst dat substraten niet veel nuttige bacteriën huisvesten.
Resultaten ammoniakoxidatietest
Ammoniak werd toegevoegd aan aquaria van 150 liter met verschillende filters. De resulterende ammoniakgehaltes werden drie dagen later gemeten en de toegevoegde hoeveelheid ammoniak werd aangepast aan het gemeten ammoniakgehalte. Dit zijn de resultaten:
| Milliliters Verdunde ammonia-oplossing Geoxideerd | |||||||
| Filter | Gemiddeld | 15 dagen | 30 dagen | 45 dagen | 60 dagen | 75 dagen | 90 dagen |
| 2,5 cm grind | 0.5 | .25 | 0.5 | 0.5 | 0.25 | 1 | 0.5 |
| Patroon HOB | 3.8 | 1 | 4 | 2 | 4 | 8 | 4 |
| Sponsfilter | 8 | 4 | 4 | 8 | 16 | 8 | 8 |
| Bodemstroom HOB | 18 | 4 | 8 | 32 | 16 | 32 | 16 |
| Potfilter | 32 | 8 | 8 | 16 | 32 | 64 | 64 |
| Ondergrind | 33 | 16 | 8 | 16 | 64 | 32 | 64 |
| Statisch bioloog | 81 | 8 | 32 | 64 | 128 | 128 | 128 |
| Wervelbed bioloog | 131 | 16 | 64 | 128 | 64 | 256 | 256 |
| Grafiek van de resultaten van een aquarium filtertest | |||||||
Bespreking van resultaten
Deze test is gemakkelijk uit te voeren door iedereen die hem wil dupliceren.
De “2,5 cm grind” in deze test maakt korte metten met het idee dat het substraat in een aquarium werkt als ammoniakoxidator. Dit idee is een mythe, volgens deze test. Merk op dat 0,5 de ammoniak is die een paar 7 tot 10 cm lange vissen zouden produceren, dus het is mogelijk om een aquarium te hebben zonder filter en zonder ammoniak. De bezetting moet alleen erg licht zijn. Een grindsubstraat is een zeer zwak biofilter.
De onderzoeksliteratuur ondersteunt deze conclusie: “Temporal and Spatial Stability of Ammonia-Oxidizing Archaea and Bacteria in Aquarium Biofilters”, Bagchi et. al., 2014:
“Nitrogen balances for three freshwater aquaria showed that active nitrification by aquarium biofilters accounted for ≥81–86% of total nitrogen conversion in the aquaria.”
In deze test deed het grind 13% van de filtratie van een sponsfilter. Redelijk actieve nitrificatie door aquariumbiofilters was in deze test dus verantwoordelijk voor 87% van de totale stikstofomzetting in aquaria. Dit komt overeen met het onderzoek van Bagchi.
Test Procedure
Om het ammoniak-oxiderende vermogen van verschillende aquariumfilters te testen werden acht 150 liter aquaria ingericht (eigenlijk vier 150 liter aquaria tweemaal ingericht ).
De aanbevolen filtermedia werden in verschillende filters gedaan (opvangbakken kregen K1 zowel statisch als gefluïdiseerd), Een kopje bruin water van het uitknijpen van verschillende gevestigde sponsfilters werd aan elk aquarium toegevoegd.
Elk van de aquaria was tot de rand gevuld met bronwater met een pH-waarde van 8,1. Het niveau werd alleen bijgevuld als het daalde. Het medium werd tijdens de test niet gereinigd en het water werd niet ververst. Nitraten en nitrieten werden niet gemeten en ook de pH werd niet gemeten (bronwater met een pH van 8,1 varieert niet veel in pH).
Aan elk aquarium werden de eerste acht dagen elke dag vier ppm ammoniak toegevoegd om de cyclus te starten. Aan elk aquarium werd aanvankelijk ook een eetlepel monocalciumfosfaat toegevoegd om de nuttige bacteriën van fosfaat te voorzien.
Er werd een verdunde testoplossing van ammoniumchloride gemaakt. Honderd gram ammoniumchloride van BASF werd opgelost in een liter gedestilleerd water. Deze oplossing werd bewaard in een koelkast. Eens per week werden acht druppels van deze ammoniumchlorideoplossing toegevoegd aan een verse kan gedestilleerd water van 1 liter. Deze oplossing werd vervolgens in milliliters aan de testbakken toegevoegd.
Na negen dagen, als de ammoniaktest op of onder 0,5 ppm. was, werd het aantal milliliters toegevoegd verdubbeld. Als de ammoniaktest tussen 0,5 ppm en 4,0 ppm lag, werd het aantal milliliters gelijk gehouden. Boven 4,0 ppm en meer ammoniak werd het aantal milliliters gehalveerd. Het ammoniakgehalte werd elke drie dagen gemeten. Dagelijks werd dienovereenkomstig ammonium/ammoniakvoedingsoplossing toegevoegd. De test werd 90 dagen uitgevoerd.
Testapparatuur:
- 8 aquaria van 150 liter (eigenlijk vier aquaria twee keer gebruikt ), waarvan zes aquaria met kale bodem.
- Bronwater (pH van 8,1)
- BASF ammoniumchloride opgelost in gedestilleerd water.
- Diverse filters
- Geen filter, alleen een luchtsteen met 2,5 centimeter grind
- Marineland Pinguin Bio-wiel Power filter 750 L/H
- Aquaneat Aquarium Bio Spons Filter 225 L/H lucht aangedraven
- Seachem Tidal Power Filter 55
- SunSun HW304B Potfilter
- Pen Plax Premium ondergrindfilter, 150-200 liter met 2,5 centimeter aquariumgrind met luchtsteenlift
- Zelfgemaakte 40 liter bioloog 2 kamer zonder mechanische filtratie, gevuld met stationair K1-medium
- Zelfgemaakt 40 liter bioloog 2 kamer zonder mechanische filtratie, gevuld met 60% gefluïdiseerd K1-medium
Diverse metrische spuiten en maatcilinders.
Eerste reinigingstest
Bij een andere test werd gekeken naar het vermogen tot ammoniakoxidatie van verschillende gereinigde sponsfilters. De sponsfilters werden voor de test in emmers van vijf liter geplaatst. Eén emmer aquarium was ingericht met slechts ongeveer 2,5 centimeter aquariumgrind in de bodem van de emmer en zonder sponsfilter. In deze emmer zat alleen een luchtsteen. Dit was de “controle” en was ontworpen om de hypothese te testen dat substraat werkt als een biofilter.
Testapparatuur:
- tien 40 liter oranje Home Depot emmers
- luchtpomp en luchtslang
- negen minisponsfilters
Test Procedure
De sponzen werden vier weken lang ingedraaid met ammoniak en proteïnepoeder en inoculaat uit een gevestigd sponsfilter. Aan de emmer met aquariumgrind werd een grote hoeveelheid bruine “soep” van gevestigde sponsfilters toegevoegd om het grind te bezaaien met nuttige bacteriën.
Vervolgens werd een “knijptest” uitgevoerd op negen sponsfilters. Er werd bronwater gebruikt. Daarom was chloor geen probleem. Elk sponsfilter werd grondig uitgeknepen onder stromend kraanwater gedurende een vastgesteld aantal keren (0 tot 8 keer).
De filters werden vervolgens teruggeplaatst in hun respectieve emmers en er werd een tijd tot indraai test uitgevoerd. Om de drie dagen werd acht ppm ammoniak toegevoegd. Het ammoniakgehalte werd gemeten nadat het drie dagen had gedraaid en daarna om de drie dagen, vlak voordat er nieuwe ammoniak werd toegevoegd.
Resultaten
Dit is het resultaat van de test in ppm ammoniak:
| Number of Squeezes | 3 days | 6 days | 9 days | 12 days | 15 days | 18 days | 21 days |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | .25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0.5 | 4.0 | 2.0 | 0.25 | 2.0 | 0 | 0 |
| 3 | 2.0 | 1.0 | 1.0 | >8.0 | 0 | .25 | 0 |
| 4 | >8.0 | 4.0 | 0 | 0 | 4.0 | 2.0 | 0 |
| 5 | 0.5 | >8.0 | 2.0 | 4.0 | .25 | 1.0 | 0 |
| 6 | >8.0 | >8.0 | >8.0 | 4.0 | 1.0 | 0 | 0 |
| 7 | >8.0 | 4.0 | 0 | 1.0 | 4.0 | .25 | 0 |
| 8 | >8.0 | >8.0 | 2.0 | 8.0 | .25 | 2.0 | 0 |
| Control no filter | >8.0 | >8.0 | >8.0 | >8.0 | >8.0 | >8.0 | >8.0 |
| Cleaning an aquarium filter | |||||||
Deze test maakt korte metten met de mythe dat substraat een aquarium kan laten functioneren zonder dat er een filter in het aquarium aanwezig is. De controle met alleen het substraat draaide helemaal niet in binnen 21 dagen, ondanks het feit dat er bruine smurrie van een gevestigd filter in zat.
Startpagina Aquariumscience
Bron: Aquariumscience.org – David Bogert
