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比較各種底沙系統
8 u2 Y! }( H/ ^! V) v+ }轉載作者：p
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$ N* T. }+ h7 Z0 w& X9 G4 k# X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。1 w9 `/ ~% S9 w' O- b) Z/ {2 ], h
各種系統，各有奇技及局限。, ]0 I% x# V* P4 Y* P1 K
; [' N) l3 G% f1 c比較硝化作用 , A. q" ~2 b2 `) P+ Y
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。
* |" M4 X0 o3 l, `' _% q: m硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是： 3 L3 |& L- _% ^' U7 X! S. C
1. 沙樽。 4 x3 u5 f4 ~7 Z: z2 N8 R
2. 反方向底喉，是第二叻。
" I' f" a; G% K+ v2 e3 @+ c9 C% \) j3. 底喉。
7 @$ o+ F& _ x" C# E# ?4. 厚底沙。 9 R: D1 U1 j; k) ]- c
5. 充水層。
" k( A" e5 u; g1 a R6. 最差是薄底沙。 * d; } y2 C1 e
不鋪沙就直情無此功能。 - \! {6 t, o3 h! m: K% [
6 Z7 L) {2 ?# w+ [ M' O- J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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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。
$ _+ k( k0 d0 k" G7 |) \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。
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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。 " U8 Z% f0 Z$ i$ }) g0 [
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。
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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。 5 B8 s0 {+ [! R# N
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）。
! F" X! q. m- o+ I雙方氧量的差別，是為potential difference。
4 ~# _" _7 a1 ]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。 ' v& e8 ~5 Y4 F
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。
/ ^1 i9 K2 y5 ~ E5 D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。 2 G! a# n# [5 \
4 v" r |+ `) a8 f. _; s, W5 u D" r1 H) t7 y! v' Q
比較H2S的產生
% ?% q5 K2 x! A7 ~/ z3 v! F只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 0 k& M( K4 L( @5 o
* \' ? o5 S- x" N9 ^' u, `
比較化NO3的功能 3 N* n+ f: ~3 |/ z( Y. B5 Y6 z
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。
3 `' ?8 N# z6 q5 Y龍虎旁： 0 k: x3 N$ r' U2 _
# |% ~" T. ~/ r1. 充水層，功能最醒。 + z" s' u9 D5 `3 g( P# q% E
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 Y' k! [, F4 _1 } k% x1 M, B無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
' P& o4 {% E- X; Q1 K
* C% d8 ^4 ?0 h8 V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： ' E/ J+ u5 u' ?8 t- n3 v
NO3---->（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。 % d. L: X" G7 k- v6 P+ a
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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。 & A% T3 k9 G2 s; s$ x
! G$ l. [9 J' U: s$ P m5 E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。 * V7 Q) c7 o% C( O& V4 }9 l
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比較對缸水的影響：NO3污染度
`( ?% @3 F: v) |9 E1 k* Q$ p誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
" J8 w8 c! f' k4 R$ M3 I l
1 v0 ^7 B& H' P8 C1. 沙樽，最勁。
7 q5 d" D P9 M+ }2. 反方向底喉。
: R3 }$ A' R: B3. 底喉。 8 K, G3 M9 O# q" V( Z) N% a1 T5 M
4. 薄底沙。
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% W! L) [. B+ ]+ G沒有排名：充水層、厚底沙。 % x* L l( _! `8 ] F6 H
不會有直接影響：不鋪沙。 , n+ D2 B# {. T2 T1 A! e% B4 \
8 E- B* A2 k" M. P
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。
7 X3 B* E% g3 E9 L- t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。 / ?# X t1 o8 v4 o% {
# f* B- h. R! r3 |( M. t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）。 3 d5 q4 B1 B" }! K# V" ]
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。 9 j+ q$ Z# j- I6 P+ m
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。 3 E6 C# m+ \2 F: o, `" j& k5 ?* F
4 R! D: l5 T8 X; o7 `" R) ~( G
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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+ {) K: q# O/ B
比較對缸水的影響：pH
; p. f& b$ o! Y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。
% |' Q f- x1 H對缸水的pH有向下傾向力的排名：
9 }( o2 G# t, C9 y( y: O- H/ A5 W4 {
1. 沙樽，最勁
. [9 ^4 [! B8 K5 s0 _2. 反方向底喉。
# Y+ Q; P' p- j2 X3. 底喉。
4 y6 i# [9 d0 h; ?4. 薄底沙。
, o! @: k3 N5 N3 G+ r; [( o% k5. 厚底沙。
0 t2 c) o8 B! T# @6. 充水層。4 I8 w, N3 _' d( p+ F
: S& r+ ^ @! C- W. D# ?; J& k不會有影響：不鋪沙。 6 C/ ]. a* E7 N' z. [" `8 l
9 S$ {4 }; {- ^2 Z! Z! s5 j; k( m
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。 ! k) S+ n# ?4 B% j' w7 ]
, y$ i/ f! [0 q" E" I3 o
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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: I/ r& \2 f7 E$ Q: P2 I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 K" k. k& X8 g; ] ~0 S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。
) f& z2 \6 i! I1 P' r) I! S, c; ^% j1 V5 p0 v
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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; I; a) g& F! h- s; w8 A
比較貯存PO4的能力
' c' l) x% F3 s! [9 o) @: O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。 / Q1 l5 J/ ~; A8 I- O1 h
貯存PO4功力旁：
% X: M0 e% x7 H
) }- X' X3 O6 a! U! h) j1. 充水層。 6 {' ?* Y$ n9 u5 G+ d2 y3 ]
2. 厚底沙。
- Z& l7 A6 _ F1 }0 \8 S3. 薄底沙。 6 F, n- N9 l7 C% N
4. 底喉。 2 ~8 s9 @! V; v
5. 反方向底喉。. h: r6 V9 z+ e! s& @/ X- ~
) F$ a2 g2 z4 v" ?" w4 Q
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。 * V7 q T6 l* g, x6 Q C
! ~/ @4 i' `. o* a% U! p$ b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。
3 ? J& P$ F5 }1 \5 ~. B) s" R3 K% X, K. u4 ]
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。
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1 B0 v% M8 K# U$ L0 U/ b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。
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& Q/ |" m% V/ t* C+ N沙樽內的水流更快，pH最低。 & A7 w6 o' i; f& ^2 l' ~
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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。 1 |+ P3 o6 V, L# n# N
久不久要清洗水泵，保持水速。
, V' K: o- w T/ o5 W2. 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。 . d- S, P" G* s( _' F# k# b
久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。
1 F) ] k3 v; U" m$ U3. 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。
5 ~) s5 Z; n& E2 F" M) t/ }久不久要清洗水泵。
; w4 M8 |$ w1 h3 f4 b0 b8 @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。
D3 p! k8 I( ?" t太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。
: L2 c3 E9 |3 x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。
7 M# U9 Y- w8 S5 V5. 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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1 C% R% A A+ D# j7 p0 A* Z系統升級 - R2 X7 N x% r' D8 b4 @% X
以氧為首。 8 l" q% X+ x, `3 [
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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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。 ) |$ l6 E/ T) [, d, V
( k! a3 R3 K5 Y# Q2 [, Z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。
4 G4 \) K! i% T) b' W' 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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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。 6 G& s! Q* |0 U/ ?
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。
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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。
% l% v' s+ B0 U% N- W
: |3 K% d+ E e T6 Z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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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。 3 H* @3 p9 _- d3 E) o
0 l3 R1 {8 H5 j( O# @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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4 T& x# |1 b9 S( k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。 , s4 K* a K5 g
k( n5 k, g0 b8 a9 e9 |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。 2 J& t8 @; y0 q4 B3 h
* f" W3 Z4 v1 |# M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。
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8 x$ I* P% B- e停電又如何
8 g3 `. g3 b E: ?" y. D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。 " O; s" b9 F I' L0 S9 x8 M6 a
9 L" k7 N; O+ n S% i O1 K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。 % `# M: W& E* g+ Y/ m2 q
$ X# J8 T M4 C% Z% O! x沙粒的溶解 0 L; M$ _' F) A* W
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。
2 a8 Z& W2 F n( u1 A s4 i1 Y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。
% `" M; O0 k$ L. U9 v) b& c. b* S2 b1 A7 t# [' L" l; P$ m9 S
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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5 u+ l- g% h4 x; D4 ?3 f, X/ z% P
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