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比較各種底沙系統, e0 t2 X) c" P) F2 v) j
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. c* N% `: ]6 F. L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。, r7 C3 w; R6 h( M3 }+ a
各種系統，各有奇技及局限。0 \/ j0 e# ~0 |+ G
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比較硝化作用 M( f T @ Q. u# \
即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 , ?# `. ?5 T5 R' V, J5 X
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是： 6 I/ L: \, H; x1 @) y2 A3 |
1. 沙樽。 $ ^$ G3 }$ o' i( J+ M4 i2 M" s- v
2. 反方向底喉，是第二叻。
* u2 K7 q$ E$ O; D/ N) |3 ~3. 底喉。 # r7 k$ Q1 F# {" H3 y2 s" ^( O* V
4. 厚底沙。 6 x M2 `/ {+ A+ Q; R2 c- z0 J
5. 充水層。
! b8 c6 q/ v0 \8 q% L6. 最差是薄底沙。
; m# S& X u Z. ^* z; S' R不鋪沙就直情無此功能。 ; m5 `- U7 v n% v" x
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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。
2 v+ B2 |% t. R; V# s) g5 e, @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。
5 ~/ Z: Q7 t. w2 L# V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。 / p0 T/ Y) a) u2 h1 b
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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。 + [) C2 z1 A- T0 t- g
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）。 : r) l3 g& ~" L9 s$ a4 E% e
雙方氧量的差別，是為potential difference。 ) b# s* c0 v; J
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。 1 M+ }' ?7 r9 t9 Z9 K7 S9 e' O& t
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。
* W2 M( q* \ P5 u1 i' c3 y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。 ) J! L$ L& v7 F% ~7 K3 R7 c1 L; t8 a
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# A" E0 K: K" Y! `比較H2S的產生
0 h2 Q& J ^* o只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。 ! Q9 B$ |" K* }, I2 z
@+ _8 ]6 p% m比較化NO3的功能
& m" v4 s1 o5 K0 e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 c% [# |, V3 Q/ R
龍虎旁： 7 q' i) I( T* q& Q
; X; m. W/ L" p% `0 _8 j1. 充水層，功能最醒。
/ U: u) v3 h9 N9 t$ d2. 厚底沙，第二叻。
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9 [5 P" `& C H. g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？
, p6 P. s& o! U1 `, }9 k無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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9 z8 c, |% E/ m, v% F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：
0 ~, e: r/ Q L! N9 nNO3---->（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。 7 [ X ^9 E( @ {
4 w+ U( ?* R; b& k; H I: I1 a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。
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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。 " q9 z; I' B* }, h+ M9 |+ d1 E* x, I
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比較對缸水的影響：NO3污染度
7 U/ ~8 k8 b! t) P8 e* p y c- z! [誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
" W: x, X# j. e1 S+ {1 B- I1 [2 H. Y$ z1 K6 z1 c+ u' r- [9 R4 A
1. 沙樽，最勁。
- v8 p; Q/ `! V4 u0 _1 [! g2. 反方向底喉。
6 g. b- C T5 P3 t( j3. 底喉。 , i: K. Q& V4 Y2 D' \2 C0 N$ f/ R
4. 薄底沙。# [( J/ a. Y8 }: E+ b1 |
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沒有排名：充水層、厚底沙。
J5 M: [; q3 L5 x8 g6 G5 [不會有直接影響：不鋪沙。
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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。 0 g- C, @+ H4 ~' W/ E2 _2 J3 I( B7 R) R
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。 ( `# ~ p& G% K/ r
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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）。
, J0 S) z/ b* T6 K% I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。 ; v/ P3 j1 t6 M3 a* i
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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* [. x3 {0 H: `/ z, o5 s) e m/ w! Z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。 ( B9 @7 O3 Y! r: _5 `3 b3 C Y
2 V& I. m8 r+ R. m; H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。 / G) C y6 U; ^$ [
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比較對缸水的影響：pH ) W" k5 M4 A0 y O' c
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。
- v0 d# {0 [- d對缸水的pH有向下傾向力的排名：
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7 V3 u0 j1 y9 S' G1. 沙樽，最勁 0 E5 [3 K! t) V2 u
2. 反方向底喉。
1 X2 R+ x" t& A3. 底喉。
" N: R1 K# C1 K' {4. 薄底沙。
. ]& c" ^& y1 f+ L; `5. 厚底沙。
4 _2 r+ \6 a4 w/ U( f: t' n6. 充水層。3 \) M, K& z# ]( Q" b3 Q% n0 d
. t% f; R4 P2 B不會有影響：不鋪沙。 ( P) e+ q9 M. g. U. O
# z5 e* p: I, n9 S' y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。
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薄底沙的硝化作用不及頭三名，所以冇出產咁多H離子。 " m9 R3 R' U* ?+ z G5 v- \+ R* z" t
, w. P$ t1 i/ b" t3 z# k2 P$ ]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。 * ~9 F0 Z; i5 ~6 o @' _/ t
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。
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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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7 d9 }5 n( B1 r8 g7 R. _比較貯存PO4的能力 . h; ?" O0 ?1 c7 U0 |
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。
# C! q/ R! W. w9 M3 [貯存PO4功力旁：
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1. 充水層。
9 _' C4 k& U$ O# f" w& m2. 厚底沙。 8 r2 F" l4 H; Y5 I2 E# R8 m
3. 薄底沙。
" Y$ |* x$ {5 ]1 r% ]' D" l9 x4. 底喉。
G* l2 m4 q% j, Z5. 反方向底喉。
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; Q- K0 i8 ~ K( J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。
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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。
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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。 6 U8 ?! f& _6 W' K
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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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沙樽內的水流更快，pH最低。
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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。
4 M& E! G1 @. e" w$ @6 s- W( z, O3 f8 l久不久要清洗水泵，保持水速。
3 j, j9 Z% \- ]6 [0 R! B7 e( b* Y2. 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。 2 X& F+ C7 [% u4 q2 I
久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。
$ O; G0 q) h* h$ e& w' v# v3. 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。 $ d8 D* S1 |. e- @
久不久要清洗水泵。
9 o5 `, T1 R1 e9 E4. 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。
8 j3 u6 q, o: M4 V6 u太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。 : s3 ]+ Q: H& d3 b' a1 }1 H% D
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。
. j: R" T% D+ C* [% v5. 不鋪沙就只須久不久吸缸底垃圾7 l7 g W- r2 i g( I' R; \
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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。 ' \2 |3 O' m, K
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系統升級
2 S& q o' H2 N以氧為首。
3 Q2 W2 ]8 S0 r5 e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。
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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。
9 j2 F) J) N% ]' A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。 % b& O: O6 Y3 K; A& T2 X) a& P w
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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。
+ ^2 X/ q; z6 t( P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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6 w! U! |( k4 T6 x/ p" h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。
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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。
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! [2 U! B' V. E b' X8 r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。 1 A4 G6 g/ i+ J* _5 p
' O0 J* w1 \2 v% V$ S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。 ) A2 y4 y4 H) V+ i/ \) I
+ ?+ f5 r% E+ b% s1 h& n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。 8 A" I: c+ v' u6 N& ^$ w
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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。 6 b1 }, M4 f. Z7 A! {6 ?* q0 B
, I! }4 s( f9 h- c! w* E停電又如何
0 r1 j' ~3 ?2 O! D9 R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。
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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。 $ x% c: o5 R' {4 R! w% I0 S
. t' B( W, n6 C; f* e+ ~0 @$ W3 Z沙粒的溶解
6 q* g# z' t+ G, Z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。 $ _8 [4 ^$ z0 n4 X2 q
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。
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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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