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比較各種底沙系統
5 D1 l( o, d Q. ~* T3 ~轉載作者：p
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& s8 C8 y Z! `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。7 b; v i% E* }' d/ \, X- y5 M
各種系統，各有奇技及局限。! ` U3 j2 l9 K0 S% v# S3 H H
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比較硝化作用
7 ~: r5 v4 z/ t$ C6 j& h即把NH3/4化為NO2，再把NO2化成NO3。此作用需要氧氣來進行。 ( i2 _: \6 A8 z
硝化作用功能，處理得最出色的底沙系統排名是：
; X5 j# ?! c5 d# h% Z6 q: G, X1. 沙樽。
. n% s/ U/ ?- x' w2. 反方向底喉，是第二叻。
8 @4 H* j8 a @3. 底喉。
3 M- N' _) [# }4. 厚底沙。 x* a( p2 ?5 P3 t7 S
5. 充水層。
[ |$ x3 D" z d6. 最差是薄底沙。
; V5 a/ ] N( i1 d, c$ F; m9 R不鋪沙就直情無此功能。
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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。 # ^# A4 M* x0 X7 N+ W2 X( e
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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。 4 v9 a" h: K. W G( v1 t# l
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。 2 r( c S/ L1 \/ m/ u d- d4 R
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。 " O9 c( M/ G1 }% K
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）。
6 Y, @ Z v: `: y雙方氧量的差別，是為potential difference。 ( q; ]4 J1 |4 Q
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 A% P! A4 e2 K9 A5 c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。 ' F: i( Y3 ]/ b$ [, X
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。
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比較H2S的產生 2 j; H- w7 `4 O/ H- z1 X
只有厚底沙有無氧區，故只有它才有產生H2S。
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比較化NO3的功能
* a3 d' r0 H W# a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。
) f G- ~6 t0 J1 a' Q6 P龍虎旁： 0 r3 s/ x) d7 i3 i+ g
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1. 充水層，功能最醒。 4 v8 J# G% G2 Z2 m
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？ & V! h% D; \- i# m" r
無此功能：反方向底喉，沙樽，底喉，及不鋪沙。
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) @! A$ a: Z- w" I# A( q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' v" a. k% T4 ]" 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。 0 g0 `3 b& s& C$ }7 y
! I% f1 ^1 i: a9 ~0 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。 T7 B" z6 s$ L! [5 f5 X
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5 s6 w0 S6 q1 T% m; Y* I比較對缸水的影響：NO3污染度
- t6 U5 i( {* i x$ \+ ]( I誰會令魚缸的水有較高的NO3？排名如下：
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" E0 q- C: M5 ?5 b/ e! [. d1. 沙樽，最勁。
: m" |& X' q, E2. 反方向底喉。 0 _+ }9 U2 o6 V- M0 H, t
3. 底喉。
3 J% }9 h9 A, \/ A' }: i* K, M$ Z V4. 薄底沙。
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沒有排名：充水層、厚底沙。
7 g% K6 R. V) u3 M4 H不會有直接影響：不鋪沙。 . Z& [2 Q+ B# k& r4 Y6 ]( d
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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。
8 J' E7 _1 ?7 j. }( E% l# w) M, {/ w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。 5 f) B: ~& q) O! }8 b
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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）。 & d3 o* ^% i" |0 G
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。
1 M ]# T+ U8 w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。 ' Z+ Q3 ]. J- I2 y, x8 z
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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。
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( a; G: i$ G$ l* x5 _# 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。 6 y. T5 ]: L8 Z! I) }: F+ {
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比較對缸水的影響：pH
, M9 r+ X5 J2 z- w1 o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。
/ C# I1 ]# l7 ~) E" O對缸水的pH有向下傾向力的排名： 1 Z6 G+ Z* F+ t. h c* M
: y# F4 O% z: v- ~5 k1 C" I) `1. 沙樽，最勁 . p6 f" I, b b K+ X7 i+ s
2. 反方向底喉。 5 |0 Q) C$ V$ v: g
3. 底喉。 - M8 J, ?& C! w
4. 薄底沙。 6 d4 ~. S' F9 [+ D4 } l% v
5. 厚底沙。
; J& i- P$ H( U" }+ v! v# t1 z6. 充水層。! b+ [' p4 k, \6 M
, s2 V' [2 y) B4 ? d) |9 d不會有影響：不鋪沙。
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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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0 O7 c/ I; c5 Z" q, S- U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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2 i+ [) l# f: h$ g* Q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。
* I1 _3 ]0 g2 }5 x. j* h- Y0 A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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" ?% o( i) g, B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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比較貯存PO4的能力
1 }2 U- {; Y9 d1 t) P7 T4 m# H0 a( |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。 4 b& A. w& b; T' ~
貯存PO4功力旁：
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- p/ z6 i! n- d' w6 w1. 充水層。
7 t+ E/ @) E, }' y4 `2. 厚底沙。
+ @* M: x8 @- n3. 薄底沙。 4 L) x8 ]/ M+ A% ]; p& `
4. 底喉。 + n f% U3 P8 H
5. 反方向底喉。
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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。 % P- Y! K- ~. u1 W3 G
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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。
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8 ?" b7 H( w( Y0 z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。 . ~. q0 @' F8 d, ^: `
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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。
0 k8 i, C, E3 r Y0 q- F. [% a久不久要清洗水泵，保持水速。 3 B' Q; ?7 J/ i% z: {' R f# Q
2. 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。 ( w/ s( A. p9 x c( U3 W; ^
久不久要局部攪沙，防止沙粒黐在一起，及清洗水泵。 : \" r- H. |4 {& ~, G
3. 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。
4 Q6 W2 H3 J, `5 D+ c6 Z8 ?: q& x久不久要清洗水泵。
2 u }- F" R& T' m6 g, H( ~% B4. 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。
1 Z9 k! u0 Q8 A9 R太多藻長在沙面，會減弱擴散作用，要清除。 ( o2 q3 S, f# @& ^% U2 [3 }+ |0 o
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。 ( o6 ^( L' J1 U0 C& U
5. 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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系統升級
$ z/ H. @( H) `& G& b6 C( r6 e以氧為首。
9 e7 o$ K. E0 u4 t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。 5 H8 P/ F& k5 o
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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。 " q, ?# `" W0 I4 B6 b/ n
: Z K) O Q2 H! D2 {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 E* v9 k7 {, s# s) p. ^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。 ) Z0 }0 f. r) N1 [/ d5 N
. z, {" b' l! w) V' V" `' [6 t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。
: I0 a; c# W. b% e7 t4 F3 d* s, X1 n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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' @& A6 r3 ]! ~ {6 q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。 # Q$ |4 B. T' B& o5 M, J
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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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* ?1 e; j1 \; e; O, L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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, k2 @/ R- y' ]7 j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。 4 ?5 _/ C, O% d0 q- X
7 A5 R5 I4 _+ H6 f- x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。 + F# O" y. r/ A. Z" |+ w
) y* H' P1 J, T" n4 v
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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5 h1 \ J0 u8 }停電又如何
5 S8 s+ _7 S* S' Q/ l8 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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9 l Z8 r% d% _! l7 m0 U/ H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。
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1 W0 W/ i5 h1 Y沙粒的溶解
( w" q& g- j, L2 {+ T! i: K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。
& w+ x8 e; [# q4 k' `3 c& |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。 & y- M/ k' ~5 P% n n7 {
3 l$ b2 ?. i0 X& B; w7 o/ N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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