Сравнение натуральных и искусственных Живых камней Главная » Aquaroche: декорации из биокерамики » Сравнение натуральных и искусственных Живых камней

Французская морская ассоциация ('Club Languedocien d'Aquariophilie Marine) регулярно устраивает выставки и конференции, и иногда они обращаются к нам с просьбой устроить демонстрацию различных наших камней и сопроводить эти шоу пояснениями различий и сходств с натуральными живыми камнями.

В 2007 году мы представили наши первые результаты: изучение структур керамических и живых камней, а также условий в них, приемлемых для жизни бактерий и микроорганизмов. Это исследование было выполнено и представлено на конференции с учетом роли и функций, выполняемых живыми камнями.

Эта лекция состоялась в марте в Монпелье Супагро для Французской морской ассоциации и в июне на Конгрессе, посвященном рифовым исследованиям в Illkirch Grafenstaden. Печатная версия этого доклада была опубликована в 69-м номере журнала 'les Lettres Recifales' во Франции и Германии.

Здесь приводится перевод записи этого доклада – "Презентация, роль и функционирование живого камня, сравнение различных видов натуральных живых камней, сравнение с искусственными живыми камнями, соотношение объема/веса."


Важно напомнить вкратце о том, что такое живой камень, его формирование и роль в аквариуме.

1. Формирование живых камней

introФеномен аккреции и амальгамы:

Образование камней в океане происходит путем накопления осадочных пород, амальгам фрагментов кораллов или наслаивающихся годами наростов, состоящих из инкрустирующих материалов, арагонита и кальцита.

Помимо пористости, получаемой за счет каждого из компонентов, такой агломерат гетерогенных фрагментов создает пещерки и трещины между этими различными элементами, в которых в дальнейшем может поселиться жизнь.

2. Роль живых камней в аквариуме

Живые камни являются основным элементом так называемой Берлинской аквариумной системы, в которой на камни совместно со скимером, ограничивающим количество загрязнений, которые должны быть переработаны биологически, возложены функции фильтрации.

То, что характеризует живой камень при сравнении его с обычным камнем, - живая составляющая в самом сердце камня. Эта составляющая возможна благодаря порам, в которых поселяются бактерии, морские водоросли и микроорганизмы.

Здесь стоит отметить 3 главные функции живого камня:

* Участвуют в азотном цикле

* Привносят разнообразие различных форм жизни: водоросли, микрофауна и бактерии.

* Натуральный декоративный элемент.

Это то, что мы ожидаем от живых камней хорошего качества. Однако здесь дела обстоят не столь хорошо, и мы попробуем рассмотреть вопрос о том, в чем причина.

3. Как работает живой камень

А) Азотный цикл: аэробные и анаэробные зоны.

aerobie

Просто для напоминания: Азотный цикл происходит благодаря различным семействам бактерий. Сначала органические субстанции расщепляются до аммония (аммиака), который является крайне токсичным веществом, затем преобразование в нитрит (также ядовитое соединение) и в конце - формирование нитрата (относительно безопасное вещество при невысоких концентрациях, которое, тем не менее, может представлять угрозу для особо чувствительных кораллов). Бактерии, участвующие в этом первом цикле (от аммония до нитрата), живут в среде, богатой содержанием кислорода (аэробные).

Затем, бактерии, живущие в обедненной кислородом среде (анаэробные), начинают потреблять кислород, в котором они нуждаются, из нитратов, тем самым, преобразуя его в газообразный азот и углекислоту, которые потоками воды выводятся вовне.

Общая структура живого камня должна позволять осуществлению азотного цикла в полномanaerobic объеме. Для этого камень должен иметь такую структуру, в которой есть аэробные зоны и периферические поверхности (для деградации аммония в нитриты и нитраты), а также анаэробные зоны ближе к самому центру камня (для разрушения нитратов до газообразного азота и углекислоты).

* Плотные структуры или же части с маленькими порами содержат низкие концентрации кислорода, что создает условия анаэробной зоны, необходимой для разложения нитратов.

* В противоположность этому, открытые структуры внутри камня насыщаются кислородом и не создают условий для денитрификации.

В) Вместилище жизни: важность размеров пор

Если вы хотите иметь камни с богатым жизненным наполнением различными организмами, необходимо обеспечить для каждого из них них места разного размера.

Идеальны ли размеры пор? Ответ довольно непростой.

Для бактерий. В фильтрах с вертикальным направлением движения воды (с гранулами) исследования систем с живыми растениями продемонстрировали, что наилучший результат достигается при мелких размерах гранул с открытыми порами (размеры пор от 50 до 100 микрометров или 0,1 мм).

Если это справедливо для мелкого гранулята (несколько миллиметров), то в случае с камнями толщиной в несколько сантиметров, которые лишены важной сети трещин, обмен вещества будет происходить с большими затруднениями.

Для микроорганизмов. Свыше 100 микрометров (черви, ракообразные). Здесь уже необходима сеть трещин и более крупных пещерок, пронизывающих всю полость камня вплоть до его сердцевины.

Камень с мелкими порами будет эффективно работать для азотного цикла, но не станет убежищем для столь важной микрофауны.

Камень с открытыми порами будет интересен для микрофауны, но менее эффективен в разложении азота.

Вот почему пористость живого камня следует рассматривать более комплексно для того, чтобы он мог отвечать относительно противоположным условиям для разложения нитрата и возможности стать приютом для микрофауны.

С) Важность биопленки и роль червей


wormНа фото мы видим червя (с увеличением в 40 раз). Он имеет длину 2 мм и диаметр 0,1 мм (100 µm).

Этот червь был в чем-то, напоминающем слизь, что натолкнуло нас на мысль о биопленке. Биопленка – это вязкая субстанция, выделяемая бактериями (экзополисахариды и т. п.). По сути это среда, в которой бактерии агломерируются в колонии, где они взаимодействуют и которая их защищает. Эта биопленка может иметь толщину от 60 µm до 1 мм.

Эти пленки играют фундаментальную роль в медицине, обработке материалов, морской промышленности, водоочистке, где часто они становятся причиной проблем, начиная от коррозии до засорения всего и вся.

В случае с живыми камнями можно задуматься о риске забивания пор внутри камня, особенно если поры очень малы и однообразны (около 40 - 60 µm).

Черви и микроорганизмы играют важную роль с точки зрения предупреждения и избавления от забитых пор. Так некоторые черви питаются биопленкой и перемещаются внутри камня.

Благодаря феномену сокращения тела, черви обеспечивают проталкивание воды в полостях пор камня, что гарантирует движение питательных веществ и кислорода между различными частями камня и аквариумной водой. Камни с тонкими и однообразными порами не могут правильно омываться червями.

Биопленка, синтезируемая бактериями, приводит к сокращению числа эффективных пор из-за ее собственной вязкости и феномену осаждения кальция. Камни с течением времени (по прошествии нескольких месяцев или лет) теряют свою эффективность, и аквариум может столкнуться с проблемами.

Синдром «старого» аквариума:

С течением времени, день за днем, аквариум функционирует все хуже и хуже. Некоторые аквариумисты-рифовики регулярно подменивают некоторое количество камней, заменяя их на новые камни, что помогает поддерживать их фильтровальные свойства.

Сравнение структуры живых камней из различных регионов планеты

Мы изучили пористость и плотность образцов различных камней

rocks_examples

Поскольку мы исследовали природный материал, результаты актуальны только для протестированных камней. Даже в одной поставке камни могут серьезно отличаться друг от друга. Комментарии основываются на выше поясненных критериях: эффективность с точки зрения протекания азотного цикла, пригодности для заселения различными формами жизни, декоративные свойства.

Мы также провели аналогичные эксперименты над нашими камнями, выпускаемыми серийно.

Нижеописанный метод сравнения может быть реализован любым желающим над его собственными живыми камнями.

Метод сравнения

Мы пожертвовали некоторыми экземплярами камней и выполнили с ними следующее:

* Взвесили влажные камни

* Замерили объем (камни погружались в воду в очень тонком пакете: так производился замер уровней воды)

* Высушивали камни, после чего взвешивали их сухими

* Подсчитывали процент пористости (Произвольно: вес влажного камня / вес сухого камня). Вода, впитываемая камнем, эквивалентна объему воды остающемуся в мельчайших порах камня (<100 микрометров)

* Плотность влажного камня (соотношение веса к объему: Вес 1 литра камня в кг).

* Плотность сухого камня: Вес 1 литра в кг.

* Объем 1 кг влажного камня. Позволяет сравнивать цену (камни продаются на вес. Однако плотный дешевый камень может стоить дороже чем легкий (даже при разнице в цене за 1 кг в 30%).

После этого мы сделали распилы для того, чтобы увидеть пористость внутри камня.

Камень № 1. Происхождение – Карибы
caribes1 caribes2
Сухой вес в кг 0,895
Объем в литрах 0,5
Влажный вес в кг 0,980
Плотность влажного камня 1,96
Плотность сухого камня 1,8
Соотношение 1 кг к 1 литру 0,51
Пористость/Сухой вес 9,5%

Камень с очень малой пористостью. Однообразные и слишком малые поры. Очень низкий уровень проникновения и обмена.


Камень № 2. Происхождение - США
usa1 usa2

Сухой вес в кг

1,820

Объем в литрах

1,42

Влажный вес в кг

2,235

Плотность влажного камня

1,57

Плотность сухого камня

1,28

Соотношение 1 кг к 1 литру

0,64

Пористость/Сухой вес

22,8%

Пористость с большими структурами, интересными для микрофауны. Недостаточно мелких пор, анаэробные зоны возможны лишь в крупных экземплярах.


Камень № 3. Происхождение - Гаити
ghaiti1 ghaiti2

Сухой вес в кг            

0,320

Объем в литрах

0,320

Влажный вес в кг

0,420

Плотность влажного камня

1,31

Плотность сухого камня

1

Соотношение 1 кг к 1 литру

0,76

Пористость/Сухой вес

31%

Один из лучших образцов по пористости в %. Однако слишком тонкий и однообразный. Никакого переноса вещества между поверхностью и сердцевиной.


Камень № 4. Происхождение – Средиземноморье (а)

mediteranian1 mediteranian2

Сухой вес в кг

1

Объем в литрах

0,6

Влажный вес в кг

1,050

Плотность влажного камня

1,75

Плотность сухого камня

1,66

Соотношение 1 кг к 1 литру

0,57

Пористость/Сухой вес

5%

Очень низкая пористость. Обычные закрытые поры


Камень № 5. Происхождение – Средиземноморье (b)

mediteranian2 mediteranian2

Сухой вес в кг            

1.330

Объем в литрах

0,9

Влажный вес в кг

1,450

Плотность влажного камня

1,61

Плотность сухого камня

1,47

Соотношение 1 кг к 1 литру

0,62

Пористость/Сухой вес

9%


Низкая пористость. Дыры в основном сформированы за счет раковин. Интересен только с том случае, когда дыры полностью заполнены песком. Следует соблюдать осторожность с невымоченным камнем.


Камень № 6. Происхождение – Индонезия (а)

indonesian1 indonesian2

Сухой вес в кг

0,940

Объем в литрах

0,775

Влажный вес в кг

1,775

Плотность влажного камня

1,51

Плотность сухого камня

1,21

Соотношение 1 кг к 1 литру

0,67

Пористость/Сухой вес

25%


Равновесная пористость с хорошим перераспределением больших и малых пор


Камень № 7. Происхождение – Индонезия (b)

indonesian2 indonesian2

Сухой вес в кг

0,580

Объем в литрах

0,58

Влажный вес в кг

0.750

Плотность влажного камня

1,29

Плотность сухого камня

1

Соотношение 1 кг к 1 литру

0,78

Пористость/Сухой вес

29%


Прекрасно выглядит, но перераспределение чуть менее интересно, чем у камня № 6. Большие и толстые поры.



Камень № 8. Происхождение – Индонезия (с)

indonesian3 indonesian3

Плотность влажного камня

1,58

Плотность сухого камня

1,23

Соотношение 1 кг к 1 литру

0,63

Пористость/Сухой вес

28%


Очень гетерогенный камень с частичками кораллов и очень тонкими порами. Некоторые периферийные зоны интересны. Однако сердцевина очень плотная = затрудненный транспорт веществ.


Камень № 9. Происхождение – Индонезия (d)

indonesian4 indonesian4

Плотность влажного камня

0.75

Плотность сухого камня

0.95

Пористость/Сухой вес

39%

Крайне пористый камень со слоистой структурой. Очень интересный, но редкий и хрупкий. (Встречается обычно 1 кг с описанной структурой на 250 кг)


Таблица сравнения по пористости / плотности протестированных камней

Происхождение

Плотность влажного камня

Плотность сухого камня

Пористость/сухой вес

1 кг=1 л

1

США

1.57

1.28

22.8%

0.64

2

Гаити

1.31

1

31%

0.76

3

Средиземноморье (а)

1.75

1.66

5%

0.57

4

Средиземноморье (b)

1.61

1.47

9%

0.62

5

Индонезия (а)

1.51

1.21

25%

0.67

6

Индонезия (b)

1.29

1

29%

0.78

7

Индонезия (с)

1.58

1.23

28%

0.63

8

Индонезия (d)

1.05

0.75

39%

0.95

Не принимая во внимание большие различия в структуре, можно заметить значительную вариативность плотности от 1,05 до 2 кг/л для камней из различных географических зон происхождения. Значения варьируют также среди камней из одной и той же поставки.

За 1 кг купленного вами материала вы можете получить от 0,5 до 1 литра камней.

Но что особенно важно, - это объем активного камня и его фильтрационная способность. Решая вопрос о количестве камней, которые вы хотите поместить в ваш рифовый аквариум, следует больше обращать внимание, скорее, на объем (фильтровальную емкость) нежели на вес. Хорошо было бы поместить в систему камней в объеме приблизительно 10% от объема аквариума.

Некоторые аквариумисты покупают дорогие и сложные аквариумные аксессуары, которые оказываются не всегда полезным, исходя при этом лишь из расчета стоимости за килограмм выбранных ими камней.

Однако качество и пористость живого камня являются жизненно важными аспектами для аквариума, обеспечивая оптимальную среду для достижения хороших результатов в аквариуме в течение многих лет.

КОММЕНТАРИИ

Важность разнообразной пористости с открытыми порами. (Контрпример: пемза – очень легкая, очень пористая, но с закрытыми порами – абсолютно не пригодна в качестве живого камня.)

Хороший живой камень – это тот, который имеет наилучшие качества с точки зрения его заселения всевозможными формами жизни (микрофауна), и при этом обладает оптимальной пористостью.

На практике очень малое количество камней отвечают всем указанным критериям:

* дают жизнь организмам

* имеют идеальную пористость

* обладают функцией декоративного материала

Это немного напоминает лотерею. Поэтому можно снизить риски и выполнить оформление камнями из различных регионов, используя некоторое количество больших и толстых камней и немного плоских камней.

Некоторые камни, богатые «живой» начинкой

Некоторые камни, подходящие для фильтрации

Некоторые камни для решения декоративных или практических задач.

Можно также поместить в аквариум определенное количество альтернативных камней:

За их признанную пористую структуру и фильтрационную емкость

За декоративные свойства (высокие и стабильные, красивые и простые в установке)

Помещение в систему меньшего количества живого камня с высоким уровнем качества обеспечит заселение организмами искусственных камней.

Кораллиновые водоросли и дивой камень: ВАЖНО

Многие рифовики думают, что кораллиновая водоросль является основным признаком, подтверждающим качество живого камня. Но это нисколько не свидетельствует о внутренней структуре камня.

Заметьте, что присутствие избыточного количества инкрустирующих водорослей забивает поры и останавливает транспорт веществ. В этом случае лишь нижняя часть камня будет выполнять фильтровальные функции.

Альтернатива диким живым камням

Что хотелось бы ожидать от заменяющих искусственных камней:test_of_artificial_rocks

Хорошей пористости

Нейтральности

Устойчивость в течение многих лет

Хорошее соотношение веса и цены

Защита окружающей среды



Искусственные живые камни: культивируемые в Индонезии

art_ind artificial_ind

Плотность влажного камня

1,25

Плотность сухого камня

1,03

Соотношение 1 кг к 1 литру

0,86

Пористость/Сухой вес

21%


Смесь фрагментов кораллов, связанных с помощью цемента.

Ограниченная структурой гранулята пористость с проблемами в транспортировке вещества.

Камень довольно хрупкий.


Искусственный живой камень: Aquaroche керамика

aquaroche1 aquaroche1
Плотность влажного камня

1,37

Плотность сухого камня

1,06

Соотношение 1 кг к 1 литру

0,73

Пористость/Сухой вес

29%


Разнообразная пористость.

Целая сеть трещин и пещерок в сердцевине камня.

Очень хорошая нейтральность и прочность


Искусственный живой камень: Aquaroche Eco reef plate (LV)

ecoreef ecoreef2

Сухой вес в кг

0,530

Объем в литрах

0,635

Влажный вес в кг

0,630

Плотность влажного камня

1,07

Плотность сухого камня

0.83

Отношение 1 кг к 1 литру

0,93

Пористость/Сухой вес

28.3%


Важная разнообразная пористость, ориентированная по длине.

Поверхность слегка закрытая, что гарантирует анаэробную активность в центре камня.

Очень хорошая нейтральность и прочность


Таблица сравнения искусственных живых камней

Продукт

Плотность влажного камня

Плотность сухого камня

Пористость / Сухой вес

1 кг = 1 литр

Искусственный индонезийский камень

1,25

1,03

21%

0,86

Aquaroche Ceramic rock

1.37

1.06

29%

0.73

Aquaroche Eco reef Plate

1.02

0.81

25%

0.93


Cравнение индонезийского живого камня и камней Aquaroche

Мы можем видеть, что культивированные камни Aquaroche по пористости и качеству структуры похожи на индонезийские живые камни, и при равном весе объемистость Aquaroche больше на 18 – 40% (во влажном весе).

При построении декораций на основе новых сухих камней Aquaroche, эти камни на 50-80% более объемисты чем эквивалентные по весу индонезийские живые камни. (Пример: 1 кг индонезийского живого камня = 0,67 литра, 1 кг Aquaroche Eco reef Plates = 1.20 л).