―アクアリュ−ム基礎講座―
1.生物濾過について
1-2.【どうしてアンモニアは魚に有害なのか？】

　魚を飼育している人達もアンモニアは有害な物質であることは理解しているのですが、ではどうして有害なのかについて理解している人は少ないようです。
　簡単に説明すると、アンモニアは非常に小さな物質であり、水温が高くなるほど活発に動きます。逆に水温が低いと活動は低下します。そして小さな物質ゆえに簡単に魚達のヒレや体を通り抜けていきます。この時に魚の血液の中のヘモグロピン、（酸素を体の細胞に送る役目をする）の活動を阻害するのです。そのために水の中には酸素がたくさん溶け込んでいるにもかかわらず、エラから酸素を取り入れても体の細胞に送り込めずに窒息状態となり、死んでしまうと考えられています。

1-3.【アンモニアは、どうして発生するのか？】
　この魚を飼育していくうえで、厄介なアンモニアはどうして発生するのか？
　これはいくつかのバクテリアが関係します。魚の排泄物、剥がれた粘膜、食べ残したエサが原因なのですが、これを基にしてアンモニアがつくられます。
　 魚の排泄物、食べ残しのエサは、水槽飼育では必ず発生し、避けられない事態なのです。自然界では、『絶対水量』が圧倒的量であり、排泄物も水流によって川下に流れていくためにそれほど問題となる濃度にはなりません。
　しかし、水槽飼育では、限られた水量が濾過器を通過しながらグルグルと循環しているだけで、換水しない限り新しい水の補給はないのですから、アンモニアの処理は重要です。

1-4.【アンモニア、その処理のメカニズム】
　単純に考えるとアンモニア濃度が致死量に到達する前に換水すれば良いのですが、一々アンモニア濃度を測定して、その都度換水するのは現実的ではありませんし、何より換水は魚にとって負荷のかかることなのです。
　そのために化学的な処理方法としては活性炭で吸着させたり、イオン樹脂交換などの方法があります。しかしこの方法は、根本的な処理ではなく、一時的にアンモニアを閉じこめる事であり、掃除機でゴミを集めているようなもので、掃除機の中が一杯になれば交換です。時間が経過すれば吸着力が低下し、吸着したものが逆に放出される危険もあります。活性炭の場合は飼育密度が濃いと短命です。そのために現在の飼育システムでは、生物濾過が主流になっています。
　生物濾過とは、バクテリア（細菌類）を利用してアンモニアを別の物質に変換したり、アンモニア自体を生成させなかったりする方法です。かなり複雑な経緯を辿っておこなわれる為に詳しい内容については割愛します。
　一般的には、水槽をセットしてもその日に魚を水槽で泳がせないでエアーレーションしたり濾過器を動かして１週間程してから魚を水槽に入れて下さいと、指導しているお店も多くおられるのですが、これは経験論から出発していると思います。
　水槽をセットしてエア−レ−ションすると空気中から細菌群が水槽に入って増殖していきます。この時にさまざまな細菌群と共に硝化細菌も入って来るのです。
　硝化細菌の種は、空気中に普通に存在し、特別な細菌ではないのです。

1-5.【硝化細菌の働きと限界】
　硝化細菌とは、簡単に説明するとアンモニアを亜硝酸に変化させ、亜硝酸を硝酸塩に誘導していく働きをもつバクテリアです。
　 硝化細菌には好気と嫌気の２種類に大別されます。もともとこのバクテリアは、黒く汚濁した海水域や廃棄物処理場の水溜まりなどをポジションとして有害物質を無害化する働きをしています。
　 そして、嫌気のタイプはドブ川のメタンガスが発生しているようなヘドロの中をポジションとして、硝酸塩を窒素に還元するのです。ドブ川自体に溶存酸素が極めて少ないために魚などは住めない死の世界なのですが、このような場所を好む細菌も多いのです。メタンガスを生成するメタン菌、人間に有害な破傷風菌なども、この死の世界の住民です。
　好気タイプの硝化細菌は、アンモニアを亜硝酸に変えます。そのために水は酸性となり、頻繁な換水が必要となるのです。ＰＨが低下していくと魚はエサを食べなくなり、水槽の片隅でじっとしていたり、ひどい場合は、目の白濁や尾ビレや背ビレが溶けたりします。
　このような場合はＰＨ数値を測定すると３〜３、５の低い数値が検出される場合がほとんどです。そして多くのマニアはここで失敗を経験するのです。それは、あわてて換水をするために魚がペ−ハ−ショックをおこしてしまい、事態を悪化させてしまうのです。ペ−ハ−ショックをおこさないようにするには、ペ−ハ−の数値の変動を２以内に抑える事がポイントです。そのような場合は、３分の１から３分の２程度を換水して２４時間経過してから再度換水するのがペ−ハ−ショックを防止する方法です。
　このように、硝化細菌は、毒性の強いアンモニアを亜硝酸に変換しますが、そのために水質は、酸性となり頻繁な換水が必要となります。その為に海水魚飼育のタンクでは硝化細菌による生物濾過には限界が発生します。
　何故なら海水は弱アルカリ質です。ペ−ハ−の低下は無脊椎生物には致命的な影響が発生するからです。