硝化系统与ph值关系,反硝化适宜的ph范围

一、硝化系统与pH值关系

水族缸中的“氮循环”会直接影响pH的变化。氮循环是指有机氮化合物在自然界中的物质循环过程，它由微生物的固氮作用、氨化作用、硝化作用及脱氮作用所构成，惟在水族缸中，通常仅发生氨化作用及硝化作用，所以氮循环并不具完整性，必有中间产物遗留于水中，并对pH造成不同程度的影响。

　　在一般的养鱼缸中，氮循环主要由“相关细菌”来执行物质的转化反应，进而影响pH。例如，氨化作用可由“氨化细菌”将有机氮化合物转化为氨（NH3），氨溶于水中常导致水质呈现碱性。硝化作用可由“硝化细菌”将氨转化为硝酸（HNO3），硝酸溶于水中常导致水质呈现酸性。

　　基本上，无论原水质的酸碱度如何，氨化作用与硝化作用的相对强度，都可以影响最后水质的pH。本文拟针对这问题作深入探讨，希望您了解其中的来龙去脉之后，有助于未来对pH的调控。

　　二、氨化作用对pH的影响

　　氨化作用由氨化细菌来执行，可将有机氮化合物转化为氨。有机氮化合物主要来自鱼体或饲料残饵所衍生的污染源，大部分这类污染源多被汇集在过滤器的物理滤材中，它们大多是氨化细菌的“食物”，当氨化细菌消费这些食物之后，会立即把氨直接排泄于水体中。

　　氨是一种弱碱性化学物质，溶解于纯水中会导致pH上升。由于自然水体具有缓冲作用系统，所以少量的氨溶解其中，可能仍无法改变自然水的pH，但会削减对OH-缓冲容量。当氨的产量不断增多时，缓冲作用系统逐渐失去缓冲OH-的功能，最终会导致pH上升。

　　三、硝化作用对pH的影响

　　硝化作用由硝化细菌来执行，能将氨分两阶段最终转化为硝酸。含氮化合物是否能有效转化为硝酸，还是仅转化为氨，主要取决于硝化细菌是否存在。如果有硝化细菌存在，它可以把氨氧化为亚硝酸（中间产物），以致硝酸（最终产物），从而获得维生及繁殖的能源。

　　硝酸是一种强酸性化学物质，溶解于纯水中会导致pH下降。由于自然水体的缓冲作用系统也能适度抵消硝酸对pH的影响，所以少量的硝酸溶解其中，可能仍无法改变自然水的pH，但会削减对H 缓冲容量。当硝酸的产量不断增多时，缓冲作用系统逐渐失去缓冲H 的功能，最终会导致pH下降。

　　硝酸的产量会受到硝化作用强度的直接影响，即当硝化作用强度越强时，硝酸的产量也会因而增加。硝化作用强度又与氨的浓度、pH、溶氧量、温度，以及硝化细菌数量等有关。

　　四、硝化系统对pH的影响

　　由于氨化细菌无所不在，不仅可以在水族缸自生，而且繁殖速率相当快速，所以不需要我们特别去处理，即能自动进行氨化作用。反观硝化细菌就显得有些不同，虽然它也可以在水族缸自生，但是繁殖速率极为缓慢，同时必须要有适当的环境，才能慢慢地繁殖出足够的数量，并藉以进行有效率的硝化作用。

　　由此判定，在水族缸经常存在强而有力的氨化作用，却不一定出现强而有力的硝化作用。如果您鱼缸的pH有逐渐升高或偏高的迹象时，显示可能只有氨化作用正旺盛在进行，且氨含量一直在攀升之中，也就是说有机污染源转化为氨之后，并未进一步有效的转化为硝酸，使pH得以回降。由此观之，硝化作用效率实际上是影响pH的主要关键所在，而硝化作用效率则是由硝化系统健全与否来决定的。

　　影响硝化作用效率的相关因子之组合体系，称为硝化系统。健全的硝化系统系由足够数量的硝化细菌，以及执行硝化作用的适当条件建构而成。主要的作用条件，包括合适的温度（20~30℃）及pH（7.5~8.2）、足够的溶氧（至少2ppm以上）及不受有机污染且可供的硝化细菌附着的的作用表面（如生物滤材）等。