Цеолит в аквариуме: вся правда без купюр!

О применении цеолита в аквариуме можно встретить много разношерстной, недостоверной, запутанной и неоднозначной информации. В этой статье, нам бы хотелось в простой форме и без лишней размытости донести суть цеолита и целесообразность его применения в аквариумистике.

Если сжать понятие цеолитов до минимума, то можно сказать, что цеолиты - это большая группа близких по составу и свойствам минералов, водные алюмосиликаты кальция и натрия из подкласса каркасных силикатов, со стеклянным или перламутровым блеском, известных своей способностью отдавать и вновь поглощать воду в зависимости от температуры и влажности. Другим важным свойством цеолитов является способность к ионному обмену — они способны селективно выделять и вновь впитывать различные вещества, а также обменивать катионы.

Наиболее распространённые представители группы цеолитов - натролит, шабазит, гейландит, стильбит (десмин), морденит, томсонит, ломонтит, клиноптилолит.

Из сказанного можно сделать вывод, что цеолит – это сорбент и ионит. А также то, что важна природа цеолит. Встречается около 50 видов природного цеолита и более 150 видов синтезированного искусственно. Сразу забежим вперед и скажем, что клиноптилолит – тот природный цеолит, который лучше всего применять в аквариумистике.

Далее рекомендуем к просмотру наши ролики о цеолите и его профите.

Сорбционные свойства цеолита. Природный цеолит набухает в воде и может, по данным сельскохозяйственной литературы, впитывать до 70% воды от свой массы. Это значит, что цеолит способен, по аналогии с активированным углем, удерживать в себе некоторые вещества. Среди аквариумистов постоянно возникают дискуссии по поводу сорбционных свойств цеолитов. Многие из которых сводятся к тому, что цеолит плохой сорбент. Но! Если вникнуть более глубже, в суть цеолита, то его достоинство – это отнюдь не «механическая сорбция». Ниже представлены лабораторные исследования по данному вопросу. 

Сорбционные характеристики цеолита и активированного угля.

Медоса цеолит

Самым главное в цеолите – это то, что он является ионитом! А точнее катионитом! В этом его польза!

Иониты - твердые нерастворимые вещества, способные обменивать свои ионы на ионы из окружающего их раствора. Иониты разделяются на катиониты, поглощающие катионы, и аниониты, поглощающие анионы.

Цеолиты - это минералы из группы водных алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных элементов, которые характеризуются наличием трехмерного алюмокремнекислородного каркаса, образующего системы полостей и каналов, в которых расположены щелочные, щелочноземельные катионы и молекулы воды. Общий объем системы полостей и каналов цеолита составляет до 50 % объема каркаса цеолита. Катионы и молекулы воды слабо связаны с каркасом и могут быть частично или полностью замещены путем ионного обмена и дегидрации. Ионообменные свойства цеолитов определяются особенностями химического сродства ионов и кристаллической структуры цеолита.

Установлена способность цеолитов адсорбировать радиоактивные ионы цезия из растворов, удалять NH4+, извлекать ионы Cu, Pb, Zn, Cd, Ba, Co, Ag и других металлов.

К слову, и примеру, у природных катионитов установлены следующие ряды селективности:

Шабазит

Li+< Ca2+ < Sr2+> Ba2+, Na+<Pb2+ <NH4+<Rb+< Ag +< K+<Cs+<Tl+,

Морденит

Zn2+< Cu2+< Cd2+< Ca2+< Li+< Sr2+< Na+< Pb2+ < NH4+< K+< Rb+< Ag +< Cs+

Серпентинит

Mn2+ < Zn2+ < Ni2+ < Co2+ < Fe2+< Cr3+

Бентонит

Cr3+< Fe2+< Ni2+< Mn2+< Zn2+< Co2+ < Cu2+.

И вот мы тихим сапом подкрались, к сути, цеолита – удаляет ионы аммония NH4+! Это самое главное свойство, которое мы можем применить в аквариумистике. Многим из вас знают, что такое азотный цикл в аквариуме. Для начинающих же кратко поясним: любая органика в аквариуме минерализируется микроорганизмами (бактерии/грибки) в NH4/NH3 аммоний/аммиак, затем нитрификаторами он переводятся в нитрит NO2, затем в нитрат NO3, а далее посредством процессов денитрификации нитрат разлагается до газообразного состояния - N или потребляется растениями, как источник азота. По ссылке выше, вы можете более подробно узнать об этих процессах.

Азотный цикл в аквариуме С.Спотт

Так вот,  NH4, NO2, NO3 – это яды, страшные яды, это первопричина всех аквариумных бед и несчастий: болезни, гибель рыбок и других гидробионтов, первопричина водорослевых вспышек. Допустимые концентрации в аквариуме: NH4 – 0, NO2 – 0, NO3 до 50. В стабильном аквариуме, где четко настроен биобаланс проблем с азотистыми соединениями не бывает. Но, часто у новичков возникают с этим проблемы из-за неправильного ухода и перенаселения аквариума, по другим причинам.

Что делать в такой патовой ситуации?! Безусловно, нужно налаживать биологическое равновесие: устранять причину дисбаланса и высоких концентраций ядов, регулярно подменивать часть воды на свежую, применять препараты блокирующие азотистые, например, Sera Toxivec.

Однако, одним из наиболее эффективных средств в решении этой проблемы будет цеолит. Что он делает в данной ситуации? Забирая на себя катионы NH4+, он становится блокатором азотистых – держит аммоний в себе и не дает ему дальше нитрифицироваться в NO2, NO3.

Пытливый читатель, наверное, спросит: «Окей, ФанФишка! Ну, а насколько цеолит эффективнее других мер»? Наш ответ будет такой: опираясь на личный опыт и форумную практику, очевидно, что цеолит – это самое эффективно-экстренное средство для нивелирования концентраций азотистых. И вот почему. Все стартовые препараты – это концентраты нитрифицирующих бактерий, которые убирают NO2, NO3. Они не могут действовать мгновенно, бактериям нужно определенное время для того, чтобы переработать азотисты, кроме того есть другие факторы не позволяющие идеализировать стартовые препараты и возводить их в панацею. Препараты типа Sera Toxivec мгновенно блокируют аммиак/аммоний NH4/NH3 и NO2, по аналогии с цеолитом не давая перейти им в NO3. Но! Но штука вся в том, что эти препараты именно блокируют, а не удаляют из воды азотистые, они просто переводят их в безопасную для гидробионтов форуму, грубо говоря, препарат дает шанс рыбам не отравиться до тех пор, пока аквариумист наладит биобаланс: подменами воды, усилением фильтрации, аэрации, рассадкой рыбы и т.д. На что может уйти недели.

В чем козырь цеолита? Он оперативно "берет в оборот" аммоний и удерживает его не в воде, а именно в себе. Все что нужно аквариумисту - это достать его из фильтра после ликвидации азотистого ЧП. 

Результаты фильтрации хозяйственно-бытовых стоков на фильтре с цеолитовой загрузкой. 

Важны не только слова, но и факты. Таблица выше - убойный аргумент в пользу цеолита! За восемь часов работы, он убрал зверские концентрации NH4 в сточных водах! А вот таблица ниже, показывает нам, как долго работает цеолит.

Как усматривается из таблицы эффективность цеолита на седьмые сутки существенно снижается. Однако, испытания были проведены в сточных водах. В аквариуме таких загрязнений нет. Ориентировочно срок использования цеолита в аквариуме - 1-2 месяца. Более точные сроки вам никто не назовет, поскольку многое зависит от индивидуально взятых условий аквариума, параметров воды и качества самого цеолита. 

Итак, подводя итоги по цеолиту, как материалу для фильтрации, можно сказать, что этот алюмосиликат - спасение для тех, у кого произошла вспышка азотистых и фосфатов и необходимо волшебство =)

Использование цеолита в стабильных аквариумах - дело неоднозначное, т.к. им можно сбить "азотную цепочку", т.е. может быть нарушено равновесие: "азотистая еда" и соразмерная колония "едоков бактерии". В прочем, это можно отнести и к активированному углю и к другим аквариумным препаратам. Важно применять их правильно и по назначению. 

Лучший цеолит для аквариума - это клиноптилолит, так как он наиболее эффективно адсорбирует аммоний. В тоже время и другие цеолиты достаточно неплохо справляются с этим. В этом вопросе не малую роль играет ценообразование. Если в цеолите содержится 60-80% клиноптилолита он значительно дороже. Обратите внимание, что лучше использовать природные калиевые цеолиты или натрикаливые - цеолиты для сельского хозяйства и животных (в зоомагазинах других нет). Натриевые цеолиты, как правило используют для осушки газов. Хотя, этот вопрос очень специфичен из-за многообразия цеолитов. 

Цеолит фото

Химический состав цеолитов в упрощенном виде может быть представлен формулой: |Mx/n|•[(AlO2)x•(SiO2)y]•zH2O, где М – катионы с валентностью n (обычно это Na+, K+, Ca2+, Ba2+, Sr2+, Mg2+), z – число молекул адсорбированной воды, а отношение у/х может изменяться в широких пределах от 1 в случае низкокремнистых цеолитов А и Х до ∞, как это имеет место в случае кристаллических силикалитов. В последнем случае концентрация катионов M в цеолите стремится к нулю. Это значит, что многое зависит от природы цеолита. Безусловно, можно попросить у производителя сертификат на цеолит, чтобы видеть ориентировочный состав, но согласитесь от партии к партии состав может меняться и только Всевышнему известно, какой он на самом деле.  

Также обратите внимание, что цеолиты ионизируют Ca и Mg, а значит смягчают воду. В большинстве регионов нашей страны вода жесткая, поэтому такое свойство цеолита можно возвести в плюс.  

Цеолит и аквариумные растения

Пожалуй - это все, что можно сказать о цеолите! А, нет! Не все. С учетом ионогенной специфики цеолитов их можно применять в аквариумах травниках. С давних времен земледелие и растениеводство использует свойства цеолитов, они способны улучшить почву: 

1. Цеолиты выступают в роли аккумуляторов и регуляторов питательных элементов почвы. Аккумуляция и регулирование питательных элементов особенно важны для тех ионов, которые легко вымываются – NO^-и NH⁺, либо быстро превращаются в недоступные для растений формы: фосфор, железо, цинк, марганец и т.д. Так, цеолитовый щебень уменьшает вымывание азота из почвы в 4-5 раз. В итоге это позволяет растениям эффективно использовать питательные вещества почвы и удобрений.

2. Снизить поступление в растения токсичных веществ и радионуклидов из почвы. Цеолит адсорбирует находящиеся в почве радионуклиды и тяжелые металлы, переводит их в связанное состояние, таким образом, они не вымываются из почвы и не поглощаются растениями.

3. Цеолиты способствуют снижению нитрификации азота в грунте и значительно уменьшают содержание нитратов в урожае.

4. В тепличных хозяйствах использование цеолитового субстрата (смесь торфа и цеолита) дает прибавку урожая овощей до 60%, увеличивает содержание витаминов до 70%.

5. Выращивание на цеолитовом субстрате рассады земляники и цветов – гиацинтов, гвоздик, тюльпанов обеспечивает высокую всхожесть семян, хорошее укоренение, развитие мощной корневой системы, прорастание семян на 25-30 дней раньше.

Фактически тоже самое касается "симбиоза цеолита с аквариумными растениями". Цеолит выступает, как буфер полезных макро и микро-элементов, которые потребляются растениями. Давайте более подробно рассмотрим, что происходит при добавлении части цеолита в грунт. Во-первых, цеолит берет на себя ионы аммония. Во-вторых, как уже было написано обменивается с катионами металлов, которые являются микро-элементами необходимыми для растений (Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co). В третьих, сами селективно выделять в воду вещества (состав цеолита: Al₂O₃ – 12,9-13,2%; SiO₂ – 66,2-78,3%; К₂O – 4,0-4,8%; Na₂O – 1,8-2,2%; CaO – 1,8-2,4%; Fe₂O₃ – 0,8-1,2%; V – 0,0003%; Mn – 0,001%; Cu – 0,001%; Be – 0,001%; Rb – 0,001%; As – 0,03%;).

Таким образом, можно сказать, что цеолит в аквариумном грунте выступает, как Первый национальный "Банк растительных вкусняшек" =). Но, как же так, воскликнет пытливый читатель! Ведь растения потребляют азот - N из NO3, причем тут NH4!? Да и вообще, он же удерживает все в себе, какая от этого польза растениям!?

На самом деле, Природа - это уникальная волшебница, она все придумала! И порой поражаешься насколько законы Природы таинственны, уникальны и восхитительны!

Во-первых, изначально нужно развенчать миф, который бродит по всем аквариумным интернет-ресурсам, о том, что аквариумные растения берут азот только из NO3. Это далеко не так. Если вы более внимательно взгляните на картинку азотного цикла, которая опубликована выше, то увидите, что стрелочки к растениям ведут не только от NO3, но и от NO2, и NH4. Картинка взята из замечательной книги С.Спотт "Содержание рыб в замкнутых система". Более того, научные сельскохозяйственные источники утверждают, что при малых концентрациях NH4 растения предпочитают брать азот именно из NH4, а не из NO3. 

Во-вторых, необходимо объяснить, как цеолиты отдают растениям нужные элементы. Происходит это достаточно просто и в тоже время хитро. Корни всех растений способны выделять кислоты, а точнее полигалактуроновые кислоты, пектины, по средством которых происходит ионообмен. Вот более подробно, как это происходит: "Металлы проникают через корни в растворимой форме – в виде свободных ионов или комплексных соединений. Первичное поглощение катионов металлов из почвенного раствора осуществляется эпидермисом корня с корневыми волосками в результате диффузии к поверхности корня и обменной адсорбции на отрицательно заряженных группах полигалактуроновой кислоты, пектиновых и других веществ, локализованных в паренхиме корня. Паренхима, включающая клеточные стенки коры корня и межклеточное пространство, занимает не более 10% объема корня. Диффундирующим молекулам воды и ионам она оказывает лишь слабое сопротивление. У молодых корней растений катионообменная емкость паренхимы выше, чем у старых корней. Адсорбированные в проницаемом пространстве корня ионы поступают через клеточную стенку в эндодерму (внутренний слой клеток коры) и далее к другим клеткам растений...

Если упростить сказанное, то суть сводится к тому, что посредствам корневых выделений происходит избирательный ионный обмен на нужные растению элементы находящиеся в цеолите (в почве, водной среде). При этом в цеолите высвобождается "свободное катионное место" и он вновь притягивает к себе из среды "новый катион". Таким образом, можно сказать, что цеолит это аккумулятор, буфер и регулятор веществ необходимых для растения. Он накапливает и отдает по запросу растения нужные в данный момент элементы! 

Вот такие вот удивительные свойства привносит цеолит в нашу аквариумно-растительную жизнь. Теперь давайте поговорим о нюансах. 

Во-первых, стоит сказать, что практическим путем доказано, что растения предпочитают питаться через корневую систему, а не через лист, даже длинностебельные. Пожалуй, только мхам и водоплавающим растениям (ряска, пистия и т.д.) не нужен цеолит.

Во-вторых, нужно понимать, что обмен катионами цеолита и корней будет происходить только при непосредственном контакте.

Корни растения облегающие камни

Наверное, некоторые из вас использовали фирменные аквариумные подложки, и видели относительно редкие камушки 5 -10 мм. Как правило - это и есть цеолит. Но! По отношению к корням растений, эти камушки просто единичные горбыли. Нужен исключительный, максимальный контакт. Добиться этого можно только обилием мелкофракционного цеолита. Есть рекомендация, что самая лучшая фракция цеолита для растений - это микронизированный цеолит, со средним размером частиц 5 микрометров (0,005 мм).

Однако, стоит сказать, что такая цеолитовая фракция очень дорогая из-за сложности производства, продается она оптом для использования в медицине. В зоомагазинах, да и в интернете особо, вы такую фракцию не найдете. Да, мелкозернистый катионит имеет более высокую емкость, чем крупнозернистый вследствие более развитой поверхности. Но с другой стороны, чем мельче зерна катионита, тем больше его гидравлическое сопротивление и расход электроэнергии на фильтрование воды, поэтому оптимальные размеры зерен ионитов для аквариумного грунта ~ 0,3 - 2 мм. И еще по законам физики мелкая фракция проникает сквозь более крупную и опускается на дно, что не хорошо, так как не будет равномерного распределения.

Фракция цеолита для аквариума

В-третьих, не стоит боятся, что цеолит будет вытягивать все удобрения из воды. Ионная емкость цеолита небеспредельная, он накапливает в пределах своих возможностей и держит элементы. Остальные элементы находятся в воде и вытягиваются только в случае высвобождения растением "катионного места". Общая рекомендация по количеству - 20-30% цеолита от всей акваруимной подложки. 

В-четвертых, все же стоит понимать, что цеолит - это не Царь и Бог. На самом деле, ионным обменном или как его еще называют наши аквариумисты - СЕС (Cation Exchange Capacity), хотя по-русски - это звучит Катионная Обменая Емкость - КОЕ=)... обладают не только цеолиты. Тот же торф, вермикомпост и прочие гуматы обладают им. Единственное но - они исчерпаемы: потребляются растениями, уменьшаются и состветсвенно исчезает ионнообменная емкость. Цеолит - монлитом лежит в грунте и никуда не исчезает. То есть, является постоянным, стабильным ионнообменником!

Вот и вся правда о применении цеолита в аквариуме! Теперь вы с полным осознанием дела можете приобретать и приментять его для своих аквариумных нужд. Какой целит мы можем порекомендовать вам? Вопрос весьма и весьма сложный, т.к. досконально мы не знаем состава цеолитов у различных производителей. Поэтому будем рекомендовать цеолит исходя из ценообразования. Буржуйские цеолиты стоят дорого из-за логистики, наши стоят в разы дешевле. Поэтому обратите внимание именно на них, например, на ведерко цеолита от отечественного бренба Прайм. Цена за литрвое ведерко ~ 150р. 

В спойлере иформация о Prime цеолите от производителя.

 Показать / Скрыть текст

Рекомендуемое видео

Подписывайтесь на наш YouTube-канал, чтобы ничего не пропустить

Смотрите также:

Аквариумный навигатор для начинающих

Шунгит в аквариуме

Пропант в аквариуме: добро и зло!

Сайдекс: быть или не быть, вот в чем вопрос?

Живая пыль для мальков

Торф для аквариума

Фитотерапия для рыбок и аквариума

Турмалин в аквариуме: магия или шарлатанство?

Вечные биостартеры, бессмертные удобрения

Уголь для аквариума, какой лучше?