Συστήματα Άμμου

[Aquazone Team]

Συστήματα Άμμου

του Νίκου Ψάλτη

Τα πειραματικά συστήματα άμμου, που εφαρμόστηκαν για πρώτη φορά στις αρχές της δεκαετίας το 80, έφεραν στο φως μόνο ενδείξεις για τις βιολογικές δυνατότητες αυτών.

Συστηματικά πειράματα με αναφορές και καταγραφή των παρατηρήσεων, όσον αφορά τον τρόπο λειτουργίας των συστημάτων άμμου και των αποτελεσμάτων στην βιολογική ικανότητα ενός κλειστού συστήματος, άρχισαν στις αρχές της δεκαετίας του 90.

Πρωτοπόρος σ’ αυτά τα πειράματα ήταν ο dr J.M.Jaubert του πανεπιστημίου της Νίκαιας στη Γαλλία.

Ο dr Jaubert χρησιμοποιώντας την υποδομή του δημόσιου ενυδρείου του πριγκιπάτου του Μονακό, εγκατέστησε σε ένα μεγάλο αριθμό ενυδρείων., από 1.000 έως 40.000 λίτρα, το πρώτο πειραματικό σύστημα άμμου.

Αυτό τοποθετήθηκε είτε απ’ ευθείας στο κυρίως ενυδρείο σαν υπόστρωμα, είτε σε παράλληλη σύνδεση με ξεχωριστές δεξαμενές, τις οποίες ονόμασε Reactor Tanks.

Το σύστημα άμμου το οποίο εφάρμοσε ο dr Jaubert και το οποίο καθιερώθηκε και με την ονομασία Plenum, έχει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά στοιχεία, που περιγράφονται στις πιο κάτω παραγράφους.

Κατ’ αρχήν στο κυρίως ενυδρεία αφαίρεσε τα εξωτερικά βιολογικά τα οποία χρησιμοποιούσαν, με σύστημα υπερχείλισης ή με μηχανική υποβοήθηση. Επίσης αφαίρεσε τον ενεργό άνθρακα καθώς και κάθε σύστημα χημικής ή μηχανικής φίλτρανσης. Διατήρησε όμως τις συνθήκες έντονου φωτισμού, οι οποίες εξασφαλίζονταν τόσο με την παρουσία φυσικού ηλιακού φωτός όσο και τεχνικού με ισχυρούς προβολείς HQI, για τις φωτοσυνθετικές ανάγκες των κοραλλιών, ανεμώνων και της άλγης.

Η κυκλοφορία του νερού εξασφαλιζόταν με ισχυρούς κυκλοφορητές και μεγάλες αερόπετρες παροχής αέρα.

Στον πυθμένα του κυρίως ενυδρείου ή στο Reactor Tank τοποθετήθηκε ειδική σχάρα, σαν αυτή που χρησιμοποιείται στα φίλτρα βυθού. Τοποθετήθηκαν, επίσης, αποστάτες μεταξύ σχάρας και πυθμένα ενυδρείου, ώστε να εξασφαλίζουν μια περιοχή ύψους περίπου 3cm, χωρίς άμμο. Πάνω από τη σχάρα τοποθετήθηκε λεπτόκοκκος κοραλλιογενής άμμος σε πάχος διαστρωμάτωσης περίπου 4cm, η οποία καλύφθηκε με ένα λεπτό και ανθεκτικό πλέγμα (σήτα). Η τοποθέτηση του πλέγματος αυτού κρίθηκε αναγκαία, ώστε να παρεμποδίζεται η διείσδυση μικρών οργανισμών ή και ψαριών, στα κατώτατα στρώματα της άμμου και να διαταράσσουν τη βιολογική ισορροπία του συστήματος.

Και τέλος πάνω από το πλέγμα τοποθετήθηκε δεύτερη διαστρωμάτωση άμμου πάχους περίπου 6cm.

Η εγκατάσταση της άμμου με αυτόν τον τρόπο, εξασφάλιζε συνθήκες με πλούσια οξυγόνωση στα ανώτερα στρώματα, ενώ αντίθετα στα κατώτερα παρουσιάζονταν συνθήκες χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο ή και έλλειψη αυτού.

Ο dr Jaubert διαπίστωσε σύντομα ότι στα ανώτερα στρώματα της άμμου αναπτύχθηκαν αποικίες αεροβικών (nitrifying) βακτηριδίων και άλγης που εξασφάλιζαν τον μεταβολισμό των οργανικών αποβλήτων των οργανισμών, οξειδώνοντας τα αμμωνιακά ιόντα σε νιτρώδη και στη συνέχεια σε νιτρικά παράγωγα.

Στα κατώτερα στρώματα της άμμου αντίστοιχα, λόγω έλλειψης οξυγόνου, αναπτύχθηκαν αναερόβιες, ετεροτροφικές αποικίες (denitrifying) βακτηριδίων, τα οποία χρησιμοποιώντας σαν τροφή τα διάφορα οργανικά διαλύματα του νερού, εξασφάλιζαν την αναγωγή των νιτρικών ιόντων με κύριο προϊόν το αέριο άζωτο, κλείνοντας έτσι τον κύκλο του αζώτου.

Τα διάφορα οξέα παράγωγα, που δημιουργούσε η βιοχημική αυτή επεξεργασία των αναερόβιων βακτηριδίων, ουδετεροποιούνταν από την ασβεστούχο άμμο δημιουργώντας έτσι ασβεστιακά ιόντα. Ο εμπλουτισμός του νερού με τα ιόντα αυτά, εξασφάλιζε στο σύστημα υψηλά επίπεδα ασβεστίου, απαραίτητα για τη σωστή ανάπτυξη των σκληρών κοραλλιών.

Η μεταφορά του οξυγόνου, της αμμωνίας, των νιτρωδών και νιτρικών ριζών, του διοξειδίου του άνθρακα, του αζώτου κλπ, στο υπόστρωμα της άμμου, παρατήρησε ο dr Jaubert, εξασφαλιζόταν με “διάχυση”.

Σε ορισμένα από τα πειραματικά αυτά ενυδρεία, δεν έκανε καθόλου αλλαγές νερού, ενώ σε άλλα αυτή περιοριζόταν στο 5% του νερού το μήνα.

Χαρακτηριστικό αποτέλεσμα των πειραμάτων Jaubert, ήταν η διατήρηση ενός ενυδρείου 2000 λίτρων για τέσσερα χρόνια, στο οποίο δεν έγινε ποτέ αλλαγή νερού.

Το σύστημα αυτό περιείχε μεγάλο αριθμό σκληρών και μαλακών κοραλλιών καθώς και ανεμώνες και μερικά ψάρια.

Οι οργανισμοί στο χρονικό διάστημα αυτό, παρουσίαζαν εξαιρετική ανάπτυξη και υγεία. Η διακύμανση των τιμών του ΡΗ ήταν από 7,8 έως 8,25, του Ca από 480 έως 520, ενώ οι τιμές των νιτρωδών και νιτρικών ήταν μηδενικές (συγκεκριμένα ΝΟ2 και ΝΗ4 0,001 mg/lt και ΝΟ3 0,013 mg/lt), ενώ δεν υπάρχουν πληροφορίες για τις τιμές της Alk.

Σ.Σ. Μέχρι την έναρξη των πειραματικών εφαρμογών του dr Jaubert στο ενυδρείο του πρ. του Μονακό, τα μέχρι τότε βιολογικά συστήματα του όλου ενυδρείου, βασίζονταν στην μηχανική εξωτερική βιολογική και χημική υποβοήθηση και με την καθημερινή αλλαγή νερού από 1% έως 2% με επεξεργασμένο νερό της Μεσογείου. Για το λόγο αυτό τα μέχρι τότε συστήματα του ενυδρείου του Μονακό εθεωρούντο σαν “Ημιανοικτού” τύπου συστήματα.

Τα πειράματα στα συστήματα άμμου δεν περιορίστηκαν όμως στο προαναφερόμενο σύστημα Plenum. Αργότερα εφαρμόστηκε και μια άλλη μέθοδος η ονομαζόμενη Deep Sand Bed (DSB), όπου ένα παχύ στρώμα λεπτόκοκκης άμμου τοποθετείται στον πυθμένα του κυρίως ενυδρείου ή ενός δευτερεύοντος ενυδρείου, απευθείας χωρίς την παρεμβολή σχάρας και πλέγματος, με διάφορες παραλλαγές που αφορούν το ύψος αυτής.

Ο Αμερικανός καθηγητής βιολογίας R.Shimek, “πατέρας” του DSB, θεωρεί ότι τα καλύτερα βιολογικά αποτελέσματα, έχουμε όταν το ύψος της άμμου κυμαίνεται από 10cm (min) έως 20cm(max). Η κυκλοφορία του νερού μεταξύ των διαστρωματώσεων της άμμου, γίνεται από το πλήθος των μικρών οργανισμών, που αναπτύσσονται εκεί, κυρίως σκουληκιών, και όχι τόσο από την ανταλλαγή ιόντων, των μορίων του νερού, όπως πίστευαν παλαιότερα.

Κατά τον καθηγητή R. Shimek, το φυσικό αυτό σύστημα άμμου, αποτελεί πλήρη εξομοίωση της λειτουργίας της άμμου των ανοικτών θαλάσσιων συστημάτων (Αθήνα 2007).

Ουσιαστικά η μέθοδος διάταξης άμμου DSB αποτελεί μια απλούστευση της προαναφερόμενης μεθόδου των πειραμάτων Jaubert με εξίσου καλά αποτελέσματα.

Η απλούστατη κατασκευή και τοποθέτηση στο ενυδρείο του συστήματος DSB, δικαίως το κατέστησε πολύ δημοφιλές στους σύγχρονους χομπίστες ενυδρειστές.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα πειράματος, ανάλογο με τα προαναφερόμενα, αναφέρεται το μόλις 30 λίτρων ενυδρείο του J.Sprung . Το μικρό αυτό ενυδρείο, περιείχε, σαν βιολογικό μηχανισμό, μόνο παχύ στρώμα άμμου, χωρίς βράχο και φιλοξενούσε μεγάλο αριθμό κοραλλιών LPS ,ζωανθίδων ανεμώνων και τριντακνών.

Επίσης δυο μικρά ψάρια και συγκεκριμένα ένα Amphiprion Percula και ένα Xanthurus.Υπερβολικά μεγάλος πληθυσμός, δυσανάλογος για τον όγκο του νερού του. Στο σύστημα αυτό υπήρχε μια επιπλέον καινοτομία. Η ύπαρξη μιας ρίζας φυτού Μανγκρόβιας μέσα στο στρώμα άμμου, του οποίου ο κορμός αναπτυσσόταν έξω από το ενυδρείο.

Το μικρό αυτό πειραματικό ενυδρείο διατηρήθηκε επί πέντε χρόνια με μόνη φροντίδα την συμπλήρωση του νερού της εξάτμισης.

Τέλος εδώ θα πρέπει να αναφερθεί, ότι στα σύγχρονα συστήματα άμμου ανήκουν και οι καθιερωμένες πλέον συσκευές των Ca Reactors οι οποίοι περιέχουν σαν ενδιάμεσο υλικό κοραλλιογενή άμμο. Τα συστήματα αυτά δεν συμβάλουν στο βιολογικό κύκλο του συστήματος γιατί λόγω των όξινων συνθηκών νερού, που δημιουργεί η έντονη παρουσία CO2, δεν αναπτύσσονται βακτηριδιακές αποικίες ή άλγη. Ο ρόλος τους είναι να εμπλουτίζουν το σύστημα με τα απαραίτητα στοιχεία και ιχνοστοιχεία για την σωστή ανάπτυξη και πολλαπλασιασμό των κοραλλιών.

Σύμφωνα με τις χρήσιμες πληροφορίες που έχουμε αποκομίσει από τα προαναφερόμενα πειράματα, θα μπορούσαμε να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι στις μέρες μας, για την σωστή διατήρηση και ανάπτυξη ενός κλειστού συστήματος τροπικού υφάλου, ο συνδυασμός βράχου και συστημάτων άμμου κρίνεται απαραίτητος.

*update 7/10/2007