Como Funciona o Filtro Deep Sand Bed (Camada profunda de areia)?

O que é Deep Sand Bed ou DSB (uma cama de areia profunda)?

Um cama de areia profunda, o mesmo que uma camada de areia profunda, é um substrato de areia associado a bactérias e organismos multicelulares que trabalham juntos como um poderoso filtro biológico. Originalmente desenvolvido no passatempo do aquário de água salgada, as camadas de areia profunda (DSBs) estenderam o filtro biológico da conversão de amônia e amoníaco para nitrato, para eliminar o nitrato por desnitrificação usando o oxigênio no nitrato, liberando nitrogênio ou óxido nitroso inofensivo.

Isso foi desejável devido à grande sensibilidade dos organismos de água salgada ao nitrato. Na água doce, os nitratos são muito menos tóxicos, exigindo mudanças infreqüentes na água para controlar os níveis, mas o DSB de água doce descrito neste artigo faz mais do que eliminar o nitrato.

Como Funciona o DSB em Aquário de Água Doce? O Que Isso Faz?



Principalmente, os DSBs de água doce são filtros biológicos, eliminando amônia, nitrito, nitrato, sulfeto de hidrogênio, subprodutos de decaimento e resíduos sólidos (mulm). Em segundo lugar, eles são bons meios de plantação porque a matéria orgânica em decomposição se desintegra e se desloca para a areia, liberando dióxido de carbono e minerais que estimulam a saúde e o crescimento das plantas.

A biofiltração é realizada por bactérias trabalhando em conjunto com organismos multicelulares. A areia fornece uma superfície enorme para o crescimento bacteriano. Os grãos de aproximadamente 0,25 mm (0,01 polegadas) em relação a formas grosseiramente cúbicas têm uma área superficial de cerca de 1,5 mm quadrado (0,12 polegadas quadradas).

Num pedaço de areia de 30 x 30 cm (12 x 12 polegadas) de 1 cm (0,4 polegadas) de profundidade, haverá 57,6 milhões de grãos com uma área total de 86,4 metros quadrados, que é de cerca de 0,13 metros quadrados ( 1,4 metros quadrados) de área superficial dentro de um centímetro cúbico (0,06 polegadas cúbicas) dessa areia de tamanho de grão.

Os organismos multicelulares aumentam o tamanho e a função, ou o fluxo de nutrientes através e entre colônias bacterianas, melhorando a difusão dentro da cama de areia. Os subúrbios cavam na areia, afrouxando-o, às vezes a partir da interface água / areia até a zona anaeróbica, como é o caso do Blackworm da Califórnia, Lumbriculus variegatus, um primo aquático da minhoca comum, que vive de forma semelhante, mas submersa.

As plantas podem prolongar suas raízes em zonas anóxicas, onde seu oxigênio permite que bactérias com bactérias com nitrogênio hidrogênio aeróbio tenham acesso à fonte, enquanto as raízes têm acesso a nutrientes minerais solúveis liberados por bactérias anaeróbicas. Catadores de sujeira, como os caracóis e os planários, afundam-se, ajudando-o a escorrer para a areia onde alimenta as diferentes comunidades bacterianas.

Princípios pelos quais os DSB de água potável efetivos operam

Infiltração pronta de mulm e difusão de substâncias solúveis em todo o leito de areia: o mais solto e mais resistente à compactação da areia atinge a infiltração e a difusão mais e mais rápida. Os organismos multicelulares aumentam a difusão e a infiltração, que permitem que organismos de diferentes ambientes em todo o leito de areia interajam como um sistema.

Ambientes aeróbicos, anaeróbicos e anóxicos não devem ser muito perturbados: as bactérias no DSB de água doce devem ter ambientes estáveis. Perturbações na areia interrompem a difusão de materiais de um ambiente para o outro. Este princípio proíbe qualquer coisa ou atividade que misture areia entre as camadas aeróbica, anaeróbica e anóxica. A areia não perturbada permite que cada população faça seu trabalho e difunda para vincular organismos ambientalmente segregados.

Os micróbios e os organismos multicelulares de água doce DSB constituem um mini-ecossistema: cada organismo afeta os outros, eles são como uma comunidade interconectada. Este princípio permite a maior capacidade de biofiltração DSB de água doce; poucos organismos podem agir isoladamente. Este ecossistema só é possível se suportado pelos dois princípios anteriores.

Práticas essenciais para manter os DSB de água doce:
Essas práticas sustentam os princípios da efetiva operação DSB de água doce.

NÃO perturba a areia: agitar e aspirar para interromper os bolsos anaeróbicos torna as camas de areia menos produtivas, interrompendo a atividade das populações bacterianas. Se o oxigênio for introduzido em zonas anaeróbicas e anóxicas, a desnitrificação e a redução de ferro e manganês/magnésio pararão. A interrupção da areia também interrompe a difusão que conecta um ambiente a outro.

Se você for aspirar, segure o vácuo acima da areia para que apenas o que está descansando sobre a areia seja sugado, deixe essa areia sozinha!

Se for remover uma planta da areia, agite-o e remova rapidamente, mas sem muita força, para que sdaia a raiz toda rapido, isso deixa a areia perto do seu lugar original na cama.

Quando for plantar suas plantas, use uma ferramenta que lhe permita agarrar suas raízes e inseri-las com a menor interrupção possível na cama de areia.

Permitir que mulm se acumule: use uma filtração relativamente fraca (máximo de fluxo de 50% do tanque / hora) e não vácuo (a menos que haja uma quantidade impiedosa de mulm). Mulm é um componente saudável de DSBs de água doce. É inofensivo e, de fato, fornece os minerais DSB de água doce e matéria orgânica.

Saindo dos sistemas radiculares na areia: raízes de decaimento liberam dióxido de carbono e nutrientes na areia. Ao mover uma planta viva que pode tolerá-la ou remover plantas mortas ou morrendo, corte-as de seus sistemas radiculares. Deixe as raízes no lugar. Isso evita perturbar a areia. Plante entre as raízes mortas. Se a areia tiver sepultado, raízes em decomposição em todos os lugares, você pode remover outras. Muita decadência supera a capacidade do filtro biológico para processar amônia. Menos raízes em decomposição apenas significam menos dióxido de carbono e nutrientes e um crescimento mais lento das plantas.

Componentes da cama de areia profunda em águas profundas



Boa areia: essencial para uma cama de areia saudável. A natureza da areia influencia muito o funcionamento da cama de areia. A boa areia resiste a compactação e é quimicamente neutra. A areia do filtro de piscina se adapta a essa conta, assim como muitas areias dos rios. Assim como muitas areias à base de quartzo. Areia do filtro de  piscina, é resistente à compactação. Um tamanho de grão de aproximadamente 0,21 mm (70 mesh) a 0,54 mm (35 mesh) é o ponto de encontro ao uso do aquário.  A areia “boa” é boa por alguns motivos: a areia de quartzo não afeta a química da água e a areia solta suporta a pronta infiltração de mulm e difusão de nutrientes solúveis, gases e outras substâncias ao longo do leito de areia.

Bactérias: Em um DSB de água doce estabelecido, existem muitas espécies para entrar ou nomear neste artigo, mas basta dizer que realizam quase todas as funções do DSB. As bactérias vivem em comunidades segregadas pela tolerância ao oxigênio. Interconectados por difusão através da areia, eles funcionam como um sistema: bactérias nitrificantes metabolizam amônia em nitratos e bactérias desnitrificantes reduzem o nitrato para nitrogênio gasoso; alguns redutores de nitrato usam nitrato para oxidar o sulfeto de hidrogênio; outras bactérias quebram compostos orgânicos através de fermentação enquanto outros reduzem o ferro e outros metais que as plantas enraizadas absorvem; outros ainda se deterioram aerobicamente, e libera amoníaco; Por fim, todas as comunidades bacterianas produzem dióxido de carbono.

Organismos multicelulares: plantas enraizadas, Blackworms californianos, planarianos e caracóis de trombeta malaios (Melanoides tuberculata) enriquecem e / ou ampliam os ambientes dentro do DSB de água doce, aumentando assim sua função.

Note-se que não é essencial na implementação de um DSB de água doce que as espécies utilizadas são realmente as chamadas aqui, mas sim que qualquer organismo que você usa use a mesma função geral. Cada um suporta pelo menos um princípio-chave de DSB de água doce funcional. Por exemplo, os vermes Tubifex (Tubifex tubifex) farão o mesmo trabalho que os Blackworms da Califórnia, então podem ser usados ​​em vez disso. Da mesma forma, os caracóis do Assassin Snail (Clea Helena) atravessam a areia exatamente como caracóis da trombeta malaias e podem ser usados ​​ao lado deles como controle biológico.


▲ Nota editorial: Os vermes Tubifex podem ser uma fonte de infecções, incluindo a doença giratória, Myxobolus cerebralis, por isso é recomendável uma fonte confiável de vermes, por exemplo, de uma lagoa de jardim sem peixe.

Plantas arraigadas: as plantas armazenam carbono, absorvem metais pesados ​​e as raízes transportam oxigênio para regiões anaeróbicas e anóxicas, onde suporta bactérias aeróbicas enquanto absorvem nutrientes minerais lá.

As bactérias aeróbicas que vivem entre as raízes oxidam o sulfeto de hidrogênio e outros subprodutos metabólicos de bactérias anóxico e anaeróbica. Desta forma, as plantas contribuem para a segurança dos bancos de areia profunda.

As raízes acumulam carbono e minerais como tecidos vivos à medida que crescem. Eles liberam dióxido de carbono, minerais e outros nutrientes quando morrem e se deterioram.

Finalmente, as plantas absorvem metais pesados ​​e outras toxinas do substrato e da coluna de água.

Os vermes comem matérias orgânicas em decomposição e bactérias em vários resíduos, que podem se acumular na areia. 

Finalmente, os vermes são uma excelente fonte de alimento vivo! O peixe e o camarão certo seguem atrás com tanto entusiasmo que muitas vezes devem periodicamente re-estocar os vermes.

Planários: também conhecidos como flatworms, estes sem precedentes, worms dorso-ventrally flatted, como Dugesia tigrina. Eles são pequenos, geralmente 21 mm (0,83 polegadas) ou menos. Embora relacionados com os parasitas, parasitas chamados flukes, esses flatworms de vida livre são inofensivos. Eles comem matéria orgânica e bactérias, rastejam pela areia para encontrá-la.

Malayan Trumpet Snails (Caracóis de Trombeta Malayas): esses caracóis vivos ajudam a quebrar e mudar lentamente a camada aeróbica, estendendo a profundidade sem perturbar demais suas bactérias.


▲ Os caracóis de trombeta malayas são úteis, fáceis de obter adições à comunidade de areia profunda.

Os caracóis da trombeta malayana são vistos por alguns como a solução para o “problema” da areia anaeróbica. No entanto, eles não entram mais de 1 polegada / 2,54 cm para baixo. Não há oxigênio abaixo dessa profundidade, então os caracóis não podem cavar mais abaixo.

Mulm: Mulm, o crud acumulado de matéria em decomposição no tanque, é essencial para o DSB de água doce. É uma fonte de energia e nutrientes para as bactérias do DSB de água doce. Fornece comida aos caracóis, planários e minhocas, assim como minerais para plantas de alimentação radicular.

Sem mulm em seu DSB, você teria um biofiltro nitrificante básico que dependeria dos nutrientes encontrados na água do aquário. O crescimento da planta seria, na melhor das hipóteses, um tambor sem adubos suplementares.

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