اگرچه وجود اکسیژن برای زنده ماندن ماهی ها آنقدر بدیهی است که کسی درباره آن بحث نمی کند، اما وجود پمپ هوا آکواریوم و سنگ هوا موضوعی است که مورد بحث آکواریوم داران قرار دارد. در این مقاله به شکل کاملا تخصصی میزان تاثیر پمپ هوا را مورد بررسی قرار داده و سپس به میزان تاثیر سنگ هوا می پردازیم.
میزان انحلال اکسیژن در آب آکواریوم
هر مایعی، متناسب با فشار، دما و ساختار مولکولی خود، می تواند مقداری گاز را در خود حل کند. آب هم به عنوان فراوان ترین مایع، مستثنی نبوده و می تواند هوا را در خود حل کند. البته انحلال به صورتی است که شما متوجه وجود گاز در مایع نمی شوید. مانند یک نوشابه گازدار که اگر آن را تکان ندهید، به صورت مایعی بدون گاز دیده می شود.
هرچه فشار اتمسفر بیشتر باشد، هوای بیشتری هم در آب حل خواهد شد. در ارتفاعات مقدار اکسیژن حل شده در آب، کمتر از کنار دریاست. پس اگر شهر شما کوهستانی بوده و در ارتفاع قرار دارد، آکواریوم شما اکسیژن کمتری نسبت به یک فرد با همان آکواریوم در یک شهر ساحلی دارد.
دمای آب هم تاثیر خود را دارد. هرچه آب سردتر باشد، اکسیژن بیشتری را در خود نگه میدارد. پس آکواریوم های با دمای بالاتر، اکسیژن کمتری نسبت به همان آکواریوم با دمای کمتر خواهند داشت.
نحوه جابجایی اکسیژن و دی اکسید کربن در آب آکواریوم
ماهی ها آب را وارد آبشش خود کرده و در آنجا رگ های خونی میتوانند اکسیژن محلول در آب را جذب کنند. همزمان دی اکسید کربن از دیواره رگ ها وارد آب می شود. به دلیل مولکولی بودن اندازه اکسیژن و دی اکسید کربن، شما متوجه این تبادل در آب آکواریوم نمی شوید. به نظر می رسد هیچ تغییری در آب رخ نداده است. اما به مرور زمان، میزان اکسیژن آب کم شده و به دی اکسید کربن آن اضافه می شود. اگر فکری برای این مساله نکنید، به سرعت تبدیل به مشکلی بزرگ در آکواریوم شده و ماهی های شما را خواهد کشت!
طبیعت می تواند تا حد زیادی مشکل کمبود اکسیژن آب را حل کند. این اتفاق از طریق تبادل سطحی اتفاق می افتد. مولکولهای اکسیژن که در هوا وجود دارند، وارد آب میشوند و همزمان مولکولهای دی اکسید کربن می توانند آزاد شوند. بنابراین یک فاکتور بسیار مهم در آکواریوم سطح موثر آکواریوم است که در مقاله چگونه حجم موثر آب آکواریوم و سطح موثر آکواریوم را حساب کنیم به شکل کامل درباره آن توضیح داده شده است.
به صورت اختصار، سطح تماس آب آکواریوم با هوا را سطح موثر آکواریوم می نامند. هر چه این سطح بیشتر باشد، تبادل گاز نیز بالاتر بوده و در نتیجه آکواریوم شما دارای سطح اکسیژن بیشتری خواهد بود.
تاثیر پمپ هوا در میزان اکسیژن محلول در آب آکواریوم
زمانی که از پمپ هوای آکواریوم استفاده میکنید، در واقع هوای محیط را از طریق یک لوله وارد آکواریوم کرده و به صورت حباب هایی آزاد می کنید. برخی افراد تصور می کنند این حباب ها در آب حل میشوند و یا ماهی ها قادر هستند آنها را تنفس کنند! اما اینطور نیست. ماهی ها تنها می توانند اکسیژن محلول در آب را که اتفاقا دیده نمیشود، از طریق آبشش خود جذب کنند.
پس ایجاد این حبابهای هوا غیر از زیبایی، چه تاثیری دارد؟
اولین تاثیر حبابهای هوا، ایجاد جریان آب در آکواریوم است. حباب هوا به دلیل سبک بودن به سمت بالا حرکت می کند و همزمان آب بالای سرخود را نیز به سمت بالا هل می دهد.
جریان آب ایجاد شده، آب سطحی که با جذب اکسیژن غنی شده را کنار زده و خود در جای آن قرار میگیرد. آب جدید خود به آزاد سازی دی اکسید کربن و جذب اکسیژن پرداخته و این جریان دایما ادامه می یابد. درست مثل این است که شما سطح موثر آب آکواریوم را چند برابر کرده باشید.
اجازه دهید با محاسبات بیشتر به این موضوع بپردازیم:
کمی محاسبه پیچیده!
فرض کنید شما در یک آکواریوم به ابعاد 50 * 50 * 50 از پمپ هوایی با قدرت تولید 5 لیتر در دقیقه استفاده می کنید. بدون استفاده از سنگ هوا، حباب های ایجاد شده بین 7 تا 15 میلیمتر قطر خواهند داشت. (البته ابعاد حباب بستگی به شلنگ هوا و قدرت تولید پمپ دارد که البته در نتیجه محاسبه تاثیری نخواهد داشت.) ما قطر میانگین حبابها را 10 میلیمتر در نظر میگیریم.
هر حباب حجمی معادل 523mm3 دارد که برابر با 0.000523598776 لیتر است. پس این پمپ در هر ساعت 9،550 عدد حباب با قطر متوسط 10 میلیمتر ایجاد خواهد کرد که در هر 3 ثانیه 8 حباب می شود. از طرفی یک حباب با قطر 10mm سطح مقطعی معادل 78.54mm2 یا 0.7854cm2 دارد. مجموع حباب ها، سطح مقطعی برابر با 7،500cm2 دارند. سطح موثر آب آکواریوم در اینجا 50*50=2500cm2 است.
پس سطح مقطع حبابهای ایجاد شده 3 برابر سطح موثر آب در آکواریوم است و این به معنای آن است که همین پمپ هوای کوچک میتواند در هر ساعت 3 بار کل آب اکواریوم را به طور کامل جابجا کند که به تنهایی ارزش زیادی دارد.
شما هم میتوانید حساب کنید که پمپ هوایی که دارید، چه میزان میتواند در گردش آب و افزایش سطح موثر آب اکواریوم نقش داشته باشد و یا اطلاعات پمپ هوا و آکواریوم خود را به کارشناسان بهاب بدهید تا ما آن را به صورت رایگان برای شما حساب کنیم.
دومین تاثیر حبابهای هوا، شکستن کشش سطحی در آکواریوم است. زمانی که یک حباب هوا به سطح آب می رسد، می ترکد. این مسله سبب شکسته شدن کشش سطحی آب می شود که خود عامل مهمی در جذب اکسیژن و دفع دی اکسید کربن است. همچنین موج کوچکی هم با هر ترکیدن حباب ایجاد می شود که تاثیر زیادی در جذب اکسیژن دارد. این همان اتفاقی است که موج ها در دریا ایجاد می کنند.
سومین تاثیر حباب های هوا، افزایش جذب مستقیم اکسیژن است. به این موضوع تقریبا در جایی اشاره نشده و حتی برخی به اشتباه آن را رد کرده اند. ما در اینجا موضوع را با جزئیات بیشتری توضیح می دهیم.
یک حباب هوا اگرچه کوچک است، اما دارای یک سطح است که با آب آکواریوم در تماس است. این حباب تا زمانی که به سمت بالای آکواریوم حرکت میکند، در اطراف خود با آب در تعامل بوده و اکسیژن از طریق سطح حباب وارد آب شده و همچنین دی اکسید کربن حل شده در آب، از طریق سطح حباب، وارد آن میشود. در واقع حباب هوا، اگرچه کوچک است ولی در همان ابعاد کم مانند یک اتمسفر عمل کرده و تبادل اکسیژن و دی اکسید کربن را انجام خواهد داد. شاید فکر کنید که این موضوع زیاد اهمیت ندارد. اما عکس آن را اینجا به شما ثابت خواهیم کرد.
بازهم کمی محاسبه!
توضیح دادیم که یک پمپ هوا با قدرت تولید 5 لیتر هوا در ساعت، میتواند حدود 9،550 حباب با قطر متوسط 10 میلیمتر را در هر ساعت ایجاد کند. سطح هر حباب 314.15mm2 است. در مجموع حبابها سطحی معادل 30،000cm2 خواهند داشت. از آنجا که سطح موثر آکواریوم ما 2500cm2 بود، پس سطح مجموع حبابها 12 برابر کل سطح موثر آکواریوم است. اگرچه حبابها در حرکت بوده و زمان کمی در آب هستند، اما از سطح ایجاد شده در تبادل گاز نمی توان چشم پوشی نمود.
اهمیت استفاده از پمپ هوای آکواریوم
تاثیر سنگ هوا در آکواریوم
اگر سنگ هوا در آکواریوم استفاده نشود، قطر هر حباب هوای ایجاد شده ممکن است بین 7 تا 15 میلیمتر باشد. اما سنگ هوا باعث ایجاد حبابهایی با قطر بسیار کم می شود. قطر حبابها با توجه به نوع سنگ هوا، تمیز بودن و میزان فرسودگی آن، فشار پمپ و بسیاری عوامل دیگر میتواند متغیر باشد. عموما سنگ هوا حبابهایی با قطر 1 تا 3 میلیمتر ایجاد میکند. که ما عدد 2 میلیمتر را به عنوان میانگین در نظر میگیریم. حال باید دید که این تغییر در اندازه حباب، آیا تاثیری در اکسیژن رسانی به آب آکواریوم دارد یا نه؟
گفتیم اولین تاثیر حبابهای هوا، ایجاد جریان آب در آکواریوم است. در همان مثال گفته شده در بالا، تنها کافیست قطر حبابها را از 10 به 2 تغییر دهیم و ببینیم چه تاثیری ایجاد می کند. حجم حباب با قطر 2mm برابر با 4.1887902mm3 است که معادل 0.00000418879 لیتر می باشد. پس پمپ 5 لیتری می تواند در هر ساعت 1،194،000 حباب ایجاد کند که در هر ثانیه 331 حباب می شود! با توجه به سطح مقطع حباب 2 میلیمتری که 3.1416mm2 است، پس مجموع سطح مقطع حبابهای ایجاد شده برابر با 37،510cm2 خواهد شد که نسبت به حالت بدون سنگ هوا که 7500cm2 بود معادل 5 برابر است. یعنی اگر از سنگ هوا استفاده کنید، 5 برابر بهتر آب را نسبت به زمانی که شلنگ تنها استفاده شود، جابجا خواهد کرد.
اما از لحاظ جذب مستقیم اکسیژن در آب از طریق سطح حباب نیز محاسباتی وجود دارد:
پمپ مورد نظر ما می تواند در هر ثانیه، 331 حباب با قطر 2 میلیمتر ایجاد کند. سطح هر حباب 12.566mm2 است و سطح مجموع حبابهای تولید شده 150،042cm2 است که 5 برابر سطح حباب ها در زمانی است که از سنگ هوا استفاده نمیشود!
به عنوان نتیجه نهایی، با استفاده از سنگ هوای آکواریوم می توانید قطر حبابها را تا 5 برابر کمتر کنید و در عوض اثر بخشی آن را در افزایش سطح اکسیژن هم تا 5 برابر افزایش دهید.
در صورت هرگونه سوال یا مشاوره می توانید از طریق شماره تلفن های ثابت 02186027905 - 02634606148، واتس اپ، تلگرام تصفیه آب 09129418377 و آدرس ایمیل info@wfiltration.com و یا چت آنلاین با کارشناسان تصفیه آب بهاب در ارتباط باشید.
***