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生态鱼缸的构建及其水质净化效果研究

作品ID:42359
作者姓名:陈婉婷
作者学校:小市中心小学
作者区域:鼓楼区

生态鱼缸的构建及其水质净化效果研究

南京市小市中心小学   

(陈婉婷,丁正,蒋思宇)

简介:
鱼缸似乎成为了家庭常见的物件,我家里也陆陆续续养过几缸鱼,发现鱼类是否健康与水里的生态环境有很大的关系,在普通鱼缸中,由于鱼类的代谢以及多余饲料的腐败,经过一段时间会产生一定量的污染物,使得水体的水质恶化。如何在有限的空间里,解决养鱼过程中不断换水以及水质浑浊问题,提高水族的生长质量,改善水族的生态环境呢?我为了更好地观察鱼缸生态环境,了解水质净化的方法,一年来对四组不同鱼缸进行了实验和观察。
 
生态系统由阳光、水分、生产者以及分解者等组成,为了构建相对完整的水生生态系统,把鱼放在不同环境的鱼缸中,观察鱼缸水质变化及鱼类生长情况。
1材料与方法
实验研究采用的养鱼用水为自来水,在使用前于通风静置48小时,去除余氯以及可能对鱼类生存产生危害的物质。把鱼放在不同鱼缸中,观察水质变化及鱼类生长情况。
鱼类及其饲料本实验中所使用的鱼为斑马鱼、孔雀鱼和鳑鲏鱼,饲料是丰年虾。实验选取尼特利水草泥作为底砂,西龙上滤装置,以多孔玻璃陶瓷环、火山石两种滤材组合成的复合滤材进行实验。对比不同实验组的酸碱度、浑浊度变化情况。
实验仪器:便携式浊度计,便携式酸碱计(偶用PH试纸代替)。冬季水温低于23度时使用加热棒。
第一组:自来水中只养了鱼
第二组:鱼+氧气泵,在水里加设氧气泵,将鱼缸中氧气提升。
第三组:鱼+潜水泵+上滤及复合过滤层。在养鱼过程中,鱼类自身会排出废物,加之饲料等会发生腐败现象,会导致鱼缸中水质不断恶化。在水里加设潜水泵,将鱼缸中的水质和氧气提升使其经过滤材层后重新回归水体,回归水体。
第四组:鱼+潜水泵+上滤及复合过滤层+生态系统。为了构建一个相对完整的水生生态系统,需要有生产者,消费者和分解者,因此需加水生植物和能消化菌类的生物,引入了观赏虾和苹果螺作为分解者,并且鱼缸里增设根系发达的铜钱草和绿萝等水生植物。加入火山石,并用尼特利水草泥作为底砂,在其表面种植了适量蜈蚣草和绿菊杯等水生植物。融合了水培植物的生态鱼缸,依据生态学原理,将生态系统具有的基本元素进行组织,构建成人工微型生态系统。在产氧的基础上,其根系能有效的吸附一些污染物质,还能进一步的美化室内环境。
2 实验过程与现象
酸碱度、浑浊度测试:每周一次取四组鱼缸中的水样进行检测,观察鱼缸中的水质状况。分析水中的酸碱度、浑浊度,对比不同实验组的水质变化情况。
(1)浑浊度:变化情况随着时间和处理组的不同,鱼缸中的浊度变化,第一组和第二组实验中,随着时间的推移,鱼缸中的浊度明显上升,这是由于鱼类的排泄物以及饲料发生腐败,进入水体形成小颗粒悬浮于水体中,导致浊度上升。一些有机物进入水体,导致水体中有机物含量增加,比自来水高,已不适合再进行养鱼了。
第三组实验中,搭建一个复合滤材组成的滤层之后,浊度有所下降,这是因为循环水体在经过滤材层后,水体中引起浊度的物质被滤材所吸附拦截,使水体的浊度下降。可以看到,经过第三组实验的处理之后,水体的浊度基本恢复到自来水的水平。在第四组实验中,水体的浊度长期维持在一个较低水平。对照四个实验组可以得出,一个完善的生态系统对于水体的浊度具有一定的缓解作用,但是效果有限,而构建一个复合滤材层和较为完善的生态系统,可较大程度的解决养鱼水体的浊度问题。
(2)酸碱度:随着时间的推移,第一组第二组鱼缸中pH逐渐下降,这是由于鱼类的排泄物以及饲料发生腐败,产生一些酸性物质,进入水体,导致水体pH逐渐下降。
第三组水体的pH基本维持在原水pH附近。因为随着水体的循环,水体中的腐败物质被复合滤材层截留,而下层的相对完整的生态系统对于水体的pH具有一定的调节作用,但随着时间的推移,水体的pH开始降低,说明滤材对于水体的pH有一定的调整作用,但其效果受到限制。
第四组pH基本维持在原pH附近。在滤材层中,生长着大量的微生物,可以利用其发生一系列包括硝化反硝化在内的微生物活动,产生硝化菌,从而实现氨化物等的去除。而水生植物产生的氧气促进了水中鱼类的健康生长。这是由于生态系统和复合上滤的综合作用去除了大部分有机颗粒物质,降低了水中的有机物含量。总体来说第四组实验阶段,水质良好。说明本套系统的构建对鱼类生活环境的改善作用效果非常明显。
(3)以上四组实验,第一、二组实验时间超过1个周后,鱼类开始存活困难,第三组三个月后存活正常,半年后虾类无法存活,孔雀鱼生产小鱼后难以存活,苹果螺只产卵不孵化。存活时间最长的是第四组,目前一年过去仍然正常,只有少数鱼虾被消化掉,孔雀鱼生产小鱼存活率80%。第四组浊度和pH值浓度指标基本持续正常,鱼类等生物基本能正常生长繁衍,说明生态系统的完善,可以很大程度的解决养鱼水体的问题。
3结论
通过上述四组实验研究,可得出如下结论:
(1)在家庭养鱼的过程中,由于鱼类排泄以及多余的饲料腐败等原因,养鱼的水体水质会逐渐变差,导致家庭养鱼需要经常的换水,不仅增加工作量,还会产生大量的养鱼废水,造成水资源的浪费。
(2)研究证明,鱼+生态系统+过滤材料构成的生态鱼缸系统,不仅能实现系统内部的微循环,养鱼过程中所产生的污染物基本可以在系统内部得到有效的去除,得到有效的去除,不仅实现了水体的净化,还能使水体自循环,省去了频繁换水的麻烦,还能节约用水,是一套实用、有效、美观的家庭养鱼系统。
(3)实验表明:通过引入生产者、消费者以及分解者等,构建相对完整的水生生态鱼缸系统,能实现系统内部的微循环,有效的控制水体污染,实现水体的自身循环利用,还能节约用水,是一套美观实用的养鱼系统。该实验同时告诉我们,破坏原有的生态环境会影响生物的生存。因此,提醒人们一定要保护生态环境,保护好我们的地球。