Tweet
نوشته Dana Riddle
زرد شدن آب آکواریوم در طول زمان به خاطر تجزیه مواد آلی (ارگانیک) است. دانا ریدل اثرات این پدیده را بر روی تضعیف نور تجزیه و تحلیل کرده است و اثبات میکند که چرا آکواریوم داران باید اعمال نگهداری آب آکواریوم را انجام دهند.
هر آکواریوم دار حرفه ای میداند که تعمیر و نگهداری یک آکواریوم موفق احتیاج به میزان منصفانه از زمان و انرژی دارد. و بیشتر افراد آنرا تصدیق میکنند از زمانی به زمان دیگر. محدودیت در زمان آزاد ما باعث میشود که چیزهای دیگر را در اولویت قرار دهیم. گاهی اوقات برنامه سرویس آکواریوم به اندازه یک یا دو تعویض آب به عقب می افتد , کربن فعال تعویض نمیشود و به همین ترتیب ... به احتمال زیاد این کاستی باعث بروز فاجعه در تانک نخواهد شد , با این حال فرایندهای فیزیکی و شیمیایی در جعبه شیشه ای در حال ادامه هستند. در نتیجه آب کیفیت خود را از دست خواهد داد. یکی از عواقب به تعویق افتادن سرویس آکواریوم زرد شدن آب آن است. این موضوع در اثر تجزیه جلبکها (به خصوص جلبک قهوه ای), تجزیه فضولات حیوانات , غذا های خورده نشده و غیره و انحلال آنها درون آب پیش می آید. به صورت تکنیکی آب زرد اشاره به رنگ آب دارد و در محیط آب شیرین و آب شور میتوان آنرا اندازه گیری کرد . 
در تصویر دو ظرف میبینید که ظرف سمت چپ آب زرد و ظرف سمت راست آب نمک تازه تهیه شده است. آب زرد به طور بالقوه میتواند روی فتوسنتز و رنگ مرجانها تاثیر منفی بگزارد.
چرا رنگ آب برای علاقه مندان آکواریوم میتواند مهم باشد ؟ گزشته از مسئله زیبایی, مشخص شده که رنگ آب طول موجهای خاصی را جذب میکند. از جمله این طول موجها بنفش و آبی هستند. این پهنای باند در ترویج فتوسنتز بسیار مهم هست, همان چیزی که ما در آکواریومهای پلنت آب شیرین و آکواریومهای مرجانی آب شور به دنبال آن هستیم. ما همچنین میدانیم که این پهنای باند نور در ترویج رنگهای درخشان (چه فلورسنت و چه غیر فلورسنت) در بسیاری از نمونه های مرجانی نقشی حیاطی دارند.
آیا آب زرد نور آبی و بنفش را جذب میکند و مانع فتوسنتز و ایجاد رنگهای درخشان در بسیاری از مرجانها میشود ؟ در این مقاله با آزمایشات انجام شده در این زمینه آشنا شده و نتایج را مشاهده خواهید کرد.
تعریف فرسایش انرژی امواج (میرایی)
در هدف ما تعریف میررامی از دست دادن انرژی تابشی با عبور از آب به دلیل جذب یا پراکندگی آن گفته میشود.
میرایی نور بر اثر آب زرد آکواریوم
نور در طول موج بین 400 و 700 نانومتر تعریف شده است (نور مرئی). اندازه گیری PAR (پرتوی فعال فتوسنتز) در رو و زیر سطح آب و سپس هر دو اینچ بعد از آن تا عمق 26 اینچی . شکل شماره یک میرایی آب زرد برای نور یک لامپ رشته ای را نشان میدهد.در این روش همین نتایج وقتی در آب شفاف دریا انجام شد نیز به دست آمد. از آنجا که دو پروتوکل دقیقا مثل هم نمیتوانستند تکرار شوند, با یک مقایسه ساده از دو مجموعه داده PAR ننمیتوان به داستان پی برد. بخش پروتوکولهای زیرین را برای جزئیات بیشتر مشاهده کنید.
شکل 1 . PPFD در اعماق مختلف آب شور شفاف مصنوعی
مقایسه کیفیت نور به عنوان یک درصد
همانطور که در بالا ذکر شد از مقایسه ساده PAR بین آب زرد و آب شفاف نتایج معنی داری حاصل نشد.با این حال میتوان از آن در محاسبات بعدی استفاده کرد. هنگامی که ما مقدار نور منتقل شده هر پهنای باند را برسی میکنیم (به صورت درصدی) روند کار پدیدار میشود. شکلهای 2 و 3 را ببینید.
شکل 2 - مقایسه انتقال نور بر اساس طول موج در عمق 12 اینچی در آب زرد و آب شفاف.
شکل 3 - طول موجهای بنفش و آبی عمدتا در آب زرد جذب میشوند.
تشريح مطالب
نتایج نشان میدهد که آب زرد به شدت میتواند طول موج بنفش و مقداری از طول موج آبی را حتی در آب کم عمق آکواریوم جذب کند. این طول موج در ارتقاء فوتوسنتز و رنگهای فلورسنت و غیر فلورسنت مرجانها مهم است. شکل 4 طیف جذب شده زئوگزنتای جدا شده از مرجان سنگی Favia را نمایش میدهد.
در جدول 1 طول موجهای استفاده شده توسط محققان برای تحریک پروتئینهای فلورسنت مرجانها لیست شده است . اگر این لیست کامل شود خواهید دید که نور بنفش / آبی مسئول رنگ (هم فلورسنت و هم غیر فلورسنت) در صدها نوع از مرجانها میباشد. همچنین به یاد داشته باشید که نور بنفش / آبی مسئول تحریک پروتئین فلورسنت در بسیاری از مرجانها است.
شکل 4 : زئوگزانتها به شدن طول موجهای آبی و قرمز را جذب میکنند, آب زرد ترجیحا میتواند طول موجهای بنفش و آبی را جذب کند..
زرد شدن آب آکواریوم میتواند به خاطر تعمیر و نگهداری ضعیف آب آکواریوم رخ دهد. برخی از منابع نور (متال هالید و لامپ های فلورسنت) شدت و کیفیت طیف نور را با بالا رفتن سنشان از دست میدهند (به خصوص در بنفش و محدوده آبی رنگ).در یک آکواریوم با نگهداری ضعیف و با لامپهایی که سنشان زیاد است و پرتوهای آبی در آنها ضعیف شده است به همراه آب زرد (جذب بیشتر از این طول موج ها) میتواند مشکلاتی برای بعضی از مرجانها ایجاد کند.
یک حساب دقیق از تعیین کیفیت نور، رنگ آب، و مواد جامد معلق در زیر شرح داده شده است .
پروتکل تجربی
55 گالن آب داخل یک ظرف 60 گالنی سیاه رنگ ریخته شد , یک لوله pvc به صورت عمود بر روی آن قرار گرفت. و با یک لوله CPVC پچ کورد طیف سنج را در زاویه 45 درجه ثابت کردیم. و همچنین سنسور کوانتومی Li-Cor که به صورت عمود در یک تکه چوب جاساز شدند. این آزمایش در شب انجام شد و تنها نور موجود نور یک لامپ 200 وات رشته ای بود که در آب شفاف و آب زرد مورد آزمایش قرار گرفت.
Figure 5. Sometimes science just ain't pretty. The sliding jig holds the spectrometer patch cord, Spectralon reference, and quantum sensor. The incandescent lamp is held in place by another jig.
Clear water (freshly mixed Instant Ocean dissolved in tap water treated by reverse osmosis, followed by filtration by a Marineland Magnum canister filter equipped with a 8-micron cartridge) and yellow water were tested for suspended solids, volatile suspended solids, and turbidity. In addition, light transmission was measure through a water column and PAR measurements were made at two inch increments. PAR values were determined with a Li-Cor LI-1400 data logger (Lincoln, Nebraska, USA) equipped with an underwater 2-pi sensor. 'Air' and 'water' calibrations of this instrument were used where appropriate. Spectral characteristics were determined with an Ocean Optics (Dunedin, Florida, USA) USB2000 spectrometer. The readings from the spectrometer were corrected for 'electrical dark' and recorded after 50 averages were made. These data were processed by Ocean Optic's SpectraSuite software, and exported to MS Excel for further analyses using proprietary programming.
Water in an aquarium was allowed to age for several months without benefit of filtration (other than nutrient control by several clumps of Chaetomorpha alga in a sump), resulting in water distinctly 'yellow' to the eye.
An incandescent lamp provided light in the experiments and was chosen since its characteristics lack spikes. See Figures 6, 7, and 8. 
Figure 6. Spectral quality of the incandescent lamp. This graphic was generated by Ocean Optic's SpectraSuite software. 
Figure 7. Break out of the spectrum of the 100-watt incandescent lamp. 
Figure 8. Spectral quality of the incandescent lamp in 10nm bandwidths.
This tedious process was repeated for the 'clear' and 'colored' water samples' data in increments of 2 inch depth. Tabular data from the spectrometer and SpectraSuite software were exported to MS Excel where light intensities per 10nm bandwidths, percentages, and others were calculated.
True and Apparent Color of Water Samples
Color of water (or yellowness) can be measured by a comparator, colorimeter, or spectrometer. The scale is 0 -500 platinum-cobalt units. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (1998) describes the following methods for determining true and apparent color of water. Apparent Color describes color of an unfiltered sample, where suspended matter affects the measurement. True Color is determined after this matter is removed by filtration. Color can be judged visually using standards (a platinum/cobalt standard where 1 mg/l KPtCl6/CoCl2·6H2O = 1 Pt-Co Color Unit, with platinum as chloroplatinate ion.) A Hach 2010 spectrophotometer (using light at 455nm and measuring transmission through 2.5 cm of water) was used to determine true and apparent water color.
Water samples were gathered from an aquarium and compared to freshly mixed artificial sea water. The artificial seawater (ASW) was mixed with a submersible pump for 24 hours. The pump was removed and the mix was then allowed to settle for several days. The aquarium had gone a few months without a water change and used a refugium filled with Chaetomorpha alga and a downdraft protein skimmer for filtration. Small amounts of an unidentified brown alga grew in the aquarium and provided a natural food for a single Yellow Tang (Zebrasoma flavescens). The aquarium sample could be considered as being towards 'worst case' and the artificial sea water sample 'best case.' These samples were taken to the lab and analyzed for 'apparent color' (samples were not filtered) and 'true color' (after the sample was filtered through a 0.45 micron filter.)
Visually, the aquarium sample had a yellow tint to it while the 'fresh' ASW sample appeared clear. Figure 9 shows the results. 
Figure 9. The color scale is 0-500 units. Both samples were relatively low in color but yellowness was apparent to the eye in the aquarium water.
The color of water invariably increases with higher pH values and Standard Methods states pH should be reported along with the color value. So, the aquarium sample pH was 8.18, and the ASW sample was 8.02.
Determination of Suspended Solids
Suspended solids play a critical part in water clarity, since they can absorb light, or scatter it and prevent downward transmission.
The protocol for determining total suspended solids and volatile suspended solids was as follows. Known volumes of the samples were filter through pre-combusted and pre-weighed glass fiber filters with a pore size of 1.5 microns. These were dried at 103C for one hour. Filters were weighed once again and values were plugged into this formula:
a-b / sample volume (ml)*1,000
where: a = filter + retained solids weight (mg), and b = filter weight (mg)
Volatile solids were determined in this manner: The filters were placed in a muffle furnace with at a temperature of 550C for 20 minutes. After cooling for a few minutes in a desiccator, the filter was weighed, and this formula used.
a-c / sample volume (ml)*1,000
where: a = filter + retained solids weight (mg), and c = filter + filter retained solids weight after combustion (mg)
See Figure 10 for the results. 
Figure 10. Total suspended and volatile suspended solids.
زرد شدن آب آکواریوم در طول زمان به خاطر تجزیه مواد آلی (ارگانیک) است. دانا ریدل اثرات این پدیده را بر روی تضعیف نور تجزیه و تحلیل کرده است و اثبات میکند که چرا آکواریوم داران باید اعمال نگهداری آب آکواریوم را انجام دهند.
هر آکواریوم دار حرفه ای میداند که تعمیر و نگهداری یک آکواریوم موفق احتیاج به میزان منصفانه از زمان و انرژی دارد. و بیشتر افراد آنرا تصدیق میکنند از زمانی به زمان دیگر. محدودیت در زمان آزاد ما باعث میشود که چیزهای دیگر را در اولویت قرار دهیم. گاهی اوقات برنامه سرویس آکواریوم به اندازه یک یا دو تعویض آب به عقب می افتد , کربن فعال تعویض نمیشود و به همین ترتیب ... به احتمال زیاد این کاستی باعث بروز فاجعه در تانک نخواهد شد , با این حال فرایندهای فیزیکی و شیمیایی در جعبه شیشه ای در حال ادامه هستند. در نتیجه آب کیفیت خود را از دست خواهد داد. یکی از عواقب به تعویق افتادن سرویس آکواریوم زرد شدن آب آن است. این موضوع در اثر تجزیه جلبکها (به خصوص جلبک قهوه ای), تجزیه فضولات حیوانات , غذا های خورده نشده و غیره و انحلال آنها درون آب پیش می آید. به صورت تکنیکی آب زرد اشاره به رنگ آب دارد و در محیط آب شیرین و آب شور میتوان آنرا اندازه گیری کرد .
در تصویر دو ظرف میبینید که ظرف سمت چپ آب زرد و ظرف سمت راست آب نمک تازه تهیه شده است. آب زرد به طور بالقوه میتواند روی فتوسنتز و رنگ مرجانها تاثیر منفی بگزارد.
چرا رنگ آب برای علاقه مندان آکواریوم میتواند مهم باشد ؟ گزشته از مسئله زیبایی, مشخص شده که رنگ آب طول موجهای خاصی را جذب میکند. از جمله این طول موجها بنفش و آبی هستند. این پهنای باند در ترویج فتوسنتز بسیار مهم هست, همان چیزی که ما در آکواریومهای پلنت آب شیرین و آکواریومهای مرجانی آب شور به دنبال آن هستیم. ما همچنین میدانیم که این پهنای باند نور در ترویج رنگهای درخشان (چه فلورسنت و چه غیر فلورسنت) در بسیاری از نمونه های مرجانی نقشی حیاطی دارند.
آیا آب زرد نور آبی و بنفش را جذب میکند و مانع فتوسنتز و ایجاد رنگهای درخشان در بسیاری از مرجانها میشود ؟ در این مقاله با آزمایشات انجام شده در این زمینه آشنا شده و نتایج را مشاهده خواهید کرد.
تعریف فرسایش انرژی امواج (میرایی)
در هدف ما تعریف میررامی از دست دادن انرژی تابشی با عبور از آب به دلیل جذب یا پراکندگی آن گفته میشود.
میرایی نور بر اثر آب زرد آکواریوم
نور در طول موج بین 400 و 700 نانومتر تعریف شده است (نور مرئی). اندازه گیری PAR (پرتوی فعال فتوسنتز) در رو و زیر سطح آب و سپس هر دو اینچ بعد از آن تا عمق 26 اینچی . شکل شماره یک میرایی آب زرد برای نور یک لامپ رشته ای را نشان میدهد.در این روش همین نتایج وقتی در آب شفاف دریا انجام شد نیز به دست آمد. از آنجا که دو پروتوکل دقیقا مثل هم نمیتوانستند تکرار شوند, با یک مقایسه ساده از دو مجموعه داده PAR ننمیتوان به داستان پی برد. بخش پروتوکولهای زیرین را برای جزئیات بیشتر مشاهده کنید.
شکل 1 . PPFD در اعماق مختلف آب شور شفاف مصنوعی
مقایسه کیفیت نور به عنوان یک درصد
همانطور که در بالا ذکر شد از مقایسه ساده PAR بین آب زرد و آب شفاف نتایج معنی داری حاصل نشد.با این حال میتوان از آن در محاسبات بعدی استفاده کرد. هنگامی که ما مقدار نور منتقل شده هر پهنای باند را برسی میکنیم (به صورت درصدی) روند کار پدیدار میشود. شکلهای 2 و 3 را ببینید.
شکل 2 - مقایسه انتقال نور بر اساس طول موج در عمق 12 اینچی در آب زرد و آب شفاف.
شکل 3 - طول موجهای بنفش و آبی عمدتا در آب زرد جذب میشوند.
تشريح مطالب
نتایج نشان میدهد که آب زرد به شدت میتواند طول موج بنفش و مقداری از طول موج آبی را حتی در آب کم عمق آکواریوم جذب کند. این طول موج در ارتقاء فوتوسنتز و رنگهای فلورسنت و غیر فلورسنت مرجانها مهم است. شکل 4 طیف جذب شده زئوگزنتای جدا شده از مرجان سنگی Favia را نمایش میدهد.
در جدول 1 طول موجهای استفاده شده توسط محققان برای تحریک پروتئینهای فلورسنت مرجانها لیست شده است . اگر این لیست کامل شود خواهید دید که نور بنفش / آبی مسئول رنگ (هم فلورسنت و هم غیر فلورسنت) در صدها نوع از مرجانها میباشد. همچنین به یاد داشته باشید که نور بنفش / آبی مسئول تحریک پروتئین فلورسنت در بسیاری از مرجانها است.
شکل 4 : زئوگزانتها به شدن طول موجهای آبی و قرمز را جذب میکنند, آب زرد ترجیحا میتواند طول موجهای بنفش و آبی را جذب کند..
| Acropora millepora | amilFP513 | UV-A | Reversible | 2-fold Increase in fluorescence |
| Acropora millepora | amilFP594 | نور آبی @ 488nm | ? | Red to Green |
| Aequorea victoria | GFP | Anoxic/anaerobic Conditions/نور آبی | ? | Green to Red |
| Anemonia sculata | "Kindling" Protein | Green Light (540-560nm) | Reversible/Irreversible | None to Red |
| Dendronephthyasp. | Dendra | نور آبی @ 488nm | ? | Green to Red |
| Dendronephthyasp. | DendFP | UV-A at 366nm | Irreversible | Green to Red |
| Discosoma | DsRed | Exposure to light at ~ 488nm | ? | Green-blue to Orange |
| Discosoma | DsRed | Exposure to light at ~570nm | ? | Red to Super Red |
| Favia favus | Kikume | UV & نور بنفش (350-420nm) | ? | Green to Red |
| Lobophyllia hemprichii | Eos | UV @ 390nm/نور بنفش ~400nm | ? | Green to Red |
| Montastraea annularis | * | UV/نور بنفش | ? | Green to Red |
| Montastraea cavernosa | mcavRFP | UV - نور بنفش | Irreversible | Green to Red |
| "Pectiniidae" | Dronpa | ~490nm to bleach | Reversible | Green to None |
| Ricordea florida | rfloRFP | UV/نور بنفش | ? | Green to Red |
| Trachyphyllia geoffroyi | Kaede/tgeoRFP | UV - نور بنفش (350-410nm) | Irreversible | Green to Red |
زرد شدن آب آکواریوم میتواند به خاطر تعمیر و نگهداری ضعیف آب آکواریوم رخ دهد. برخی از منابع نور (متال هالید و لامپ های فلورسنت) شدت و کیفیت طیف نور را با بالا رفتن سنشان از دست میدهند (به خصوص در بنفش و محدوده آبی رنگ).در یک آکواریوم با نگهداری ضعیف و با لامپهایی که سنشان زیاد است و پرتوهای آبی در آنها ضعیف شده است به همراه آب زرد (جذب بیشتر از این طول موج ها) میتواند مشکلاتی برای بعضی از مرجانها ایجاد کند.
یک حساب دقیق از تعیین کیفیت نور، رنگ آب، و مواد جامد معلق در زیر شرح داده شده است .
پروتکل تجربی
55 گالن آب داخل یک ظرف 60 گالنی سیاه رنگ ریخته شد , یک لوله pvc به صورت عمود بر روی آن قرار گرفت. و با یک لوله CPVC پچ کورد طیف سنج را در زاویه 45 درجه ثابت کردیم. و همچنین سنسور کوانتومی Li-Cor که به صورت عمود در یک تکه چوب جاساز شدند. این آزمایش در شب انجام شد و تنها نور موجود نور یک لامپ 200 وات رشته ای بود که در آب شفاف و آب زرد مورد آزمایش قرار گرفت.
Figure 5. Sometimes science just ain't pretty. The sliding jig holds the spectrometer patch cord, Spectralon reference, and quantum sensor. The incandescent lamp is held in place by another jig.
Clear water (freshly mixed Instant Ocean dissolved in tap water treated by reverse osmosis, followed by filtration by a Marineland Magnum canister filter equipped with a 8-micron cartridge) and yellow water were tested for suspended solids, volatile suspended solids, and turbidity. In addition, light transmission was measure through a water column and PAR measurements were made at two inch increments. PAR values were determined with a Li-Cor LI-1400 data logger (Lincoln, Nebraska, USA) equipped with an underwater 2-pi sensor. 'Air' and 'water' calibrations of this instrument were used where appropriate. Spectral characteristics were determined with an Ocean Optics (Dunedin, Florida, USA) USB2000 spectrometer. The readings from the spectrometer were corrected for 'electrical dark' and recorded after 50 averages were made. These data were processed by Ocean Optic's SpectraSuite software, and exported to MS Excel for further analyses using proprietary programming.
Water in an aquarium was allowed to age for several months without benefit of filtration (other than nutrient control by several clumps of Chaetomorpha alga in a sump), resulting in water distinctly 'yellow' to the eye.
An incandescent lamp provided light in the experiments and was chosen since its characteristics lack spikes. See Figures 6, 7, and 8.
Figure 6. Spectral quality of the incandescent lamp. This graphic was generated by Ocean Optic's SpectraSuite software.
Figure 7. Break out of the spectrum of the 100-watt incandescent lamp.
Figure 8. Spectral quality of the incandescent lamp in 10nm bandwidths.
This tedious process was repeated for the 'clear' and 'colored' water samples' data in increments of 2 inch depth. Tabular data from the spectrometer and SpectraSuite software were exported to MS Excel where light intensities per 10nm bandwidths, percentages, and others were calculated.
True and Apparent Color of Water Samples
Color of water (or yellowness) can be measured by a comparator, colorimeter, or spectrometer. The scale is 0 -500 platinum-cobalt units. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (1998) describes the following methods for determining true and apparent color of water. Apparent Color describes color of an unfiltered sample, where suspended matter affects the measurement. True Color is determined after this matter is removed by filtration. Color can be judged visually using standards (a platinum/cobalt standard where 1 mg/l KPtCl6/CoCl2·6H2O = 1 Pt-Co Color Unit, with platinum as chloroplatinate ion.) A Hach 2010 spectrophotometer (using light at 455nm and measuring transmission through 2.5 cm of water) was used to determine true and apparent water color.
Water samples were gathered from an aquarium and compared to freshly mixed artificial sea water. The artificial seawater (ASW) was mixed with a submersible pump for 24 hours. The pump was removed and the mix was then allowed to settle for several days. The aquarium had gone a few months without a water change and used a refugium filled with Chaetomorpha alga and a downdraft protein skimmer for filtration. Small amounts of an unidentified brown alga grew in the aquarium and provided a natural food for a single Yellow Tang (Zebrasoma flavescens). The aquarium sample could be considered as being towards 'worst case' and the artificial sea water sample 'best case.' These samples were taken to the lab and analyzed for 'apparent color' (samples were not filtered) and 'true color' (after the sample was filtered through a 0.45 micron filter.)
Visually, the aquarium sample had a yellow tint to it while the 'fresh' ASW sample appeared clear. Figure 9 shows the results.
Figure 9. The color scale is 0-500 units. Both samples were relatively low in color but yellowness was apparent to the eye in the aquarium water.
The color of water invariably increases with higher pH values and Standard Methods states pH should be reported along with the color value. So, the aquarium sample pH was 8.18, and the ASW sample was 8.02.
Determination of Suspended Solids
Suspended solids play a critical part in water clarity, since they can absorb light, or scatter it and prevent downward transmission.
The protocol for determining total suspended solids and volatile suspended solids was as follows. Known volumes of the samples were filter through pre-combusted and pre-weighed glass fiber filters with a pore size of 1.5 microns. These were dried at 103C for one hour. Filters were weighed once again and values were plugged into this formula:
a-b / sample volume (ml)*1,000
where: a = filter + retained solids weight (mg), and b = filter weight (mg)
Volatile solids were determined in this manner: The filters were placed in a muffle furnace with at a temperature of 550C for 20 minutes. After cooling for a few minutes in a desiccator, the filter was weighed, and this formula used.
a-c / sample volume (ml)*1,000
where: a = filter + retained solids weight (mg), and c = filter + filter retained solids weight after combustion (mg)
See Figure 10 for the results.
Figure 10. Total suspended and volatile suspended solids.
نظر