2020.12.04 (公開 2018.05.01) メンテナンス
水槽内の硝酸塩の値を下げる４つの方法
サンゴや魚を飼育していて、サンゴの調子がイマイチという場合、硝酸塩が蓄積されている可能性があります。この硝酸塩を減らすためにはどうすればよいでしょうか。飼育において見直すべきところ、対策をまとめました。
硝酸塩とは
▲ミドリイシなどSPSの飼育にはベルリンシステムが理想
魚などの生物の排せつ物や残餌は魚にとって猛毒のアンモニアとなります。このアンモニアをバクテリアが毒性の低い亜硝酸にかえてくれます。亜硝酸はさらにバクテリアにより分解され、最終的には硝酸塩となります。この一連が生物ろ過です。
硝酸塩は、一般的に用いられる強制ろ過システムだと水槽に蓄積されてしまい、それ以上分解することが難しく、そして蓄積されすぎると魚やサンゴに悪影響を与えてしまいます。そのため、水替えを行い、水槽から硝酸塩を取り除く必要があります。
ベルリンシステムでは硝酸塩を蓄積するろ過槽を設けず、プロテインスキマーを用いて排せつ物や残餌の段階で水槽から取り除き、最後には窒素まで分解されます（脱窒）。しかし水替えが不要というわけではありません。水替えの頻度は減るでしょうが、水替えには「水槽バランスのリセット」という意味もあり、水替え不要のシステムというのはありえないものです。
また、ベルリンシステムはサンゴを中心に飼育するためのシステムであり、魚を大量に飼育できるシステムではありません。システムが立ち上がっていないのに多くの魚を入れてしまうと失敗してしまいます。
硝酸塩の値を下げるために必要なことは一にも二にも「水替え」です。
硝酸塩が蓄積されすぎるとどうなる？
ハードコーラル、とくにミドリイシやハナヤサイサンゴは硝酸塩の蓄積に弱く死んでしまったり、色が悪くなったりします。これらの水質に敏感なサンゴの硝酸塩は5mg/リットル以下が理想とされています。
他のサンゴ、たとえばオオバナサンゴやハナガタサンゴなどは若干量の硝酸塩があったほうがよいともいわれますが、それでも20mg/リットル以下にとどめておきたいものです。
▲ハナダイの仲間は綺麗な水を好む
魚は硝酸塩が高くても生存することはできますが、色があせてしまったり病気がでやすくなったりすることもあります。その結果海水魚の魅力を大きく損ねてしまうことにもなりますので、なるべく硝酸塩の値を低く保ちたいものです。
また長い間水替えをしていない水槽に新しく魚を入れると、すぐ死んでしまうこともあるので注意します。以前から飼育している魚が元気なように見えても、それは高い硝酸塩に慣れてしまっているだけなのです。
硝酸塩濃度をチェックしよう
飼育水を直接みても、海水が黄ばんでくるなどの特徴はありますが、硝酸塩がどのくらい蓄積されているのかはわかりにくいものです。これを可視化してくれるのがテスター（テストキット）です。
硝酸塩の蓄積や、元素欠乏に弱いミドリイシを飼育するのであればKH、カルシウム、マグネシウム、リン酸塩の値はチェックするべきですが、魚と丈夫なLPS、あるいはソフトコーラルだけを飼育する場合でも、少なくとも硝酸塩とpH値は測定すべきです。硝酸塩の濃度が高くなるとpHも下がってきますので、測定は重要です。
硝酸塩を下げる前にやるべきこと
硝酸塩の値を添加剤やバイオペレットを用いて下げる前に、以下のことを見直すようにしましょう。
定期的に水替えする
硝酸塩を水槽から取り除くもっとも簡単かつ安全な方法です。しかし、硝酸塩が砂の間やライブロックなどに蓄積してしまうと定期的に水替えしてもなかなか硝酸塩の濃度が下がらなくなってしまうこともあります。
魚の数・給餌を見直す
魚の数が多くなると、排せつ物や残り餌の量も増えてしまいます。魚がたくさん水槽にいるとその分硝酸塩の濃度も高くなりやすくなるといえます。
また給餌方法の見直しも必要です。餌が少しでも残ってしまうと生物ろ過が行われやがて硝酸塩に変わってしまいます。ハナダイやハゼなどではコペポーダなどをばら撒いて与えたいものですが、餌のロスを少なくしないと、上記のようなことがおこってしまいます。特にハナダイの仲間は水質悪化に弱いものがいるため、注意しなければなりません。
プロテインスキマーを使用する
プロテインスキマーは、生物ろ過がはじまる前の排せつ物・残餌などの段階で水槽から取り除かれますので、その分硝酸塩が砂やろ過槽に蓄積されるスピードを抑えることができます。水槽にあったサイズのものを使用しましょう。
またエアーレーションを行い水中に空気を溶け込ませる効果もあります。これは以下の項目で紹介する添加剤やバイオペレットを使用する上でスキマーの設置が欠かせない理由にもなっています。
ただし、過信は禁物です。プロテインスキマーを使用して水が汚れにくくなることはあっても、「水替えが不要になる」ということはありません。
硝酸塩を下げる４つの方法
「水替え」以外の硝酸塩を下げる方法についてまとめます。
- 海藻入れる
- 添加剤を入れる
- バイオペレットを入れる
- 嫌気層を作る
①海藻を入れる
▲クビレズタ（ウミブドウ）。飼育しやすい緑藻の仲間
海藻は硝酸塩を含む栄養塩を吸収してくれます。この海藻を魚やサンゴを飼育するためのメイン水槽、もしくはリフジウムと呼ばれる別水槽を設けてそこで育てる方法があります。
リフジウムでは24時間照明を点灯させられるというメリットがあります。海藻は寿命が来ると全体が溶けてしまいますが、24時間照明を点灯させることで溶けなくなります。魚やサンゴを飼育しているときは、24時間照明を点灯させるとストレスになりますので、こまめにトリミングし株分けをすることで全体が溶けてしまうのを防ぐようにします。
おすすめの海藻はクビレズタ（ウミブドウ）、タカノハズタ、ヘライワズタなどのイワズタ科の緑藻類です。これらの緑藻は初心者でも容易に飼育できます。小さなワイングラスのようなカサノリや紅藻なども綺麗ですが、これらの飼育は難しいです。またアミジグサの仲間のようにライブロックなどに付着しあっという間に増殖し、サンゴの成長に悪影響のある種もいます。
筆者が自宅でサンゴ（ウスコモンなどのSPS）を海藻と飼育していたところ、硝酸塩はほとんど検出されなかったのですが、海藻をヒフキアイゴの餌にしてしまい無くなってしまったあと急速に硝酸塩の値が増加してしまいました。海藻を飼育することにより、意外なほど硝酸塩の除去効果が期待できます。
海藻を入れる場合プロテインスキマーは必要とはしません。ただし、スキマーにはエアレーションの効果もあったり、微細な汚れを取り除く効果もあるので、使用しても問題はありません。
ヨウ素、微量元素（鉄分を含む）の添加は必須です。鉄分はコケの発生につながりますので、過剰な添加は禁物です。ヨウ素や微量元素はプロテインスキマーに取り除かれやすいので特に定期的に添加することが重要です。
海藻を入れるメリット
海藻の中でもウミブドウと呼ばれるクビレズタや、ヨレズタ、タカツキズタなど美しいものは観賞用としてもすぐれています。また、メイン水槽で育成できる場合は特別な機材を必要としないのもよいところです。
海藻の中には小さなプランクトンが多数見られ、これらは魚やサンゴの餌にもなります。照明は蛍光灯、またはスポットタイプのLEDで問題ありません。
海藻を入れるデメリット
▲ニザダイの仲間は海藻を捕食してしまう
メイン水槽で海藻を育成する場合、水槽にはアイゴやニザダイの仲間を入れることができなくなります。これらの魚が海藻を食べてしまうことがあるからです。カエルウオの仲間は、海藻に付着する微小な藻類を捕食しますが、海藻には悪影響を与えません。このほかマガキガイやコケ取り貝なども問題ありません。
リフュジウムを使用して海藻を飼育する場合、照明を24時間点灯させることが推奨されます。これは海藻の寿命が来て一気に溶けてしまうのを防ぐためですが、これを行うとどうしても電気代がかかってしまいます。それ以前にリフュジウムを設置するにも新たに水槽を購入したりする必要があり、コストがかさんでしまいます。また海藻を入れたからといって水替えをしなくてもよくなったり、大量に魚を入れることができたりする、というものではありませんので、注意が必要です。
バイオペレットや添加剤などを併用し硝酸塩やリン酸塩を取り除きすぎると海藻の栄養がなくなってしまい、海藻が溶けたりしてしまうこともありますので、注意が必要です。
海藻を育てるシステム
海藻を育てて硝酸塩・リン酸塩を排除する飼育システム「エコシステム」も存在します。アメリカのEcoSystem Aquarium（日本総代理店はAMAジャパン）によるシステムで、ミラクルマッドと呼ばれる専用の底砂を敷き嫌気層を作り硝酸塩を取り除いたり、ミラクルマッドからミネラルや微量元素を海水に溶出させるなどして、自然の海を再現する試みです。エコシステムの運用はある程度のノウハウが必要であり、サンゴメインの水槽には適しているが魚メインの水槽には適していないなどの注意点があります。
このほかReef live（LSS研究所）からは「シーウィードリアクター」というものが販売されています。この商品を使用することで簡単にリフジウムを作ることができます。メーカーによれば水質の改善、独自の吸収効果、夜間のpHの安定、ORP上昇などの効果を謳っています。従来は水槽の上に照明を置いていましたが、この商品はスパイラル照明を使用し、底の方にまで光が届くようになっています（光量の調整も可能）。さらに内部式のものにはDCポンプとコントローラが標準装備されています。
内部式・外部式それぞれ3つのサイズがラインナップ、色も白・黒・赤の3色から選ぶことができます。デメリットは外から海藻の様子が見えにくいことがあげられます。また海藻の種類はイワズタの仲間よりもホソジュズモという海藻がよいようです。
②添加剤を入れる
レッドシー社の「NO3:PO4-X」や、ハートトレードが販売するアメリカ製「AZ-NO3」という商品があります。
レッドシーのNO3:PO4-Xはリン酸塩も水槽から取り除きますが、スキマーが必ず必要であり、専用のテストキットを使用してチェックする必要があります。AZ-NO3のほうはプロテインスキマーがない水槽でも使用不可ではありませんが、酸欠になるおそれがあるため、エアレーションはしたほうがよいでしょう。
低栄養塩を実現させるためのVSVメソッド（Vodka, Sugar, and Vineger）も同様に、ウォッカや砂糖、酢を炭素源として水槽に投入しバクテリアの増殖をうながし、水槽から硝酸塩を急速に除去します。もちろん市販の添加剤を添加する方式でも、VSVメソッドでも、説明書やマニュアルをよく読んだり、情報を入手してそれらに従わなければなりません。
メリット
毎日添加をし続けることで安全かつ効率的に硝酸塩（NO3:PO4-Xではリン酸塩も同時に）除去することができます。ハイパワーのプロテインスキマーが必要ですが、バイオペレットリアクターを必要としないのがメリットといえるでしょう。サンゴ水槽だけでなく、魚水槽での硝酸塩除去にも使用できます。
デメリット
これらの商品はいずれも「バクテリアの餌」のようなもので、バクテリアの活性が高まりますが、硝酸塩が高い水槽では水が白濁してしまうおそれがあります。また、好気性のバクテリアが増殖しすぎると酸欠を起こすおそれもあるので注意しなければなりません。
NO3:PO4-Xはプロテインスキマーのついていない水槽では使用できません。きちんと説明書をよく読まないとかえって害になることがありますので注意が必要です。
またNO3:PO4-Xの主成分はメタノール(メチルアルコール)ですが、これは強い可燃性をもつため保管にも注意が必要です。さらに炭素源を水槽に添加する場合はあらゆるバクテリアが発生するおそれがあるため、この点も気をつけなければいけません。
このほか最近はみりんを水槽に添加して硝酸塩を減らす、というのも流行っていますが、このみりんも入れすぎてバクテリアが急速に増殖して酸欠の状態がはっせいしやすくなるなど、手軽に聞こえますが水槽崩壊のリスクがあることも理解しておかなければなりません。
③バイオペレットを入れる
専用のリアクターの中にバイオペレットを入れて、リアクターの内部でペレットを回転させて利用するものです。バイオペレットも炭素源、つまり「バクテリアの餌」のようなもので、好気・嫌気両方のバクテリアの増殖を促し、硝酸塩を窒素ガスにして水中から取り除きます。
写真のバイオペレットはオランダのVanHouten社のもので、硝酸塩だけでなくリン酸塩も除去することができます。材料は生分解性樹脂で、使用しているうちに減少してしまいますので、数か月に一度ペレットを追加する必要があります。
バイオペレットの表層部に好気性の、その内側には嫌気性のバクテリアが繁殖するため、好気性バクテリアの増殖による酸欠を防ぐために水中に酸素を供給するプロテインスキマーが必要になります。またプロテインスキマーは硝酸塩をバクテリアにとりこませたあと、バクテリアを取り除く役割もすることから、設置は必須です。
メリット
添加剤と同様、楽に硝酸塩濃度を下げることができるのがメリットといえます。添加剤の場合は毎日添加しなければならないのですが、このバイオペレットはバイオペレットリアクターにペレットを入れるだけで硝酸塩やリン酸塩の除去を行うことができます。ただし、硝酸塩濃度はテスターを使用して計測したいものです。
デメリット
バイオペレットリアクターと、ホース、ポンプなどを別途購入する必要があること、水中ポンプを使用する場合は水温上昇を招くこともあり、注意が必要です。また硝酸塩が高い状態でバイオペレットを使用すると、好気性バクテリアが過剰に発生してしまい、それにより酸素を消費し酸欠を起こしたり水が白濁してしまうおそれもあるため注意が必要です。また、もともと硝酸塩濃度が少ない水槽では思ったような効果が得られない場合があるようです。
またバイオペレットリアクターをうまくまわすことも必要です。水流が強すぎるとペレットがリアクターの上方、弱すぎると下方にたまってしまうので強すぎず弱すぎず、適切なサイズの水中ポンプも必要になります。もちろんプロテインスキマーもハイパワーのものが必要ですし、硝酸塩の測定もハイレベルなテスターが欲しいところ。機材にお金がかかってしまうのも欠点といえるかもしれません。
④嫌気層を作る
▲砂を分厚く敷き好気性・嫌気性両方のバクテリアのすみかを作る
水槽に嫌気層を作る方法です。よくいわれているのが砂を厚く敷くDSB（Deep Sand Bed）システムと呼ばれるものです。これは細かいパウダー状の砂を分厚く敷くことにより、水槽の下部の方に酸素の極めて少ない嫌気層を作成する方法です。
さらにこのDSBを進化させたモナコ（ジョベール）システムという方法もあります。もちろん、実際にセットするときには図で示したもののほかに水中ポンプやエアレーション、温度調節のための装置、照明などが必要になります。ライブロックも好気性バクテリアを水槽に導入するのに必要です。
砂を分厚く敷き、嫌気層を作ると硫化水素が発生し、魚やサンゴにダメージを与えるおそれがあります。ではなぜわざわざ砂を分厚く敷き嫌気層を作るのでしょうか。
嫌気層を作ると、酸素を嫌う嫌気バクテリアが増殖しますが、この嫌気バクテリアは硝酸塩を窒素にまで分解してくれるのです。このほかにLSS研究所が出しているナイトレイトリアクターという器具もあります。専用のサルファー（硫黄）メディアを使用して硝酸塩を水槽から取り除きます。
メリット
一般的な好気バクテリアは残り餌や生物の排せつ物から出てきたアンモニアを亜硝酸、亜硝酸を硝酸塩に変えてくれます（生物ろ過）が、硝酸塩は水槽にのこり、水替えをして水槽から取り除く方法が一般的です。
しかし嫌気層を作る方法では嫌気バクテリアが硝酸塩を窒素にまで分解してくれることが大きなメリットとしてあげられます。この嫌気層をペレットや専用の添加剤を使用しなくても簡単に作れるのがDSBシステムです。
デメリット
▲DSBではベントス食ハゼの飼育はできない
底砂を厚く敷き嫌気層を作るのであれば、当然大量の砂を用意する必要があります。このほかに大きなデメリットとしては砂を掘り起こす魚や甲殻類は入れられないということもいえます。具体的に言えばベントス食性のハゼやチンアナゴ、ジョーフィッシュなどの魚やテッポウエビなどです。
さらに硫化水素が発生するなどして、魚が突然死してしまうこともあります。これらの理由からか、最近はDSBシステムもモナコシステムもあまり用いられず、ベルリンシステムやゼオビット、バイオアクティフなどのシステムでサンゴを飼育しているマリンアクアリストが多いようです。また、DSBやモナコシステム、ベルリンシステム、ゼオビットなどはあくまでもサンゴを中心に飼育するシステムであり、魚を多く入れられるシステムではないことも理解しておく必要があります。
ナイトレイトリアクターを使用する場合は、ORP(酸化還元電位)コントローラーを使用する必要があります。メーカーによればORPコントローラーがなくても使用自体はできますが、トラブルを避けるためにもORPコントローラーを使用するのが安心です。
硝酸塩の値を下げる方法まとめ
ここまで海藻、添加剤、バイオペレット、嫌気層を作成する方法を簡単にご紹介しました。本ページでは概略のみご紹介しましたが、実際にシステムを取り入れる上では正確な運用とシステムに対する理解が必要です。とくにVSVメソッドのように少し間違えると魚を死なせてしまうシステムもありますので注意が必要です。
- 生物ろ過により水槽内に蓄積される
- 蓄積された硝酸塩は水替えで水槽から排出するのが基本
- 嫌気性バクテリアにより脱窒するシステムも
- 硝酸塩の蓄積に弱いサンゴはベルリンシステムでの飼育が推奨される
- ベルリンシステムでも水替えが不要になるわけではない
- 硝酸塩濃度はテストキットでチェック。pH値も同時にチェックしたい
- 魚が多いと排せつ物も多くなり硝酸塩が増える
- 給餌の際に残餌をなるべく出さないようにしたい
- スキマーは排せつ物や残餌の段階で水槽から取り除く。設置は有効
- 海藻は硝酸塩やリン酸塩を吸収する
- 添加剤やバイオペレットは好気性バクテリアの餌を供給する
- 嫌気層を作り嫌気性バクテリアの増殖を促す方法も
各システムのメリット・デメリット
| 方法 | メリット | デメリット |
| 海藻飼育 | ・簡単 ・海藻が鑑賞対象になる ・プロテインスキマー不要 |
・電気代がかかる ・飼育できない種がある |
| 添加剤 | ・簡単 ・魚中心の水槽でもOK |
・プロテインスキマー必要 ・バクテリアが増えすぎる可能性 ・NO3:PO4-Xは可燃性 ・酸欠に注意 ・菌の発生リスク |
| バイオペレット | 簡単 | ・専用リアクターが必要 ・水温の上昇を招くこともある ・バクテリアが増えすぎる可能性 ・酸欠に注意 ・適度な流量のポンプが必要 |
| 嫌気層 | 簡単 | ・大量の砂が必要 ・飼育できない種がある ・硫化水素の発生リスク |
