オキシデータとエアポンプのエアレーションの違いとか

air_lionchu
酸素関係の記事ばかりで申し訳ありませんが
この記事を投稿してしまえば
ようやく 本丸の記事 が投稿できます。
ここまでの酸素関係は殆どが 本丸の記事を切り出して独立させてきた記事です。
おかげでだいぶスリムに出来そうです。
本丸の記事を書き始めて1年も経過してるのでそろそろ出します。
まだ書き直すのはこれからですけどw
その記事のために これまで長い期間、エアレーション無しでの飼育とか各水槽の溶存酸素とかを比較実験してました・・・
それとは別に途中死亡事故まで起こしてしまったので予定以上に長く詳しくなりました。
僕の経験不足で失った2匹には申し訳ありませんでしたが
2匹の命のおかげでリサーチだけでは見逃していた現実の飼育での問題点もカバーできましたので本丸の記事も より広くカバーできそうです。

前置きが長くなりましたが
この記事は簡単に言えば 
普通の空気で行うエアレーション と 純酸素によるエアレーションの違いに関するものです。
※純酸素の場合は正確にはエアレーションではないかもしれませんが、
 対応語が分からないのでエアレーションにしておきます。

純酸素 と 空気中の酸素 の違い

通常の空気中に含まれる酸素と水草などから作られた直後の純酸素との大きな違いは
分かりやすく言えば 安定 か 不安定 かです。
純酸素とても不安定何とでも結合する高度活性状態にあり、
これが良い部分であり、時に危険な部分です。

地球上の酸素は森や海で作られて発生直後はこの純酸素ですが、
人間で言えば イケイケ状態の夏の男子高校生@THE・ビーチ みたいな感じなので
何とでも直ぐにくっついちゃいます。
つまり、直ぐに水に溶けたり、周りの他のガスや不純物などと くっつく為、
過度に活性化せず安全で安定した状態で空気中や水中に存在しています。
それを僕達動物が呼吸のために消費していますが安定しているので問題ありません。
これがもし純酸素のままなら問題が出る危険性があります。

エアポンプによるエアレーション

これは上記のように既に混じり合って安定した空気中の酸素を水槽に運ぶ方法なので酸素は活性化しておらず安定しています。
仮に飽和状態まで酸素が溶けてもそれ以上は過飽和することなく水面から他のガスと同様に空気中に戻されますので安全です。
※稀に条件が揃えば純酸素になるケースはあるようですが
ここでは一般論の範囲として普通は起きないようなケースは無視します。

また別のメリットとして、非常に重要な事ですが
水中の余分なガスを外に排出する効果も期待できますので 
仮に活性化された酸素が水槽内を漂う場合でも
エアレーションによるエアリフトと水面で泡がはじけるバースト効果で(全ては無理でも)その多くを空気中に排出できます。

湧き水のように水面を動かすエアレーション

溶存酸素量が高くなるので上記のエアーによるものより効果的なため
最近 僕の管理する半数以上の水槽で採用した方式です。
同じ理由でこれも安全です。水面を動かして空気に触れさせて酸素を取り込みますが
これは既に安定している酸素なので通常の波をおこす程度の方法なら過度に溶けることもありません。
またエアポンプのエアレーション同様 
水中の余分なガスを外に排出する効果も期待できます。

オキシデータ

ドイツの酸素を出す装置です。
仕組みは単純でオキシドールに触媒を使い酸素を出させるものです。
この装置の最大のメリットは
電気などの動力を必要としない
ので どこにでも設置できる
太陽光が無くても純酸素が作れる
つまり光合成以外に 純酸素を作る方法といえます
本来、この製品は水槽ではなく
池の中の日の当たらない場所などに置く事で
光合成が出来ない場所でも酸素を供給して
生物の育成環境を整備するのに使われています。
またこの記事の下のほうで取り扱う光合成をするメディアと比べると
夜間も酸素を出し、決して消費したりしない事も追加でメリットに加えておきます。

このように池に使う為の装置ですが
電源が使えず、日光も当たらない場所では有効と言う事で
フォーラムなどを見ていると熱帯魚マニアの間で水槽にも使える!と広まったようです。
金魚に使うのは稀で(フォーラムでは実例を1例も見つけられませんでしたが) 
日本ではランチュウの稚魚の飼育に使われていた実績があるようです。
(理由は、この記事の下のほうに書きました )

残念ながら酸素を多く必要とする金魚の成魚の飼育には十分な酸素が得られない事、
逆に十分な酸素を出そうと装置の数を増やしたり容量の大きものに取り替えると
今度は、過度に活性化された酸素が必要以上に発生し水中を浮遊して
金魚の体に気泡が出来てしまう酸素ガス病が出るので
エアレーションとの併用で使用するというケースがあるようです。

またこの製品は他の定常的に動作する酸素発生装置とは違い一度に大量の酸素を出す特殊なプロセスを採用しているので酸素濃度が濃くなりすぎるタイミングが出る事が懸念されています。

という事で
基本的には 酸素をあまり必要としない
熱帯魚やメダカに向いているようです。
金魚なら稚魚の飼育に向いているようです。

水草・苔・藻・青水 + 日光

昔から行われている金魚飼育に密接に関係する自然の酸素工場です。
上記の人工的なオキシデータと同じく純酸素を作ることで知られているのが
水草・苔・藻・青水に日光を当てた時におきる光合成です。
特に苔が全面に付いている場合や濃い青水の場合は
そのボリュームから
バクテリアの活性化や溶存酸素の増大の効果が高いです。
オキシデータのように1箇所から一気に出るのではなく
水槽全体でジワジワと起きるので効果も高いですが
夏場の高温時などは過飽和による危険性は決して低くないので
この場合も
エアレーションやポンプで適度に水を回して
溶けきれない余分な酸素はできるだけ空気中に排出されるようにしておくのが安心です。
greenwater_disq

僕は、昔、何も無いベアタンクにこだわっていましたが
数年前から この苔などの4つを徐々に取り入れるようになり現在に至ります。
もちろん、これら4つは活性化された酸素が作れることだけではなく
餌や栄養源としての大きなメリットもあるのも採用している理由です。

様々な効果を確かめる意味でも、今は、
夏場の多忙時に青水の管理が完璧に出来る自信が無いので
春夏は 水草
秋冬は 青水
という感じで利用していますが
冬は冬眠などさせない室内でも青水が多くのメリットをもたらします。

デメリットとしてこれらは、夜間は酸素を消費する側になる事があげられます。
水量を増やすか、金魚を減らすかして 密度を低くすれば危険性は低く出来ますし
それなりの強さでエアレーションを併用して24時間作動させておくのも安心です。

過飽和の問題

良いことも多い純酸素ですが
これまで読んできた本やレポートなどで最も懸念されているのは
日中の最高水温時におきる過飽和による問題です。
酸素を溶かすのがエアポンプによるエアレーションのみなら
空気中の酸素(安定してる)だけなので、
この問題はほぼ起きません。

例えば
空気中の酸素がエアポンプから送られ、
エアストーンから水中に送られている状態で
そこに金魚が泳いできて泡にいくら当たろうとも 
特に何もおきません。

怖いのは
高度に活性化されて何とでも結合できてしまう 
純酸素 が過剰に出来て水槽内を漂う場合です。
ここに金魚が来ればヒレなどに純酸素が結合(進入)し
気泡が出来てしまう事です。
(多くのケースで、過剰な酸素が水槽内を浮遊する際
 バブルにならないので目には見えないようです)

とは言っても
基本的に純酸素は直ぐに水に溶けてしまったり
まわりの不純物と結合したりするので、
水中に過剰に発生しない限りは特に問題はありません。

過飽和の問題は
夏場の濃い青水
によるものが有名ですが、
このように原因は純酸素なので それを作り出す
オキシデータ
水草藻類
でも同じ事がおきます。

oversaturated_air
▲過飽和の状態が起きると
 条件によってはこのように綺麗な泡が点在して見えます。
 過飽和前は溶けてしまうので目に見えません。
 エアレーションしていれば殆どは目にするまでに水面に運ばれて空気中に排出されます。
※全ての過飽和状態がバブルになり可視化されるわけではありません。
※またこれが全て酸素であるとも限りません
 言えるのは溶けていたガス(気体)がこれ以上溶けられない状態で
 バブルになっているということです。

ですので飽和状態でも
しっかりとエアリフトやポンプで水をまわせるような水流が作れていれば
水面からほとんどが空気中に抜け出るので
問題が出にくい事も分かっています。

危険なのはあくまでも 
☆高温時などで、
◇過度な酸素を発生する容量の大きな装置をいれていたり、
◇小さな装置でも水槽が小さすぎたり
◇苔や水草などが大量に水槽に存在して日光がガンガン当たり光合成が起きる場合等
かつ
☆水流が無い場合
☆それ以外にもアクセサリーが沈めてありそこに溜まる等
 何らかのトラップで過剰に出てしまった純酸素が空気中に抜け出せない場合です。

※これに類した条件で
 水草水槽などで生態を飼育されているケースもありますので
 必ず問題が出るとも言えないと思いますが
 金魚中心で考える場合は 警戒が必要だろうと思います。

純酸素の殺菌効果?

オキシデータの製品ページでは
この純酸素特有の不純物等との強い結合能力を OXYDATE (文章内では殺菌という意味で使用されています) と呼んでいますが 全く同じ事が水草や苔や藻類や青水からの酸素でも起きています。
オキシドールから出た純酸素だけが持つ能力という事ではありません。

(おまけ)

はじまりは らんちゅうの稚魚飼育記事

もう何年も前ですが、飼育2年目の頃に
初めて名前を知った オキシデータ に興味を持つきっかけになったのが
有名なランチュウ飼育者さんのHPでした。
(当時はブログというものはあまり見かけず殆どがHPでした)
すばらしい内容のHPなので
リンクをと思いましたが検索しても見つからないので
簡単に要約で紹介しますと

ランチュウの繁殖で”尾”というものはとても重要
この良し悪しだけでも良否が大きく分かれる
尾が未だ不安定な初期に条件の不具合で簡単に尾が駄目になる事がある
特に水流が大敵でこれにより駄目になる事が多い
そんな中、オキシデータは水流を作る事無く
酸素を供給するので繁殖初期の飼育に最適な道具・・・

そんな感じのことが書かれていました。
またこの方は同HPで成魚はオキシデータのみでは酸素が不足する、
又、装置を増やして過剰に酸素を出させると体表にダメージが出て不適と書かれていました。
今思うとこれが過飽和に関する記述だったのですが
その当時は 良いことばかりに気がちってあまりよく理解してませんでした。

【DIY】 オキシデータを自作

当時調べていて
目に付いたのが 自作オキシデータ=酸素発生器 の存在でした。
今でも多分 
DIY oxydator (又は DIY oxidator) で検索すれば出ると思いますが
とても安く&簡単に作れる事が判明します。
要するにオキシドールに金属の触媒を入れれば純酸素が出るので
適当なキャニスターとマイクロバブルストーンさえあれば穴あけ加工から組み立てまで
5分程度あれば工作できます。

金魚を入れずに作動させて溶存酸素を調べれば触媒の金属の適量や装置の安全性も確認できるので
今もし興味があれば即作っていると思いますが
ご存知のように、僕は水草・苔・藻・青水で対応しているのでこれ以上同じものは要らないので作りません。

普段の飼育に関しては自然の光合成が一番という結論ですが
ある条件では活躍するかもしれないので
その為に将来、自作するかもしれません。
その条件は、本丸の記事で分かります。

番外編
マイクロバブル発生器

その後、これも凄く好奇心を刺激されて詳しく調べた1つでした。
簡単に原理を説明しますと 水をアスピレーターという器具に通して高速で回転させてその中に空気を混ぜ込んで極限まで細かくしてから排出する為
出てきた水には細かな泡が無数に含まれ一見すると白く濁ったように見えるというものです。この細かな泡は空気ですがその中には酸素も含まれているので
溶存酸素を上げる効果があると言われています。 シャワーヘッドに付ける製品もありますし、工事を要するような高価な一式設備もありますし、アスピレーターと呼ばれる部品をそれなりの水圧がかかる場所に付ければ自作でも簡単に作れるというものです。

僕は最初YOUTUBEで有名な金魚屋さんが実演されているビデオを観て欲しくて欲しくてたまらない状態になり何とかして自作するかシャワー製品を買おうという方向で検討を始めました。

当時、金魚よりも 高級なワンちゃん&ネコちゃんを洗う時のシャワーに内臓された製品が大ブームになった事もあり
様々なペットブログで自作したり製品を自宅のお風呂場に取り付けたりされる方が居られました。
そんなブームの中 僕は部品を購入して自作して金魚のエアレーションに利用しようともくろんでいました当にその時、実物を見る機会が有りました。
それを見て自作の為の部品であるアスピレーターを買うのをやめました。

実物を見て気が付いてしまったんです。
それは金魚とは関係ないペット用のものでしたが
あまりに細かな泡になっているのでシャンプーも石鹸も要らないという内容で
その細かな泡が何時までたっても白いままで水が透明に戻らないんです。
YOUTUBEで事前に見た金魚屋さんが自作されたものは最初から完全に透明でしたし
その他の当時の自作のものは1分も経たずに透明になっていたので
おじさんにその事を質問すると泡が十分に細かく無い場合は直ぐに透明になるし
細かければ細かいほど白く濁ったままになるという事を教えていただきました。
帰ってもう一度YOUTUBEを見て納得。 確かにきちんとした製品は全て長く白く濁っていました。
今となっては当たり前の事ですが 流行した当初はこの事がわからず
その効能(溶存酸素UPとか・・・水の活性化とか・・・)に踊らされて見落としていましたので、最初は何となく透明なまま使えるものがあると思っていました。
また水圧もある程度かけないとうまくいかないということも学んだので、
付けるなら効果を最大にする為にお風呂ポンプではなく直接水道につける必要があると理解した結果、24時間回しっぱなしもできないので、現時点では採用しないほうが良さそうだと判断しました。
※あとで知りましたが、お風呂ポンプも実際は24時間も回すと壊れるようです。
・・・と、
まとめると短くなりますが
これに関しては結論に達するまで
かなりの期間悩みながら情報収集を繰り返しました。