어항 내에서 혐기성 여과를 기대할 수 있을까? feat 무환수, 질산염 제거

 

여과란 뭐지?

 

 우리가 물생활하면서 말하는 여과는 생물막법을 이용해 암모니아,아질산, 질산염을 제거하는 과정을 말해요. 보통의 가정에 있는 어항 환경에서는 호기성 질화세균에 의해 암모니아가 아질산으로 아질산이 질산염으 전환되는 여과과정만 발생하며 질산염은 보통 '환수'라는 행위를 통해 제거해요.

 

 

혐기성 여과 작용은 어떤 원리로 이뤄질까?

 

 혐기성 여과에 대해서 알기 위해서는 혐기성 여과작용을 하는 탈질균에 대해 알아야 해요. 탈질균은 NO3- 또는 NO2- 를 환원시켜 N2또는 N2O와 같은 기체를 생성하는 균이에요. 탈질균은 호기성 환경에 노출되었을때는 용존산소를 이용하여 생활하지만 혐기성 환경이 되면 NO3- 과 NO2- 같은 결합형 산소를 전자수용체로 이용하여 생활하는 통성 혐기성 균이에요. 

 

어항 내에 혐기성 환경을 만들어 줄 수 있을까?

 

 앞의 내용에서 알 수 있듯이 이미 우리 어항 속에는 탈질균들이 있어요. 하지만 이 친구들은 혐기성 환경이 되어야만 탈질반응을 해요. 그렇기 때문에 어항 속에 혐기성 환경을 만들어주면 탈질균에의해 질산염이 분해되게 하면 무여과를 운영할 수 있을까 하고 생각하시는 분들이 많아요.

 물론 어항 내에 혐기성 환경을 만들어 줄 수 있어요. 다들 아시겠지만 어항 바닥에 바닥재를 높이 쌓아주고 시간이 지나면 자연스럽게 바닥재 깊은 곳에서 부분적으로 혐기화되는곳이 생겨요.

 

어항 내에 혐기성 여과의 효과를 볼 수 있을까?

 

 저는 득보다는 잃는것이 굉장히 많다고 생각해요. 거기에는 몇가지 이유가 있어요. 첫째로는 일단 두꺼운 어항 바닥재로 부분 혐기화 상태를 만들었다고 하더라도 질산염이 혐기화된 부분으로 침투해 들어가는것이 쉽지 않아요. 보통 우리가 생각하는 혐기성 여과는 오수처리과정에서의 혐기성 수조를 상상하기 쉽지만 혐기성 수조의 경우 오염물질이 엄청나게 많아서 폭기만 안해주면 자연스럽게 혐기환경이 조성되며 또한 유속을 만들어줘서 혐기성균들과 오염물질의 접촉정도가 높아요. 하지만 어항에서 깊은 바닥재 아래 생성된 혐기화된 부분에 과연 우리가 목표하는 질산염이 제대로 침투할 수 있을까요? 네 그 대답은 '아니다' 에요. 효율이 매우 떨어지는 방법이에요. 만약 쉽게 질산염이 침투할 수 있는 환경이라면 용존 산소도 쉽게 침투 가능하다는 말이므로 혐기성 환경이 유지가 안될것이에요.

 두번째는 잠재적 위험성 입니다. 잠재적 위험성은 두가지가 있는데 혐기성 환경이 조성되면 단순히 그곳에 탈질균만 있는것이 아니고 다양한 혐기성 부패균들이 살게되고 또한 그곳에는 질산염만 존재하는게 아니고 다양한 분해되지 않은 노폐물들이 쌓여있게 되요. 그렇게 되면 이 노폐물들의 부패로 인해 혐기화된 부분에 독성 가스가 차게되어 어느 순간 압력이 커지면서 어항에 노출되고 물속 생물에 치명적인 결과를 불러올수도 있어요. 또한 위의 글에서 알 수 있듯이 질소기체뿐만 아니라 이산화질소도 생성되는것을 알 수 있어요. 이산화질소는 독성이 있는 기체로 이산화질소도 모여있다가 많은 양이 한순간 어항에 노출되면 굉장히 위험한 결과를 불러올 수도 있어요.

 

마무리.

 

 보통은 무여과에 대한 환상이 있으신 분들이 혐기성 여과에 대한 관심이 많은듯 해요. '자연에서도 혐기성 여과가 일어나는데 어항이라고 그렇게 위함하겠나' 라고 생각하실수도 있지만 자연에서는 혐기성 환경 내에서 가스가 분출된다고 해도 강이나 호수 전체에 비하면 아주 미미한 부분이고 또한 그곳에 사는 물고기들은 얼마든지 다른곳으로 도망갈수 있어요. 하지만 어항속 생물들은 다른곳으로 도망갈수가 없으며 강이나 호수에 비하면 어항은 아무리 적은 개체를 키운다해도 자연에 비하면 과밀상태이기때문에 오염물질의 발생량도 비율로보면 엄청나게 많아요. 

 또한 질산염은 그렇게 독성이 많지도 않고 환수라는 간단한 방법으로 제거가 가능하기때문에 환수를 쉽게 할 수 있는 시스템을 구축하는것이 장기적으로 봤을떄 물생활을 더 행복하게 하는 방법이라 생각해요.

 

 

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