はじめに

皆さんは濾過についてどれだけしってますか？
目に見えるゴミや汚れを濾し取る【物理濾過】
バクテリア等生物の力で食べ残したエサやフンから出る有害物質を無害化する【生物濾過】
活性炭やゼオライトの働きで有害物質を吸着する【化学濾過】 これくらいは基本だと思います。
そのなかでも今回は一番重要な濾過である生物濾過に重点を置いて話を進めていきたいと思います。
尚、好気性や嫌気性等の表記は正確ではありませんが分かりやすく解説するためにあえて使用して進めていきたいと思います。

好気性バクテリア（細菌）

生物濾過で行われるバクテリアの働きを一般的に「硝化」といいます。
1、魚のフンや食べ残したエサなどの有機物は微生物の酵素によって分解されアンモニア NH3(魚にとって非常に有害な成分)が発生します。
2、アンモニアはニトロソナモスと呼ばれる好気性バクテリア群によって，亜硝酸塩 NO2-(まだ有害な成分です)に分解されます。
3、亜硝酸塩はニトロバクターと呼ばれる好気性バクテリア群によって硝酸塩NO3-(魚にとってそれほど有害ではないですが蓄積されると害になります)に分解されます。
4、水槽内に溜まる硝酸塩を水換えによって排出除去する。
これが水槽内における生物濾過の基本の流れになると思います。

ではこのバクテリアはどこから来るのでしょう？
答えは、あらゆるところに存在しています。それこそ大気中から人の皮膚上と様々な場所です。
ということはほっておいても自然に水槽内に増えていきます。
ただそれだと時間がかかります。充分な環境を築くのに新しく水槽を立ち上げてから数ヶ月〜1年も要します。
なのでこの好気性バクテリア群を増やす設備や行動をする必要があります。

嫌気性バクテリア（細菌）

嫌気性バクテリアとよばれるものは主に地中や水中など酸素のない場所に生息しています。
酸素の存在する環境では生活が困難または不可能なためです。 乳酸菌や破傷風菌なども嫌気性細菌です。
嫌気性バクテリアが重要視される理由が水換えによって排出するしか無かった硝酸塩を還元濾過し窒素に変えて空気中に放出するという点です。
これはどういう事かというと
自然界の池や川などのように水換えをしなくても良い環境を築くということになります。
これは本当に凄いことなんですよ。
でも、嫌気性バクテリアを増やすためには少し難しい点もあります。

・酸素濃度を下げる
・光が当たらない暗い場所
・餌となる炭素が必要。

簡単に考えてもこれだけの条件をクリアしないと増殖できません。
酸素量を減らすということは好気性バクテリアの活性を落とし
光をふさぐということは光合成細菌や水草の力を弱めます。
いかに嫌気性バクテリアを増やすことが難しく、そして自然の池や川が見事なバランスで成り立ってる素晴らしいものであるかが分かると思います。


この嫌気性バクテリアと好気性バクテリアを水槽内でバランス良く維持できると濾過装置もなく水換えの必要もない自然環境を作ることがせきます。。
こんな夢のような水槽をバランスドアクアリウムといい究極の濾過が出来てる証明です。
私が目指してる究極のアクアライフの一つです。

光合成細菌

植物が行う光合成とは違い嫌気的条件下（水中等）で、光を利用して、酸素を発生しない光合成を行って生育している細菌。
一般的にはＰＳＢと言ったら分かりやすいと思います。
この光合成細菌ですが一からの水槽立ち上げには全くと言っていいほど意味がありません。
よくドバドバと入れるという話を聞きますが・・・ウチで使って実験した所、使っても使わなくても水が仕上がるのに大差なかったです。ｗｗｗ
ではこの光合成細菌が効果を現すのはどういった状況なのでしょうか？
それは良く分かりません。ｗｗｗ
でも推測するに他のバクテリア群の栄養になってるのではないかと。
そのためバクテリアの分裂速度が上がり硝化がスムーズに進むのかな？
ということは水換え後に添加するのが一番意味があるような。
まぁ〜ウチでは稚魚の初期飼料程度にしか使ってませんけどね。濾過目的ではあってもなくてもいいと思います。

水草

水草が生物濾過にどれほど役に立ってるかを紹介したいと思います。
通常の水槽の維持のサイクルでは最終的に毒素の弱い硝酸塩まで硝化され水換えによって排出でした。
しかし水草は硝酸塩を窒素分として栄養とし成長します。
そのため水草の生い茂る水槽では水換えの頻度はかなり減ります。
ただ使用するのなら成長の早い水草を選ばないとあまり濾過（浄化）効果は期待できないと思います。
ウチではアナカリスやマツモ、ハイグロ等を好んで使ってます。好きな水草はナナやミクロソリウム等なんですがこれらは成長遅いので。



以上のように生物濾過とは目に見えないバクテリアや微生物、水草の力等によって行われているんです。
これは基本的なことですが逆に蔑ろにされがちです。
”これ1本で水がすぐできる”とか”○○の水”といった商品を良く見ますがあまり鵜呑みにしないほうがいいです。
中には素晴らしい商品もありますがほとんどが価値のない物ばかりだったりします。
わざわざお金を出して眉唾な商品を購入するよりも自然を理解し、自然に近づける努力をすることが魚にとっても一番です。
そしてその努力は必ず経験として自分の力になります。
魚達の生き生きとした姿であったり、繁殖であったりと。
生物濾過を理解するということは水槽内の循環サイクルを理解することです。
これは一般的な飼育に限らず水草水槽や大型魚のベアタンクなど様々な飼育環境に応用できます。
私は観賞魚飼育においての基本だと思います。
まずは水作りを覚えることがアクアの第一歩ではないでしょうか？


補足・・・ アンモニアは、水中で大半がアンモニウムイオンに変化します。
アンモニアは猛毒ですがアンモニウムイオンは比較的毒素は弱いです。
このアンモニウムイオンですがＰＨ7を境に水質がアルカリ側に傾くとイオン化しないでアンモニアのまま水中に残る量が格段に増えます。
なのでベタ飼育のように弱酸性〜中性域での環境ですとアンモニア濃度が高い理由での死亡率よりも亜硝酸濃度やＰＨの低下に気をつける方が大事だと思います。