亚硝酸盐和礁岩水族(转帖)

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这个过程从动物，细菌或其它生物消耗含氮有机物，比如蛋白质，释放出氨开始。然后水体中的氨被细菌获取并且逐步氧化。首先转化成亚硝酸盐:

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NH3 + 3/2 O2 =  NO2-  +  H+   +  H2O


然后转化成硝酸盐(这一步的细菌可能不同于第一步的):


NO2-   +  1/2 O2 =  NO3-

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在建缸初期，这些氨和氧化亚硝酸盐的细菌很少。随着氨的累积，消耗它的细菌增长了起来。随之，它们会消耗掉初期产生的大量的氨。然后，获益于大量产生的亚硝酸盐，氧化它的细菌增长起来，然后生产出硝酸盐。

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一段时间之后（通常是几周）, 细菌的活动达到平衡，氨和亚硝酸盐的浓度都不会很高了。这不代表它们不再被大量生产出来，而是它们被消耗的速度等同于被生产的速度，结果达到了一个稳定的浓度。在多数礁岩缸内，这个稳定态下氨和亚硝酸盐的浓度是很低的（低于0.1ppm），常常低于许多测试剂能够检测的范围。

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然而新缸建立初期发生的情况不一定同样地在之后继续。礁岩缸内许多生物直接消耗氨和亚硝酸盐，并且通过代谢转化成有机物。比如巨藻可以直接吸收氨，而且很多种类相较于硝酸盐更倾向于吸收氨。结果，在类似我的使用巨藻输出氮的缸内，很少会生产出亚硝酸盐。我不知道我的缸里加入的食物中的氮元素被巨藻吸收的有多少是通过氨的形式，又有多少是通过其他各种形式（比如亚硝酸盐和硝酸盐）。但是很可能的是，不是所有的氮元素在被巨藻吸收利用前都经过亚硝酸盐这个阶段。

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除了标准的氮循环，还有其他途径会产生亚硝酸盐。其中之一就是“光解”硝酸盐。即，在紫外光下，硝酸根可以分解成亚硝酸盐和自由羟基(OH)。6,7


NO3-   +  H2O +  UV = NO2-   +  2 OH

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另一种亚硝酸盐产生方式发生在生物体内，虽然这些亚硝酸盐可能不会被释放到水体中。比如，珊瑚(如, Pocillopora damicornis) 和巨藻 (例如, Ulva lactuca)体内可以转化硝酸盐为亚硝酸盐。8

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亚硝酸盐去向何方?


亚硝酸盐在海洋里有很多去向。很多生物可以直接吸收亚硝酸盐。其中包括海葵(Condylactis sp., 可能是为了共生藻),9 硅藻 (Eucampia zodiacus)10 和很多生物 (Zoanthus spp., Tridacna crocea, Seriatopora hystrix, Montastrea annularis, Porites furcata 和 Stylophora pistillata)体内分离出的虫黄藻。11

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亚硝酸盐也会在紫外光下分解，生成一氧化氮 (NO),自由羟基(OH) 和氢氧根(OH-).6,7,12


NO2- + H2O + UV = NO + OH + OH-

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在一个没有硝酸盐和生物的海水实验条件下，环境光可以使亚硝酸盐的浓度每天减少2-15% 。12,13 这个反应的主要产物是一氧化氮 (NO)和自由羟基(OH)。它们都充满了化学和生物活性，因此这个反应对于海洋和生物体内的生化过程可能是非常重要的。本文稍后会讨论一氧化氮的作用。