Skummar skummaren ut bakterier?

[PatriksS]

Vad både Claes och Patrik hela tiden upprepar som ett axiom är att den bakteriemassa som den organiska koldoseringen skappar ständigt skummas ut. Jag är inte så säker på detta. Det skulle vara så om det var så att bakteriepoppulationen i vattenmassan var den största delen av bakteriepopulationen men så tror jag definitivt inte det är, speciellt om man kör en liten dos av ozon för att få klart vatten. Den största delen av den bakteriemassa man skapar med den organiska koltillförseln hamnar på fasta underlag och kommer inte in i skummaren.

Ett undantag kan finnas och det är om man har en biopelletsreaktor var utlopp är direkt före skummarintaget och där lösgjord biofilm lyfts direkt ut. Ett mekanisk biofilter som rengörs varje dag skulle iofs vara lika effektivt.

Vid vanlig, flytande koldosering (vodka och annat) så betvivlar jag väldigt starkt att den bakteriella biomassan som bildas överhuvudtaget i någon större utsträckning kommer in i skummaren. Nedan en bild på min skummarkopp, tagen just nu.

[ATTACH]52901[/ATTACH]

Här syns tydligt var bakterietillväxten är som störst, i stigarröret precis innan vattnet går in koppen. Det är en ca 2 mm tjock biofilm. Det är troligtvis biofilm som vuxit där och som tar sin näring från vattnet som går över i koppen! I koppen finns mycket tillväxt och många flagor av bakteriefilm men min bedömning är att det är inte bakterier som är uppfångade från vattenkolumnen utan är till största delen bakterier som tillvuxit i det näringsrika (proteiner) vattnet i skummarkoppen. Vad som tyder på det är att det understa delen av vattnet i koppen är syrefritt - se de svarta beläggningarna på denna bild (luktar också ruttna ägg).

[ATTACH]52902[/ATTACH]

Denna disk om verkligen skummaren skummar ut de bakterier som bildas vid organisk koldosering eller inte kanske vi skall ta i en annan tråd iofs.

Bra ämne, Lasse: skummar skummaren verkligen ut bakterier?

Ditt huvudsakliga argument mot att skummaren skummar ut bakterier är väl att bakteriepopulationen fritt i vattenmassan inte är den största delen av total bakteriepopulation i akvariet. Om jag minns rätt brukar du säga att bakterierna behöver "stolar" - ytor - att sitta på, och tar ytan slut så har inte bakterierna någonstans att fortplanta sig.

Jag håller inte med dig och argumenterar för att skummaren verkligen skummar ut bakterier/bakterierflock.

Bakterier i vattnet

Utan att ha haft tid att plöja igenom google i jakt på kvantiteter av vattenburna bakterier så är det så att det finns en oemotsäglig erfarenhetsmässig bevisning om att det finns mycket bakterier i vattnet i våra akvarier.

Ett enkelt experimet: överdosera vodkan/sockret i akvariet så låter inte mjölkvattnet vänta på sig, och snabbt brukar det gå (oftast inom 12 timmar om inte tidigare). Såvitt jag förstått olika trådar på olika utländska forum så beror det mjölkfärgade vattnet på en bakterieblomning. Alltså finns det mycket bakterier i vattnet.

Sedan om dessa bakterier föds eller lever direkt i vattnet, eller om det är bakterier som lossnar från inredningen vet jag inte - huvudsaken är att bakterierna kommer ut i vattenkolumnen och kan skummas ut.

Ytargumentet

Även om vi antar att det är såsom Lasse säger - att bakterierna nödvändigtvis måste ha ytor/underlag att fortplanta sig på - så är det enligt min mening felaktigt att anta att så snart alla tillgängliga ytor har blivit övervuxna med bakteriefilm så slutar bakteriernas fortplantning. Claes får gärna rätta mig om jag har fel, men jag hävdar att bakterierna fortsätter föröka sig helt ohämmat hej vilt även efter att alla tillgängliga ytor blivit helt täckta av bakterier. "Stol-argumentet" påverkar inte bakteriernas fortplantning: de har ingen sådan stoppknapp förutom tillgången på de vanliga livsbetingelserna (näring, temp).

Alltså gäller det att när bakterierna täckt en viss yta börjar de växa ovanpå varandra tills biofilmen blir för tjock och lossnar spontant, eller tills det undre bakterielagret dör och biofilmen lossnar pga tappat fotfäste. Den avlossade näringsrika biofilmen hamnar i vattenkolumnen och den då frigjorda ytan ockuperas av bakterierna igen.

Den ohämmade bakteriefortplantningen är också det som gör att den levande stenen till ett så utomordentligt bra biofilter: stor yta tack vare alla porer. När porerna börjar bli igentäppta pga bakterietillväxten så skapar bakterietillväxten ett tryck och trycker ut bakterieöverskottet helt frivilligt. För att visualisera porer med bakterier: tänk dig en bunke med deg - när deget blir större så trycks det hela upp. I vårt fall trycks alltså bakterierna ut från stenens porer och ut i vattenkolumnen. Jag har sett termen "bacterial turgor" nämnas när man beskriver bakterietrycket. Och allt detta sker utan att man behöver skaka något filter, eller vrida ur någon filtermatta el. dyl. Bra, eller hur?

På så sätt - genom bakteriefilm som ständigt växer til och lossnar från inredningen i en aldrig slutande cirkel - hamnar merparten av bakterierna i vattenkolumnen förr eller senare. Där har bakterierna potential att skummas ut under vissa förutsättningar.

Cirkulation

Dessa förutsättningar är framförallt att det finns en kraftig cirkulation som håller bakterieflocken suspenderad i vattnet hela tiden. Att inte ha någon sand på botten underlättar också rejält - annars kan bakterieflocken av tyngdkraften hamna i sedimentet, begravas där och bidra till näringsanriktning.

Blött skumning

En annan viktig förutsättning för utskumningen är att man skummar blött - det vill säga att varje enskild bubbla levererar sin lilla last hela vägen upp till kanten på stigarröret. Och miljontals sådana bubblor dygnet runt. Av den bild som Lasse postat så verkar hans skummare torrskumma, dvs. bubblorna orkar inte hela vägen upp till stigarrörets kant och därför lämnar sin last på stigarrörets väggar, där skiten kan återigen spolas tillbaka direkt eller lösas upp av bakterier och spolas tillbaka.

Förresten, den typen av skummare - av bilden på skummarkoppen att döma så är det antagligen en AquaMedic Turboflottör 1000 eller liknande - kan svårligen köras i blött läge på grund av det trånga koniska stigarröret. Sådant stigarrör gör skummaren svårinställd för blött skumning, och även skummaren i övrigt fungerar enligt min åsikt alltför dåligt pga alltför liten luftmängd som sådana skummare producerar. Jag söker alltid efter skummare med brett stigarrör och ordentlig pump där luftpelaren är stadig tack vare enorm luftvolym och verkligen kan lyfta upp saker hela vägen till stigarrörets övre kant. I Lasses bild ser man stigarröret nerkletat med massa organik som luftbubblorna misslyckades att föra upp till skummarkoppen.

Kontentan

Så oavsett om bakterierna föds/lever direkt i vattenkolumnen eller om bakterierna lossnar i små och stora tjock från inredningen så kan dessa bakterier skummas ut. Det är sedan vår uppgift som akvarister att skapa förutsättningar som underlättar för att med hjälp av skummaren skörda bl.a. lossnade bakterietjock (jämte fiskbajs, överblivet foder, detritus och debris, gulämnen, lös organik, phytoplanktom osv.)

[Claes_A]

Jag kollade om det fanns några studier som visade på att skumning tar ut bakterier genom att googla på "bacterial foam fractionation". Preliminärt så verkar det finnas en del studier som visar att bakterier skummas ut. Jag har dock inte läst artiklarna ännu. Några exempel:

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T4C-4SMNXV7-1&_user=10&_coverDate=08%2F31%2F2008&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1625732651&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=a62b28dd3d16b31075ecd20d879481ad&searchtype=a

Eller:

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T4C-4SMNXV7-1&_user=10&_coverDate=08%2F31%2F2008&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1625732651&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=a62b28dd3d16b31075ecd20d879481ad&searchtype=a

[PatriksS]

Claes - är det en och samma artikel? Och finns den i full format? (länken är ett abstrakt)

Från abstraktet kan man utläsa att just i deras testsystem - 10 akvarium men bara 1 skummare - så fann man att:

The removal of particulate matter was influenced by different particle sizes with higher removal percentages for the >60 μm and 1.2–0.22 μm categories of 96.8 and 100%, respectively.

[...]

The removal of heterotrophic bacteria [...] SKIM removal percentages ranged between 32 and 88%.

Om jag tolkar det rätt så tog skummaren ut partiklar av storleken >60 μm and 1.2–0.22 μm mellan 96 och 100 %.

Mellan 32 och 88 % av bakterierna skummades ut.

Återigen beakta - 10 akvarier och tydligen bara en (1) skummare.

[Claes_A]

Det skulle vara länkar till två olika artiklars abstract. Här är den andra.

Får kolla på jobbet om jag har tillgång till dessa artiklar i fulltext.

[Virse]

No need Claes.

Kan inte bidra med något till diskussionen då jag inte besitter någon kunskap inom detta område. Men ett par artiklar kan jag rota fram

Foam.pdf

Removal.pdf

[PatriksS]

Perfekt, ska läsas snarast, tack Claes och Robin!

Än så länge har jag hittat en artikel där man kollade hur många bakterier som kan finns i olika miljöer och var - fritt i vattenkolumnen eller växandes på någon partikel/substrat. Detta säger artikeln:

The Ecological Role of Water-Column Microbes in the Sea*

MARINE ECOLOGY - PROGRESS SERIES

Mar. Ecol. Prog. Ser.

Vol. 10: 257-263, 1983

Of the bacterial biomass, up to 10 to 20 % may be attached to particles, the majority are free bacterioplankton (Hobble et al., 1972; Azam and Hodson, 1977).

Even under unusual coastal conditions, such as in estuaries or kelp beds when much mucilage is released, only 11 to 14 % of the bacterial biomass is attached to aggregates (Linley and Field, 1982).

Källa: http://www.soest.hawaii.edu/oceanography/courses/OCN621/Spring2011/Azam%20et%20al_loop.pdf (sida 258, vänstra kolumnen, mitten)

[PatriksS]

En annan artikel "Phylogenetic diversity of aggregate-attached vs. free-living marine bacterial assemblages" säger detta:

Microscopic and metabolic stuides conducted with naturally occurring macroaggregates have revealed some significant differences between attached and free-living bacterial assemblages.

Attached bacteria are often larger in size, and present in higher local concentrations, than those found free-living in the water (Caron et al. 1982). However, with respect to total cell numbers or total cell carbon, free-living bacteria are thought to represent the predominant fraction in aquatic environments (Kirchman and Mitchell 1982; Simon et al. 1990).

Källa: http://www.jstor.org/pss/2838082

[xxxperxxx]

Den ohämmade bakteriefortplantningen är också det som gör att den levande stenen till ett så utomordentligt bra biofilter: stor yta tack vare alla porer. När porerna börjar bli igentäppta pga bakterietillväxten så skapar bakterietillväxten ett tryck och trycker ut bakterieöverskottet helt frivilligt. För att visualisera porer med bakterier: tänk dig en bunke med deg - när deget blir större så trycks det hela upp. I vårt fall trycks alltså bakterierna ut från stenens porer och ut i vattenkolumnen. Jag har sett termen "bacterial turgor" nämnas när man beskriver bakterietrycket. Och allt detta sker utan att man behöver skaka något filter, eller vrida ur någon filtermatta el. dyl. Bra, eller hur?

På så sätt - genom bakteriefilm som ständigt växer til och lossnar från inredningen i en aldrig slutande cirkel - hamnar merparten av bakterierna i vattenkolumnen förr eller senare. Där har bakterierna potential att skummas ut under vissa förutsättningar.

Har inte läst studierna som det hänvisas till, MEN, bakterier som naturligt lever i havsvatten tillväxer naturligt så länge näring finns i mängder de kräver. Om man skulle utgå från argumentet att dessa bakterier behöver ett substrat, skulle världshaven va sterila, förutom på reven. Så är det ju inte direkt.

Om vi sen ska ta bakerier i LS som "trycks ut" så funkar ju inte det heller. Bakterierna långt inne i LS (de som bryter ned nitrat) kräver anaeroba (syrefattiga) förhållanden. ju närmare ytan på LS du kommer, desto syrerikare blir miljön. Dvs ju närmare ytan du kommer, desto färre nitratnedbrytare = desto färre bakterier som kan fångas upp av en skummare i den fria vattenvolymen.

En tanke är ju att bakterier måste va åtminstone LITE polära (elektriskt laddade) för att fångas upp av en skummare...

[PatriksS]

Har inte läst studierna som det hänvisas till, MEN, bakterier som naturligt lever i havsvatten tillväxer naturligt så länge näring finns i mängder de kräver. Om man skulle utgå från argumentet att dessa bakterier behöver ett substrat, skulle världshaven va sterila, förutom på reven. Så är det ju inte direkt.

Fast det är ju det som är poängen - jag hänvisade ju till studier som just visar att det faktiskt finns bakterier som lever fritt i vattenkolumnen, läs gärna de från studierna postade citaten. Prata annars gärna med Lasse här på SG, det är han som anser att bakterierna nödvändigtvis måste ha ett substrat att leva på.

Om vi sen ska ta bakerier i LS som "trycks ut" så funkar ju inte det heller. Bakterierna långt inne i LS (de som bryter ned nitrat) kräver anaeroba (syrefattiga) förhållanden. ju närmare ytan på LS du kommer, desto syrerikare blir miljön. Dvs ju närmare ytan du kommer, desto färre nitratnedbrytare = desto färre bakterier som kan fångas upp av en skummare i den fria vattenvolymen.

Bakterierna har ingen stoppknapp, de växer så länge näring finns, ungefär som en deg i en bunke. När de växt till så mycket i lager på lager på lager på varandra i någon slags enzymatisk näringssoppa att de inte har någonstans att ta vägen, så trycks en del av bakterierna ut ur porerna.

[Claes_A]

Dags för uppdatering av denna tråd. Ken S. Feldman, Allison A. Place, Sanjay Joshi och Gary White har slagit sina kloka huvuden ihop och faktiskt experimentellt räknat bakteriehalter i akvarier! De har även testat effekten av skummare. Deras försök redovisas i Advanced Aquarist.

Summa summarum av skummarens effekter på bakteriehalten är att cirka 30-40% av bakterierna kan skummas ut om vattnet är rikt på organiskt kol:

"Protein skimming (bubbles) removes approximately 30 - 40% of the bacteria in the water column of carbon-treated or organic rich water, but the remainder is not susceptible to bubble-based removal."

[freguz]

Dags för uppdatering av denna tråd. Ken S. Feldman, Allison A. Place, Sanjay Joshi och Gary White har slagit sina kloka huvuden ihop och faktiskt experimentellt räknat bakteriehalter i akvarier! De har även testat effekten av skummare. Deras försök redovisas i Advanced Aquarist.

Summa summarum av skummarens effekter på bakteriehalten är att cirka 30-40% av bakterierna kan skummas ut om vattnet är rikt på organiskt kol:

"Protein skimming (bubbles) removes approximately 30 - 40% of the bacteria in the water column of carbon-treated or organic rich water, but the remainder is not susceptible to bubble-based removal."

Ok, men är detta bra eller dåligt? eller varken eller?

[Claes_A]

Ok, men är detta bra eller dåligt? eller varken eller?

Det beror väl på hur man ser det. Jag tycker observationen är intressant och viktig eftersom det ger experimentellt stöd för vad vi tidigare bara antagit - att skummaren ganska effektivt exporterar bakterier. Det betyder att vi nu har evidens för att detta är vägen som näring lämnar karet vid organisk koldosering.

Annars finns det mycket intressant i den långa och på amerikanskt manér lite pratiga artikeln. T ex att bakteriehalterna i våra kar ligger under de naturliga bakteriehalterna på reven (vem hade trott det?). Eller att om vi ökar vi den organiska kolhalten med dosering så ökar bakteriehalten (mer väntat).

[xxxperxxx]

Fast det är ju det som är poängen - jag hänvisade ju till studier som just visar att det faktiskt finns bakterier som lever fritt i vattenkolumnen, läs gärna de från studierna postade citaten. Prata annars gärna med Lasse här på SG, det är han som anser att bakterierna nödvändigtvis måste ha ett substrat att leva på.

Jag hävdade väl aldrig att det inte fanns bakterier i den "fria" vattenmassan? Håller helt med att bakterier finns både där och på allehanda substrat. Men det är skillnad på bakterier och bakterier. Vissa finns ju bara i anaerob miljö, och således inte i den fria vattenmassan (såvida den inte är extremt syrefattig på nåt ställe).

Bakterierna har ingen stoppknapp, de växer så länge näring finns, ungefär som en deg i en bunke. När de växt till så mycket i lager på lager på lager på varandra i någon slags enzymatisk näringssoppa att de inte har någonstans att ta vägen, så trycks en del av bakterierna ut ur porerna.

Nja, fast de nitratnedbrytare som trycks ut från den anaeroba miljön till en aerob, klarar ju inte det. Alltså överlever de inte "där ute". Visst tillväxer de så länge rätt förhållanden råder, men de längst ut som plötsligt stöter på en miljö som inte funkar för dem, kommer ju inte fortsätta dela sig.