水培/充氣

微氣泡充氣

充氧對於水培 生態系統的可持續性至關重要。植物根系、需氧細菌、水生植物、魚類或其他需氧生物和組織都需要充氧。

水體或基質中氧氣不足 (環境缺氧) 可能會為 需氧生物和組織創造一個危險的環境。脫氧會增加 厭氧生物（如某些 細菌）的相對數量，導致根腐、魚類死亡和其他不利事件。增加需氧條件的濃度可以提供一個健康的 水培生態系統。

在遭受缺氧條件的水體中需要進行水體充氣。充氣可以透過使用帶擴散器的空氣泵，或透過噴泉或類似噴霧的裝置進行表面攪拌來實現，以允許表面進行氧氣交換並釋放二氧化碳、甲烷或硫化氫等有害氣體。

溶解氧 (DO)是水質的主要貢獻者。不僅魚類和其他水生動物需要它，而且氧呼吸的需氧細菌還會分解有機物。當氧氣濃度變低時，可能會出現缺氧條件，從而降低水體支援生命的能力。

缺氧

缺氧，或氧氣耗竭，是一種發生在水生環境中的現象，其中溶解氧 (DO; 溶解在水中的分子氧) 的濃度降低到對生活在該系統中的水生生物有害的程度。溶解氧通常以水在特定溫度和鹽度下可以溶解的氧氣的百分比來表示（溫度和鹽度都會影響氧氣在水中的溶解度；參見氧飽和度和 水下）。缺乏溶解氧 (0% 飽和度) 的水生系統被稱為厭氧、還原或缺氧；低濃度系統——介於 1% 到 30% 飽和度之間——被稱為缺氧或低氧。大多數魚類無法在低於 30% 飽和度的情況下生存。“健康”的水生環境應該很少出現低於 80% 的情況。過氧區域位於缺氧和低氧區域的邊界。

充氣方法

以下是將空氣注入營養液和水培魚缸的方法。此外，將植物根系懸浮在營養液之上是有益的，因為水中的氧氣飽和度是有限的。

噴泉

噴泉透過從水面抽取水並將其噴射到空中來進行充氣。

此過程利用空氣與水的接觸來轉移氧氣。當水被噴射到空中時，它會分解成小水滴。總的來說，這些小水滴具有很大的 表面積，氧氣可以透過該表面積進行轉移。返回後，這些水滴與剩餘的水混合，從而將它們的氧氣轉移回生態系統。

噴泉是一種流行的表面充氣方法，因為它們具有美觀的外觀。然而，大多數噴泉無法產生大面積的充氧水。

微氣泡充氣

微氣泡充氣是一種將氧氣轉移到水中的有效方法。在裝置上連線了許多擴散器。這些氣泡被稱為微氣泡。美國環保署將直徑小於 2 毫米的氣泡定義為微氣泡。

微氣泡擴散充氣能夠最大限度地提高氣泡的表面積，從而使每個氣泡將更多氧氣轉移到水中。此外，較小的氣泡到達水面需要更多時間，因此不僅表面積最大化，而且每個氣泡在水中的停留時間也最大化，使其有更多時間將氧氣轉移到水中。一般來說，更小的氣泡和更深的釋放點會產生更大的氧氣轉移速率。

然而，幾乎所有溶解在氣泡中的氧氣都發生在氣泡形成時。在氣泡向水面轉移過程中，只有少量的氧氣溶解。這就是為什麼產生許多小氣泡的充氣過程比產生更少的大氣泡的過程更好的原因。將較大的氣泡分解成較小的氣泡也會重複這種形成和轉移過程。

微氣泡充氣的一個缺點是，陶瓷擴散器膜有時會堵塞，必須進行清潔才能保持其最佳效率。此外，它們不像其他充氣技術（如粗氣泡充氣）那樣具有良好的混合能力。

排水

在某些型別的水培中，如漲落系統，水可以迴圈以頻繁地從水培系統中排出。懸浮在空氣中的植物根系可以提供它們在水中浸泡時無法獲得的充氣。

測量

更多資訊：w:立方英尺每分鐘

在水生環境中，氧飽和度是溶解在水中的氧氣 (O₂) 量的相對測量值。過飽和有時會對生物體有害，並會導致減壓病。溶解氧 (DO) 用標準溶液單位測量，如毫升 O₂ 每升 (ml/L)、毫摩爾 O₂ 每升 (mmol/L)、毫克 O₂ 每升 (mg/L) 和摩爾 O₂ 每立方米 (mol/m³)。例如，在 20°C 的大氣壓下的淡水中，O₂ 飽和度為 9.1 mg/L。