各種水草缸適用底砂之分類與簡介

各種水草缸適用底砂之分類與簡介
一、底砂之分類

一般所稱的「底砂」，通常泛指鋪在缸底的任何栽培介質而言，並不只局限于矽砂（silica sand），但仍以矽砂為主。作為底砂應是有條件的，包括大小要適中、物理與化學性質要穩定，以及不能在使用過程中溶解（dissolve）或水解（hydrolysis）出有害或不受歡迎的成分等，凡符合這些基本條件的底砂，都可稱為「適用底砂（suitable for bottom sand）」，否則不宜作為底砂使用。例如，珊瑚砂即不適合作為底砂使用，因為它在酸性水質中，會不斷溶出鈣離子，使硬度（hardness）大幅提升，或在含有二氧化碳的水中，會發生水解回應，同時使硬度及pH、KH值上升，恐對水質造成不利的影響或衝擊。

水草缸的底砂種類很多，不過依據其來源的不同，可將它們分成三大類︰天然砂（natural sand）、加工砂（manufactured sand）及人造砂（artificial sand）等。茲將它們的基本特性或差異分述如下︰

1. 天然砂︰從自然界開採的砂系（sand system）稱為天然砂，有大磯砂及矽砂之分，來源包括海濱砂、湖砂、河砂、海砂及山砂等等。天然砂是經過風雨或水流沖涮滾磨以岩石或卵石后，所形成的顆粒核心體，強度較高，很密實，物理與化學性質較穩定。其優點在于取得較為容易，大量使用時可降低成本；但缺點是，可能混有雜質（鍛石質），有時必須作雜質的去除處理之后才適合使用。

2. 加工砂︰這是一種機械加工產品（machining products），或是再造化產品（renature products）。機械加工砂是由機械破碎、篩分製成的岩石顆粒，但不包括軟質岩、風化岩石、鍛石岩石等可能影響水質的岩粒，一般商品為粒徑約 2~6mm的石屑，呈不規則狀，較不美觀，應用極少。再造化砂是使用天然岩粒或砂粒為原料，再加以改造，使之賦予一定特性的產品。例如，ADA黑土、 ADA PSS、TBS東風一號、TBS東風三號，以及其它各種基肥砂（base fertilizer sand）等。這類產品應用較多，且適用的範圍較廣，但價格較高。

3. 人造砂︰可分為合成砂（synthetic sand）、化學砂（chemical sand）、燒製砂（burning sand）三種。合成砂主要由砂粉或礦粉、黏結劑、附加物（如色料）按一定配比混製成的具有所要求性能的砂粒。這種砂的觀賞性很高，富有色彩及造形上的變化（例如，白、黑、藍），軟硬及大小均勻適中，不過在使用期間的活性（activity）較低，水草扎根較為鬆散，除了較受歐洲人青睞外，在其它地區使用並不多見。化學砂主要得自化學工業製造，目前用作底砂的化學砂產品，似乎只有黑金剛砂（black carborundum）一種而已。燒製砂又分為燒結砂（sintering sand）及燒成砂（firing sand）二種，系以適當的土質（如赤玉土、陶土）燒製而成。燒結砂主要產品有鍛燒赤玉土、AZOO活性底床等；燒成砂主要產品有陶瓷砂、發泡煉石等，它們的特性容后分述。


二、大磯砂

大磯砂是由日本傳入的漢文名詞，按其原義系指開採自河川、溪流、海濱或山間，類似超小型的鵝卵石的砂粒，其特徵是比一般矽砂大，粒徑約5 ~ 8 mm，白色、黑色、灰色顆粒相雜，圓潤或扁平，沒有銳角。它的材質穩定，不影響水質，故很適合用作底砂（除了粒徑稍大之外），是最早被用作底砂的材料。不過因產地不同，品性有很大的差異（如有些混入或多或少的鍛石質），選擇時要特別注意。

開採自河川或溪流的大磯砂，其成分因產地上游地質而異。大部分為花崗岩風化所產生。因此以石英、長石及雲母為其主要成分外，還可能混入貝殼、鍛石。這些混入成分對水質有不良影響，在使用之前最好設法除去。來自日本進口及自產者（如宜蘭砂、台東砂）主要屬于這一類型。在建築上的應用也蠻多的。

開採自海濱的大磯砂，是海中的山丘或海岸邊之山坡受波浪浸蝕作用，崩壞落下所形成的砂。材質接近純矽砂，砂粒大多數近乎圓形，粒度均勻，但大小參差不齊，可能混入珊瑚砂。在開採時，必須經過篩選合乎尺寸的顆粒，以及需再使用淡水沖洗去除鹽份之后，才能成為商品。因開採成本較高，故應用較少。

開採自山間的大磯砂，為砂粒、黏土及其它物質之混合物。其分出砂粒的主要成分為石英、長石，所夾帶的礦物為雲母、角閃石、輝石、磁鐵礦等。山砂約含5～20％的黏土，在開採之后，必須再經選砂及洗滌措施才能使用，開採成本最高，市場罕見有這類大磯砂出售。

綜合上述，可知大磯砂的來源主要取自河床或溪邊，或是建築使用剩餘之砂石。此種大磯砂取得上並不困難，因此價格最便宜。然而，因其中可能混入鍛石質成分，所以在使用之前，最好能經酸浸及水洗的手續再使用較為合適。

酸浸之目的在除去鍛石質成分，可以利用醋酸溶液（效果較差）、稀鹽酸或稀硝酸浸泡至不產生氣泡（二氧化碳）為止。水洗之目的在將殘留的酸液及酸浸溶出成分除去。若要選擇大磯砂做底砂，應以不會影響水質的硬度及pH值的大磯砂，才是明智之舉。


三、矽砂

以矽酸鹽成分為主體的粒狀物質稱為矽砂，顆粒明顯比大磯砂小，粒徑大約1~ 4 mm之間，有天然砂及加工砂兩種。天然矽砂通常開採自海岸的砂礦，其形成主要是石英石或高矽酸岩石，經年累月受波浪之摩擦、打碎，沖流到海中而沈積者。由於開採出來的矽砂必須先水洗除去鹽分才能成為商品，故又稱「淡化矽砂」，以和「含鹽矽砂」區別。矽砂與大磯砂另一不同點，是含雲母、長石比較少，主要成分是石英（二氧化矽），故又稱石英砂（quartz sand）。純度較高的石英砂呈白色，不過大部分因含有雜質而呈有特定的顏色，市場上最常見的商品大多是?#092;黃至?#092;棕色。

加工矽砂為使用機械打碎高矽酸岩石或石英石之后再篩選而得。精製的加工矽砂經過水洗之后，二氧化矽含量（質量分數）≧99％，完全不含鍛石質成分，不會影響水質的硬度及pH值，顆粒約3 ~ 4 mm大小，顆粒稍較尖銳，堆積密度較大，對促進水草部發育較佳，品性較有保證，價格也較高，在台灣很少看到這類產品，但在日本則偶爾有所聞。

台灣雖然四面環海，沙岸滿布，但是因沙粒太小，並不適合用作底砂，故所需矽砂幾乎全來仰賴進口，其中以「美國矽砂」和「荷蘭矽砂」占最大宗。荷蘭矽砂的光澤似乎比較暗一點，而美國矽砂則比較明亮一些，除此之外，在色澤上的差異不太大，都是?#092;黃褐色、有些透明感，偶爾也夾雜少數深褐砂粒于其中，且粒徑均介于1 ~ 4 mm之間。這二種產品在一般水草缸的使用最廣，由於它們均來自國外進口，成本較高，所以價格比大磯砂貴約1/2。

最近這些年來，菲律賓矽砂（在日本又稱南國砂）、奧地利矽砂，及其它地區的矽砂也陸續在台灣水族市場出現，使得矽砂產品趨于多樣化，無論產品來自何方，其實它們的成分幾乎都相同的，主要的品性差異，僅在于是否混有珊瑚砂或貝殼砂而已，因此在選購時要特別注意這問題，最好能稍作檢測。檢測方法如下，隨便抓一把矽砂，置入稀鹽酸溶液中，如果完全沒有起泡，表示可能是較優良的產品。若不幸選購到含有珊瑚砂或貝殼砂的產品，同樣必須經由酸浸及水洗的處理之后，再進行鋪設底床作業較為適宜。


四、黑土

黑土其實是「砂」，而不是「土」，在台灣為何出現這樣的稱呼，已經無法考証，坦白說，這個命名並不十分恰當，因為沒有接觸過黑土的人，很難想像它居然是粒徑2 ~ 5 mm，外表黑色但基體是白色的砂粒狀物。

最具代表性的黑土是ADA的產品；另外，翠湖「TBS東風一號」也屬于這類產品。基本上，它們都屬于包裹型（coated）的釋酸劑（acidulant）。以沉水性的天然產輕石（pumice）做載體，飽和以pH 5.0 ~ 6.5的天然酸（natural sour），乾燥之后，外面再包裹一層以黑土（Amazonia Soil）為主原料製成的膜衣（membrane），這層膜衣為非水溶性，但對水分有一定的滲透性，可以透過其內外滲透性之差異，把載體孔隙中已經固化的天然酸緩緩溶解，並經由這層膜衣給釋放出來。

輕石是一種熔岩（lava），白色，內部充滿了氣體形成的泡泡，因此比重很輕，與水差不多，有些甚至於可以漂浮在水上，所以又稱為浮石。孔隙率高達 71.8 ~ 81.0 %，像海綿一般，可以吸收大量液體。化學成份︰SiO2、70 %，Fe2O3、5.5 %， FeO、 2.4 %， Al2O3、11.50 %，CaO、0.79 %， MgO、0.29 %，K2O、4.10 %，Na2O、5.80 %。化學性質相當安定，對水質不會造成任何影響。不過物理性質稍差，受到磨擦時，其表面會有粉化的現象，以及質地鬆軟，在壓力下容易崩解。

如果說︰「黑土主要是針對水草缸需求而製造的商品」，可是一點也不為過。大部分水草（尤其是南美水草）通常喜歡生長在弱酸性的水質中，使用黑土所佈置而成的「黑土缸」，正好可以提供或滿足這樣的水質環境，這是黑土最重要的功用。因為黑土外面的包裹層，可以控制載體釋放酸劑的速度，讓它緩慢釋放出來，因而能較為長期達到控制水體pH的目的，如此一來，水質環境得以被控制在較為理想的pH範圍。

當足夠數量黑土所釋放的天然酸系完全發揮作用時，可以完全取代KH緩沖系統，使原來的天然緩沖系統被黑土所構成的人工緩沖系統所取代，因此有關「KH - CO2 - pH」的三角互動變化關係，將逐漸被瓦解，使得CO2的濃度變化不再對pH造成任何影響，如此一來，即可以讓水質穩定在由該酸劑所控制的pH 5.0 ~ 6.5範圍。這種pH控制方法，比用其它方法都來往有效而持久。另外，黑土所釋放的天然酸，因對硬度離子（hardness ion）也具有形成螯合回應的能力，因此兼備軟化水質的功能，所以黑土廣受一般消費者歡迎，不過價格偏高，可是非人人使用得起的。

黑土的釋酸作用是有壽命的，當載體逐漸將體內的酸劑釋盡時，它就會喪失原來的功效。其使用期限的長短，與載體釋放酸劑的速度有關，載體釋放酸劑的速度又與包裹層的濃度及完整性有關，凡砂粒包裹層較薄或包裹層普遍有破損的黑土，釋放酸劑的速度較快，其使用期限可能會縮短。經常性的換水，常導致酸劑的流失，也會縮減它的使用期限。包裹層太濃，較易因碰撞發生局部剝落而破損，所以包裹層的濃度要恰得好處。

當黑土的釋酸作用失效時，必須更新黑土才能繼續維持原有的功能，否則失效的黑土只能當作一般底砂使用而已。使用黑土布缸的缺點是，在剛買回來的時候，粉塵會比較多，以及初期使用期間，可能會有白茫的混濁現象發生，那應該是包裹層或載體的粉塵，必須靠過濾系統才能除去。同時，使用日久，部分顆粒可能會碎裂，或包裹層逐漸剝落，導致有一些泥狀的黑土產生。

（其它︰赤玉土、黑金剛砂、陶瓷砂、活性底砂、基肥砂…等）