熱帯魚・水草と酸素-エアーポンプのアクアリウムでの効果・使い方・おすすめ

アクアリウムのエアレーション

アクアリウムにあまり詳しくない人が、水槽とセットで思い浮かべるものの筆頭といえばエアーポンプでしょう。それほど「アクアリウムといえばエアレーション」というイメージは強いにも関わらず、いざ本格的にアクアリウムを始めると「ろ過フィルターがあるしいらないな」というような扱いを受ける報われない存在、それがエアーポンプです。

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実はK-ki(K-ki@AquaTurtlium)も、水槽にエアーポンプを設置することはあまり多くありません。しかしエアーポンプは、いざというときにはいつでも使えるように準備しておくべきアクアリウム用品だと考えています。やはりアクアリウムにとってエアレーションは必要な存在なのです。

今回は、そんなエアレーションの役割を明確化し、アクアリウムでの適切な使い方を解説します。また、熱帯魚や水草、水質とエアレーションの関係、エアレーションを行う際にあると便利なもの、おすすめのエアーポンプなども紹介します。

エアレーションとは

エアレーションとは、液体や何らかの物質に、空気を循環させたり、混ぜ込んだりすることを意味します。アクアリウムではもちろん、水槽の飼育水に空気を送り込むことを指します。「ブクブク」なんて呼ばれ方をすることもありますね。

エアレーションと溶存酸素量

エアレーションでは、「溶存酸素量」という言葉が重要なキーワードになります。溶存酸素量というのは、水に溶けて存在している酸素の量のことです。水質の指標として利用され、英語名称の「Dissolved Oxygen」から、DOと略されることもあります。

以下を読み進めるにあたっては、まずこの溶存酸素量の意味を知っておいてください。

エアレーションは水に酸素を溶かすのが目的

エアレーションの目的はもちろん、水槽の水に酸素を送り込み。溶存酸素量を高めることです。酸素は水槽内の熱帯魚や水草の呼吸に使われるため、水槽内で生き物が生きていくためには必要不可欠です。

水槽の照明が点灯している間は水草が光合成によって酸素を供給するため酸欠にはなりにくいですが、水草が光合成を行わず呼吸のみを行う夜間(消灯時間帯)には、酸欠になるリスクが高まります。このようなリスクを回避するため、エアクアリウム水槽の飼育水に酸素を溶かし、溶存酸素量を増やすのがエアレーションの目的です。

しかし実は、水槽内の生体・水草の密度が適切ならば、本来は水面から水中に溶け込む酸素供給量で、消費量は十分にまかなえるはずなのです。熱帯魚が水面付近で息継ぎをしているような、エアレーションが必要なほど水中が酸素不足に陥っている傾向が確認できるのであれば、まずは生体・水草の密度を減らすことを検討するべきでしょ。

水中の過剰な二酸化炭素(CO2)を逃がす効果もある

一方で、以下のページで紹介しているような二酸化炭素(CO2)添加を行っている水草水槽では、夜間に酸素不足だけでなく、二酸化炭素(CO2)過剰という問題が起こってしまう場合があります。これはCO2添加により、通常よりも水中のCO2濃度が高くなっているためです。

水草水槽の秘訣はCO2!高圧ボンベや発酵式などCO2の添加方法まとめ
アクアリウムの大きな魅力の一つは水草水槽レイアウトです。美しい水草水槽を作るためには、水草の光合成ができるように、十分なCO2(二酸化炭素)を供給する必要があります。この記事では、水槽へのCO2添加方法の特徴やメリット・デメリットなどをまとめます。

また、夜間は熱帯魚やエビだけでなく水草も呼吸を行ってCO2を排出するのも一つの要因です。CO2は濃度が高くなると生物にとって有害なため、水中で過剰になったCO2は空気中に逃がしてやる必要があります。

エアレーションでは水槽の水を撹拌することにより、水中に溶けた二酸化炭素の濃度を減らすことが可能です。CO2添加を行っている水草水槽で、夜間だけエアレーションを行うのはこの目的によります。

エアレーションの仕組み・原理

エアポンプが動いているのを見れば分かるように、エアレーションでは、エアーポンプが水中に空気を送り込むことによって、強制的に酸素(を含んだ空気)を水に溶かしています。また、エアーポンプが出す泡によって水面が揺れ、水と空気が接触する表面積が増えることも、溶存酸素量を増やすことに貢献しています。

酸素石・薬剤は効果があるのか

アクアリウム用品の中には「酸素を出す石」というような謳い文句で販売されているものがあります。このような酸素石やそれに類する薬剤は、エアーポンプと比較すると酸素の供給量が少ないです。

効果がないとまでは言い切れませんが、一見安そうでも、長期的に使用するとエアーポンプよりもはるかに高いコストが掛かります。エアレーションに酸素石や類似の薬品を使うことはおすすめしません。

熱帯魚・エビ・貝とエアレーション

エアレーションを行うと溶存酸素量が増えるため、熱帯魚やエビ、貝などの生体にとっては呼吸の効率が上がって良い環境になると言えます。ただし、溶存酸素量が増える効果は、エアレーションだけではなく、ろ過フィルターなどの水流によって水面が揺らされることによっても得られます。

一般的には、ろ過フィルターを設置しているのならばエアレーションをしなくても酸欠になることはないと言われています。ただし、当然のことですがエアレーションの必要性の有無は、生体の様子を見て判断しましょう。

エアレーションが必要となる目安

水中の酸素が不足して酸欠状態になると、熱帯魚・観賞魚といった魚類は水面付近で口をパクパクさせるようになります。エビや貝の仲間は、溶存酸素量が不足している状態では、水中深くには行かず、常に水面付近に居続けるようになります。

熱帯魚やエビなどの生体にこのような行動が見られた場合は、まずはすぐにエアレーションを行ってみてください。エアレーションによってこれらの傾向が見られなくなれば、それは酸欠状態になっていたことの証明になります。

過密環境でなければエアレーションは不要

上記のような酸欠状態が生まれる原因は、ほとんどの場合、小さな水槽での生体の過密飼育です。一般的には、水槽サイズに対して適切な数の熱帯魚を飼育していれば、エアレーションが無くても問題になることはありません。

エアレーションがないと酸欠に陥ってしまって熱帯魚を飼育できないような環境なのであれば、まずは熱帯魚の数を減らすことを考えるべきです。

水草とエアレーション

水草にとってエアレーションは、良い効果を与える面と悪い効果を与える面があります。従って、長所を活かし短所を補うため、上手に扱う必要があります。

良い効果は、酸素が供給されることにより呼吸が行い易くなる点です。水草も熱帯魚やエビなどと同じ生物ですから、呼吸を行わずに生きていくことは出来ません。

一方で悪い面となるのは、二酸化炭素が空気中に逃げていってしまう点です。水草は動物とは違い、光合成を行ってエネルギーを得たり酸素を排出したりしています。この光合成にはCO2と光が必要になります。光合成を行えないと、水草は生きていくためのエネルギーを得ることができなくなってしまいます。

これらから、水草を中心としてエアレーションの必要性を検討する場合には、光合成を行う照明点灯時間中(昼間)はエアレーションを行わず、呼吸のみを行う消灯時間中(夜間)はエアレーションを行うという方法が考えられます。または、CO2添加装置側をタイマーでコントロールし、夜間には二酸化炭素が添加されないようにするのも有効です。

このように二酸化炭素濃度が昼と夜で変わるようにタイマーを使ってコントロールするのは、同じ水槽で暮らす熱帯魚にとっても、酸欠に陥る危険性が少なくなり安全です。ただし、水質が急激に変わらないように、エアレーションの強さには気をつけるようにしましょう。

エアレーションと水温・水質

エアーポンプを使ってエアレーションを行うと、水が撹拌される(かき混ぜられる)ため、水槽内の水温の偏りが小さくなり、水面付近も底面付近も同じような水温になります。

また、水中に大量の空気が送り込まれるため、水温はエアーポンプで送り込まれる空気の温度(=室温)に近づく傾向にあります。ただしこの影響は小さいため、あまり気にするほどのことではないと言えます。

他に注意すべきこととしては、飽和溶存酸素量(溶存酸素量の上限)は、水温が高いほど少なくなります。従って、高水温になる夏場ほど、エアレーションの必要性は高くなります。

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エアレーションと水質・pH

エアーポンプを使ってエアレーションを行うと、水が撹拌される(かき混ぜられる)ため、水槽内の水質を均一化する効果があります。

また、エアレーションには水中の二酸化炭素を逃がす効果があることは既に書きましたが、これによりエアレーションをするとpHが上昇する傾向があります。もう少し正確には、CO2が溶け込んでいた事によってpHが下がっていた効果がなくなる、という方が良いでしょうか。

CO2が水に溶けることによってpHが下がり、弱酸性の水質となる原理については、水槽へのCO2添加を解説したこちらのページで解説しています。あわせて読んでみてください。

エアーポンプ・ブロワーの特徴と選び方

エアレーションを行うアクアリウム用品は、一般的に「エアーポンプ」と呼ばれます。これに対して、浄化槽などに空気を送り込む「ブロワー(ブロアー)」と呼ばれる機械がありますが、これらは本質的には同じものです。ただし、個人のアクアリウム用であるエアーポンプよりも、ブロワーと呼ばれるのものの方が大型で排出する空気の量(吐出量)も多いです。

以下では、たくさんあるエアーポンプやブロワーの中から自分の水槽にあったものを選ぶために、確認すべきポイントをリストアップしていきます。

駆動方式

エアーポンプ・ブロワーには「ダイヤフラム方式」と「フリーピストン方式」の2つの駆動方式があります。これらは、空気を排出する原理の違いを表しています。

ダイヤフラム方式

ダイヤフラム方式は、ほとんどのエアーポンプとブロワーの一部に採用されている駆動方式で、電流を流し、電磁石の振動でゴムポンプを動かして空気を排出する仕組みです。

フリーピストン方式

フリーピストン方式は、日東工器(メドー)・工進(コーシン)のブロワーに採用されている駆動方式で、ピストンを動かすことによって空気を排出する仕組みです。ダイヤフラム方式に比べて丈夫で長寿命ですが、価格が高いという特徴があります。

対応するパイプ・チューブ

エアーポンプの空気排出口には主に以下の2種類があります。基本的には吐出量の少ないエアーポンプではエアーチューブ、吐出量の多いブロワーではVP13塩ビパイプに対応しています。

エアーチューブ

エアーチューブは、外径6mm・内径4mmのビニール製チューブです。アクアリウムで非常によく利用されます。

VP13塩ビパイプ

外径18mm・内径13mmの塩ビパイプを「VP13」と呼びます。アクアリウムでは、オーバーフロー水槽の配管などで利用されます。ブロワーの大きな吐出量を実現するには、エアーチューブでは細すぎるため、塩ビパイプが使われます。

塩ビパイプは加工が容易なので、穴を開けて一方コックを差し込んでシリコンコーキングするなどして、比較的簡単にエアーの分岐を作ることも出来ます。

吐出量・圧力と対応水槽サイズ・対応水深

エアーポンプを選ぶ際に性能面で最も注意すべきなのは、吐出量(排出する空気の量)と対応する水槽サイズです。水槽サイズに対して吐出量が小さいと、せっかくエアーポンプを使用しているのに能力不足になり十分な効果が得られません。

また、エアーポンプは水圧に逆らって空気を送り込むため、エアーポンプの出せる圧力によって利用可能な水槽の水深が決まります。エアーの流れを分岐し、複数の水槽でエアレーションを行う場合にも、圧力が高いほど多く分岐することが出来ます。従って、圧力・対応水深という項目についてもよく確認する必要があります。

具体的に、水槽サイズとエアーポンプ吐出量の目安をまとめると以下のグラフのようになります。

水槽サイズ 30cm水槽 45cm水槽 60cm水槽 90cm水槽
吐出量 1.5 リットル/分 2.0 リットル/分 2.5 リットル/分 3.5 リットル/分

特にエアーポンプを底面フィルターの駆動力として使用する際には、余裕を持って少し強力なエアーポンプを選ぶくらいのつもりでいたほうが良いでしょう。底面フィルターを使う場合は以下のページも参考にしてください。

水槽用ろ過装置「底面フィルター」の使い方と底面濾過の仕組み
底面フィルターと底面濾過について、仕組みや種類から使い方、ソイルや大磯砂など底床別の相性、掃除・メンテナンスの方法やおすすめ商品等を紹介します。安価で性能が高く、初心者から上級者まで幅広く愛好家がいるろ過フィルターです。

エアー量調整機能

エアーポンプ購入時には、もちろん吐出量は確認するとしても、やはり個々の水槽環境ごとに適切なエアー量は異なります。そんなときに、エアー量調整機能のついたエアーポンプであれば、細かく吐出量を調整できるため非常に使い勝手がよく感じられるはずです。

エアー量が固定のものに比べると少し値段が高くなってしまいますが、個人的には絶対に欲しい機能だと思っています。

静音性がとても重要

エアーポンプの選択時に重要なもう一つの要素は、「静音性」です。アクアリウムは鑑賞して楽しむものですから、その置き場所は必然的にリビングなどの人が集まる場所になります。

そのような人が集まる場所で、常時「ブーン…」という低い振動音がするのは非常に気になりますし、人によっては不愉快に感じます。また、水槽を寝室に置く場合はエアーポンプの音が原因で寝られない場合もあります。

エアーポンプの音は家族からの不満の対象にもなりやすいので、出来る限り静音性の高い商品を選ぶ必要があります。静音性が高いおすすめのエアーポンプの具体例は次の項目で紹介しますが、傾向的には「日本製」「無理に小型化をしていない」「安すぎない」ものが静音性が高いです。

ただしこの基準は非常にざっくりしたものですし、あくまで「傾向」というだけだと思ってください。

エアーポンプ・ブロワーのおすすめ

アクアリウムに利用できるエアーポンプ・ブロワーには多くの種類があります。この中から優れたエアーポンプを選び出すのに役立てばと、このサイトを運営するK-kiのおすすめエアーポンプを紹介します。

水心シリーズ

日本のアクアリウム用品メーカー「水作」の「水心」シリーズは、静音性が高く性能の良いエアーポンプとして非常に有名です。60cm水槽用の「水心 SSPP-3S」以外にも、45cm以下の水槽用の「水心 SSPP-7S」、90cm水槽用の「水心 SSPP-2S」がラインナップされています。

通常のアクアリウム用途で使うのなら、まずこの水心シリーズの適合するサイズのものを選んでおけば間違いないでしょう。他のエアーポンプと比べると少し高価ですが、エアーポンプなんてそんなに頻繁に買い換えるものではないので、少し安い代わりにうるさいものを長く使うよりは、静音性の高い水心シリーズを使ったほうが幸せになれます。

メドー ブロワー

一つのエアーポンプ・ブロワーから複数の水槽へとエアーを分配する場合、吐出量が多いブロワーを使うのが良いでしょう。日東工器(メドー)のブロワーは、フリーピストン方式を採用しており高性能なものになっています。また吐出量にも、30リットル/分から200リットル/分までの幅広いラインナップがあります。

水槽の数が多い場合には、メドーの汎用ブロワーをおすすめします。

ディフューザー

ディフューザーはエアーポンプではありませんが、エアレーションを行うことができるアクアリウム用品です。

ディフューザーは簡単にいえば先端の幅が広くなったパイプで、外部フィルターの排水管などに装着して使います。流体力学における「ベルヌーイの定理」を利用して、パイプの先端部分で負圧状態を引き起こすことにより、空気を呼び込んで水流に混ぜ込みエアレーションを行います。

電力を使わないため、電気代が一切かからないのが魅力です。難点は、エアー量と水流の流速に相関関係があるため、エアー量を増やすために水流を必要以上に早くしなければならない場合があることです。

ディフューザーの中では、上のエーハイム製のものが、入手面・性能面で出来が良くおすすめです。

エアレーションを行う方法

エアーポンプとエアーチューブ、そして必要に応じてVP13塩ビ管を用意すれば、そのままでもアクアリウム水槽に対してエアレーションを行うことは可能です。しかしここでもう少し工夫すれば、さらに効率よく水中に酸素を溶かすことができます。

この項目では、単純にエアチューブを水槽に突っ込む以上の酸素溶解率を実現するための、エアレーション方式を説明します。

エアーストーン式エアレーション

エアーストーンは、エアーポンプから排出された空気を細かな泡に変えるアクアリウム用品です。エアーストーンは多孔質の石のような素材でできており、ここに空気を通すことで目の細かい泡になります。

エアーストーンにもいろいろな種類がありますが、「いぶきエアストーン」というシリーズが細かい目の泡を出せるために酸素の溶解効率が高く、人気のエアーストーンとなっています。

インライン式エアレーション

エアレーションは上に書いたエアストーン式のように、水槽内にエアーを加えるのが通常の使い方です。しかし、外部フィルターの手前でエアーを加えてフィルター内部で撹拌させることによって、より溶解効率をあげよう、という方法もあります。

このような方法はインライン式と呼ばれるエアレーション方法です。高い溶解効率を実現できるインライン式は、エアレーションだけでなくCO2添加でも利用されます。

ただし、エアレーションではCO2添加の場合よりも大量の気体を加えることになるため、外部フィルターがエア噛みしてしまう場合もあります。これを避けるためには、CO2マスターのようなインライン化するためのパーツを外部フィルターの排水側に取り付けるという方法があります。

外部フィルターの手前(取水側)に取り付けるよりも溶解効率は下がりますが、それでもエアストーン式よりは溶解効率は高くできますし、水槽にエアチューブが配管されなくなるため見栄えが良いという長所は残ります。

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なお、外部フィルターに関してはこちらのページに詳しくまとめられているので、興味のある人はあわせて読んでみてください。

エアレーションに役立つアクアリウム用品

このページの最後に、エアレーションで有効なアクアリウム用品をまとめて紹介しておきます。ここでリストアップしているものは必須というわけではありませんが、あると便利なので、エアレーションをより手軽・安全・効率的に行いたいと考えている人は試してみてはどうでしょうか。

プログラムタイマー

プログラムタイマーは、時間に応じた電源管理を実現するための機械です。これを利用すれば、指定した時間帯だけエアレーションをオンにし、それ以外の時間帯はオフにする、というような使い方ができます。

特に、エアレーションとCO2添加の両方を行う場合には、プログラムタイマーは必需品ともいえます。詳しい使い方は以下のページで解説しているので、こちらも参考にしてください。

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逆流防止弁

逆流防止弁は、エアチューブ内の流体(気体と液体)の流れる向きが一方向のみになるようにするものです。エアチューブの途中にコレを設置しておくことで、水槽の水がエアーポンプ側に逆流するのを防げます。

一見なくても良さそうですが、不意の停電などでエアーポンプからの空気供給が停止した時に、設置方法によっては水が逆流する可能性もあります(特にインライン式の場合)。安価なものですし、安心のためにも利用することをおすすめします。

一方コック・分岐

一方コックや分岐は、エアーポンプ・ブロワーから送られてきた空気を複数の水槽へ分配するための道具です。多数の水槽を一つのエアーポンプで管理する予定なら、必ず必要なパーツになります。

分岐数が少ない場合には二又分岐や三又分岐を使い、それ以上の分岐を行う場合には、塩ビパイプに必要な数だけ一方コックを差し込んでシーリングした分岐パーツを作るのが良いでしょう。

キスゴム

キスゴムはエアチューブを水槽内で固定するために使います。キスゴムを使わないと、エアチューブが水槽内で動いてしまい、水中から出てしまうことがあります。安定してエアレーションを行うためには、キスゴムを使うのが手軽です。

今回はエアーポンプ・エアレーションについてまとめました。エアレーションは単純なものだと思いがちですが、実は色々な要素があるということが分かったと思います。特にエアーポンプの静音性は見落としがちですがとても重要な要素なので、購入時にはしっかりと確認するようにしましょう。

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