CEO的胡言胡語硝化菌硝化作用嗜好水族箱

硝化菌硝化作用與影響硝化作用之關鍵因子

  1. 什麼是硝化菌之硝化作用

19世紀時在拿破崙戰爭期間,歐洲人意外發現可以利用堆肥製造出硝酸鹽,提供火藥之製造。當時知道硝酸鹽之產生係一種硝化作用(nitrification)的結果,但尚不能了解硝化作用的原因,迄至1877年始發現硝化作用乃一微生物的反應過程。1890年蘇俄微生物學家維諾格雷斯特(Winogradskyi)終於分離出硝化細菌,並確認「硝化作用」乃是一種由硝化細菌所主導的氧化作用。

簡單說,所謂硝化作用乃是一種由硝化細菌將氨,氧化為亞硝酸鹽,或將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽,並從中獲得賴以維生的化學能之反應過程。藉由硝化作用所獲得的能量,硝化細菌可以將無機碳合成有機碳,以及用於其他代謝作用的需求。

硝化作用分二階段進行:

第一階段是由亞硝酸菌(Nitrosomonas)所控制,它能在有氧的條件下,將氨(NH3)直接氧化成亞硝酸鹽。

第二階段是由硝酸菌(Nitrobacter)所控制,它能在類似的條件之下,將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽。

第一階段的硝化作用又稱為亞硝酸化作用(nitrition),因它能產生如下生化反應:

NH3 + 3/2O2 → NO2 + H2O + H ++ 84 Kcal. mol– 1    4-1

在4-1反應中,氮由氨中的負三價變成亞硝酸鹽中的正三價,並生產84Kcal.mol – 1 的熱量,這些熱量用於形成ATP(腺苷三磷酸分子)並儲存其中,從而使亞硝酸菌可得到合成有機碳所需的能量。

第二階段的硝化作用又稱為硝酸化作用(nitrition),因它能產生如下生化反應:

NO2 + 1/2 O2 → NO3 + 17.8 Kcal.mol – 1     4-2

上述反應中,氮由亞硝酸鹽中正三價變成硝酸鹽中正五價,並生產17.8Kcal.

mol – 1 的熱量,這些熱量亦用於形成ATP並儲存其中,從而使硝酸菌可以得到同化二氧化碳所需的能量。

假使把第一階段與第二階段的硝化作用聯合起來,我們可獲得一個完整的淨反應如下:

NH3 + 2O2 → NO3+ H2O + H + +101.8Kcal.mol-1   4-3

硝化作用的反應熱雖然相當大,但這些化學能僅有少部分硝化細菌所利用,例如,在第一階段的硝化作用中,亞硝酸菌僅從中獲取5~14%能量;在第二階段的硝化作用中,硝酸菌僅可利用其中5-10%能量,其餘能量皆以熱能的形式釋放出來,因此激烈的硝化作用可能會造成水溫高的現象。

硝化作用的效率係由硝化細菌來執行,而硝化細菌對於環境因子如溶氧、pH值、溫度、有機污染等之敏感性很大,此外仰制生長物質(inhibiting substances)的存在,或缺乏關鍵性的微量營養物質(key micronutrients)時,也會有很大的影響。因此這些影響硝化細菌生長的因子,也同樣會影響硝化作用的效率。

  1. 溶氧量是硝化作用影響最大的因子

溶氧(dissolved oxygen)是控制硝化作用最重要的因子之一,也是硝化細菌不可缺的生活要素。硝化細菌必須利用氧氣將氨或亞硝酸鹽氧化,以產生自製有機物所需要的能量,同時,在它們的生理代謝程序中亦不能缺少氧氣的參與,否則可能造成代謝中止或導致自窒息死亡。因此,溶氧無論對硝化作用的影響,或對硝化細菌的生長,一向都被認為是一種極重要的限制因子。

硝化作用需要消耗大量氧氣,以每公斤的氨氮核計,至少需要4.5公斤的氧氣才夠用。因此要令硝化反應順利進行,作用環境中的溶氧最好不要太低。至於應多少濃度才足夠?許多研究學者給我們的建議是:最好不要低於2pmm。然而,在一定範圍內的變化並影響其代謝活動。例如,在30℃下,水中含氧量從飽和狀態降至1ppm時,好氣性歐洲亞酸單胞菌(Nitrosomonas europaea)的硝化作用過程完全正常。

雖然溶氧對硝化作用的影響是至關重要的,且過去硝化細菌一直被視為屬於絕對好氣性細菌(absolute aerobic bacteria)種類,但是有極少數菌種已經陸續被證實在低氧或缺氧狀態亦能進行硝化作用,例如海洋亞硝酸球菌在0.08ppm的低溶氧環境中扔然有化作用之反應。甚至亦有少數其他硝化細菌種類,只要有豐富氨源存在,即使在缺氧的厭氣環境中,也能發生微弱的硝化作用之反應。

類似此種不尋常現象,其反應機制迄今依然不明,不過依筆者私下推測,在缺氧的厭氣條件下,硝化細菌用於進行硝化作用所需的溶氧,可能帶來自二氧化碳分解而來,理由是硝化細菌在自產有機碳的合成反應過程中,就類似植物的光合作用一般會釋放氧氣。惟因此種氧氣來源相當有限,因此它們在厭氣環境中的硝化作用通常並不十分明顯。

對大多數菌種而言,要硝化作用能正常進行,則仍然需要有足夠的溶氧才行。不過根據若干研究顯示,溶氧濃度太高也不行,如果濃度高於2ppm,即對許多菌種的硝化作用產生仰制作用。

  1. ph值對硝化作用的影響

水環境中的Ph值對硝化作用的反應速率也有很大的影響,首先它能改變環境中硝化作用反應基質的可利用性,即它能影響水環境中分子性氨(NH3)及離子性銨(NH4+)的關係,並決定其相對濃度。在這兩種氮化合物中可能只有分子性氨可被用於硝化作用中作為反應基質,離子性銨則否。

雖然硝化作用的意義已經知悉,但是在經歷類一個世紀以來的廣泛研究,科學家仍然不能完全了解硝化作用的真正反應機構,尤其是在第一步驟的硝化反應中,最初作用基質究竟是分子性氨或離子性銨,迄今無法證實。但根據越來越多的間接證據顯示,硝化作用的起始基質應是氨而非銨。因此,目前大多數教科書已將其反應的起始基質形式,由離子性銨更為分子性氨。

由於Ph值可以控制氨及銨在水中的平衡關係,從而影響它們的存在比例,即在總氨量(氨與銨之總和)為一定的情況下,pH值可以決定何者量多或何者量少。例如當Ph值高時,氨的比例越高,銨越低。反之,正好相反。

氨的比例越高,表示用於硝化作用中作為反應基質的濃度就越高,則硝化作用反應速率就越快。因此,當Ph值高時,對硝化作用的影響較有利。換言之,硝化作用在中性或鹼性環境遠比在酸性環境中更能快速進行,酸性環境反而有仰制硝化作用之傾向。

pH值對硝化作用的反應速率造成另一個重要影響的是:Ph會直接影響硝化酶(nitrifying enzyme)的活性,使其催化反應的機能受到強化或弱化,因此會也間接影響硝化作用的效率。

硝化酶的活性在不同的Ph值中均有不相同的表現,基本上在pH-硝化酶的曲線圖中,隨Ph值由低而高,呈現出鐘形曲線變化。曲線的最高點對應之Ph值,稱為硝化酶活性的最適Ph值。在最適Ph值範圍內,硝化酶的活性最高,若其他條件適合,硝化作用速率也最高。

通常硝化酶活性的最適Ph值,位於7.5~8.2之間,依溫度不同而異。若pH值低於6,或高於9,則已經超過硝化酶正常的作用範圍。

由於硝化作用過程中會生產硝酸,因此會造成水質酸化,使Ph值降低,這種現象必然也會影響硝化作用的反應速率造。一般而言,水體中皆存在有某種濃度的鹼度,但鹼度可因水質酸化被耗盡。所以在水中必須有足夠的鹼度,以平衡硝化作用產生的酸度,否則硝化作用亦會受到仰制。

  1. 溫度對硝化作用的影響

溫度是水體中極為重要的環境因子之一,硝化細菌的生命過程都受到溫度的影響。溫度之高低會影響硝化細菌體內代謝強度的大小,更會影響硝化作用的速率。

溫度對硝化作用速率的影響,主要原因是與催化硝化反應速率的硝化酶活性有關。溫度對硝化酶活性的影響基本上呈一種鐘形曲線,有一個最是溫度(optimum temperature) 位於曲線最高峰,它是硝化酶反應速率最快的區間。

溫度對硝化酶活性的影響有兩方面:一方面是當溫度升高時,酶的催化活性也增強,這與一般生化反應一樣。另一方面,高溫會使酶蛋白質容易失去活性,隨溫度升高使酶逐步變性而喪失活性,硝化作用速率也跟著下降。硝化酶最適溫度即為這兩種過程平衡之後的結果。

硝化酶最適溫度一般在35℃至40之間。但這不表示溫度越高越好,因為溫度越高,溶氧的飽和度會降低,因此硝化作用僅能在溫度與溶氧之間取得一個平衡關係以獲得最高的效率。一般以不超過30℃,不低於20℃為原則。大部分硝化酶在低於5℃以下或高於60℃以上即喪失其活性。

  1. 有機污染對硝化作用的影響

有機污染對硝化作用所產生抑制現象可以偵測得到,但其真正原因迄今依然不明。一般推測,有機污染不致對硝化酶的活性造成直接傷害,有機污染所表現的仰制性,可能是間接的,亦可能因腐生細菌消化有機物而將氧氣耗盡所致。有關這方面的推論,主要來自於利用各種相關生物過濾器,研究有機污染對硝化作用的實驗所納歸出來的結果。

長期以來,各種生物過濾器常被用作研究有機污染對硝化作用的有效利器,這種實驗可在硝化細菌培養槽上安置一生物過濾器,然後在硝化細菌培養液中加入不同濃度的溶解性有機質,如易消化性蛋白質,牛肉萃等,藉以觀測生物過濾器的硝化作用的效率。

由硝化細菌培養液中硝酸鹽含量的檢測值相比較,可顯示不同實驗條件之下的硝化作用效率,結果發現它們的硝化作用效率通常與進流水的有機濃度高低有關,例如,在完全相同的操作條件下,引進過濾器中的進流水,若水中有機濃度較高時,則其硝化作用的效率總是較低,因此讓我們聯想到,這可能是有機污染對硝化作用造成間接性仰制現象有密切關係。

究其原因,可能與有機污染引起不同程度的競爭性排除作用有關,結果導致過濾器中的硝化細菌數量減少,因而影響整體硝化作用的效率。這種情況曾經在2-3節有詳細的說明過。

另一種比較特殊情況是,當進流水被引進過濾器中時,好氣性腐生細菌迅速消化其中的有機物,並不斷地急速消耗水體中溶氧。雖然在消化食物過程中所釋放出來的氨,可充分供作硝化反應的基質,但所短少的溶氧卻變成了硝化反應速率的限制因子,使硝化作用受到溶氧不足的限制而難以進行,因此氨也無法在生物過濾器中被硝化細菌充分氧化成硝酸鹽。

摘綠自硝化細菌與水族缸

管理嗜好專家心得水泥施工

混凝土施工成本如何計算

  • 混凝土規格

混凝土一般都是以它最大的水泥磅數做為價格高低區分,水泥磅數越高價格越貴,但是它的抗壓強度較好。通常市場的水泥分為散裝水泥與預拌混泥土兩種。散裝水泥(以50 公斤為一袋)主要是給工地現場施作時使用,基本上也是以抗壓磅數區分價格。預拌混凝土則是由預拌混泥土廠將水泥、沙子、碎石依照標準比例配置好,用預拌混泥土車運到工地現場使用。

散裝波特蘭水泥(以50 公斤為一袋)3000磅左右2018年底的行情約在180元一包。而3000磅的預拌拌混凝土每立方公尺約2000元左右,當然如果量大可以試著議價。

什麼是「水泥磅數」?正確說法是「混凝土設計強度」,單位是kg/cm2(每平方公分可以承載多少公斤的重壓)。一般常見的混凝土設計強度為140~350kg/cm2(公制單位),若換算成英制單位,則約是2000~5000psi(就是一般所稱的磅數)。

2000~3500磅是指預拌混泥土的抗壓強度,2000磅是指2000psi,等於每平方英吋可抵抗2000英磅的壓力。

水泥磅數的選擇使用與使用的用途有關,例如蓋高樓大廈,基本上越高的樓層,由於底層需承擔起全部的重量,不能蓋到20層時,自己的重量就將自己本身給壓碎了。所以在施作地基等基礎需要更高的強度的水泥來撐住整個結構體,所以使用的水泥磅數必須高例如3500磅,以強化耐壓係數,但水泥磅數可以隨著樓高而遞減。一般而言,基礎施作水泥磅數從3000SPI、3500SPI到4500PSI以上,磅數越大,單位可承受的壓力也越大。如果你只是要施工地面的小花台,貼貼磁磚,不會有什麼重物施壓,那就可以選擇磅數較少的2,000磅水泥來施工即可。若是你要蓋工廠地上要放重機械這時候你就需要考慮4,500磅水泥來施工較好。

換算公式:

英制強度值(英制單位)*0.7=公制強度值(公制單位)

例如3000psi=3000(磅/平方英吋)*0.7=210(Kg/cm2)

  • 叫預拌混凝土廠的混凝土車次與費用計算

預拌混凝土廠的混凝土車的混凝土數量計算是依【立方公尺M3俗稱=方】為數量單位,每一立方公尺多少錢,總共載運幾立方公尺來計價的,且此價格已經包含運費了。

  1. 每台混凝土車可運載數量:

現在標準一台車最高容量可載達10立方米!不過因為全部載滿車子總重太重會有超載問題。依交通道路載重規則限制,依規定只能載4立方米左右而已。不然會因為超載被攔查罰款。但因為現在預拌混凝土廠競爭激烈,且售價已含運費,為降低送貨成本.故會有業者敢適度賭賭看不怕被警察抓,所以在市區的話一般只會載4~6立方左右。若是郊區的話就較大膽載8~9立方米,甚至滿載足達10立方米都有業者敢載,當然業主可以要求載少一點。

1.混凝土車數量計算

一般台灣的房屋都是以坪為單位,1坪= 3.3058平方公尺,或者說一平方公尺 = 0.3025 坪。一立方的預拌混泥土可以鋪設樓板高度為15cm 面積幾坪?

1.8*1.8*0.15=0.486立方公尺(鋪設厚15公分的地板1坪需要的混凝土量)

2.5819*2.5819*0.15=1立方公尺(1立方米混凝土量可以鋪設厚15公分的地板2.016坪)

例如:

一塊面積1800cm*900cm高度15cm的地板

18*9*0.15=24.3立方公尺

24.3*2,000元=48,600 元

但是去預拌混凝土廠訂料要訂25立方混凝土(業界對一般民眾叫料要強進數非四捨五入)。車次計算=6車(4+4+4+4+4+5) 或 7車(4+4+4+4+4+4+1)

若是營建業者叫料一般預拌混凝土廠可寬容不足0.5立方公尺,以0.5立方公尺計算。

2. 混凝土壓送車費用計算

混凝土車將水泥運到工地,如果只是鋪設地面當然就不需要另外叫混凝土壓送車,可是若是你的工地需要鋪設具有高度的地方,就需要另外再叫一台混凝土壓送車來將混凝土輸送到你要灌漿的地方,一般混凝土壓送車是計算輸送長度,以輸送幾公尺作為計價的。一般而言輸送長度在30米以內的混凝土大約6~7000元左右,超出30米每公尺會再另外計價,若是要再增加鐵管,因為要清洗還要另外增加計費。

3.停車場鋪設鋼筋網費用計算

現在如果是鋪設戶外停車場用之水泥地,一般而言都不會叫人來綁鋼筋,而是另外鋪設已經焊接好的鋼網,此鋼網的鋼筋直徑約 2~4mm,已經被排列成網格狀並焊接好了,一般約是1.8*3 M長方形,一張約370元(不含運費)。買來鋪到地上即可以灌漿抹平當停車場。若是怕重車壓壞或要給重車停放的停車場,也可以買三分鋼筋焊接好的鋼筋鋼網來鋪設,這樣可以節省工地現場請綁鋼筋技師的費用。鋼筋鋼網一般會是1.5*3 M長方形,一張約2500元(不含運費)。

4.工地現場綁鋼筋費用計算

一般而言,其實材料費基本上都不會是整個工地施工費用占比最大的部分,一個工程費用占比最大的通常是人工費用,工地現場綁鋼筋是因為需要搬運鋼筋就定位,並用鐵線將它捆扎牢靠,比較辛苦,需要耗費較多之體力,在台灣不容易找到工人。若是需要綁鋼筋施工,現在通常計算的標準如下。

a.鋼筋價格會隨國際鋼價而浮動,鋼筋材料現在行情每KG(公斤)=23元左右。

b.鋼筋彎曲、裁剪、成型加工會有專業的工廠事先處理,費用計算通常是每KG(公斤)=0.4~1.2元左右 。

c.鋼筋加工後從工廠運到施工現場之吊車搬運費用每趟約2000~3000元(需視重量跟距離來計價)

d.鋼筋綁紮的工資視施工工地規模,是否容易搬運跟需要捆紮鋼筋的粗細多寡有關,現在行情約每KG(公斤)=4.5~8元左右。

e.鋼筋墊高保護層之水泥方塊=大塊裝每袋300元.小塊裝每袋150元

f.一般停車場地坪通常都用#3號~#4號鋼筋即可。#3號(直徑9.53mm)每一米長度鋼筋單位重=0.56公斤。#4號(直徑12.7mm)每一米長單位重=0.994公斤。

g.除水泥混凝土格柵版外,牆及版之主筋間距不得大於牆厚或版厚的3倍,亦不得超過45cm。

員工旅遊嗜好旅行

泳渡日月潭需注意事項與裝備建議

泳渡日月潭是許多台灣人一生必須挑戰一次的夢想,從朝霧碼頭下水處出發游至伊達邵碼頭上岸,全程水道距離約3,000公尺。是許多熱愛游泳的社團一定會參加的活動。日月潭位於台灣本島中央南投縣的魚池鄉,是台灣最大的淡水湖泊。海拔高約748.48公尺,氣溫比平地約低四、五度,九月旬或十月初的潭水溫度有時候會只有二十度上下,如果你習慣在游泳池裡游泳的話,下水游泳會覺得冷,。當然還須視游泳當時天氣情況而有所不同 ,清晨6點第一批下水游泳的水溫可能更低,接近中午時的水溫會變高,但是平均而言還是很冷的。

其實每年都有舉辦這個活動,每年也會有人不會游泳就這麼漂流三個小時慢慢用手滑過去的。很會游的就會拚自己游完的最佳成績,這都可以。只要你願意接受挑戰,你就可以完成對自我的挑戰與要求,給自己生命留下了一些印記。現在年輕的你對於拿到一張小小的泳渡日月潭證書也許沒有什麼,但是有一天當你年老的時候,這一張小小的證書卻能讓你有著當年勇的美好回憶。

下水前的緊張感,游泳過程中的人擠人,船走過的浪向你湧來驚喜,過程的疲累,最後腳一踏上岸的瞬間天旋地轉,就是泳渡日月潭所感受到的挑戰感。游完之後你會發覺自己真棒,為什麼可以這樣子手腳不停地划2個多小時,最後終於因不放棄而上岸,上岸的瞬間,什麼疲累就通通忘記了,只剩下成就感與快樂。人生真的什麼事只要心願意了,自然而然我們就會做到了。

但是,它也不是完全沒有風險的一項活動,一定要具備一定的游泳能力你才可以報名參加,所以我說請大家務必以嚴肅的心看待你參加此一活動,必須努力準備行前的訓練,不要為了偷懶不去事先練習游泳而去承擔大的風險,想要成功完成你的目標,有紀律的訓練與準備是非常重要的習慣希望大家能明白。人生從來沒有不勞而獲的東西,自己真心努力而得到的才會永久珍藏在你的心中,這才是你會越來越有自信心的源頭,這才是真正屬於你的美好記憶,這才是你這輩子真正活過的證明。

需要攜帶的裝備建議:

  1. 泳衣、泳褲。
  2. 泳鏡。
  3. 魚雷浮標。
  4. 防曬衣、防曬乳。
  5. 防寒衣。
  6. 拖鞋。
  7. 防水袋。
  8. 礦泉水。

泳渡日月潭須注意的事項

活動當天參加人數非常的多,所以交通一定會是很混亂的,通常會在清晨6:00左右就禁止車輛在日月潭環湖道路上通行,建議最好包遊覽車去不要自己開車去參加,不然就會要將車子停的老遠,走一大段路去游,游回來又要走一大段路去牽車,這會非常的累。要自己開車而且想要停在水社碼頭的停車場就要清晨很早就到。

泳渡日月潭要確保平安與順利的完成,最重要的是要不怕水,只要你會怕水,你一下水後沒多久就會自己爬上救生浮台被小船載回對面的碼頭。因為潭水很深幾乎看不到底,水又冰冷,加上會有遊艇開來開去讓湖面像是海洋一樣會有波浪向你湧來,有時候會讓你吃到水的,所以想要參加泳渡日月潭一定要花時間學會游泳並且多多練習在水中如何使用魚雷浮標休息或划水的能力,因為一下水大家就會被沖散開來誰也找不到誰,真的有時候就是你自己一個人要游完全程,很難靠別人路上幫你一把,除非你自己事先找人拖著你游完全程。

潭水很冷,又要游2~3個鐘頭,所以有人會在途中想要尿尿,建議一定要在下水前去清空膀胱,不然你就要有本事在水中尿尿。另外,潭水會反射陽光讓你的臉跟手臂曬傷的,記得要擦防水型的防曬乳,不然你會變成小黑人的。

泳渡活動進行中,如感到身體不適,不可慌張,請趴在魚雷浮標上,用手脫下泳帽揮舉求救,在旁邊的救生浮台上的救生員就會救援你的。

中間若是肚子餓,或想喝水也可以游去旁邊的救生浮台邊,請他們像餵魚一樣餵你吃東西。如果體力耗盡游不下去,也是一樣可以游到救生浮台邊請他們載你回碼頭,千萬別逞強。

游泳快到終點站時會有工作人員幫你拉一把幫你拉上岸,記得不要貿貿然然的站起來,因為你會腿軟及暈眩,小心站起來慢慢習慣你久違的陸地。上岸後會有大會準備的薑茶、舒跑運動飲料給你暖身解渴。

要記得你們小組人員事先約好的集合地點,最好有一個明顯的標示或旗幟讓大家容易找到彼此,不然常常是大家都已經上岸了卻浪費許多時間在找人耽誤吃中餐的時間。

我們前幾次參加活動都是前一天先下去住在埔里附近,有幾次幸運租到日月潭附近的旅社,充足睡眠吃飽早餐再下水。後來因為想省下一天的住宿費,後面幾次改成前一天晚上12點從台北出發,大概凌晨三點到了水社碼頭,然後睡在遊覽車上,一大早吃預先準備的早餐下水游泳。去年(2017)剛好只有三人報名,所以又提早一天住在埔里街上一大早再過去游泳,以這些經驗而言,其實還是要先前一天晚上好好休息會比較有體力游泳的。

需要的裝備:

  1. 泳衣、泳褲

不需要帶泳帽,因為大會會統一發泳帽。泳衣、泳褲就以你一般的穿著為主,女生不建議穿比基尼泳裝,因為潭面上太陽很大,然後你又泡在水裡很久會曬傷的面積多很多,另外因為人非常多,衣服沒綁好等一等不小心被冒失鬼滑水時剝掉就很糗了。

  1. 泳鏡

泳鏡要注意防霧,最好帶一瓶防霧劑在下水前噴一噴防止鏡片內起霧要常常停下來擦泳鏡。

  1. 魚雷浮標

一般公司舉辦會去跟別人商借魚雷浮標,不太需要自己買,只是要出發前各位一定要在游泳池內練習如何使用魚雷浮標漂浮。

  1. 防曬衣、防曬乳

通常大太陽的日子潭面會反射陽光,如果只擦防曬乳你又準備趴在魚雷浮標上滑過去,這時候在潭面上被大太陽烤2~3個小時是很正常的,如果你不怕冷,可以考慮穿防曬衣。

  1. 防寒衣

九月旬或十月初的潭水溫度有時候會只有二十度上下,真的比在游泳池的水溫低很多,如果怕冷的人建議去買或租一件防寒衣來穿,就不需要買防曬衣了。當然如果你不怕冷,其實還是非常多去游泳的人沒有穿防寒衣就下水游三個鐘頭。

  1. 拖鞋

因為大會不准穿蛙鞋下水,怕踢傷別人,所以帶一雙夾腳拖鞋,下水前將鞋子穿在魚雷浮標的安全帶上,等一游上岸你就不需要光腳走來走去。

  1. 防水袋

可有可無,有它可以放一些鈔票、零食在裡面。通常手機等物品我是不建議帶著游泳,東西都交給一起來的工作人員請他們幫忙保管即可。而我沒有帶過防水袋,我都是塞一張鈔票在泳褲裡面的小袋子,游後溼答答的鈔票,商家還是會非常樂意收下來的。有防水袋外可以帶點巧克力或花生糖,路途中補充熱量。

  1. 礦泉水

可以帶一瓶礦泉水綁在浮標上〔水只要裝七分滿才能浮起來〕,中途可以喝。

爬山員工旅遊嗜好家登旅行

2018初春爬玉山有感

首先,非常感謝各位同仁這次跟我一起在玉山頂峰慶祝家登精密公司成立20週年慶。

選擇用登玉山來慶祝20週年慶是因為我們公司名叫家登,「喻戶曉;峰造極」。因為努力鍛鍊身體,因為找到好的嚮導,因為完成目標的堅持,更因為有一群目標一致的團隊,所以在2018年3月3日的早上,我們公司內的一群人成為全台灣高度最高的團隊。成就了個人的目標,也成就了團隊目標。

記得才剩不到一個月的時間,宗裕接獲通知,排雲山莊有一個3月2 日的時間剛好不用抽籤就可以一群人一起去攻頂,當下宗裕問起原本登記要去爬玉山的同仁,有許多人因為時間太緊急而打退堂鼓。所以我在Line 玉山群組上有寫下了以下內容:

「玉山,在百岳說是第一高,但是並非最難爬,因為太多人想要爬玉山,所以周邊的配套措施已經很完善了。但是設施完善不代表隨便人都可以爬上去,沒有一點點體能的人要慎重考慮,我還是要再強調一下,我重視你們有沒有自我挑戰的勇氣,但是更重視你們的安全問題。請不要忽視自己的能力冒然上山。這是對山神的不敬。

如果想要自我挑戰,我需要你們的鍛鍊身體健康的證明,沒有自己訓練過,我不希望你們來爬玉山,人生沒有不勞而獲的事情。體能不夠你去爬玉山,你得到的不是美好的記憶,可能是你的夢饜,山,非常漂亮值得你去親近,但是它絕對不是一趟輕鬆的郊遊。此次答應要去的不要勉強自己,不能去的不要不好意思,你們都是成年人自己可以替自己做最好的判斷。

至於,有人希望天氣好一點再去爬,那你可能太高估自己中籤機率了,不是不可能只是需要您有耐心,太多人想爬玉山,太多人都要好天氣才去,你們需要拼一下你的運勢。所以,如果你真心渴望要爬上玉山,我是建議掌握這次53個空床位的機會,因為是你報名就有,不需要抽籤。反正你體能不好,山上氣溫是3度還是13度對你而言都是很辛苦的。穿厚一點的外套跟穿薄一點的外套,對一個沒有訓練體能的人都一樣。你該考慮的是你的體能,而非天氣,4000公尺的高山沒有26度這件事。」

可能是這些內容所以我們有了30位同仁選擇了自我挑戰登玉山的壯舉。當然也開始被林總要求每天開始回報自己的體能訓練狀況,我看到大家自己認真自我練習體能的訓練紀錄,我也相信也因為這樣子的要求,我們此次去爬玉山的同仁的體能狀況遠比12年前爬玉山的那一批梯隊來的好多了。

人生的路上本來就是充滿考驗與驚喜,你一路上會遇到什麼機會,接受什麼挑戰都是沒辦法事先如你所願般,事事順心且如意。你唯一能做的事是事先充分準備,事後虛心檢討,當機會來臨時就是全力擁抱它,掌握它,不怕挫折與困難不達目標絕不中止,成功沒有什麼捷徑就是在當下走好每一步,慢慢地完成我們的目標跟理想,然後,成功了以後好好的喝一杯酒,慶祝與讚嘆自己又完成了一件自己立下的目標,自己的人生又留下一個美好的回憶。相信此次去登山的同仁一定會一輩子記住,在霧茫茫與寒風刺骨中我們用冰凍的雙手緊握著結上一層霜的鐵鍊,吸著稀薄的空氣,一步一步艱難的爬上玉山成功登上山頂時的感動與快樂。

報名結束後,很快,3月1 日的中午大家集合好之後分別從台南、台北兩地出發,往我們當天晚上住宿的Go-Bill民宿前進。傍晚到達之後趁著餘暉還遠眺著我們預計明天要攀爬的玉山主峰。晚上一群登山勇士們,喝著酒唱著歌,好不快活。後來還讓民宿主人請我們吃最道地的山珍野味,那味道滋脆的高山高麗菜、山豬肉與水鹿肉,每盤菜一端出瞬間就秒殺,這美味的記憶是我們這些願意來此登山,讓自己接受挑戰的人偶然得到的上帝恩賜,人生不就該努力讓自己活得精采,活得充實嗎?記得當晚半夜竟然下起傾盆大雨,我的內心卻非常地放心,我知道未來的兩天的行程中一定不會下雨的,因為過去好幾次的登山都是如此,也就是說我們是被關照的孩子,自然老天爺會保護著我們一路平安,後來果不其然,除了登頂時冷風刺骨且一片霧茫茫的狀況而已,其他的時候都是陰涼的好天氣,真的感謝老天爺賜給我們兩天又不會太熱,也不會太冷的好天氣,讓我們平平安安上山,平平安安回家。

此次初春登山剛剛好是玉山開放的第二梯隊,我們前一天的第一批登山梯隊,因為山頂的殘雪被排雲山莊的管理員要求要穿冰爪才能上去,所以只有少數幾個人成功登頂,大部分的人都沒有上去。因為我們有找了一個經驗老到的高山嚮導-雲豹小谷團隊,小谷他事先就先爬上去探勘路徑是否可以攀爬?是否危險?危險的地方他用冰斧將登山小徑上會導致滑倒的殘冰給清除乾淨,以確保我們大隊人馬可以安全通過。所以說一個好的事前規劃與活動領隊對於減少團隊的風險增加團隊成功的機率是幫助很大的,那我就要順便問一下各位,你在你的事業征途上你有做好事前準備?跟對團隊?然後勇往直前不達目的絕不終止?還是一樣渾渾噩噩過一天算一天?真的想要替自己的人生揮灑出什麼樣子的色彩?

第二天一大早,吃完早餐離開民宿,驅車前往檢查哨,登記完畢後被小車載往塔塔加鞍部登山口,到達後我們一群人高興地拍著照片,然後帶著一顆忐忑的心開始了登玉山之行。從塔塔加鞍部登山口到達排雲山莊約8.5公里,其實登山步道已經非常的完善了,比較危險的地方都有鐵鍊或木橋來讓我們更加安全的通過。因為前面有另一個登山梯隊走在我們前面,其中一個人拖著小菜籠車攜帶他的背包,所以一大隊人馬老是塞車走走停停,以致於中午一點多以後才在白木林吃完午餐,後來我們要求我們先走在前面,之後的行程才比較順的在下午4點多左右到達排雲山莊,我想,登山就好比一個團隊,有一個好的嚮導帶路,然後成員之間的體力不要差異太大,目標就會迅速有效地達成,有人落隊就會拖延到整個團隊的效率。

在這一路上我想大家最期望看到的東西就是路邊的指示標識牌,因為它會帶給你目標慢慢接近的成就感或者說安心感,看到它表示我們又走完一段路程,離目標又更近了一點。所以每一次看到時有人會高聲歡呼又走了幾公里,或者說還剩幾公里就會到了。最後總算在一個長階梯的攀爬中我們到達了排雲山莊。

在排雲山莊拿到睡袋躺下在分配到的木板床上時,瞬間真的是感到非常的舒暢,因為已經讓自己的全身肌肉處在一個緊繃的狀態下一整天了。這樣子的稍作休息真的非常棒的感覺,可是要知道我當下躺的可不是家裡舒適的彈簧床,而是塑膠墊子鋪的木板床,相對糟糕的床對上渴望休息的身體,舒暢感竟然如此強烈,由此可見所謂感受都是一種相對的狀態,再怎麼舒適的環境待久了,也不過如此。

所以我才會勸大家,不來登山,相同時間的你窩在家裡的每一分鐘,並不會給你人生留下任何印象,但是有去爬山的人,會一輩子記住那兩天的感動,我們在非常艱難的環境下,冷風呼呼的吹,腳下一步一步慢步前進,有時候踩著雪時心中深怕一滑倒就跌入萬丈深谷,被浸濕的手套包著冰冷雙手,卻需要緊緊握著鐵鏈,這是因為害怕手一滑會就此滑下山坡。有時候踏下去的那一步,不知腳下踏著的是不是會鬆動的岩石,只好在心裏祈禱它不要滑動。呼吸的急促聲,小谷團隊的熱切叮嚀,可是看不到同仁們有誰有打退堂鼓的念頭,因為團隊的支持、因為自己的一心一意,我們就是要攀爬上玉山的山頂站在山頂成為全台灣第一高的人,在不知不覺中我們竟然就這樣地爬上了玉山頂峰。

因為目標訂立了,因為登上頂峰才是我們來此的目的,山頂是我們唯一的目標,但是玉山的大山神卻要好好考驗我們登頂的決心,所以才會在排雲山莊開始攀爬時天氣並不會很糟,而是快到山頂才會冷風呼呼地叫,不斷催促大家放棄吧。夢想如果可以隨便放棄,怎麼有資格說是我們要完成的夢想?所以不管風再怎麼大天氣再怎麼冷,站在風口整備衣服的時候,在當下我們不願意輕易放棄回頭,一群人小心翼翼踏著每一步,慢慢地爬上頂峰,我想這就是家登精神,也是我舉辦此登山活動來慶祝家登精密20週年的最佳慶祝方式。

最後,大家快樂的在山頂著喝著熱騰騰的咖啡,我跟林先生喝起紅酒舉杯慶祝,這真的是非常棒的一件事,克服挑戰完成目標,就是辛苦了好多天的成就。之後又在一步步的爬下來直到山腰才看到山下的陽光與亮麗的風景。我想很多同仁此時心情一定非常輕鬆愉快的,這就是真正的快樂。快樂是來自於自己對自己的肯定。只有自己知道自己有沒有用了心盡了力,這種來自於自己對自己的讚許才是你會慢慢養成讓自己走出舒適圈,設定具挑戰的目標,然後完成它的成功習慣。不要讓自己的生命寄託在別人的稱讚,讓自己稱讚自己才是你會打從心裡微笑的真正原由。什麼才是真正的快樂?完成目標就是真正的快樂。

山,永遠在那裏等你去親近它,可是,你別天真的以為你可以隨時想去就可以去的,因為也許抽不到簽,也許天氣不好、也許體力還不夠,也許沒時間,但是你要知道你的生命永遠是減法,你會慢慢年紀變大了,體力不行了。時間一久的時候「想要」跟「能否做得到」就會是截然不同的兩件事。走過了今天你這輩子唯一的一天就這麼消失不見了。所以不要以為自己的人生路上還很長很長,我們本來就該好好的過好上帝恩賜給我們的每一天。我沒有說你一定要來爬玉山才叫做沒有浪費生命,跟大家爬玉山只是公司舉辦許多活動的選項之一,你也可以選擇其他活動,只要你真心喜歡就好。我不喜歡有人永遠替自己找一堆理由,天氣太冷,你還沒準備好等等理由,讓自己永遠窩在舒適圈裡,這樣子就是在浪費你的生命。這不是我喜歡的模樣,所以我帶上我的兒子也一起來爬山,雖然他因為高山症一路吐的爬上山頂,但是我知道他一定會一輩子記住這麼一天的,我也在他下山的時候稱讚他,說爸爸3~40幾歲時才搞定三大事,爬玉山、泳渡日月潭,騎腳踏車環島。而他17 歲就幾乎全部完成了。我說他比爸爸還棒,在下山的一路上我知道他是非常快樂的,幾乎將他早上的痛苦忘的乾乾淨淨。

家登精密已經成立20週年了,因為我們兩位創辦人帶頭讓大家感受燃燒生命的熱情,所以我們也紅紅火火的成長茁壯到今天的規模。我相信未來我們公司會成長成為一家卓越的企業,這是因為我們有一群勇於接受挑戰的孩子願意走出舒適圈,來成就自己的夢想。我知道在未來事業的這條路上我們更加能看到各位的成長可以為公司帶來巨幅的成長。因為我們有共同的目標、共同的經驗,我們是家登人,我們願意走出舒適圈,接受挑戰完成目標,一群同心的夥伴一定可以為公司為其他同仁帶來更大的成長與財富。20周年還只是登山的起點而已,我們在這一路上會不斷地堅持下去不管任何艱難險阻不達目的絕不終止。

謝謝大家!

謹誌於樹林區

2018年3 月13日   董事長 邱銘乾敬上

員工旅遊嗜好旅行

騎腳踏車環島旅行記

興起要去完成人生的三項必做的事,登玉山、泳渡日月潭、騎腳踏車環島這個念頭數一數到今天為止也已經好多年了,從第一次登頂玉山到現在,台灣的百岳也已經征服完成了1~20座了、而泳渡日月潭也已經完成了五次。就唯獨這個騎單車環島一直還沒有全部完成,原因就是在於如果一次要花9天騎腳踏車環島,這真的花太長的時間,實在在工作上的時間排不出來,所以用分階段的方式來騎腳踏車環島,這個對於我來說也算是完成了人生的一個小小的目標,第一次花三天從最漂亮的花蓮玉里騎到墾丁。這一段約300公里的路程作為騎腳踏車活動的起始,它是一個非常棒的旅程,風景非常的漂亮。第二段是從墾丁騎到台中市這個在西海岸的行程也是非常有挑戰,第三段從台中市騎到樹林廠的活動也已經挑戰完畢了。最後我計畫再分別花兩天從樹林廠騎北部沿濱海公路到達蘇澳港,至於後續蘇花公路真的太危險了,我想就將忽視不計好了。這樣子也是一種歷練與體驗。就等安排時間了。

很多時候我們總是會一直猶豫不決,擔心自己沒時間、擔心自己體能辦不到,擔心會有不可預測的風險,但是為何想這麼多?真的不如就起而行吧,怎麼不替自己設定一些自我挑戰的目標呢?為什麼不去測試一下自己體能的極限呢?生命不是就該浪費在一些美好的事物上嗎?而不是讓自己依舊又是過了一個無聊的周末?也許會屁股痛得要死,也許是關節會成受不了,一路上有許多的也許有許多的可能,但都比不上我們又讓自己增添了一份美麗的記憶。You never try You never know.

其實一群人有著共同努力的目標然後一起向前,也是一個難得的經歷與故事,我們太需要夥伴與跟大家一起努力流過汗水之後的感動,來讓你的心暖暖的,很多時候我們之所以會顯得渺小的原因,不在於我們真的是渺小,而是在我們不知道自己的潛力無窮,只要我們願意喚醒自己心中那個巨人,勇敢的踏出去每一步我們會倏然的發現,哇啊!我怎麼不知道我是那麼的厲害?

其實每一次的旅程中會很痛苦,但是回憶卻會像蜜一樣甜美的。我是一個敢夢想的孩子,我們一起勇敢地踏上騎腳踏車環島的征途吧!

硝化菌嗜好水族箱

水族箱危害硝化細菌生長因素

硝化細菌生長忌諱受到有機物污染的危害 

硝化細菌不能利用有機化學能,只能利用無機化學能,因此在細菌分類學上被歸納為「無機營養菌」之一種,其吸收養分方式並不同於一般靠有機物維生且被歸納為「有機營養菌」的寄生或腐生細菌類。

無機營養菌都有一個共同的特徵,就是它們通常不能分解及利用一般有機類介質,如果有一大堆有機類介質的話,可能會直接或間接仰制它們的生長或增殖。

許多大家熟悉的「無機營養生物」,例如水草及藻類,都是靠著吸收無機營養元素進行吸收養分生長的,因此當我們在培養水草或藻類時,不能因為它們在生長代謝過程中需要產生葡萄糖,就將葡萄糖作為肥料施用並期望加速其生長。這是行不通的。養水草及藻類須注意此一問題,那同屬於無機營養生物的硝化細菌如何?

一百多年前,維諾格雷斯特(Winogradskyi)曾經利用有機培養基從事硝化細菌的培養研究,但是一直沒能成功,即使是現在的科學家也無法做到這一點。

雖然近代科學家已經陸續證實,有些硝化細菌的菌種也可以利用及代謝某些簡單的有機物,但是無論如何,至少像存在於水族缸內的殘餌及魚的排泄物等不溶性有機物,迄今則尚未發現有任何細菌分類學上的硝化細菌種類能將其分解清除掉。

不過令人費解的是,長期以來硝化細菌就一直被描述成具有迅速分解殘餌及魚的排泄物等有機廢物的效能,許多人認為,只要能在有機污染嚴重的水體中加入硝化細菌,則能快速改善污染況,使水體中的有機廢物被其迅速分解並消失於無形。雖然這種說法十分令人存疑,但是仍有人信以為真,追根究底乃是他們對硝化細菌的特性還不完全了解之故。

其實,硝化細菌除了能分解水中的氨以外,它並不具有迅速分解有機廢物的能力,它們在有機物污染嚴重的水體中反而難以生存。主要的原因並非這些有機廢物對它們造成毒害反應,而是它們的硝化作用受到有機物污染仰制無法進行之故。

另外,有機物污染也會干擾硝化細菌的趨向性(chemotaxis)。所謂趨向性是指硝化細菌有向通常為營養之化學物質(如氨源)移動的特性。由生態之觀點來看,趨向性有選擇的優勢,得以偵出氨源等營養來源。不過有機物污染將使菌體內控制趨向性之化學體被堵塞,導致其趨向性受到仰制,因而影響菌體的原有的偵測功能,使硝化細菌喪失偵出氨源的能力。

有機污染也會導致有機營養菌大量滋生,使硝化細菌的居住環境受有機營養菌的大舉入侵的影響,因而發生「競爭性排除作用」而縮減其生活空間。

硝化細菌生長忌諱受到競爭性排除作用的危害

硝化細菌在細菌分類學上被歸納為「無機營養菌」種類,若依此歸類,則它們在生態學的位階應該屬於「生產者」角色,而不同於「有機營養菌」的「分解者」角色。

另依生態平衡的觀念,分解者與生產者之間應該有一種良性互動關係存在,即有機營養菌(分解者)分解掉有機廢物後,它們所排泄或分解出來的無機廢物(如氨、二氧化碳、無機鹽類等),都會被不同種類的無機營養生物(生產者)所利用,用以生產有機物。這種共生共榮的生態關係,是水體受到有機污染時發生自淨作用的基本原理之一,也是維持水體生態平衡的基礎。

若按照這個原理,當水體中自產的有機廢物(主要是魚的排泄物)被有機營養菌分解時,理論上它們所排泄或釋放出來的污染物質(如氨、二氧化碳等),都會被藻類、水草及硝化細菌等無機營養生物作用,使原有乾淨水質不致受到污染物質的破壞,因此硝化細菌與各種腐生細菌等微生物之間,也能保持一種共存共榮的生態平衡的關係。但是當硝化細菌在水體環境中受到「競爭性排除作用」的危害時,其間的生態平衡關係可能立即受到嚴酷的考驗。

「競爭性排除作用」是指硝化細菌在水環境中的生存空間,由於逐漸被有機污染化,導致各種大量腐生細菌族群隨之入侵,並對硝化細菌構成強大的排擠壓力,使它們的生存空間日漸萎縮,終於形成無法立足的局面。果真如此,勢必使原來的微生物生態之間平衡關係遭到破壞。

本質上,此種作用所競爭的是生活空間的問題,而不是競爭食物的問題。腐生細菌族群以分解有機物維生,再加上它們巨大的增殖速度,使其族群的擴展的速度,幾乎與有機污染化的程度一樣快,因此能在一時間侵占整個原來屬於硝化細菌的地盤。

在水族缸中,競爭性排除作用最常發生於過濾器部份。過濾系統是水族缸發揮淨水作用的心臟,它通常具有物理及生物過濾雙重功能,其過濾方式為先利用物理過濾操作將濾水中的有機廢物攔截,再由腐生細菌及硝化細菌共同進行生物過濾操作,即一開始由腐生細菌負責將有機廢物分解,接著由硝化細菌進一步將有機廢物分解所產生的氨給消化掉使水中生物不至於氨中毒。

過濾器運轉之初,有機廢物首先在上層介質中被過濾攔截,因此腐生細菌族群最初幾乎均聚集在此區域生活,而下層介質因為缺乏它們賴以維生的食物,所以並不適合腐生細菌在此謀生,但很適合硝化細菌生活在此,因為該處可獲得較多的氨源。兩者互相配合的結果,可以共同發揮生物過濾的效果。

問題是假如過濾器運運轉一段較長時間後,上層介質推積的有機質越來越多,下層介質勢必逐漸被有機污染化,腐生細菌也隨即由上往下繁衍發展,於是硝化細菌在過濾器中將難免受到競爭性排除作用之影響而縮減其生活空間。當有機污染化達到最嚴重情況時,硝化細菌可能連絡腳之處都沒有,而完全被排擠出過濾器之外。

已知在水族缸中,過濾器是硝化細菌族群最重要的棲息據點,一旦受到競爭性排除作用之干擾,使它們無法在過濾器中生活時,必然會大為降低硝化細菌族群的數量,這封水族缸中氨的去除效率將有極不良的影響,也間接使魚類無法免除受到氨中毒的危害。

硝化細菌生長忌諱受到掠食者捕殺的危害

硝化細菌在水中經常會招致若干天敵捕殺的威脅,例如招致輪蟲(rotifora)、原生動物(protozoa)或甲殼類(crustacean)幼蟲等「微動物」的捕食,其中以輪蟲的威脅最大,因為輪蟲的棲息環境與硝化細菌極為相似,它們可以直接在棲息地依靠捕殺硝化細菌維生。

輪蟲是一種最簡單之多細胞動物,頭部有似輪狀之纖毛輪,可以用於運動及捕殺獵物,體長介於0.02~2.0毫米,肉眼約略可見。雖然以浮游形式生存於水中,但也可以大量繁殖於水底部或固體表面,絕對好氣性,只出現於高濃度溶氧之水中,及有機質很低之處。

輪蟲是仔魚最佳的動物性餌食之一,因此常被大量用作餵食仔魚的飼料。但每當在人工環境中使用輪蟲餵食仔魚之際,進入飼養池中的輪蟲也會同時捕殺生活其間的硝化細菌,因而會執接降低整體硝化細菌除氨的效率。有不少人因疏忽這一點,導致池中氨累積過高,以致發生氨中毒現象,直接影響仔魚的育成率。

在水族缸中,輪蟲可能在放養魚類時,不小心被夾帶進入缸內繁殖,當其繁殖數量一多,部分個體易隨濾水流進過濾器中,它們會主動覓食在濾材上生活的細菌(包括腐生細菌及硝化細菌)並在其中繁殖,這種結果可能導致過濾器中微生物的平衡關係遭到破壞,直接影響過濾器的生物過濾的效能,也間影響硝化細菌除氨的效率。

硝化細菌生長忌諱受到強光照射的危害 

硝化細菌的細胞不像綠色植物及某些光合細菌一樣具有光合色素,因此不能利用光能進行光合作用以合成有機物。事實上,它不僅無法利用光能,反而會害怕強光的照射。這種現象就好像人們常利用日光進行消毒細菌一般,因為日光中的紫外線能使大部分非光合細菌的細胞膜分裂及代謝功能受到傷害。

光線對硝化細菌的不良影響是一般人難以想像的,從許多相關研究中均顯示:光線對硝化細菌的生長及繁殖都有或多或少的仰制現象。例如,一般亞酸菌對近紫外線的可見光,非常敏感且易受傷害。從許多研究中顯示,在生態上硝化細菌均有避光現象。

光線對硝化細菌所造成的傷害性衝擊(negative impact),可能不是細胞裂及代謝功能受到阻礙所引起的,因為這種傷害通常為不可復原的,但在針對亞酸菌的相關研究中,卻發現只要我們將光線減弱,則其細菌活性又會逐漸增強,雖然其真正原因尚未了解,不過我們卻可據以推測,硝化細菌的生長情況,在黑暗中應該會比光照好得多,此種推測已經獲得科學上的證實。

紫外線易使硝化細菌的細胞發生去活化作用而造成傷害或死亡,此種傷害與紫外線的照射量成正比。不過經紫外線照射傷害之細胞,可能因照射中斷之後,產生再活化反應而修復受傷之細胞。例如受損之DNA片段可在黑暗中由細胞的切除修護系統修護。目前已證實硝化細菌受紫外線損壞之細胞有自我修護的潛在能力。

硝化細菌生長忌諱受到仰制劑的危害 

對硝化細菌而言,所謂仰制劑(inhibitor)係指一類能仰制硝化反應活性或降低硝化作用效率的化學物質。這類物質能對硝化細菌引起類似毒性物質的反應,使其原有生理功能操遭到破壞、干擾,並對它的生長及繁殖等生產不良影響。

硝化細菌的仰制劑種類很多,它們可能來自環境本身自產的化學物質,也可能來自外界化學物質進入環境所造成。環境本身自產的仰制劑,主要來自環境中其他微生物所產生的有害代謝廢物,例如,某些腐生細菌會分泌醋酸、乳酸或其他干擾酵素系統物質(如硫化氫會干擾氧化酵素系統),使硝化細菌的生理反應受到阻礙,這些仰制劑如果在水中的濃度偏高,即可能對硝化作用產生抑制反應(inhibition)。

比較特殊的是,像溶氧、氨與亞硝酸鹽等必要生存資源,若其濃度很高,同樣也會產生仰制作用。例如,當氨濃度等於或大於10~150ppm時,就可能仰制亞酸菌的生長。硝酸菌對氨更敏感,只要濃度等於或大於0.1~1.0ppm就會有仰制現象發生。又如亞硝酸鹽的濃度若等於或大於0.22~2.8ppm,亦會仰制硝酸菌的生長。

仰制劑來自外界的途徑,主要因為人造化學物質(如戴奧辛及殺蟲劑等多種有毒物質),由外界進入環境所引起的。當這些物質進入環境時,將會破壞、干擾硝化細菌原有生理功能,以及對硝化作用產生仰制效應,結果使其生長發育及增殖行為均帶來負面衝擊。此類仰制劑的來源物質種類很多,而且影響情形相當深遠。

由人造化學物質所衍生的仰制劑究竟有那些?目前針對這方面研究的學者並不多見,不過若統整及歸納個別研究學者對外發表的學術報告,可發現許多常見的農藥,例如DDT、靈丹、巴拉松及地特靈等,以及許多常見的工業化合物包括氰酸鹽、硫尿素、有機溶劑、酚、苯胺、染料、戴奧辛、多氯聯苯及重金屬(銀、鎳銅、鋅、鉛、汞及鎘)等環境汙染物,一旦進入硝化細菌的生態系統,可能會對硝化細菌的造成嚴重傷害。

仰制劑之所以會傷害硝化細菌的生長,或延滯、阻止硝化反應的速度,主要是硝化酶(nitrifying enzyme)的催化作用受到干擾之故。對硝化酶來說,仰制劑會與硝化酶分子活性中心上的一些基團發生化學反應,因而引起硝化酶活性下降,甚至喪失。

在水族缸中可能引起硝化酶活性降的仰制劑主要是一些用於治療魚病的化學治療劑(chemotherapeutic agent)或除藻劑,這些仰制劑可能會傷害生活在水族缸中有限的硝化細菌,間接使整體硝化作用的效率降低。

在水族缸中所使用的化學治療劑的種類很多,而且各具有獨特的性質,為適應使用的目的不同,應選擇適合的藥劑,如果選擇不當,不僅得不到預期的效果,反而因此破壞水族缸中微生物的穩定性生態系統,所以在添加時必須特別小心,尤其不要濫加消毒劑或殺菌劑。

硝化細菌生長忌諱受到硫化氫的危害 

硫化氫(H2S)是含硫蛋白質被腐生細菌等微生物分解時之產物,它的化學性質相當活潑,易被氧化成硫磺或硫酸,因此僅在無氧水體中穩定,並可經由微生物的活動在厭氣環境中累積。

由於它可以與呼吸鏈末細胞素氧化酵素中的鐵結合,因此它是所有生物的呼吸毒物(圖3-5)。除了少數耐H2S生物外,所有高等生物和大多數微生物,包括硝化細菌在內,都會受到硫化氫毒害而逐漸死亡,取而代之的是H2S為能源的厭氣無機營養菌(如硫細菌),或以H2S為供氫體的厭氣無機營養菌(如光合細菌)。職是之故,只要H2S一出現,總是伴隨著微生物族群種類的大改變。

在水族缸內,水環境的生態通常屬於好氣狀態,即使有少量的H2S生成,也隨即被氧化成硫磺或硫酸,不致於對硝化細菌造成毒害反應。不過,若水族缸底床沉積的有機廢物太多,導致厭氣環境的形成,則原來生活於底床的硝化細菌將被迫遷徒它處,否則必會遭受H2S的毒害而死亡。

摘自硝化細菌與水族缸

硝化菌嗜好水族箱

水族箱的硝化細菌生長要素

水族箱的硝化細菌需要什麼生長要素

  • 水族箱的硝化細菌需要獲得無機化學能如氨或亞硝酸鹽

硝化細菌所利用的化學能係得自硝化作用(nitrification),因此它們需要氨源或亞硝酸鹽以產生化學能。這種能源屬於「無機化學能」的一種,與一般腐生細菌分解有機質廢物所得的「有機化學能」不同。一般腐生細菌可以直接利用有機化學能來餵養自己,同時用作生活細胞的代謝能量。在今日有機廢物到處充斥氾濫的地球上,一般腐生細菌想要取得有機化學能相當容易,因此它們能夠快速生長及增殖,並發展成龐大的族群。硝化細菌要進行硝化作用並不是一件容易的事,它們必須要有硝化酶(nitrifying enzyme)的催化反應才能發生,而硝化酶的活性又容易受到氨或亞硝酸鹽、溶氧等反應基質濃度之支配,以及若干環境因子的影響,所以必須在各種環境條件皆十分適合的情況下,硝化作用才能順利進行,也因為如此,硝化細菌若要獲得其所需要的化學能,除了主觀因素外,來得受到客觀因素的影響。這點與一般腐生細菌可以從有機物的消化中,可輕易獲得所需要的化學能顯然十分不同。

由於一般硝化細菌的細胞不具備分解有機廢物之能力,因此不能從大自然生活環境中獲得有機化學能,當然也不能利用有機化學能來餵養自己。它們只具利用無機化學能的特徵,而且所能利用的無機化學也僅限於從硝化作用(nitrification)中獲得而已。

所有的微生物都需要先獲得適合的食物能源之後才能生存。在自然界中最容易獲得的能源就是太陽能,因此一般植物皆以光能作為自己能量的來源,但是硝化細菌的細胞內因不具有光合色素(如葉綠素),不能利用光能,只能利用化學能。

  • 硝化細菌需要獲得無機碳源如二氧化碳

硝化細菌生產有機碳的機制與綠色植物相似。綠色植物可利用光能來進行光合作用,藉以將無機碳合成有機碳;相較之下,硝化細菌利用化學能進行化成作用,亦能將無機碳合成有機碳。茲比較兩者的化學反應式如下:

6CO2+12H2O+光能→C6H12O6+602+6H2O     2-1

6CO2+12H2O+化學能→C6H12O6+602+6H2O  2-2

由上述2-2化學反應式可知,硝化細菌即使獲得所需的化學能,假使無CO2(圖2-2)作為合成有機碳反應基質的話,其後果就好像植物徒有光能但缺乏CO2一樣嚴重,因為它們仍然無法進行光合作用,植物終究也會死亡。這種情況一樣會對於硝化細菌造成無法彌補的傷害。

地球上的生物必須獲得各種不同形式的有機碳(有機物)才能生存,因為有機碳是合成細胞的基礎物質。一般腐生細菌可以從生活環境中輕易攝取到必要的有機碳,但是硝化細菌卻缺乏利用存於在於環境中有機碳的能力,它們所需要的有機碳通常依賴自己生產。

因此,硝化細菌必須獲得化學能才能生存的主要原因,其實只是一種手段而已,其真正目的乃是為了要將這種能量,應用於自製有機碳,以供生存及增殖之需要。換言之,它們是否獲能充分得無機碳作為合成有機碳的基質,應該是其否能順利生長及繁衍的先決條件。

硝化細菌所需要的無機碳來源不只二氧化碳(CO2)一種而已,還包括可溶性碳酸氫鹽(HCO3¯ )及碳酸鹽(CO32-)等。這跟水草及藻類所需要的無機碳來源一樣。硝化細菌可自環境中攝取不同種類的無機碳,而且通常不虞匱乏,因為水環境中生物的分解、呼吸作用、均能生產多量的二氧化碳釋放於水體中,所以無機碳不致造成硝化細菌生長的限制因子。

  • 硝化細菌需要獲得營養元素如鎂、鐵、鈣等等

所謂營養元素是指硝化細菌進行營養生長及增殖的必要物質。嚴格來說,營養素本身並不影響硝化細菌之生理作用,僅是在以離子形態或有機分子組成時,才具有重要性。為簡便起見,通常均用營養元素來表示這些物質,而並不追究它們是以合種形式或組成,對硝化細菌之生理作用所產生之影響。

就如同植物一般,硝化細菌的生長作用也不能缺乏營養元素。硝化細菌必須吸收外界的營養元素,才能在體內合成其生長所需的複雜有機物,如蛋白質、脂肪、酵素及維生素等。從營養學觀點來看,硝化細菌用於生長所要求的營養元素,其實與一般水草並無多少差異,因此只要想到水草需要怎樣的營養元素,通常硝化細菌大概也需要這些營養元素。硝化細菌依各種營養元素需求量及重要性不同,也分成主要元素及微量元素兩類,它們可由生活環境中攝取獲得。假如環境中缺乏某種必要元素,硝化細菌也會受到所謂「缺素症」的危害,使其生長受到影響或引起病變死亡。因此,在培養硝化細菌時,必須充分供應具有完整營養元素之無機培養液,讓細胞能加以吸收利用,否則難有培養成功之機會。

  • 硝化細菌需要獲得可以附著的物體如水族箱過濾系統的濾材

底質(sudstratum)是一種可供生物居住和移動的物體之表面,它與生物之關係非常密切,很多生物需要底質提供生活的場所,甚至食物來源。例如,許多細菌以腐生或寄生的方式生活於有機體上,此種有機體就是它們的底質,除了提供其生活的場所外,底質同時也是它們賴以為生的食物。硝化細菌非常需要底質,但不同的是,它們的目的不在於覓食,而是底質可以提供附著、掩蔽和獲得其所需要的氨源及營養源,因此底質對硝化細菌的生存具有相當重要的意義。

時候底質亦可提供保護作用,讓硝化細菌能躲藏其中,免於受天敵如輪蟲(rotifora)、原生動物(protozoa)或甲穀類(crustacean)幼蟲的捕食。甚至,許多硝化細菌種類沒有找到適當底質前,就不能進行硝化作用,以及不能吸收營養元素及發生增殖現象。因此,硝化細菌對底質有很高的趨向性。在自然界的水體中,硝化細菌主要附著生長於岩岸(rocky shore)、砂礫底層(sudstratum of sand or gravel)、泥漿底層(mud bottom)或深海軟泥(soft mud)與沉積物等底質的表面。在水族缸中,主要附著生長於過濾系統的濾材、底床砂礫表面,及缸璧等底質的表面。

  • 硝化細菌需要獲得適當水流

無論在自然界的水體或水族缸中,硝化細菌通常均集體生活在底質表面上,並多數凝聚成團(laggregates)而形成凝菌膠團(zoogloeae)或菌囊(cysts)。這種固著生活方式有一個極為重要的特徵,即它們所需要的氨源或亞硝酸鹽、溶氧及營養元素幾乎全靠物質的擴散作用或水流運送來供應。

由於硝化細菌具有此種不尋常的特徵,因而使其尋找生存資源的方式,總是被動供應多於主動出擊。在此種情況下,水流與否自然會深深影響它們的生長作用與增殖行為。

通常水流之處比沒有水流之處,可獲得比較多生存資源,因此硝化細菌較喜歡生活在有水流的底質表面上,可由採樣分析證明之。依此推論,在水族缸中硝化細菌主要生活在過濾器下層濾材的表面上,理由是在此種環境中,可以由濾水帶來源源不絕的氯源或溶氧、亞硝酸鹽及營養元素。

為適應在急流中的生活方式,硝化細菌已經演化出一種特有的行為模式,以克服急流的生活環境。原來生活在水體中的硝化細菌,個個都是能黏於底質表面的高手,只要它們一碰到底質表面,馬上就會分泌出一種黏性很強的脂多醣類(lipopolysasscharide)的化學物質,把自己給粘在上面。隨著菌體彼此黏著在一起而組成凝菌膠團(zoogloeae),使硝化細菌更經得起激流之沖刷。 

摘自硝化細菌與水族缸一書

 

 

 

 

 

管理組織領導嗜好旅行

成為一個有獨特風格、有獨特特色的”自己”

每個人生下來就是一個獨一無二的個體,你就是你,沒有人可以代替你,你不需要為了別人去成為他們希望的樣子,而不是自己想要成為的樣子。你在你這有限的一生中,會塑造起屬於自己的特色,或是說「個人特質」;這是你無法迴避的一條不歸路,不管你有意或是無意中,你都會為自己塑造出自己在別人眼中特別的樣子,不管到最後你喜不喜歡這個別人眼中的樣子。

這中間最麻煩的地方是,很多人不知道自己該成為什麼樣的自己,因為他從來沒去思考我有一天生命終了我會是如何看待自己過去以來成為的樣子。於是乎他努力成為父母期望的樣子,成為長官期望的樣子,成為配偶期待的樣子以及成為別人希望的樣子,最後就算真的達到了那個樣子,自己也不一定會覺得快樂覺得幸福。要讓自己這輩子快樂,最重要的是做自己,做自己想要成為的樣子,要像孔子所說過的,七十從心所欲,不逾矩。我就是我,我不是別人,別人也不是我,我對於成為現在的我,負全責,這是一個既漫長又艱辛的過程。但絕對不是只要我喜歡有什麼不可以那樣子的生活態度。這個”我”是自己如何安排自己一生如何展開一切的自省與覺察,透過自己的智慧在每一天的生活與淬鍊中慢慢開悟出屬於自己獨一無二的生活觀、價值觀、生命觀,有了自我察覺與自己的”悟心”生命就會開展出美麗的花朵。我就會成為一個獨一無二又有智慧的人。

人是群體的動物,一個只想到自己不在乎別人的人是自私自利的人,會被社會給淘汰的。一個願意為別人努力的人,會贏得別人的尊敬與感謝。父母對於孩子的愛是給予,老師對於學生的關懷,是師道之所在。所以我們會因此而感受到活出自己的快樂。所以讓自己這輩子覺得有意義,有自己的味道的方式就是盡自己一切的努力幫助別人,成為別人的需要。

當你建立個人特質後,你一定會遇到有人特意批評你所建立的個人特質。你要知道,有許多人們都喜歡從自己的觀點來衡量並評斷別人的個人特質。使自己活出自我、活出與衆不同是要付出努力的,這個努力就是你要有勇氣與有意識地隔絕別人的批評對你造成的干擾。這需要自己不斷修煉才有機會成功。因為也許這個干擾就是來自於你的雙親或者你的長官身上。你有時真的會迷惘了,到底自己堅持的目標對不對?自己有想清楚了嗎?不然為什麼別人認為不好?而這個拒絕別人的特質干擾,傾聽自己內心真心的呼喚就是自己人生最大的功課。

人們會批評你是因為你扮演的角色,不會是因為你是誰。這些批評與人身攻擊,有時候是因為出於他們的忌妒,你的成功或許讓身邊的人產生不安全感,因為他們沒辦法或不願意跟你一樣,花那麼多的時間去自我學習、反省、察覺,所以他希望藉由他的言語或一些行動讓你不再改變或者是停止行動,如此一來他們才會覺得你跟他們一樣。可是他們有他們想要過的人生,你要成為一個有你自己獨特特色的人,為何要因此而覺得不好啊,我們不是自我察覺要為自己而活嗎?何必把自己人生的遙控器交在別人手裡,讓自己隨著他的一言一行而隨之起舞,一下快樂一下悲傷呢?想通了這一點,不是就會讓自己遠離那些惡口的傷害嗎?

記住 自己是自己生命的唯一主宰者,成為一個快樂幸福的人吧。

嗜好

孫子兵法始計篇

 

   最近迷上讀孫子兵法,前幾天(2010/1/19)到了美麗的古城濟南,參觀了濟南名人的雕像,遇上了我最近崇拜的孫子,也遊覽有泉城之稱的濟南,坐船遊大明湖,看著古色古香的中國園林,真是美呆了,也參觀了李清照的故居。真是美麗的回憶。

 

始計篇

孫子曰: 兵者, 國之大事也。死生之地, 存亡之道, 不可不察也。

故經之以五, 校之以計, 而索其情: 一曰道, 二曰天, 三曰地, 四曰將, 五曰法。

道者, 令民與上同意也, 故可與之死, 可與之生, 民弗詭也。

天者, 陰陽、寒暑、時制也。

地者, 高下、遠近、險易、廣狹、死生也。

將者, 智、信、仁、勇、嚴也。

法者, 曲制、官道、主用也。

凡此五者, 將莫不聞; 知之者勝, 不知者不勝。

故校之以計, 而索其情。曰:

主孰有道? 將孰有能? 天地孰得? 法令孰行? 兵眾孰強? 士卒孰練? 賞罰孰明?

吾以此知勝負矣。

將聽吾計, 用之必勝, 留之; 將不聽吾計, 用之必敗, 去之。

計利以聽, 乃為之勢, 以佐其外。勢者, 因利而制權也。

兵者, 詭道也。故能而示之不能, 用而示之不用, 近而示之遠, 遠而示之近。利而誘之, 亂而取之, 實而備之, 強而避之, 怒而撓之, 卑而驕之, 佚而勞之, 親而離之。攻其無備, 出其不意。此兵家之勝, 不可先傳也。

夫未戰而廟算勝者, 得算多也; 未戰而廟算不勝者, 得算少也。

多算勝, 少算不勝, 而況於無算乎!

吾以此觀之, 勝負見矣。

嗜好

水族箱養水的關鍵–硝化細菌

第一章

硝化細菌簡介

1-1:硝化細菌的由來

1989年,俄國微生物學家維諾格雷斯基(Winogradskyi) 無意中發現一類奇特的好氣性(喜歡氧氣)細菌,他們的生長方式與一般細菌極為不同,一般細菌通常必須供養有機物才能生長及增值,但是這類細菌不能利用有機物培養,卻能夠在通氣的狀態下,利用無機培養液在黑暗中培養,因此格外引起他研究的興趣。

在研究的過程中,維諾格雷斯特基(Winogradskyi)曾經証明這類細菌類似植物一般,能進行無機營養生長。即當細菌被培養在完全無機營養液,並供應二氧化碳作為唯一的碳源時,它們能夠利用二氧化碳合成有機物,以作為菌體生長及細胞分裂的基質。這種現象與植物利用二氧化碳合成有機物返應極為相似,所不同的主要是:植物用於進行有機物合成反應的能源是光能,但這類細菌所利用的能源顯然並非光能,而是某種形式的化學能。

維諾格雷斯基(Winogradskyi)從無機培養意液的取樣分析中,檢驗出銨鹽有逐漸被細菌消耗之現象,以及被消耗之銨鹽最後均轉化成硝酸鹽。

另外,若無機培養液缺乏銨鹽,則細菌分裂立即停止,因此他乃據以斷定這類細菌所利用的能源,應是一種銨鹽被氧化成硝酸鹽所產生的化學能。它們巧妙地運用此種化學能進行有機物的合成反應,因此不需要依靠任何有機物就能生存。後來他進一步確認這種反應屬於硝化作用(nitrification)的結果,同時也將這類能進行硝化作用的細菌給予命名為硝化細菌(nitrifying bacteria)

1-2:硝化細菌的種類

維諾格雷斯基(Winogradskyi)認為探討硝化細菌的種類是認識硝化細菌的基本程序,因此他決定在這個領域中繼續探索。他在無機培養液的取樣分析中,察覺到銨鹽的氧化程序是分二階段完成的:第一階段是銨鹽先氧化亞硝酸鹽,第二階段是亞硝酸鹽再氧化成硝酸鹽。因此他進一步推測硝化作用(nitrification)應是由兩類在生理機能為互不相隸屬的細菌,發生連續性作用的結果,此種推測可依據它們進行氨氧化的順序步驟加以鑑定。

維諾格雷斯基(Winogradskyi)依據健定結果,將硝化細菌納歸為二類:分別是亞硝酸俊(Nitrosomons)及硝酸菌(Nitrobacter)。亞硝酸菌屬於能將銨鹽氧化成亞硝酸鹽的細菌;硝酸菌屬於能將亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽的細菌。

無論亞硝酸菌(Nitrosomons)或硝酸菌(Nitrobacter),它們都不是單一菌株或菌種,而是各由一群血緣相近的細菌所組成,因此亞硝酸菌或硝酸菌僅僅是分類上的一種「泛名詞」而已,它不代表同類的細菌有相似的生理或行為之特徵。其實,有許多屬亞硝酸菌或硝酸菌的菌株,常有著迴然不同的生理性及生活習性。

1-3:硝化細菌的型態

硝化細菌的大小與一般細菌差不多,約0.3~3.5微米之間,依種類不同而異

。在普通倍數光學顯微鏡下觀察,可看到其基本形態也與一般細菌類似,主要有:桿狀、球狀、螺旋狀等(圖1-2)。因此,光憑顯微鏡的觀察,通常無法區分硝化細菌與一般細菌的差異性。不過若將硝化細菌純化,分出亞硝酸菌及硝酸菌,由其型態不同的觀察,約略可據以區分硝化細菌的種類是否相同或類似。

觀察時,除了注意個別細菌的形態外,亦須注意細菌的群體形態。在水族缸中,硝化細菌極少有懸浮性單離菌體生長的種類,絕大部分硝化細菌種類均屬於附著性種類,它們通常在避光的固體表面生長,並集體形成黏性集合體,被一層黏膜所包含,形成所謂的凝聚箘膠團(zoogloeae)或菌囊(cysts ) 。藉由凝箘膠團的大小,顏色、和形狀所顯現之特徵,也可以作為區分硝化細菌種類的重要依據。

大多數悍狀及螺旋狀種類,在水體中皆有運動性,能從一處移動到另一處。此種活動性之肇因,乃硝化細菌的細胞長有鞭毛(flagella)之故(圖1-3)。藉由鞭毛的震動,菌體即可發生運動現象。鞭毛相當細長,若不染色,僅以普通顯微鏡觀察,則無法觀見。不具鞭毛的菌種,不能作主動遷徒,只能隨著水流漂移作被動遷徒。

1-4:硝化細菌的生態

由於硝化細菌可以在完全無機的環境中生長,因此被認為是古老細菌之一,理由是古老地球是屬於無機世界,此種環境只適合這類不必靠有機物才能生長的細菌生存。歷經億萬年以來的演化,硝化細菌仍然不改變其謀生的本能,依賴氧化氨所獲得之化學能來生存,迄今它們已經成為地球生物圈結構中不可或缺的一個組成份子。

從生態平衡的功能來看,硝化細菌能將有機物腐敗後所釋放出來的氨消弭掉,使其他物免受於受到氨的毒害。已知地球上大量含氮有機廢棄物或殘骸被微生物分解時,所產生的氨數量極為可觀,若非由硝化細菌加以利用並引入氮環境(nitrogen cycle)系統,氨必會在自然界造成累積現象,導致許多生物難以生存。

在地球上任何地方幾乎都有硝化細菌生存的蹤跡,它們在自然界鮮少大量出現,卻廣佈於土壤、淡水、鹽水、海水,和污染水處理系統中(圖1-4)。雖然今日的地球環境和古老以前不一樣,有些地區的環境極端惡劣,但是仍有一些特殊的硝化細菌可以生活在各種惡劣環境中,例如,即使永遠寒冷的兩極、極為乾旱的漠、溫度很高的溫泉、永遠黑暗同時承受無比壓力的深海海底,甚至海底的火山附近,都有硝化細菌在其中討生活。

1-5: 硝化細菌的生長

硝化細菌的生長速度相當緩慢,通常每隔24~36小時才能增殖一倍(圖1-5),相較於一般細菌的世代時間僅需要約20分鐘,顯然慢得極多。兩者之間會有如此巨大的差異,主要因為它們的維生能源不同所致。

一般細菌以攝取地球上即成的有機物維生,這些有機物經過菌體消化後,可以生產它們生活所需的能量,以及可以用於築構它們的細胞組成,甚至轉化於細胞分裂上。假使它們的生活環境中有源源不絕的有機物作為食物,那麼這類細菌就能快速生長及增殖。如果再加上其他的生活條件也都能配合得好的話,即使只有一個細菌存在,經過約一天左右的光景,即能增殖出億個細菌來,此種增殖速率極為驚人。

反觀硝化細菌的情況就不是如此,它們不能分解地球上即成的有機物(如魚的排謝物及殘餌),自然也不能以這些有機物為食物,它們所需要的有機物,幾乎都是靠自己利用氧化氨或亞硝酸鹽所獲的的化學能,進行有機合成反應獲得。

硝化細菌靠自己的能力,將無機物(如二氧化碳及營養元素)合成有機物,此種生物合成反應與植物類似,需要耗費相當時間方能完成,也因為這樣,才導致硝化細菌的生長及增殖變得極為緩慢。例如,通常一個細菌在生活條件配合得很好的情況下。經過一天之後,約只能增殖出二個細菌來,相當於一般腐生

細菌可增殖的速度可謂慢得驚人,甚至比單細胞綠藻還來得慢許多。

                  

第二章

硝化細菌需要什麼

2-1:需要獲得無機化學能

所有生物都需要先獲得適合的能源之後才能生存。在自然界終最容易獲得的能源是太陽能,因此一般植物皆以光能作為能量的來源,但是硝化細菌的細胞內因不具有光合色素(如細菌葉綠素),不能利用光能,只能利用化學能。

硝化細菌所利用的化學能係得自硝化作用(nitrification),因此它們需要氨源或亞硝酸鹽以產生化學能(圖2-1)。這種能源屬於「無機化學能」的一種,與一般腐生細菌分解有機廢務所得的「有機化學能」不同。一般腐生細菌可以直接利用有機化學能來組織自己,同時用作生活細胞的代謝能量。在今日有機廢物到處充斥氾濫的地球上,一般腐生細菌想要取得有機化學能相當容易,因此它們能夠快速生長及增殖,並發展成龐大的族群。

由於一般硝細菌的細胞不具備分解有機廢物之能力,因此不能從其生活環境中獲得有機化學能,當然也不能利用有機化學能來組織自己。它們只具利用無機化學能的特徵,而且所能利用的無機化學也僅限於從硝化作用(nitrification)中獲得而已。

硝化細菌要進行硝化作用並不是一件容易的事,它們必須要有硝化酶(nitrifying enzyme)的催化反應才能發生,而硝化酶的生活性又容易受到氨或亞硝酸鹽、溶氧等反應基質濃度之支配,以及若干環境因子的影響,所以必須在各種環境條件皆十分適合的情況下,硝化作用才能順利進行,也因為如此,硝化細菌若要獲得其所需要的化學能,除了主觀因素外,來得受到客觀因素的影響。這點與一般腐生細菌可以從有機物的消化中,可輕易獲得所需要的化學能顯然十分不同。

2-2:需要獲得無機碳源

地球上的生物必須獲得各種不同形式的有機碳(有機物)才能生存,因為有機碳是合成細胞的基礎物質。一般腐生細菌可以從生活環境中輕易攝取到必要的有機碳,但是硝化細菌卻缺乏利用存於在於環境中有機碳的能力,它們所需要的有機碳通常依賴自己生產。

硝化細菌生產有機碳的機制與綠色植物相似。綠色植物可利用光能來進行光合作用,藉以將無機碳合成有機碳;相較之下,硝化細菌利用化學能進行化成作用,亦能將無機碳合成有機碳。茲比較兩者的化學反應式如下:

6CO2+12H2O+光能→C6H12O6+602+6H2O     2-1

6CO2+12H2O+化學能→C6H12O6+602+6H2O   2-2

由上述2-2化學反應式可知,硝化細菌即使獲得所需的化學能,假使無CO2作為合成有機碳反應基質的話,其後果就好像植物徒有光能但缺乏CO2一樣嚴重,因為它們扔然無法進行光合作用,植物終究也會死亡。這種情況一樣會對於硝化細菌造成無法彌補的傷害。

因此,硝化細菌必須獲得化學能才能生存的主要原因,其實只是一種手段而已,其真正目的乃是為了要將這種能量,應用於自製有機碳,以供生存及增殖之需要。換言之,它們是否獲能充分得有機碳作為合成有機碳的基質,應該是其是否能順利生長及繁衍的先決條件。

硝化細菌所需要的無機碳來源不只二氧化碳(CO2)一種而已,還包括可溶性碳酸氫鹽(HCO3¯ )及碳酸鹽(CO32-)等。這跟水草及藻類所需要的無機碳來源一樣。硝化細菌可自環境中攝取不同種類的無機碳,而且通常不虞匱乏,因為水環境中生物的分解、呼吸作用、均能生產多量的二氧化碳釋放於水體中,所以無機碳不致造成硝化細菌生長的限制因子。

2-3:需要獲得營養元素

所謂營養元素是指硝化細菌進行營養生長及增殖的必要物質。嚴格來說,營養素本身並不影響硝化細菌之生理作用,僅是在以離子形態或有機分子組成時,才具有重要性。為簡便起見,通常均用營養元素來表示這些物質,而並不追究它們是以合種形式或組成,對硝化細菌之生理作用所產生之影響。

就如同植物一般,硝化細菌的生長作用也不能缺乏營養元素。硝化細菌必須吸收外界的營養元素,才能在體內合成其生長所需的複雜有機物,如蛋白質、脂肪、酵素及維生素等。從營養學觀點來看,硝化細菌用於生長所要求的營養元素,其實與一般水草並無多少差異,因此只要想到水草需要怎樣的營養元素,通常硝化細菌大概也需要這些營養元素。硝化細菌依各種營養元素需求量及重要性不同,也分成主要元素及微量元素兩類,它們可由生活環境中攝取獲得。假如環境中缺乏某種必要元素,硝化細菌也惠受到所謂「缺素症」的危害,使其生長受到影響或引起病變死亡。職是之故,在培養硝化細菌時,必須充分供應具有完整營養元素之無機培養液,讓細胞能加以吸收利用,否則難有培養成功之機會。

2-4:需要獲得著床底質

底質(sudstratum)是一種可供生物居住和移動的物體之表面,它與生物之關係非常密切,很多生物需要底質提供生活的場所,甚至食物來源。例如,許多細菌以腐生或寄生的方式生活於有機體上,此種有機體就是它們的底質,除了提供其生活的場所外,底質同時也是它們賴以為生的食物。硝化細菌非常需要底質,但不同的是,它們的目的不在於覓食,而是是底質可以提供附著、掩蔽和獲得其所需要的氨源及營養源,因此底質對硝化細菌的生存具有相當重要的意義。

有時候底質亦可提供保護作用,讓硝化細菌能躲藏其中,免於受天敵如輪崇(rotifora)、原生動物(protozoa)或甲穀類(crustacean)幼蟲的捕食。甚至,許多硝化細菌種類沒有找到適當底質前,就不能進行硝化作用,以及不能吸收營養元素及發生增殖現象。因此,硝化細菌對底質有很高的趨向性。在自然界的水體中,硝化細菌主要附著生長於岩岸(rocky shore)、砂礫底層(sudstratum of sand or gravel)、泥漿底層(mud bottom)或深海軟泥(soft mud)與沉積物等底質的表面。在水族缸中,主要附著生長於過濾系統的濾材、底床砂礫,及缸璧等底質的表面。

2-5:需要獲得適當水流

無論在自然界的水體或水族缸中,硝化細菌通常均集體生活在底質表面上,並多數凝聚成團(laggregates)而行成凝菌膠團(zoogloeae)或菌囊(cysts)。這種固著生活方式有一個極為重要的特徵,即它們所需要的氨源或亞硝酸鹽、溶氧及營養元素幾乎全靠物質的擴散作用或水流運送來供應。

由於西硝化細菌具有此種不尋常的特徵,因而使其尋找生存資源的方式,總是被動供應多於主動出擊。在此種情況下,水流與否自然會深深影響它們的生長作用與增殖行為。

通常水流之處比沒有水流之處,可獲得比較多生存資源,因此硝化細菌較喜歡生活在有水流的底質表面上,可由採樣分析證明之(圖2-5)。依此推論,在水族缸中硝化細菌主要生活在過濾器下層濾材的表面上,理由是在此種環境中,可以由濾水帶來源源不絕的氯源或溶氧、亞硝酸鹽及營養元素。

為適應在急流中的生活方式,硝化細菌已經演化出一種特有的行為模式,以克服及流的生活環境。原來生活在水體中的硝化細菌,個個都是能黏於底質表面的高手,只要它們一碰到底質表面,馬上就會分泌出一種黏性很強的脂多醣類(lipopolysasscharide)的化學物質,把自己給粘在上面。隨著菌體彼此黏著在一起而組成凝菌膠團(zoogloeae),使硝化細菌更經得起激流之沖刷。

 

 

 

摘自硝化細菌與水族缸