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자베르 시스템

category 물생활 2008. 12. 19. 03:46
낭후에서 가져온 번역 자료입니다. Overman 님이 올리신 자료입니다.



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Jaubert's Method, the "Monaco System," Defined and Refined By Julian Sprung


Part 1


성공적인 산호어항을 만들기 위해 사용되는, 적절하다 여겨지는 몇가지의 방법 또는 "시도"들이 있다. 초기 리퍼들은 외부여과기와 여러 전기장치등의 인공기술을 이용하는부류와 어항 내부에서 대부분의 생물학적 여과가 이루어질 수 있도록 하는 보다 "자연스러운" 방법을 이용하는식의 두 부류가 있었다. 근 10여년간은 여러종류의 자연적인 방법을 이용하는쪽이 점점 인기를 얻어가는 추세였다. 결과적으로, 산호어항을 가꾸는 취미생활은 점점 대중화되었으며, 그와 더불어 시스템면에서도 관리나 예산면에서 일반 아쿠아리스트들에게 어필할 수 있도록 바뀌어갔다. Delbeek and Sprung(1994) 는 이들 시스템의 형식과 역사에 대하여 자세히 서술할것이다. 그리고, 지금 이 글에서는 Jean Jaubert 교수에 의해 개발된 간단한 시스템에 촛점을 맞추어 전개를 해나갈것이다.

Jaubert 교수는 프랑스 모나코의 Oceanographic 박물관 근처의 Nice 대학에서 산호를 연구하는 교수이다. 공공기관의 전시용 어항과 박물관에 위치한 산호연구시설은 Jaubert 의 간단한 시스템을 이용하고 있다. Jaubert 의 연구가 그곳에서 형성된 까닭에, 그의 시스템은 몇몇이들에 의해서 "Monaco System" 이라고도 불린다. 그외에 몇몇은 간단히 "Jaubert's method" 또는, "Natural Nitrate Reduction"(NNR) 이라고도 불린다. 이중에서 NNR 이라는 이름은 수정된 Jaubert 시스템을 사용하며 느낀 개인의 경험에 관하여 광범위한 저술을 했던, 미국의 아쿠아리스트이자 저자인 Bob Goemans 에 의해 만들어진것이다. 북미쪽에서의 Jaubert 시스템은 Jaubert 를 방문하고, 모나코에서 직접 봤던것들을 발표한 Tom Frakes 라는 아쿠아리스트에 의해 캐나다 토론토에 한정하여 시작되었다.

모나코의 그 박물관은 지중해의 해변에 위치해있었고, 자연적인 바닷물을 수도를 통해 무한정 공급받을 수 있었다. 그 아쿠아리움 시스템은 "open system" 으로 운영될 수 있었고, 많은 어항들을 매일 5%정도 지중해의 물로 물갈이를 하고 있었다. 몇몇은 "closed system" 이었다. 대부분의 어항에서 산호는(특히 Stylophora pistillata, Pavana spp., Montipora spp., Galaxea fascicularis, Acropora spp., 그밖의 많은 하드/소프트 산호들) 크게 번성하고 있었다. 대부분의 산호들은 홍해에서 왔으며, 그밖에 캐리비안, 인도네시아산도 있었다. 전시된 많은 산호들은 야생이 아닌 박물관의 "어항" 속에서 번식된것들이었다. 어항에는 또한 일반적으로 산호와 함께 키우지 않는, 버터플라이 엔젤피쉬등을 포함한 많은수의 화려한 물고기들이 있었다.

비록 기계장치들을 사용하지 않고 그렇게 간단하게 그것이 가능하다는 점이 우리를 의심스럽게 만들기는 하지만, Jaubert 시스템은 마법을 사용하는것이 아니다. 그것은 바닥재 속에서 질소함유찌꺼기들을 분해하는, 질화작용을 하는 호기성 박테리아와 탈질화작용을 하는 협기성 박테리아의 능력에 의존하는것이다. 질화작용의 공정은 아쿠아리스트들에게 잘 알려져있으며, 어항 유지에 가장 중요한 부분이다. 박테리아는 물고기에 의해 생성된 암모늄찌거기를 아질산으로 바꾸고, 질산염으로 바꾼다. 탈질화공정에서 질산염은 질산과 질소기체로 바뀌게 된다. 이들 공정들은 오랜기간동안, 어항에 설치된 다양한 여과기속에서 이루어져왔다. Jaubert 시스템에서 질화작용과 탈질화작용은 두껍게 깔린 바닥재와 아래 바닥에 깔린 "죽은 공간"에서 이루어진다.

"죽은 공간"은 plenum 이라 불린다. plenum 공간은 높이 1센티 또는 그 이상이 되어야 한다. 대부분 가정의 어항에서 plenum 은 2~3cm 정도가 좋다. plenum 을 지지하는 구조물은 바닥재나 위에 놓일 돌의 무게를 견딜 수 있어야 한다. 그 지지대는 간단하고 값이 싼 플라스틱 저면판같은을 사용할 수 있다. 모나코의 Jaubert 는 얇고 단단한 PVC 관과 수천개의 구멍이 나 있는 판을 이용하여, PVC 관을 길이에 맞게 잘라서 지지대로 사용하였다. 이때 물이 통할 수 있도록 완전밀폐형 판을 사용하지 말아야 하며, 동시에 바닥재가 plenum 아래로 떨어지지 않도록 하는것이 중요하다.

plenum 의 기능은 처음에는 어느정도 신비에 싸여있는것처럼 보인다. 그것은 "마법"과는 구분되는 Jaubert 시스템의 한 단면이다. 많은 아쿠아리스트들은 plenum 이 아무런 기능을 하지 않는다고 진술하고, 또 저술하고 있다. 내 경험상, 나는 그들의 의견에 반대한다. 나는 Jaubert 시스템이 일반적인 plenum 없이 자갈만 부어놓은 어항보다 생물학적 여과에 뛰어나다고 말하겠다. 또한 나는 plenum 을 깔고 위를 바닥재로 덮은 어항이 찌꺼기가 그렇게 심하게 쌓이지 않는것을 발견했다. 게다가, 해수어를 과밀사육하는곳에서 plenum 을 사용하고 바닥재를 두껍게 깔면, plenum 을 사용하지 않고 같은높이의 바닥재를 깔은 어항에 비하여 질산염수치가 훨씬 적게 나오는것을 알아냈다.

물론 이것에 대해서는 어느정도의 근거가 있으며, 나의 추천은 단순하게 신비로운 현상을 지지하는 맹목적인것은 아님을 밝힌다. plenum 은 물속에서 용존산소량이 0에 가까운 공간을 제공한다. 그러므로 Jaubert 시스템에서 바닥재는 위쪽의 고산소지역과 아래쪽의 저산소지역 사이에 끼어있는것이 된다. 이러한 구조는 일반적인, plenum 없이 두꺼운 바닥재만 깔린 어항에서 일반적으로 나타나는 '황화수소의 생성'을 막는쪽으로 작용한다. plenum 위에도 또한 산소량이 0에 가까운곳이 있게 된다. 바로 이곳에서 탈질화작용이 일어난다. 어떤이들은 plenum 안에 존재하는 산소는 대체 무엇에 의하여 유지될 수 있는지를 의아해한다. 그 산소는 분명 질산염분해의 부산물로서 생기는것이지만, 두꺼운 바닥재층의 다른 반응에 의해서도 생길 수 있다. 이들 반응은 유기물들을 용해시키거나, '질산염을 질소기체로 바꾸어주는 박테리아'의 먹이가 되는 미립자로 분해하는 반응을 포함한다. 탈질화 박테리아들이 찌꺼기를 사용하므로, 바닥재는 유기물로 인하여 크게 더러워지지는 않는다. 물론 웜이나 원생동물, 요각류, 이각류 그밖의 여러 작은 생명체들도 바닥재를 이리저리 뒤집으면서 유기물찌꺼기를 사용하므로, 바닥재 청결에 도움을 준다. 바닥재층에는 많은 생물들이 살고있는것이다.

Jaubert 시스템의 바닥재는 Eng's and Dr. Adey's 와 같은 다른 '자연적 아쿠아리움' 시스템에서 불리는것처럼, "라이브 샌드" 라 불린다. Jaubert 시스템에서는 모래보다 훨씬 큰 사이즈의 알갱이를 사용하므로, 이 용어를 Jaubert 시스템에 그대로 연관시키는것은 오해를 불러일으킬 소지가 있다. 어떤 저자는 plenum 과 "sand bed" 의 설치를 바닥쪽은 굵은 자갈로 깔고 위쪽으로 갈수록 고운 모래입자를 사용하는식으로 묘사를 하였다. sand bed 는 물의 방산(방출)을 원활히 유지해야 하기때문에 물리적 여과기능을 수행해서는 안되며, 따라서 이것은 잘못된것이다. 나 뿐만 아니라 Jaubert 본인 역시 다른 사이즈의 바닥재를 사용하지 않았다. 바닥재는 모래가 아닌, 입자가 큰(2~5mm) 한종류의 자갈로만 구성되어야 한다. Jaubert 는 혹시 땅을 파헤치는 생물이 바닥재 낮은층을 건드릴까봐, plenum 과 바닥재 상층부 사이에(한마디로 바닥재층에) 스크린(망)을 몇개씩 깔아놓았다. 고비나 피스톨 쉬림프같은 땅파기 선수들을 어항에서 퇴출시키겠다면, 바닥재에 그런 망을 깔지 않아도 좋다. 만약 땅을 파대는 생물을 입수시키려면 반드시 바닥재 중간(plenum 위로 5cm)쯤에 망을 깔아주어야 한다. 바닥재층은 8~10cm 가 되어야 한다. Jaubert 시스템은 바닥재가 plenum 위로 8cm 이상이 쌓이지 않을경우 작동하지 않는다. 바닥재층이 너무 얇다면 탈질화작용이 불완전하게 이루어질뿐이다. 그 결과 어항에 질산염 농도가 높게 검출될 수도 있고, 장기적으로 아질산까지도 문제가 될수 있다. 이와 같은 문제는 버로우성 물고기나 무척추동물이 땅을 파헤쳐서 plenum 을 덮고 있는 바닥재의 두께를 낮게 변화시킬 경우에도 마찬가지로 일어난다.

많은 아쿠아리스트들은 미적 관점에서 두꺼운 바닥재층은 Jaubert 시스템의 부정적 요소라고 믿고있다. 이러한 미적 요소는 두꺼운 바닥재를 깔아놓은 리퓨지움을 연결함으로써 해결될 수 있다. 이방법을 사용하면 본어항은 바닥재가 없거나 얇게 깔아도 상관이 없게 된다.

plenum 설치를 안한 어항은 질좋은 모래(입자가 작은)에서, 아주 얇은층에 한해 탈질화작용이 일어날 수 있지만 plenum 위에 성근 바닥재를 두껍게 깔은것에 비하면 효율성에서 밀리며, 그러한 질좋은 모래들은 물고기를 쉽게 죽이는 황화수소가스 방출의 위험이 아주 높다. 저자 Ron Shimek 은 plenum 없이 질좋은 모래로 25cm 이상의 아주 두꺼운 바닥재층을 사용하는것을 제안한다. 그는 바닥재를 그렇게 두껍게 깔게되면 황화수소의 문제가 사라지며, 탈질화작용에도 아주 훌륭한 면모를 보인다고 주장한다. 나는 이 방법과 Jaubert 시스템을 비교해보지 않았다.

Jaubert 시스템이 구별되는 또다른 요소는 라이브락의 부재이다. 아쿠아리스트들은 물부피의 1/3 이상을 라이브락으로 채워버리는 "베를린 방식" 에 익숙하다. 제대로 자리가 잡힌, Jaubert 시스템은 바닥재를 탁 트여주기 위하여 그보다 훨씬 적은 양의 라이브락만을 사용한다. 이것에는 복합적 이유가 있다. 첫째로, 생물학적 여과는 바닥재층에서 일어나므로, 라이브락이 생물학적 여과재로서 사용될 필요가 없다. 라이브락을 전혀 사용하지 않은채 Jaubert 시스템만으로 셋업을 하는것도 가능하다. Jaubert 시스템에서 라이브락의 목적은 장식과 기타 작은생물체들을 어항속에 풀어주는정도밖에 없다. 둘째 이유는, 라이브락이 적으면 바닥의 "sand bed" 가 물표면과 만나는 공간이 훨씬 넓어지기 때문이다.

수조속에 바위덩어리가 적어지는것은 몇가지 이점을 제공한다. 아름답게 꾸미는데 있어 훨씬 자유로우며, 바닥재로 자연스러운 계곡을 연출할 수 있다. 실제로, 모나코의 그 박물관의 바닥재지형은 내가 여지껏 봐왔던 공공수조중 가장 아름다운것이었다. 라이브락을 적게 넣는다는것은 또한 calcium carbonate 의 요구량이 적어진다는 뜻이다. 왜냐하면, 라이브락 표면을 덮고있는 산호질의 이끼들이 칼슘을 잡아두기때문이다.

아쿠아리움계에 Jaubert 시스템이 소개된 이래로, 잘못된 주장과 권고가 급증하고 있다. 몇몇 부분은 Jaubert 그 자신에 의하여 주장된것이지만, 그밖의 대부분은 그에 대해 경험이 거의 없는 사람들의 추측으로 채워져있다. 여기서, 이 시스템을 수년간 테스트해온 나의경험에 비추어, 이들 추측들을 검토해보는것도 괜찮을듯 싶다.

단백질 스키밍

몇몇 이들은 탈질화 박테리아는 유기물찌꺼기를 필요로 한다는것을 염두에 두고서는, 단백질 스키머를 사용하면 이들의 먹이를 제거하는것이 되버리므로 탈질화시스템의 수행에 좋지못한 영향을 줄것이라 추측한다. 이것은 물론 그럴듯한 가정이긴 하지만, 실제로 단백질 스키머를 사용함에 있어서 탈질화작용에 대한 눈에띄는 악영향은 나타나지는 않았다. 비록, 그럴듯한 이론이 아닌 나의 경험상이기는 하지만, 바닥재에 넓은 표면을 확보해주는것은 실제로 단백질 스키머의 출력을 감소시킬정도였다. 그러므로 바닥재층이 단백질 스키머가 제거하는것보다 훨씬 많은 생물학적 공정을 수행하고 있다고 말할 수도 있는것이다. 하지만, 단백질 스키머는 인산염을 제거하는 효과가 있으므로, 스키머가 있다면 스키머없이 인산염이 쌓일수밖에 없는 시스템에 비하여 이점을 가질 수 있다.

인산염

Jaubert 시스템에서는 에어레이션이나 이끼제거, 단백질 스키밍, 석회수투여등을 통하여 인산염농도를 조절한다. 일반적인 해수의 pH 를 유지하는 해수어항에서, 적절한 양의 칼슘을 공급하여 calcium phosphate 의 자연스러운 침전을 유도하는것은, 물속에 용해되어있는 인산염의 농도를 낮추는데 도움을 준다. 그럼에도, 이러한 공정은 해수를 구성하고 있는 성분자체나, 많은 해수어에게 지급되는 먹이로부터 오는 많은 인산염의 유입으로 인하여 쉽게 제압당하고 만다. 게다가, 물속의 유기물이 달라붙은 인산염은 물속에 끝까지 남게 되고, 그러한 작은 '생체인산염'들은 바닥재에 지속적으로 축적되게 된다. 아까 내가 말했듯이, 단백질 스키밍은 물속에 녹은 인산염을 걸러내는데 도움을 준다. 에어스톤의 거품질 또한, 인산염을 분무하듯이 방출하는 효과를 가져오므로 인산염농도를 낮추는데 도움이 된다. 석회수(calcium hydroxide 용액) 투여하는것은 칼슘이온을 공급하여 용해된 인산염을 침전시키는 효과를 가져다주며, 수소이온은 pH 를 상승시켜주는 효과도 준다. 침전된 인산염은 일반적인 바다물의 pH 에는 녹지 않으므로, 어항의 바닥에 축적되는동안에 물에 다시 용해되는일은 없다. 바닥에서 자라는 이끼류(해조류)는 아마도 인산염을 분해하는 특수효소를 분비하여 그것을 얻을 수 있을것이다. 이러한 이끼류는 또한 바닥재나 유기물찌꺼기에 달라붙은 인산염을 거기서 떼어놓는 효소를 분비하는 박테리아와 공생관계를 이룬다. 그러므로, Caulerpa spp. 같은 종류의 이끼가 인산염을 흡수하도록 만든 후에 그 이끼를 제거시키는 방법도 인산염을 방출하는 하나의 방법이 될 수 있다. 인산염 미립자(유기물이건 무기물이건)들은 또한 단백질 스키밍이나 물갈이시, 사이펀사용을 통해서도 방출할 수 있다.

이끼류(해조류)

강력한 조명을 설치한 어항이라면, 이끼조절을 위하여 이끼를 잡아먹는 생물체를 필요로 하게 마련이다. Jaubert 시스템도 여기서 예외는 아니다. 그러나, 눈에 띄는 하나의 차이점을 짚자면, 충분한 깊이의 바닥재층의 기능이, 이끼류가 유리쪽에 끼는것을 크게 억제시켜주는 효과가 있다는것이다. "슬라임 이끼" 라고도 불리는 cyanobacteria(시아노박테리아) 와 실모양의 이끼류는 작은 허밋 크랩이나 Atraea, Lithopoma, Turbo, Trochus, Nerita, Cerithium 와 같은 여러 초식달팽이, 성게 Diadema setosum 등을 통해 조절할 수 있다. surgeonfish(검은쥐치) 나 탱류, 그밖의 초식어류들도 이끼조절에 동원될 수 있다. 건강한 바닥재층의 박테리아는 질소를 함유한 찌꺼기들을, 이끼성장을 억제시킬정도로 빠르게 분해시킨다.(더불어 산호성장도 억제시킨다. 기회가 된다면 이에 관하여 더욱 자세히 설명할것이다.) 그러나 Jaubert 시스템을 적용시킨 내 모든 어항들은 처음 6개월간은 거대한 이끼류의 번창을 보여주었다. 그리고 그 후부터는, 물고기 먹이를 정말 왕창 주지 않는 이상, 이끼류의 성장은 현저히 느려지거나 완전히 멈추어버렸다.

노랑 궁물(Yellow water)

밀폐형 수조에서 물에 용해된 많은 유기물찌꺼기들이 축적되어, 물이 노랗게 변하는 현상은 피하기 힘들다. Jaubert 시스템에서 물에 용해된 유기물찌꺼기들이 바닥재층의 기능에 의하여 분해되는것은 맞지만, 이것이 물이 노랗게 변하는것을 막아준다는 의미는 아니다. Jaubert 시스템은 기타 다른 '자연여과'방식의 수조처럼 빠르고 심각하게 어항물이 누렇게 되지는 않지만, 결국에는 노래진다. 활성탄은 물을 노랗게 만드는, 물에 용해된 유기물 찌꺼기를 효과적으로 제거해준다.

에어레이션

내가 모나코에서 보았던 수많은 밀폐형 수조들은 물의 움직임을 이용하여 에어레이션을 하고 있었다. 그것의 이점은 앞에서 말한 인산염의 제거와, 물에 열을 전달하는 요인을 없앴다는점과, 낮은 전력소모와, 플랑크톤친화적이라는 요소들을 포함하고 있다. 단점이라면, 그렇게 소금을 날려대면 수조 근처의 물체들이 salt creep(소금에 의한 변형) 이나 부식이 일어날 수 있다는점이다. 나는 Jaubert 시스템에서 일어날 수 있는 좋지못한 문제점들이 에어레이션에 의해서 풀렸다는것을 알아내었다. surface skimming overflow 를 사용하지 않는 수조에서는, 밤시간에 물고기들에게 치명적인 수준까지 산소량이 극단적으로 내려갈 수가 있다. 또한 용존산소량이 내려가는 밤시간에는, 바닥재층으로부터 물고기를 질식시킬수도 있는 황화수소의 방출이 촉진 될수도 있다. surface skimming overflow 는 가스교환을 충분히 시켜주어 용존산소량이 떨어지는것을 막고, 빠르게 황화수소를 기체로 휘발시켜준다. surface skimming overflow 가 부재하면 생기는 이런 이야기들은 바로 나의 경험에서 나온것이다. surface skimming overflow 가 없다면, 에어스톤이나 거품기를 이용하여 밤에도 용존산소량이 낮아지지 않고, 물로 뿜어져나오는 황화수소를 빠르게 희석시킬 수 있게끔 해야 한다.

칼슘과 기타 미량원소의 유지

Jaubert 는 원래 그의 시스템에서 아라고나이트 바닥재를 사용하여 산호성장에 필요한 칼슘과 alkalinity 를 보충하는 아이디어를 주장했다. 바닥재의 깊은곳은 pH 가 낮고, 이러한 낮은 pH 는 바닥재를 녹게 만들며, 약간씩의 칼슘과 탄산염이 물에 풀어지게끔 만들어진다. 하지만 그정도의 칼슘과 탄산염의 양만으로는 강한 조명과 더불어 강하게 성장하는 산호를 유지하려는 요구를 충족시키기가 어려웠다. Jaubert 는 후에(개인적인 교류를 통해 알아낸것이다.) 자신의 밀폐형 시스템에서 산호가 크게 번창할때는 칼슘과 alkalinity 를 유지하기 위해서는 "석회수" 또는 칼슘과 alkalinity 를 유지하기 위한 다른 물질이 절대적으로 필요하였다고 말하였다.

몇몇 저자들은 필요한 '모든' 미량원소들을 충분히 공급해준다는, 물에 슬슬 녹는 바닥재를 제안한다. 이것은 간단히 말해서, 사실이 아니다. 물에 슬슬 녹는 바닥재는 스트론튬, 마그네슘, 기타 다른 철분같은것들을 제공해주는것은 사실이나 산호가 자라는데 있어서 충분치 못한 양이며, 요오드같은 원소는 제공되지도 않는다. 물고기 먹이를 주는것은 미량원소를 공급해주는 중요한 원천이며, 물갈이 또한 몇몇종류의 미량원소를 가져다주게 되므로, 그 몇몇의 미량원소는 일반적인 바닷물보다 월등히 많은 양을 함유하게 된다. 밀폐형 수조에서 몇몇 미량원소들은 실제로 시간이 지날수록 계속 쌓여가는 반면, 몇몇 원소는 금방 고갈되어 보충을 요하게 된다.



Jaubert 시스템에서의 조명도 다른 리프어항들과 커다란 차이가 없다. 빛의 효과는 광합성 효과가 용존산소량과 물의 pH 에 관련되는 한 아주 중요하다. Jaubert 의 특허는 바로, 어항속에서 용존산소량이 풍부하고 pH 가 높은 지역과 pH가 낮고 용존산소량이 낮은 바닥재층과 plenum 지역의 이러한 효과를 비교하여 말하고 있다. 이러한 잠재적 차이는 빛에 의하여, 바닥재층에서 물이 방사되고, 물에 용해된 물질들이 바닥재층으로 진입하게끔 한다.

자갈이 바위처럼 뭉치는 현상

몇몇 아쿠아리스트들은 바닥재가 서로 들러붙어 바위처럼 되버린다는 문제를 제기하였다. 물론 이러한 현상은 바닥재층이 생물학적 여과를 수행하는데 있어 어느정도 방해하는 역할을 하게 된다. 비록 그렇게 뭉친 바위가 계속 다공성을 유지한다면, 문제가 되지는 않겠지만 말이다. 나는 개인적으로 이러한 경험은 없으나, 매우 높은 레벨의 alkalinity 와 어떠한 타입(oolitic sand)의 아라고나이트 바닥재가 들러붙어 일어날것이라는 심증은 가지고 있다. 비록 입자가 큰 바닥재를 사용하는 어항에서도 이러한 현상이 나타났다는 보고를 받았지만, 대부분의 경우에는 바닥재 입자가 클수록 이러한 문제를 막는데 도움이 될것이다. 이러한 문제는 사실 흔치 않으며, 정확히 어떤 환경에서 이러한 일이 벌어지는지가 제대로 알려지지 않았기때문에, 이것을 막는 정확한 방법을 설명하기가 곤란하다.

plenum water

몇몇 저자들은 plenum water 에는 각종 영양물질들이 쌓여가기 떄문에 정기적으로 청소해주는것이 필요하다고 제안한다. Jaubert 는 결코 이러한 주장을 하지 않았다. 그의 시스템에서 plenum water 의 질산염과 인산염 수치를 측정해보았던 나의 개인적인 경험은, 그 시스템이 아주 역동적이며 plenum 에 영양물질들이 침전되지 않는다고 확신시켜주었다. 어떨때에는 영양물질들의 수치가 높아지기도 하지만, 다시 낮아지므로 그것들이 축적되는일은 없다. plenum water 에서 질산염과 아질산이 바닥재 위쪽의 물에 비하여 아주 높게 검출될 수 있는것은 사실이다. 때로는 plenum 에서 인산염과 규산염 수치도 올라가기도 한다.(J. C. Delbeek, 개인적인 교류를 통하여 정보를 얻음.) 그러나, 그 몇몇 저자들이 말했던것과는 달리, 그 수치는 높은곳에서 머물러있지 않으며, plenum 내부의 물은 바닥재층 위쪽의 수질에 갑작스런 어떠한 변화를 주지 않는다. 그러나, 버로우성 물고기나 새우들이 바닥재를 파헤쳐 plenum 을 덮고있는 바닥재층의 높이를 변화시킬 경우에는 예외상황이 발생할 수 있다. 이러한 예외상황이 발생하게 되면, plenum 의 영양물질들이 수조로 들이닥칠것이고, 아주 강력하게 이끼들이 발생할것이다. 내가 이전에 언급했듯이, 바닥재층 중간쯤에 망을 깔아주면 이들 버로우성 생물에 의해 plenum 이 노출되는 일을 막을 수 있을것이다.


Part Two: Technique for setting up a Monaco System


이 글의 첫번째 파트에서 나는 Jaubert 또는 Monaco 스타일의 어항이 다른 시스템과 구별되는 차별적 요소들을 설명하였다. 이제 두번째 파트에서는, 몇가지의 다양한 테마를 포함한, Jaubert 시스템을 구성하는 방법에 대하여 설명을 할것이다. 또한, 나는 이미 돌아가고 있는 어항에, 이 Jaubert 시스템을 추가시키는 방법도 설명을 할것이다.

셋업

기본적인 모나코 시스템

"기본"적인 모나코 시스템의 수조의 셋업은 비용이 아주 저렴하며, 설치가 용이하다. 필요한것이라고 해봐야, 어항과 어항뚜껑, 조명, plenum, 망, 바닥재, 산소기, 산소튜브, 에어디퓨저 정도이다. 물의 움직임은 에어디퓨저에 의하여 이루어져야 한다. 추가적인 물흐름은 침수형 수중모터나 물순환펌프(plumbing in line water circulation pump)를 이용할수도 있다. 어떤 경우에라도, "기본"적인 모나코 시스템에서는 하나 이상의 (타이머를 달아 밤에만 작동하게끔 하여도 됨)산소방사기가 있어야 한다. 개인적인 경험으로, 이러한 에어레이션은 밤에 산소레벨이 급격히 떨어져 물고기가 고통을 받는 일을 막는데 도움을 준다. 낮동안에는, 식물들의 광합성 작용을 통하여 포화상태에 가까운 용존산소량을 보여주지만, 밤에는 식물들에 의한 광합성의 부재(빛의 부재)로 인하여 용존산소량이 크게 떨어지게 된다. 이러한 현상은, 많은 양의 "라이브 샌드"에서 대량으로 산소를 소비하며 살고 있는 박테리아나 미생물에 의존하는 모나코시스템에서 더욱 현저하게 나타난다. 밤에는 또한, 바닥재층 속에 있던 황화수소가 바닥재층 위의 물로 흘러나올수도 있다. 낮동안에는 바닥재층 위에서 순환하는, 용존산소량이 높아진 물이 바닥재층으로 침투하므로, 바닥의 저산소층(또는 황화수소가(있다면) 존재하는층)을 이런식으로 바닥재의 틈 사이로 스며들어온 산소량이 높은 물들로 그나마 유지를 하게 된다. 밤에는 바닥재층 위쪽의 산소량도 물고기나 식물 및 다른 생물들의 호흡으로 인하여 급격히 낮아지기때문에, 바닥재 사이로 침투하는 물들도 산소를 바닥재 표면에서 죄다 빼앗기게 되버린다. 바닥재층에 황화수소가 존재한다면, 그것은 하필 산소량에 있어 물고기에게 가장 좋지 못한 시간인 밤동안에 흘러나올것이다. 황화수소는 물속에서 산소를 빠르게 날려버리며 물고기를 질식시키는 방식의 독이다. 밤에는 가끔씩 바닥재층에서 황화수소가 흘러나오는 일이 발생할 수 있다. 그러나, 이것은 황화수소를 날려버리고, 산소를 공급해주게끔, 물표면을 진동시키거나 에어레이션 장치가 되어있지 않았을때만이 문제가 된다. 보통 모나코 시스템에서 생성되는 황화수소의 양은 아주 적으며, 산소량이 낮아지는 밤시간동안에만 위협이 된다. 그리고 이와 똑같은 일들이, '적은 양의 물에 과밀사육을 하는 리프수조'에서 똑같이 일어난다.

나는 Jaubert 시스템을 처음 경험하였을때 이러한 문제를 경험했었고, 단순히 수중모터를 통하여 물순환만을 증가시켜주는것만으로는 해결이 되지 않았었다. 단백질 스키머를 추가하는것 역시 이 문제에는 도움이 되지 않았다. 에어레이션을 위해 물표면을 진동시켜주는것이 필요하였다. 나는 이와 같은 효과를 에어디퓨저를 통하여 이룰 수 있었다. 에어디퓨저가 연결된 적당한 사이즈의 수중모터를 바닥쪽에 위치시켜, 출수구를 물표면쪽으로 맞추어서 천연온천처럼, 물이 끓는 그러한 효과를 만들어주었다. 그러나, 수중모터는 시간이 흐를수록 점점 막히게 되며 출수량도 감소되며 물표면의 진동능력 또한 줄어들어, 밤시간에 적은 산소량으로 인하여 물고기 폐사확률이 높아지게 된다. 다른 방법으로는, one could plumb a pump in-line with a removable mechanical filter on the intake to achieve the same effect see drawing. 이와 더불어, "기본"적인 모나코 시스템에서는 입자가 작은 모래를 쓰게, 되면 입자가 더 큰 바닥재를 사용하는것보다 산소량이 줄어들게 된다는것도 확실히 알게 되었다. 이것이 바로 모래 대신에, 입자가 자갈형 바닥재를 사용하게 되는 이유이다.

모나코 시스템에서의 surface skimming overflow

모나코 시스템에서 surface skimming overflow 의 사용은 밤시간동안 저산소레벨로 인해 일어나는 문제를 없애줄 수 있다. 물표면을 끊임없이 진동시켜주는것과 더불어 오버플로우를 통하여 공기와 접촉면적을 늘려주는것은 물에 산소를 효과적으로 공급해줄 수 있게끔 한다. 나의 개인적인 의견으로는, 이 시스템이이 모나코시스템과 가장 궁합이 잘 맞는것 같다. 이것의 단 하나의 문제점을 꼽자면 바로 말미잘이나 달팽이, 새우, 해삼, 그밖의 민감한, 물속을 이리저리 떠돌아다니는 생물들이 오버플로우를 넘나들거나 그와중에 상처를 입을 수 있다는것이다. 나는 이들 생물들때문에, 후에 간단히 설명할, 새로 개량된 시스템을 고안해내었다.

리퓨지움에서의 모나코시스템

Jaubert 시스템을 메인어항에 연결된, 리퓨지움에 추가하여 사용함으로써, 우리는 이미 사용하고 있는 베를린 시스템에서 질산염을 낮추는 능력을 "업그레이드" 시킬 수 있다. 따로 분리된 그 어항은 surface skimming overflow 와 plenum 으로 구성된다. 메인 디스플레이 어항의 물이 리퓨지움으로 흘러들어가고, 리퓨지움의 물은 메인어항이나 메인어항의 섬프로 배수하게 된다. 리퓨지움을 섬프의 일부분으로 작동하게 만드는것도 가능하다. 이경우, 리퓨지움은 둘째 섬프로 물을 배수하고, 다시 메인어항으로 보내게 된다.(도면을 보아라. 그러나, 도면은 번역 불가능 - 역자주) Jaubert 시스템이 리퓨지움으로 사용될때, 광주기(빛 쬐는 시간)을 메인어항의 정반대로 설정하는것도 가능하다. 이러한 "reverse daylight" 시스템은 산소량과 이산화탄소 생성에 대한 균형을 맞추는 이점이 있을뿐 아니라, 밤과 낮의 용존산소와 pH 의 균형(Adey and Loveland, 1991)을 맞추는데도 도움이 된다.

개량된 테크닉 - 저면여과를 응용한 하이브리드

나는 surface skimming overflow 를 사용하지 않은 새로운 Jaubert 시스템을 생각하였다. 이 모델은 연체동물에게 상처를 입히지 않으면서도 강력한 물흐름을 가능하게 할 수 있게끔 한다. 이를 위해 내가 한 일은, 어항바닥 구석에 조그마한 저면여과기를 설치한것이 전부이다. 바닥이 넓은 어항의 경우 이 저면여과판은 보통 어항바닥의 1/4 이거나 그 이하 사이즈로 설치를 한다. 나머지 바닥은 역시 저면여과판이지만, 위로 뚫린 대롱없는 plenum 을 설치하여야 하기 때문이다. 나의 이러한 변형은 긍정적인 부분도 있지만, 동시에 부정적인면도 포함하고 있다. 그것은 말미잘이나 달팽이가 펌프의 입수구나 오버플로우에 빨려들어가는것을 막아준다. 또한 물리여과능력도 있어서, 빠르게 물을 맑게 해준다. 그러나, 질산염을 제거하는 능력은 확실히 떨어지게 되버린다. 오히려, 1/4에 불과한 저면여과기의 호기성 박테리아들이 질산염을 생성하는 속도가 3/4의 바닥에서 질산염을 분해하는 속도보다 빨라지게 되어 질산염이 날이갈수록 축적되게 된다. 또다른 문제는, 저면여과기의 공기방울이 물표면에 남아있게 되어 광량을 감소시키는 효과를 가져오게 된다. 이것은 산소기 대신에 수중모터를 이용하는것으로 해결할 수 있으나, 그렇게 하면 질산염이 축적되는 효과가 더욱 빨라지게 되버린다.

나는 새우나 Elysia 같은 나새류를 보호하기 위하여 오버플로우를 이용한 개량형 모델을 시도하였다. 오버플로우 박스를 이용하는 대신에, 간단히 어항 뒤쪽에 드릴로 구멍을 내어 물을 빨아들일 수 있도록 하였다. 이 구멍은 몇주마다 청소를 해주어야 하지만, 청소하기는 아주 쉽고, 이 테크닉은 새우나 나새류를 보호해줄 수 있다. 그러나, 말미잘이 오버플로우를 여행하다가 구멍을 막아버리는 위험은 언재나 존재한다.

Jaubert 시스템 세팅하기

일단 해수염이 풀어진 바닷물을 약 8cm 정도 높이로 수조에 채운다. 그리고, 물에 기포같은것들이 끼지 않도록 조심하며 plenum 지지대를 설치한다. 만약 plenum 구조물이 저면여과판이라면, 지지대없이 바닥에 직접 깔아도 된다. plenum 으로, 그정도 공간이면 충분하다. 이때, 대롱을 꼽는 구멍 부분은 반드시 막아야 한다. 바닥재를 수돗물로 여러번 씻은 후에, plenum 판 위에 붓는다. plenum 위로 약 5cm 정도 두께까지 부어넣는다. 그 다음에, 어항 바닥면 사이즈에 맞게 자른 플라스틱 망을 깔아준다. 이것은 버로우성 생물이 바닥재를 정도이상 들이파는것을 막아준다. 그 위에 또 5cm 정도 두께로 바닥재를 부어넣는다. 다른 어항에서 사용하였던, 'live' 바닥재를 윗부분에 부어주는것도 좋다. 그리고, 바닥재가 흐트러지지 않도록, 위에 접시같은것을 놓고 미리 해염을 풀어둔 바닷물을 붓는다. 이 글의 앞부분에서 나는 버로우성 생물들이 바닥을 들이파지 않도록 하기 위한 망을 깔때, 보통 Enkamat geotextile material 을 사용한다고 말했었다. 만약 이것을 사용한다면, 바닥재를 고를 필요 없이 plenum 위에 5 cm 의 바닥재를 넣은 후 바로 깔아주어도 된다. 그 위에 부어지는 바닥재는 Enkamat 망을 통과하여, 알아서 빈틈을 채워넣을것이다.(사진을 보아라. 사진 역시 번역이 안됨 - 역자주) 물이 채워지면, 물순환용 수중모터를 가동해야 할것이다. 또한, 광주기를 위하여 보통 하루 12시간정도 빛을 제공해주어야 할것이다.

Jaubert 시스템에서의 락

이 글의 첫부분에서 나는 Jaubert 시스템은 라이브락이 필요없다고 설명했다. 생물학적 여과는 바닥재를 통하여 이루어지므로, 락은 미적인 목적과 다양한 생물(이끼나 미생물이나 작은 무척추동물)을 바닥재에 심는 정도로 사용되곤 한다.

이런 간단한 접근법을 통하여, 하나나 두덩이정도의 커다란 락이 바닥재 위쪽에 살짝 놓이는것이 가능하다. 이 시스템은 바닥재 표면을 통하여 물을 방사하고 기체를 내보내므로 가급적이면 덮지 않는것이 좋다. 산호나 기타 무척추동물들을 이들 락에 붙여놓는것이 가능하다. 전혀 락을 사용하지 않고, 대신 장식목적의 살아있는 산호들을 사용하는 이들도 있다.

어항이 크다면, 수중조경을 생각해보는것도 괜찮고, 어항에 물을 넣기 전에 건조하는것이 가능하다. 락은 다공질의 석회암이나 죽은 산호시체를 이용할 수 있다. 가벼운 락이라면, 어항벽에 무독성 에폭시를 이용하여 접합시키는것도 가능하다. 커다란 'open-design-rock' 구조도 또한 수경몰타르 를 이용하여 락끼리 접착시켜 사용하는것이 가능하다. Jaubert 와 그의 팀은 이방법으로 장엄한 디자인을 연출하기도 하였다. 어항을 물로 채운 후에는, 몇덩이의 "seed" 를 위한 라이브락을 집어넣어, 라이브락의 수많은 생물들이 데드락이나 어항벽으로 옮겨붙을 수 있도록 하자.


Part 3 Maintaining a Monaco System Aquarium

이끼제거

파트 1에서 나는 Monaco 시스템은 처음 6개월간 이끼가 강력하게 번창한다고 설명했다. 이때, 처음에는 일주일에 한번씩 이끼를 청소하는것이 필요하다. 시간이 흐를수록 청소주기는 길어질 수 있다. 모나코 시스템에서 단백질 스키머를 사용하게 되면, 이끼성장을 크게 억제할 수 있다. 또한 Diadema setosum 같은 초식생물을 키우는것도 많은류의 이끼성장을 억제하는데 효과적이다. 그러나, 이들은 커다란 수조에서나 가능하고, 작은 수조에서는 허밋 크랩이 효과적이다.

물갈이

첫 3~4개월간 나는 물갈이를 전혀 하지 않았고, 파트 1에서 서술한것처럼, 오직 이끼제거로만 초과영양물질들을 제거하였다. 이끼성장이 둔화되기 시작하면, 그때부터 나는 1달에 5~10% 정도의 물갈이를 시작한다. 대부분의 경우 수조가 제대로 세팅이 되면, (몇년이 지나건)나는 물갈이를 전혀 하지 않는다. 물갈이를 하지 않을정도로 세팅이 되었다면, 이제부터는 비중과 칼슘, alkalinity 를 모니터하는것과, 칼슘, 미량원소, alkalinity 보조첨가제가 특별히 중요한 요소로 떠오른다. 불안정한 비중은 증발량만큼 물을 자동으로 보충해주는 장치와, 단백질 스키머(없어도 됨.)를 사용시나 물이 튀면서 잃어버리는 염분을 보충하기 위하여, 가끔씩 부어주는 바닷물로 대신할 수 있다.

첨가제와 먹이

나는 매 주마다 iodine(요오드)가 포함된 미량원소나 스트론튬을 첨가한다. 또한 먹이도 매일 준다. 나는 물고기들에게 mysis shrimp, live worms, dry pellet, flake foods, dried seaweeds 등을 포함한 다양한 먹이를 준다. 필터를 뜯어먹는 무척추동물들을 위하여 MarineSnow(TM) 도 매일 보충해준다.

다른 수조에서 쓰던 라이브샌드를 첨가했다 하더라도, 처음 새로 세팅된 모나코 시스템의 생물학적 여과력은 많은 먹이를 감당하지 못한다. 이 시스템이 성숙하기까지는 여러달이 걸린다. 파트 1에서 설명했던것처럼, 이끼성장이 감소하는것이 성숙의 하나의 지표가 될 수 있다. 질산염 변화량을 측정하는것도 이 시스템의 수용능력을 체크하는 하나의 방법이 될 수 있다.

칼슘과 alkalinity 유지

나는 칼슘과 alkalinity 를 유지하기 위하여 두가지 방법을 사용한다. 주로 사용하는 방법은 자동 물보충 기계에서 석회수(calcium hydroxide - 수산화칼슘)가 흘러나오게끔 하는 방법이다. 이 방법은 Delbeel and Sprung(1994) 가 설명했던것이다. 칼슘과 alkalinity 를 유지하는 두번째 방법은 C-Balance 라고 불리는 two-part calcium and alkalinity 상품을 사용하는것이다. C-Balance 는 물 증발량이 적고(석회수투입량도 적어지겠죠 - 역자주), 많은 산호가 살고 있는 어항에 특별히 도움이 된다. 칼슘과 alkalinity 유지에 사용할만한 세번째 방법은, calcium carbonate 바닥재가 이산화탄소에 의해 녹을 수 있도록 칼슘리액터를 사용하는것이다. 나는 모나코시스템에 이 방법은 사용해본적이 없지만, 잘 작동할거라 믿고 있다. 파트 1에서 보여준 어항중의 하나는 브라질 상파울로에서 칼슘리액터를 사용해 효과를 톡톡히 보고 있는 어항이다.(다시 말하지만, 사진은 번역불가 - 역자주)

수동적으로 첨가하는것보다는 매일 정량의 석회수를 자동으로 투여하는 장치를 사용하는것이 좋기는 하지만, 나는 내가 따로 수동적으로 첨가할 수 있는 석회수를 고안하였다. 나는 150 리터 어항에서, 한번에 다음정도의 용량을 투여하는것은 안전하다고 판단하였다.

1ml(=1/4 티스푼) 의 건조된 수산화칼슘 가루와 500~700ml 정도의 물을 섞는다.

150 리터의 수조에 1ml 의 수산화칼슘을 초과하지 않도록 주의해야 한다! 석회수 과다투입은 pH 를 너무 높게 상승시켜 물고기나 무척추동물들을 죽일 수도 있다.

나는 아침에 pH 가 자연적으로 내려간 어항을 보면, 이정도 양의 석회수를 투여한다. 물론 부분적으로 pH 가 높아짐으로 인하여 무척추동물들이 해를 입는일이 없도록, 수류가 강한곳을 골라 서서히 부어준다.

다시 또 넣어야 할 경우, 바로 투여하지 않고 몇시간을 기다린 후에 투여한다.

이러한 방법으로 아침에 석회수를 투여하고, 저녁에도 투여할 수 있다. 필요량이 증발량을 넘어설 경우에는, one can simply use some of the aquarium's water in the mixing container.

바닥재 청소

나는 모나코 시스템의 어항에서 바닥재를 휘젓거나 청소하지 않는다. 나는 바닥표면을 깨끗하게 만들어주는 생물과, 어항유리에 접촉한 면의 바닥재를 깨끗하게 해주는 생물을 이용한다. 파트 1에서 설명한것처럼, 내 경험상, 이 시스템에서 바닥재는 시간이 흘러도 찌꺼기같은것들이 끼지 않는다. 그 이유는 호기성박테리아만으로는 분해가 불가능한 찌꺼기들을 협기성 탈질화 박테리아들이 분해시켜주기 때문인것 같다. 그러므로, 바닥에 이물질이 심하게 끼는경우는 드물다. 수많은 웜들과 다른 생물체들 또한 바닥의 유기물 찌꺼기들을 먹는다.

유리표면을 깨끗하게 하기 위하여는 small conchs (Strombus spp.), 허밋 크랩, serpent starfish 와 같은 sea cucumber(해삼)가 특히 효과적이다. Stomatella (see Delbeek and Sprung, 1994) 종의 작은 달팽이들은 락과 바닥재 안에서 자주 번식을 하며, 이들은 훌륭한 초식동물이다. 바닥재층 중간에 망을 설치를 하지 않았다면, 고비종류같이 모래를 깊이 파헤치는 어류는 이용하면 안될것이다.

나는 보통 라이브락 안에 살고있는 몇몇의 Chiton(딱지조개류)류가 어항유리에 근접한 바닥재를 청소하는데 특별히 효과가 있음을 알아냈다. 그들은 실제로 유리에 붙어서 바닥재를 파고들어가서, 그곳에서 자라는 이끼를 먹는다.

에어스톤의 유지

에어스톤이 물순환에 이용되고 있다면, 주기적으로 씻어주거나 교체를 해주어야 한다. 때때로 소금이나 미네랄성분이 에어스톤과 연결된 공기튜브 내부에 들이차게 되며, 주기적으로 깨끗이 청소를 해주어야 한다. 에어레이션을 사용할경우, 소금침전물이 어항 주변에 계속 축적되게 된다. 이러한 "salt creep" 은 전기장치에는 절대 생기지 않도록 하여야 하고, 생기더라도, it must not be fall back into the aquarium where it could land on and injure sessile invertebrates.

온도 유지

어떤 산호어항이건 온도를 고정적으로 유지하는것은 중요하며, 화씨 80도 이하가 이상적이다. 이것은 용존산소와 온도와의 상관관계때문이다. 온도가 올라갈수록, 물속의 용존산소는 줄어든다. 이러한 문제는 모나코 시스템의 두꺼운 바닥재층과 그에 서식하는 많은 박테리아군, 동물군으로 인하여 중대한 문제가 된다. 많은 생물체는 많은 산소를 소비한다. 쿨러나 에어콘이나 증발요법등을 이용하여 가능한한 온도를 낮게 유지하여야 한다. 겨울에는 히터를 이용하여 온도를 고정시키는것도 중요하다. 온도고정과 용존산소량은 물고기를 건강하게 유지하는데 있어 아주 중요한 요소이다. 낮은 산소량과 유동적인 수온은 Cryptocaryon 이나 Amyloodinium 과 같은 물고기 질병의 발병률을 상승시키는 경향이 있다.

References

Adey, W.H. and K. Loveland. 1991. Dynamic Aquaria: Building Living Ecosystems. Academic Press, Inc., 643 pp.

Delbeek, J. C. and J. Sprung. 1994. The Reef Aquarium. Volume One. Ricordea Publishing, Coconut Grove, FL. 544 pp.

Jaubert, J. and J.P. Gatusso, 1989. Changements de forme provoques par la lumier, observes, en aquarium, chez coraux (Scleractiniares a zooxanthelles). Deuxieme Congres International d'Aquariologie (1988) Monaco. Bulletin de l'Institut Oceanographique, Monaco, No. special 5:195-204.

Jaubert, J. and J.P. Gatusso, 1989. An Integrated nitrifying-denitrifying biological system capable of purifying seawater in a closed circuit system. In Deuxieme Congres International d'Aquariologie (1988) Monaco. Bulletin de l'Institut Oceanographique, Monaco, No. special 5:101-106.

Jaubert, J. 1991. United States Patent number 4,995,980

Jaubert, J., Pecheux, J-F., Guschemann, N., and F. Doumenge. 1992. Productivity and calcification in a coral reef mesocosm. In Proceedings of the 7th International Coral Reef Symposium.

Spotte, S. 1992, Captive Seawater Fishes: Science and Technology. John Wiley and Sons, Inc. New York. 942 pp.



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