الحجر البركاني (المعروف أيضًا باسم الخفاف أو البازلت المسامي) مادة وظيفية وصديقة للبيئة، وهو حجر مسامي ثمين للغاية يتكون من الزجاج البركاني والمعادن والفقاعات بعد ثوران بركاني. يحتوي الحجر البركاني على عشرات المعادن والعناصر النزرة مثل الصوديوم والمغنيسيوم والألومنيوم والسيليكون والكالسيوم والتيتانيوم والمنغنيز والحديد والنيكل والكوبالت والموليبدينوم. وهو غير مشع وله موجات مغناطيسية تحت الحمراء البعيدة. بعد ثوران بركاني هائل، وبعد عشرات آلاف السنين، بدأ الإنسان يكتشف قيمته بشكل متزايد. وقد توسعت استخداماته لتشمل مجالات مثل الهندسة المعمارية، وإدارة المياه، والطحن، ومواد الترشيح، وفحم الشواء، وتنسيق الحدائق، والزراعة بدون تربة، ومنتجات الزينة، ليلعب دورًا لا غنى عنه في مختلف الصناعات. تتناول هذه الدراسة خصائص الخفاف البركاني (البازلت) والخواص الفيزيائية لمواد الترشيح البيولوجية المصنوعة من الصخور البركانية.

المظهر والشكل: لا توجد جزيئات حادة، مقاومة منخفضة لتدفق الماء، ليس من السهل انسداده، توزيع متساوٍ للماء والهواء، سطح خشن، سرعة تعليق الغشاء سريعة، وأقل عرضة لانفصال الغشاء الميكروبي أثناء الشطف المتكرر.

المسامية: الصخور البركانية خلوية ومسامية بطبيعتها، مما يجعلها أفضل بيئة نمو للمجتمعات الميكروبية.

القوة الميكانيكية: وفقًا لإدارة فحص الجودة الوطنية، تبلغ قوتها 5.08 ميجا باسكال، وقد ثبت أنها تتحمل تأثيرات القص الهيدروليكي ذات القوى المختلفة ولها عمر خدمة أطول بكثير من مواد الترشيح الأخرى.

الكثافة: كثافة معتدلة، يسهل تعليقها أثناء الغسيل العكسي دون تسرب المواد، مما يمكن أن يوفر الطاقة ويقلل الاستهلاك.

الاستقرار البيوكيميائي: مواد الترشيح البيولوجي المصنوعة من الصخور البركانية مقاومة للتآكل، وخاملة، ولا تشارك في التفاعلات البيوكيميائية للأغشية الحيوية في البيئة.

الكهرباء السطحية ومحبة الماء: يتميز سطح المرشح الحيوي المصنوع من الصخور البركانية بشحنة موجبة، مما يُساعد على نمو الكائنات الدقيقة بشكل ثابت. كما يتميز بمحبة عالية للماء، وتكوين كمية كبيرة من الأغشية الحيوية الملتصقة به، وسرعة عالية.

من حيث التأثير على نشاط الأغشية الحيوية: باعتبارها حاملة للأغشية الحيوية، فإن وسائط الترشيح الحيوي المصنوعة من الصخور البركانية غير ضارة وليس لها تأثير مثبط على الكائنات الحية الدقيقة الثابتة، وقد أثبتت الممارسة أنها لا تؤثر على نشاط الكائنات الحية الدقيقة.

تتمثل وظيفة الصخور البركانية في تنشيط الماء. فهي تُنشّط الأيونات في الماء (وذلك بشكل رئيسي عن طريق زيادة نسبة أيونات الأكسجين)، كما تُطلق كميات ضئيلة من أشعة غاما والأشعة تحت الحمراء، مما يُفيد الأسماك والإنسان على حد سواء. ولا يُمكن إغفال تأثيرها المُطهّر، إذ يُمكن لإضافتها إلى أحواض السمك أن تُساهم بفعالية في الوقاية من الأمراض وعلاجها.

يتمثل دور الصخور البركانية في استقرار جودة المياه.

يشمل ذلك أيضًا جانبين: استقرار الرقم الهيدروجيني، الذي يُمكنه تعديل الماء شديد الحموضة أو شديد القلوية ليقترب تلقائيًا من التعادل. واستقرار المحتوى المعدني، إذ تتميز الصخور البركانية بخاصيتين: إطلاق العناصر المعدنية وامتصاص الشوائب في الماء. فعندما يكون هناك نقص أو زيادة في كمية المعادن، يحدث إطلاقها وامتصاصها. ويُعد استقرار قيمة الرقم الهيدروجيني لجودة الماء في بداية مرحلة أرهات وأثناء التلوين أمرًا بالغ الأهمية.

تتمثل وظيفة الصخور البركانية في إحداث اللون.

تتميز الصخور البركانية بألوانها الزاهية والطبيعية، ولها تأثيرٌ ملحوظٌ في جذب العديد من أسماك الزينة، مثل سمكة الأرهات، وسمكة الحصان الأحمر، وسمكة الببغاء، وسمكة التنين الأحمر، وسمكة سان هو سيتشاو، وغيرها. وتتميز سمكة الأرهات تحديدًا بأن لون جسمها قريبٌ من لون الأجسام المحيطة بها، حيث يُضفي اللون الأحمر للصخور البركانية على سمكة الأرهات لونًا أحمر تدريجيًا.