Fontes de compostos nitrogenados em novos reservatórios.
Os primeiros dias de funcionamento são um período desafiador para qualquer aquarista. Um aquário recém-montado é inicialmente motivo de alegria e orgulho, mas, após alguns dias, muitas vezes se transforma em um pesadelo com o aparecimento de visitantes indesejados: algas. A principal causa desses problemas é a falta ou o pequeno número de colônias de bactérias benéficas. O acúmulo de compostos nitrogenados (principalmente amônio), carbono orgânico e fosfatos, combinado com iluminação intensa, proporciona um excelente ambiente para a proliferação de todos os tipos de algas protozoárias e diatomáceas (caso também haja silicatos na água). As fontes de nitrogênio em um aquário recém-montado incluem substratos como terra de jardim, substratos para aquários ou "solo" do tipo japonês, plantas (por exemplo, folhas e caules em decomposição), restos de soluções nutritivas in vitro e raízes utilizadas na montagem. O nitrogênio nos substratos ocorre mais frequentemente na forma de amônio (NH₄⁺ ) , nitrato (NO₃⁻ ) e nitrito ( NO₂⁻ ) , enquanto pequenas quantidades também podem estar presentes como ureia ou seus derivados. Plantas danificadas ou em degradação liberam proteínas e aminoácidos na água, que são convertidos principalmente em íons de amônio como resultado da amonificação[1].
A importância do oxigênio nos processos de nitrificação
A nitrificação é um processo de duas etapas e pode ser representada por reações simplificadas[2]:
Etapa I : NH₄⁺ + 2O₂ → NO₂⁻ + 2H₂O
Etapa II: NO2– + 1/2O2 → NO3–
Em cada uma das duas etapas, o substrato necessário é o oxigênio. Portanto, as bactérias nitrificantes são bactérias aeróbicas que requerem acesso ininterrupto ao oxigênio para um metabolismo adequado. A demanda de oxigênio na nitrificação é muito alta; para oxidar 1 g de nitrogênio amoniacal a nitrato, devemos fornecer aproximadamente 4,5 g de oxigênio. É importante lembrar que este é apenas um dos muitos processos que consomem oxigênio em nosso aquário, portanto, devemos garantir uma boa aeração do tanque, especialmente quando as luzes estão desligadas (as plantas não estão realizando fotossíntese) [3]. O oxigênio estequiométrico é necessário quatro vezes mais para a reação na etapa I do que na etapa II. No entanto, enquanto umade O2 , para que a etapa II ocorra, a concentração de oxigênio deve ser aproximadamente duas vezes maior [4]. A taxa de nitrificação versus a concentração de oxigênio dissolvido na água é apresentada no gráfico [5,6]:
Se a concentração de oxigênio não for suficientemente alta, ocorrem desnitrificação e respiração de nitrato, levando à formação de nitritos (NO2–) a partir de íons nitrato (NO3–)[7]. O gráfico da dependência da taxa relativa de desnitrificação na concentração de oxigênio dissolvido é ilustrado no gráfico[6]:
De um modo geral, a desnitrificação é um fenómeno benéfico, que leva à autodepuração dos corpos de água. A situação é diferente nos aquários plantados, onde o consumo de azoto é relativamente elevado. A desnitrificação é desfavorável porque causa perdas de azoto e contribui para perturbações no coeficiente de Redfield[1].
[1] Pesquisa própria 2016-2019.
[2] Gerhard Richter "Processos metabólicos em plantas" PWN 1975.
[3] Zurzycki J. Michniewicz M. "Fisiologia Vegetal" PWRiL 1979.
[4] Joanna Jeż-Walkowiak, PhD, Eng., Łukasz Weber, MSc, Eng. "Remoção de íon amônio das águas subterrâneas", 2008.
[5] Michael K.Stenstrom, Richard A.Poduska, "O efeito da concentração de oxigênio dissolvido na nitrificação" Water Research Vol. 16 páginas 643-649. 1980.
[6] Sharil Niza B Abdul Aziz "Efeito da concentração de oxigênio dissolvido na nitrificação e desnitrificação" 2005.
[7] Diana Walstad "Plantas no aquário. Ecologia de plantas aquáticas" Oriol 2007.