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Química da Água III - O ciclo do Azoto

Artigo publicado no Boletim da Associação Portuguesa de Killifilia Vol. I, nº3 Mai./Jun. 1999
 

Por: Luis Sousa

 

Após termos providenciado para que a água dos nossos aquários esteja nas perfeitas condições para receber os nossos peixes, eles mesmos, com a nossa ajuda, vão rapidamente deteriorá-la. Com efeito, as excreções do seu ciclo metabólico, bem como os restos de comida que inadvertidamente ficam no aquário vão constituir fontes de poluentes orgânicos, que em breve se acumulam e diminuem a qualidade da água. No seu habitat natural os peixes, normalmente, não se deparam com este problema. Com efeito, quer pelo volume de água onde vivem (a relação volume de peixes/volume de água é muito superior num aquário do que num curso de água ou lago), pela constante renovação de água que ocorre no caso dos rios ou, e principalmente, pelas cadeias biológicas bem estabelecidas no meio natural, os teores destes poluentes normalmente não atingem proporções elevadas. Além disso, os peixes num aquário são em geral muito mais sensíveis à concentração de poluentes. Para minorar os teores desses poluentes na água, no fundo, apenas temos que respeitar os três factores presentes num meio natural e, tanto quanto possível, repeti-los no nosso aquário:
 
i – Manter uma relação volume de peixes/volume de água reduzida. Quanto maior o número de peixes no mesmo aquário mais rapidamente os seus detritos se acumulam.
 
ii – Proceder a renovações de água frequentes. À medida que vão sendo produzidos poluentes estes vão sendo retirados com a água velha que é substituída por água nova e limpa.
 
iii – Estabelecer uma cadeia biológica que “processe” os poluentes, transformando-os em compostos (mais) inofensivos. Este é o fenómeno mais complexo e que se aborda em pormenor nesta secção.
 
A cadeia biológica em questão estabelece-se, em regra, primordialmente nos sistemas de filtração dos aquários, indo constituir assim o chamado “filtro biológico”. Esta denominação vem do facto de ser constituída por colónias de microorganismos (basicamente bactérias) que, em etapas diferenciadas, vão permitir “processar” os compostos orgânicos poluentes, transformando-os em compostos inofensivos e/ou que possam ser integrados nos tecidos de algas e plantas do aquário.
 
A fixação primordial destas colónias de bactérias nos filtros prende-se com dois factores principais:
 
1 – A circulação de água pelos filtros leva os compostos orgânicos presentes na água directamente até às bactérias, permitindo que estas recebem um grande fluxo de nutrientes.
 
2 – Parte destas bactérias são aeróbias, isto é, precisam de oxigénio para realizarem o seu ciclo biológico. Devido à circulação a água que passa pelos filtros tem sempre oxigénio dissolvido. É por este motivo que NUNCA se devem desligar os filtros mais do que alguns minutos. Sem a constante circulação da água as bactérias rapidamente consomem o oxigénio dissolvido circundante, asfixiando em pouco tempo. Para além de assim se interromper o ciclo abaixo descrito, inviabilizando a destruição dos compostos poluentes, a morte das bactérias vai libertar para a água muitos outros compostos de elevada toxicidade.
 
Primordial em toda esta cadeia biológica é o ciclo do azoto, nomeadamente pelo tipo de compostos químicos envolvidos, alguns deles potencialmente perigosos para a vida no aquário. Os compostos constituintes dos alimentos dos peixes contêm, em regra, azoto. Quando os peixes digerem os alimentos parte deste azoto é integrado no seu organismo, constituindo tecido vivo, e a outra parte é excretada. Nessas excreções o azoto aparece sob diversas formas (ureia, amino ácidos, proteínas). Outras fontes de compostos de azoto são os restos de comida, cadáveres de peixes e caracóis, e folhas e caules de plantas mortos. Por decomposição microbiana desses compostos o azoto vai então aparecer combinado com hidrogénio, formando amoníaco (muito tóxico) ou amónia (menos tóxica), conforme o pH (quanto maior o pH maior a quantidade de amoníaco formado, proporcionalmente à quantidade de amónia).
 
Algumas das bactérias (dos géneros Nitrosomonas e Nitrosococus) existentes no aquário vão decompor o amoníaco/amónia transformando-os em nitritos. Os nitritos são extremamente tóxicos, e a sua acumulação rápidamente provoca uma hecatombe entre a generalidade dos seres vivos do aquário. No entanto, num aquário com um ciclo biológico bem estabelecido (ver figura) este rápidamente é transformado (por acção de outras bactérias, do género Nitrobacter) em nitratos. Estes são muito menos tóxicos e são facilmente incorporados como nutrientes de algas e plantas.
 
Há um factor extremamente importante a reter neste ciclo biológico: tempo. Com efeito, não basta termos água fresca, ligar um filtro e pronto! Sendo um sistema biológico demora bastante tempo a estabelecer-se – cerca de quatro a seis semanas (embora este seja um número variável, dependente de múltiplos factores). Este é o tempo necessário a que cada uma das colónias de bactérias se estabeleça de uma forma estável – repare-se que só após plena actividade das bactérias que transformam a amónia em nitritos se vão poder estabelecer as bactérias que transformam nitritos em nitratos.
 
Assim, após a primeira introdução de peixes no aquário vão começando a produzir-se compostos com azoto, desenvolvendo-se as bactérias que os transformam em amónia (ver gráfico). Há então um grande aumento da concentração de amoníaco/amónia na água do aquário podendo-se atingir níveis perigosos. Posteriormente a este estágio vão surgir as bactérias que transformam o amoníaco/amónia em nitritos, pelo que vai haver um grande aumento da concentração deste último composto à custa do desaparecimento dos primeiros, existinto novamente um período pouco saudável no aquário. Quando finalmente as bactérias responsáveis por transformar os nitritos em nitratos surgem em número suficiente temos então o ciclo completo. É importante salientar que SÓ nesta altura temos um aquário estabelecido biológicamente, isto é, sem propensão a que haja flutuações bruscas da composição da água, com o consequente aparecimento de compostos tóxicos em níveis preocupantes. Até que se atinja esta estabilidade devemos ter o aquário povoado com poucos peixes, muito resistentes, eliminar todos os restos de comida, cadáveres e folhas mortas e proceder a mudanças parciais da água com frequência.
 
Existem porém maneiras de reduzir, e muito, este tempo de espera e/ou minorar os riscos inerentes ao estabelecimento da cadeia biológica. Se em vez de enchermos o aquário só com água nova utilizarmos, em parte, água velha de um aquário saudável, estamos a introduzir um elevado número de bactérias pertencentes a cada uma das fases do ciclo. Melhor ainda será ter a trabalhar num aquário já estabelecido um segundo filtro (interior ou exterior) que depois colocaremos, ao fim de alguns dias, no aquário novo – obviamente que isto não se aplica a filtros de fundo. Existem também no mercado produtos para “arranque” rápido dos ciclos biológicos.
 
Saliente-se que, em qualquer caso, se o aquário não estiver abundantemente plantado os nitratos não são absorvidos e estarão sempre a acumular-se, atingindo níveis preocupantes. Mudanças regulares de água evitam grandes concentrações deste e outros compostos. Estas mesmas mudanças, se efectuadas com muita frequência e em quantidades significativas permitem manter a concentração de qualquer poluente tão baixa que não se torna sequer necessário o estabelecimento do ciclo atrás descrito. Todavia muitas espécies de peixes, e particularmente os de maior idade, são pouco tolerantes a mudanças de grandes quantidades de água.
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