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Start con ammoniaca

Introduzione

La chimica in un acquario gira intorno al ciclo dell’azoto, in breve: sostanze che devono venir trasformate in altre sostanze per permettere che la vita possa svilupparsi e mantenersi nel migliore dei modi.
Tale ciclo prevede che i batteri possano trasformare con efficienza alcuni composti in altri meno pericolosi per le forme di vita animali in acquario, come NH₃ in NO₂ e successivamente NO₂ in NO₃. Questi ultimi, seppur ancora considerati inquinanti, possono essere più facilmente tollerati e smaltiti secondo i modi già conosciuti.
Ma questi batteri come si formano in acquario? E quanti ne servono? E’ possibile calcolarli?

Nei decenni passati il sistema di maturazione di un acquario consisteva nell’allestire e popolare subito la vasca con l’inserimento di un “pesce pilota”. Questo animale, scelto perchè ritenuto particolarmente resistente, veniva usato per poter “sporcare” l’acqua e dare nutrimento ai batteri preposti alla trasformazione delle sostanze in modo che potessero moltiplicarsi e diventare quindi più efficienti.
Successivamente ci si è chiesto se si potesse evitare questo inserimento e nutrire i batteri in maniera alternativa, utilizzando magari delle piccole porzioni di mangime ottenendo quindi un risultato similare.

Da qui il famoso “mese di maturazione”, che non è altro che un periodo di tempo “relativamente sicuro” in cui si ritenere che un acquario abbia avuto sufficiente tempo per permettere a questi organismi di moltiplicarsi a dovere. Questo consente l’inserimento degli animali con la ragionevole certezza che gli inquinanti da essi prodotti possano essere rapidamente trasformati.
Un acquario appena allestito ha bisogno di un certo lasso di tempo (non precisamente definito) per poter produrre i primi inquinanti e sfamare l’appetito dei batteri, e un ulteriore lasso di tempo per poter permettere loro di trasformare questi inquinanti in altre sostanze e via dicendo.

Domande

Ma quando parte questa maturazione? E quando termina? Come si sviluppa in maniera più efficiente? E il risultato è da ritenersi attendibile in ogni circostanza?
I batteri sono abbastanza efficienti e sufficienti sia nel caso di un acquario popolato da una dozzina di cardinali …

che in quello di uno con un gruppetto di discus adulti? O con una combinazioni di ciclidi africani?

Il carico organico è sicuramente molto differente, ma questi metodi di maturazione non cambiano mai. Come possono essere sempre corretti?

Per dare risposte a queste domande si è cercato raggiungere una soluzione che potesse evitare di inserire pesci pilota “sacrificabili” e allo stesso tempo avere una filtrazione adatta a reggere un carico organico anche molto pesante fin da subito, e si è arrivati al Fishless Cycling (maturazione senza pesci).

L’utilizzo dell’ammoniaca (NH₃) permette di portare immediatamente nutrimento ai batteri in modo che trovino le migliori condizioni possibili per moltiplicarsi velocemente e far partire quindi il ciclo dell’azoto. Questo risolve due dei principali problemi di cui si è discusso: l’abolizione dell’uso di pesci cavia e l’accelerazione della maturazione tagliando i tempi che servono allo sviluppo della flora batterica. Questo permette di allestire un acquario anche in condizioni di emergenza in tempi molto più rapidi che non con i metodi tradizionali.
Facendo così è anche possibile valutare “quanto” siano efficienti questi organismi e quanto tempo effettivamente impieghino a trasformare ed abbattre le sostanze velenose.

Modo d’uso

L’ammoniaca che utilizzeremo è recuperabile in qualsiasi negozio. Non viene venduta pura ma diluita in acqua in varie concetrazioni espresse in percentuale di ammoniaca pura sul totale della confezione. L’unico accorgimento necessario è quello di non acquistare varianti profumate o con l’aggiunta di additivi strani: insomma, solo ammoniaca e acqua (spesso chiamata “ammoniaca classica”).

Quindi non comprate varianti che contengono fragranze profumate o altre amenità.
Le comuni confezioni da supermercato sono spesso dosate allo 0.9% fino ad arrivare anche al 15%. In negozi specializzati, come alcune ferramenta e colorifici, sono riuscito a recuperare anche una confezione al 28% ma questo non influisce sul risultato che vogliamo ottenere, cambia solo la concentrazione e quindi quanto liquido andremo ad inserire in acquario. Nell’immagine ammoniaca al 2.9%.

Ricordo ancora che è un prodotto pericoloso e velenoso, quindi da usare con cautela e non con leggerezza!

Per chiarezza chiameremo “miscela” il contenuto del flacone (miscela di acqua e ammoniaca). Oltre alla miscela è necessario avere a portata di mano i soliti test a reagente come pH, NH₃ e NH₄ (ammoniaca e ammonio), NO₂ (nitriti) e NO₃ (nitrati).

1. 1. Dopo aver allestito l’acquario secondo le proprie esigenze e riempito di acqua, portate la temperatura a 27°. Questo agevolerà lo sviluppo dei batteri. Nel caso abbiate utilizzato prodotti per l’abbattimento dell’ammoniaca dell’acqua di rete (tipo Prodibio Stop Ammo) aspettate 24h prima di procedere ulteriormente. Nel caso abbiate usato solo dei semplici biocondizionatori per il cloro (come Prodibio Chloral Reset) è sufficiente aspettare solo 3-4 ore. In caso di acqua d’osmosi remineralizzata è possibile procedere immediatamente. Nel caso abbiate lampade UV possono restare spente, idem le luci di illuminazione dell’acquario in quanto non portano vantaggi allo sviluppo batterico. Aggiungere un areatore permetterà di mantenere comunque un buon livello di ossigeno anche con queste temperature.
   2. Ora dosate 1mg/l di ammoniaca in acquario; per arrivare a questo target è possibile fare dei calcoli che dipendono sia da quanto è grande il vosto acquario che dal tipo di miscela che avete acquistato.
      Immaginiamo di avere un acquario da 100 litri e una bottiglia di miscela diluita allo 0.9%.
      0.9% sono 9g/l di ammoniaca, il target è 1mg/l. In 100l servono 100mg, ovvero 0.1g di ammoniaca; da qui deriva che bisogna dosare 0.011l (0.1/9), ovvero 11ml di miscela.
      Nel caso si voglia dosare più mg/l basta aumentare la dose o recuperare un flacone di miscela più concentrata, è indifferente, basta fare i calcoli corretti.
      La formula generica è:
      
      Dose in ml = A x B x 0.1/ C dove:
      
      A = volume netto della vasca in litri
      B = concentrazione di ammoniaca desiderata in mg/l
      C = concentrazione della miscela in percentuale
      
      Nell’esempio precedente avremmo: 100 x 1 x 0.1 / 0.9 = 11.1ml.
   3. Aggiungere i batteri; questo è possibile utilizzando prodotti starter commerciali attenendosi alle loro dosi ed istruzioni o, meglio ancora, usare un inoculo proveniente da un acquario già maturo. Una spugna sporca o della lana perlon proveniente da un filtro sono eccellenti per questo uso. Ricordate che non è possibile sovradosare batteri e che non vi sono controindicazioni: eventualmente potrete assistere ad una esplosione batterica che potrebbe portare alla classica “nebbia” in acquario per qualche giorno, cosa del tutto innoqua.
      A questo punto non ha senso fare testo NO₂ ed NO₃ in quanto sono influenzati dall’aggiunta dell’ammoniaca, e il test NH₃/NH₄ vi risulterà immediatamente a fondoscala, e questo è corretto. Potrete notare che anche il pH ha subito un innalzamento drastico, anche questo è normale: si riassesterà autonomamente.
   4. Aspettate qualche giorno misurando gli NH₃/NH₄ fino a che non saranno scesi, a quel punto misurate e noterete un innalzamento degli NO₂, vuol dire i ceppi nitrosomonas sono in azione e che hanno correttamente iniziato a trasformare l’ammoniaca in nitriti. Nel caso il valore non superi 1mg/l di NO₂ dosate ancora ammoniaca come al punto 2.

Nitrobacter (http://www.midasfieldguide.org)                                                                                                       Nitrospira (phys.org)

Nitrosomonas (www.sciencesource.com)

5. 5. Ripetete lo step 4 fino a che non vedrete che, una volta inserita la dose di ammoniaca, dopo 24h i test mostrino NH₃/NH₄ 0 e NO₂ 0. Se è così, il vostro acquario è maturo.
      Per valutare quanto sia efficiente la filtrazione batterica si può considerare come buono uno smaltimento di 1.5mg/L di ammoniaca in 24h che equivarrebbe ad un acquario popolato in maniera normale e composto da piccoli pesci, se invece si porta lo smaltimento a 4mg/L in 24h è in grado di reggere fin da subito un carico organico importante come un gruppo di grandi ciclidi o comunque un overstock.
   6. Effettuare un test NO₃ ed effettuare un cambio acqua relativo al risultato. I batteri nitrobacter sono quelli che trasformano NO₂ in NO₃ che è l’ultimo step del ciclo dell’azoto, questi nitrati possono essere smaltiti dalle piante nel caso siano presenti o da un semplice cambio acqua proporzionato per rientrare nei limiti normali.

Conclusione

Usare questo sistema porta quindi ad una notevole accelerazione dei periodi di maturazione (che possono essere importanti in casi come allestimenti di emergenza, quarantena, ecc..) ma soprattutto al sapere quanto sia “efficiente” il ciclo dell’azoto.
Può infatti capitare di trovarsi davanti ad allestimenti nuovi che andranno ad ospitare dei ciclidi africani inseriti tutti insieme in una sola volta (per motivi di territorialità e aggressioni intra ed extraspecifiche) o magari ospitare un gruppetto di discus wild adulti senza possibilità di scaglionare l’inserimento, avendo comunque la certezza che la filtrazione non collassi.
Ricordo ai lettori che quanto esposto in questo articolo, pur essendo ampiamente verificato, rimane una esperienza a livello didattico e solo per utenti esperti che sanno cosa stanno facendo. La procedura prevede l’uso di sostanze chimiche pericolose e lo staff di ACT declina ogni responsabilità dal suo uso improprio o scorretto.

Per chi volesse approfondire l’argomento consiglio la lettura dell’articolo: Avvio di un acquario: biochimica della vasca di Davide Farina.