La chimica dell’acqua

L’acqua all’origine presenta chimicamente la seguente formula : H2O, sottolineo all’origine perchè in realtà essa contiene sempre disciolti diverse sostanze che la rendono molto varia . Quando per esempio piove l’acqua è quasi completamente pura ma già in aria riesce a catturare alcune sostanze quali O2, N2, CO2 ,quando cade attraversa la terra raccogliendo ancora altre sostanze (metalli pesanti ed alcalino-terrosi) che vi si disciolgono, fino ad arrivare alle falde e poi ,attraverso le condutture pubbliche, ai nostri rubinetti di casa . Le acque quindi subiscono dei cambiamenti anche sostanziali di valori come il PH (acidità o basicità) , e durezza (presenza di sali disciolti) rendendola molto diversa a seconda delle zone di provenienza (le acque prese in alta montagna per esempio sono povere di sali disciolti perché il tragitto lungo i terreni è più breve). Quindi spesso la nostra acqua di rubinetto non avrà i valori desiderati per tutti i tipi di pesci. Le acque del rio delle Amazzoni , ad esempio, sono molto povere di sali e spesso fortemente acide questo anche perché oltre alla notevole presenza di CO2 che presenta reazione acida in acqua, si trovano alte concentrazioni di acidi umici che contribuiscono anch’essi alla trasformazione chimica dell’acqua. Le acque del mare invece sono ricche principalmente di NACL oltre che di una grande quantità di altre sostanze come anche gli oligoelementi o elementi traccia (si tratta di una piccolissima parte delle sostanze che sono presenti nell’acqua marina ma che sono di vitale importanza per gli esseri viventi marini). Approfondiamo brevemente il termine “Durezza dell’acqua”. Comunemente conosciamo due tipi di misurazioni della quantità di sali disciolti in acquario:la misura della durezza “totale” e di quella “parziale”. La prima misura gli cationi Ca e Mg mentre la seconda misura gli anioni con carica negativa di HCO3 e CO3 . Sono entrambe misurazioni semplici da fare con liquidi presenti in commercio ma ritengo nel caso di acquario sia di acqua dolce che di mare, comunque che la misura della durezza parziale (detta anche Carbonatica) sia più importante. Infatti la durezza carbonatica agisce da tampone sul PH evitando di avere bruschi sbalzi a quest’ultimo evitando così la morte dei pesci (un PH compreso tra 6,5 e 7,0 è da consigliare per la maggior parte dei pesci di acquario di acqua dolce , mentre nel caso di acquario marino è preferibile avere un valore sopra 8,0 ). La durezza dell’acqua per i pesci di fiumi e laghi deve essere adeguata alle loro esigenze, ma un valore medio di 5° 10° dGH (Durezza totale espressa in gradi tedeschi) è apprezzato dalla maggioranza dei pesci, mentre per la durezza parziale il valore può oscillare tra i 4° e i 6° dKH (Durezza parziale espressa in gradi tedeschi). Nel caso di acquario marino anche qui è possibile generalizzare molto più che non con i pesci di acqua dolce perchè il mare presenta valori molto simili in tutto il mondo e un valore di dKH superiore a 10° è consigliato. Nonostante queste premesse, la composizione chimica delle acqua costiere e, cosa ancora più interessante, del reef corallino, varia in maniera non trascurabile. Le acque costiere sono influenzate dalle acque dolci che si riversano in mare anche sotto forma di falde freatiche; queste acque possono avere varia natura, essere ricche o meno di calcio, limacciose o limpide, inquinate in vari modi, povere o ricche di sostanza organica, ecc. Queste variazioni possono influenzare pesantemente la vita della barriera corallina costiera, variandone l’aspetto e diversificando le forme di vita che la popolano. Tutto questo vale in generale per i pesci di acqua dolce ma esistono situazioni particolari in qui questi valori non sono apprezzati da altri pesci come per esempio i pesci africani dei grandi laghi Malawi e Tanganica dove le acque sono molto più ricche di sali disciolti ed in cui la durezza totale può arrivare fino a 35° dGH e più mentre il Ph è intorno agli 8,0. In molti affluenti del Rio delle Amazzoni altresì esistono valori dell’acqua opposti: Ph fortemente acido (4,5 ) e durezza con valori non misurabili con i normali test da acquario. In queste acque dove vivono per esempio i Discus è utile misurare la durezza grazie ad uno strumento elettronico che misura il grado di conducibilità dell’acqua. Questa misura si basa sul fatto che le sostanze disciolte in acqua si dividono in ioni positivi e negativi che hanno la proprietà di trasmettere la corrente elettrica: quindi più sali disciolti sono presenti tanto più alta sarà la conducibilità dell’acqua(ma attenzione ogni tipo di sostanza che si scioglie in acqua conduce in maniera più o meno elevata). Arrivati a questo punto volevo aprire una parentesi precisando che oggi la grande parte dei pesci di acqua dolce presenti in commercio (compreso appunto i Discus ) sono allevati oramai da generazione in acquari e si sono lentamente adattati alle acque europee per cui valori cosi estremi di Ph soprattutto non sono più necessarie e anzi potrebbero essere deleteri. Cosa fare con acque dove il valore del Ph è troppo alto o troppo basso per i nostri ospiti? Esistono diverse soluzioni per cambiare i valori di Ph sia in acquari di acqua m,dolce dove il Ph sostanzialmente tende a salire ,e sia in acquari di mare dove esiste il problema opposto. Analizziamo per primo l’acquario di acqua dolce per passare poi a quello marino. Siccome in acquario la CO2 gioca un ruolo importante sul valore del Ph (si tratta infatti di un acido debole che fa abbassare il valore del Ph) sarebbe molto utile e consigliato l’uso di un impianto di diffusione dell’anidride carbonica (CO2). Oltre a sistemare una volta per tutte il Ph essa contribuisce in maniera consistente alla crescita delle piante d’acquario che ne traggono notevoli benefici (non dimentichiamo che la respirazione della pianta è dovuta proprio all’assimilazione di CO2 ). Di conseguenza i pesci ne trarranno benefici sia per la presenza di un Ph giusto e sia per la presenza di O2 che viene liberata dalle piante come risultato della fotosintesi clorofiliana. In alternativa al CO2 è possibile mentre nel filtro dell’acquario una torba che ha la proprietà principale di liberare acidi umici con il conseguente calo del valore Ph, unico difetto è che colorando l’acqua di un colore ambrato impedisce alla luce di arrivare bene alle piante . Esiste anche la possibilità di fare calare il Ph semplicemente usando un acido debole ma attenzione perché esso può portare ad un forte calo del Ph che sarebbe sgradito da parte dei pesci senza contare il fatto che purtroppo spesso in breve tempo risalirebbe perchè mancano nell’acqua le sostanze tamponi (sostanze come il Kh che contribuiscono a stabilizzare il Ph). Nel caso di acquari marini il Ph tende invece spesso a scendere portandosi su valori di 7,2-7,5 che sono pericolosi per la salute dei pesci. L’utilizzo di acqua calcarea e carbonati di calcio permette un aumento della durezza carbonatica e quindi un alzo del Ph. In commercio esistono molti prodotti comprese resine che hanno il compito di alzare e stabilizzare questo valore ma certo è che l’utilizzo di un reattore di calcio aiuta più di ogni altra cosa a stabilizzare il valore Ph e Kh nonché la concentrazione di Ca. Non è questa la sede giusta per approfondire con formule complicate le reazioni chimiche che spiegano cosa avviene praticamente per qui le ometterò nel tentativo di semplificare al massimo questo breve trattato. Purtroppo per la salute dei nostri pesci non dobbiamo limitarci ha controllare i valori di Ph ,Kh e Gh perché esistono altri fattori che prenderemmo adesso in esame molto importanti per la loro sopravvivenza. Spesso sentiamo parlare di “Ciclo dell’Azoto” oppure di termiti come nitriti, nitrati , ammoniaca fosfati etc, e vorremmo evitare di affrontare l’argomento per dedicarci invece ad osservare i pesci ,ma purtroppo si tratta di sostanze disciolte anch’esse nell’acqua del nostro acquario e quindi dobbiamo dargli il giusto significato. Chi ha allestito il suo primo acquario si trova spesso in confusione su quanto tempo deve attendere prima di introdurre i pesci nell’acquario di nuova istallazione : cercheremmo adesso di dare una spiegazione a questi problemi. L’acquario ha al suo interno un filtro e per quanto si possa pensare esso non serve unicamente a ”pulire” l’acqua dalle impurità grossolane presenti nell’acqua ma ha soprattutto una funzione più importante anche se non visibile: si tratta della depurazione biologica fatta grazie ai batteri. Essi infatti sono i principali responsabili della trasformazione chimica delle sostanze nocive in sostanze non dannose per la vita dei pesci. Il mangime che avanza sul fondo dell’acquario ,le foglie che marciscono, le feci dei pesci ed eventuali pesci morti e non tolti dall’acquario sono tra le principali cause della formazione di NO2 (nitriti) ed NH4 (ammoniaca). Essi sono spesso le principali cause della morte improvvisa (specie in acquari di recente istallazione) dei pesci nell’acquario sia dolce che marino. Infatti tutte le sostanze organiche finiscono per diventare ammoniaca grazie alla trasformazioni di alcuni batteri e poi grazie ad altri vengono trasformati in nitriti ed infine in nitrati (NO3) che non sono invece dannosi se non ad altissime concentrazioni ( questo ultimo discorso non vale per gli invertebrati marini che spesso risentono anche di concentrazioni basse di NO3). I tempi di attesa prima di introdurre i pesci servono solamente a dare modo ai batteri nitrificanti (detti anche “batteri buoni”) di colonizzare e riprodursi in grande quantità nel filtro biologico (di solito composto da cannolicchi di ceramica o palline di plastica con grande superficie di contatto) riuscendo così a “mangiare” (il processo chimico è un’ossidazione in quanto i batteri assumono ossigeno per creare la trasformazione da NO2 a NO3)i nitriti e l’ammoniaca presente nell’acqua. Infatti se controlliamo con gli appositi test il valore dei NO2 presenti ogni 4-5 gg. ci accorgeremmo che inizialmente essi non sono presenti mentre dopo circa 10-15 gg. essi iniziano ad essere presenti in grande quantità fino a scomparire a partire dal ventesimo giorno circa. Questo perché il processo di colonizzazione dei batteri richiede del tempo anche se oggi è possibile accelerare questo processo grazie all’introduzione in acquario di prodotti ricchi di batteri saprofiti riducendo conseguentemente i tempi di attesa. Va da se il fatto che quando si sciacqua il filtro dell’acquario mensilmente non si deve mai toccare il filtro biologico per non danneggiare i batteri presenti. Il discorso di attendere un po’ di tempo prima di introdurre organismi viventi vale ancora di più nel caso di un acquario di mare dove i tempi sono di circa 2 mesi !! Anche in questo caso possiamo accelerare i tempi introducendo questa volta delle rocce vive , le quali , essendo prese nei mari tropicali sono ricche di batteri ed alghe oltre ad organismi come protozoi , copepodi e piccoli crostacei. E’ importante quindi attendere per dare modo alla vita microscopica di svilupparsi in maniera sufficiente per rendere ottimale l’ambiente dell’acquario. Tornando alla chimica quindi la sostanze ultime che rimangono e si accumulano negli acquari sono i nitrati (NO3) che comunque dobbiamo tenere sotto controllo anche negli acquari di acqua dolce essendo i principali responsabili insieme ad i fosfati (PO4) della formazione delle alghe indesiderate. Nel caso di acquari marini il tipo di filtraggio da adottare gioca un ruolo importante sullo sviluppo e l’aumento eccessivo di nitrati: infatti sono oramai da scartare i filtri sottosabbia che sono un continuo accumulo di nitrati mentre ultimamente a preso piede il sistema di filtraggi che utilizzano gli schiumatoi affiancati o meno ai tradizionali sistemi di filtrazione. Il principio dello schiumatoio è quello di eliminare a monte (cioè a livello di amminoacidi , proteine ed albumine ) i residui organici dell’acquario evitando cosi il lavoro dei batteri che trasformano ma non tolgono di fatto niente all’acquario. E’ un sistema che funziona bene anche se ha il difetto di togliere ,grazie alla schiumazione che produce la pompa , anche sostanze utili come i noti oligoelementi . Non è possibile qui parlare delle alghe ma per ora ci basti sapere che per abbassare il contenuto di nitrati e fosfati è sempre valido il vecchio sistema di cambiare 1/4 di acqua anche ogni 2-3 settimane. Prima ho menzionato i fosfati (PO4) : essi sono causati invece dal mangime che ne è il principale veicolo anche se va detto che attualmente le aziende stanno cercando di migliorare sempre più la qualità per ridurne la concentrazione. Quindi per prevenire le alghe dobbiamo stare attenti a non dare troppi fosfati e per fare ciò dobbiamo assolutamente evitare che il mangime sia troppo e avanzi nell’acquario ed eventualmente utilizzare delle resine specifiche per abbattere tale concentrazione. A.M.