I BATTERI: impariamo a conoscerli
 

I BATTERI: impariamo a conoscerli


Tutti sappiamo, anche solo per sentito dire, che i batteri sono una componente importante del micro-sistema acquario, che i batteri fanno “funzionare” il filtro e che in assenza di essi le nostre vasche non sarebbero in grado di ospitare pesci, invertebrati e gasteropodi.
Senza soffermarci eccessivamente sul filtro in sé, sappiamo che un buon filtro non è composto solo ed unicamente dal filtraggio meccanico (come nei piccoli filtri appesi per acquari di ridotte dimensioni), anzi direi che la parte più importante è costituita dai supporti biologici.
Per supporti biologici intendiamo tutti quei materiali che per caratteristiche fisiche si prestano in maniera eccellente alla colonizzazione da parte dei batteri (cannolicchi, cannolicchi super porosi, bio-balls, graniglia lavica, argilla espansa ecc.).

IL CICLO DELL’AZOTO NELL’ACQUARIO.

1. La Decomposizione:

La prima fase del ciclo dell’azoto in acquario, ha inizio con la fase di decomposizione.
Tutti i prodotti biologici che introduciamo in vasca o che sono già presenti sono destinati alla decomposizione, frammenti di foglie morte, pezzi di radici, particelle di mangime non consumato dai pesci, deiezioni degli ospiti della vasca, sono tutti destinati a decomporsi ed a trasformarsi dando inizio ad un lungo e complesso processo bio-chimico, chiamato ciclo dell’azoto.
Le sostanze organiche sopra citate sono soggette ad un primo processo di demolizione, che produce ammonio NH4 e/o ammoniaca NH3, in funzione del pH dell’acquario. Questo primo processo di decomposizione delle sostanze organiche è reso possibile da vari ceppi batterici sempre presenti in acqua e che sono davvero la base senza la quale l’intero ciclo non potrebbe “partire”. Ecco perché sempre si consiglia di inserire, in acquari appena allestiti, frammenti di cibo, latte, o semplicemente piante (vere!!!), proprio per innescare quel processo di demolizione di sostanze organiche che accende l’intero ciclo.

Come scritto precedentemente, l’ammonio o l’ammoniaca, vengono prodotti in funzione del pH della vasca. Infatti per pH inferiori al 7, il prodotto della decomposizione della materia organica è l’ammonio, non tossico per i pesci, che, in presenza di un pH basico, inizia a trasformarsi in ammoniaca, tossica per gli abitanti dell’acquario!
Il tutto viene riassunto schematicamente in questa utilissima tabella:

http://www.aquaportal.it/ammonio_ammoniaca.htm


2. Trasformazione in Nitriti - NO2

A questo punto, abbiamo innescato il ciclo dell’azoto, abbiamo in vasca sufficiente quantità di NH3 o NH4, da permettere una buona proliferazione di un tipo batterio deputato alla trasformazione in Nitriti (NO2), il NITROSOMONAS, (anche se esistono più ceppi di batteri che operano lo stesso processo del nitrosomonas).
Il Nitrosomonas è un batterio aerobico, ciò significa che per vivere necessita di ambienti ricchi di ossigeno, ed è proprio sfruttando le molecole di ossigeno che il Nitrosomonas opera la seconda trasformazione che interessa noi acquariofili.
Dall’ammonio al NITRITO, grazie ad una buona dose di ossigeno, secondo questa formula chimica:

NH4+ + 3/2 O2 --> 2 H+ + NO2- + H2O

A questo punto le cose iniziano a farsi problematiche, soprattutto perché il nitrito è velenoso per gli abitanti dell’acquario, ed in concentrazioni superiori al mezzo milligrammo per litro possono presentarsi i primi segni di asfissia per i pesci. Ecco perché non bisogna mai avere fretta di inserire i primi pesci in vasca, se non si è sicuri della piena funzionalità della parte biologica del filtro.
Infatti il nitrito impedisce all’emoglobina di trasportare ossigeno, e questo ha come unica conseguenza la morte dei pesci per anossia.

A questo punto, abbiamo cominciato a produrre NO2, ma non ce n’è abbastanza da permettere la proliferazione dei ceppi batterici deputati alla trasformazione finale di NO2 in NO3.
In questa fase, avremo un aumento di NO2, fino al raggiungimento di una “massa critica” in grado di consentire l’eslposione demografica di altri ceppi batterici del genere NITROBACTER.
Raggiunta questa “massa critica” avremo il cosiddetto PICCO DI NITRITI, che altro non è che il valore massimo di nitriti raggiunto il quale, le colonie di batteri nitrificanti inizieranno a smaltire l’eccesso di NO2 fino a raggiungere un equilibrio in cui tutti gli NO2 prodotti vengono subito smaltiti e trasformati in NO3.


3. Trasformazione da NO2 ad NO3.

I Nitrosomonas ormai producono nitriti a pieno regime, la vasca inizia a diventare inospitale, e la concentrazione di NO2 continua a salire. A questo punto si sono create le condizioni ideali perché i batteri del ceppo NITROBACTER inizino a moltiplicarsi grazie alla grande quantità di NO2 presente in vasca.
Anche i NITROBACTER sono batteri aerobici, ed anche loro consumano ossigeno per eseguire il loro compito, cioè la trasformazione da NO2 ad NO3.
I Nitrobacter iniziano a moltiplicarsi, e in maniera sempre più elevata iniziano a verificarsi le reazioni chimiche di seguito descritte:

NO2- + 1/2 O2 --> NO3-

Anche in questa trasformazione, l’ossigeno riveste un ruolo importante. Come vediamo il risultato finale di questo processo è il NITRATO!
A questo punto abbiamo finito, abbiamo innescato anche l’ultimo processo di trasformazione, e stiamo producendo quello che per i più è il prodotto finale di un buon filtro biologico.
Ma attenzione, questo non vuol dire che il nostro filtro è diventato una “macchina da nitrati”, perché soprattutto nei primi mesi di funzionamento, il filtro vive un equilibrio molto delicato, infatti un improvviso eccesso di carico organico, può di nuovo sbilanciare il suo funzionamento, provocando un nuovo picco di nitriti che i NITROBACTER non sono in grado di smaltire in tempi brevi portando alla morte di pesci e invertebrati.
Quindi è necessario fare attenzione a cosa e come si inserisce in vasca nei primi giorni e nei primi mesi di funzionamento del filtro di una vasca nuova!

Col tempo, i batteri dei vari ceppi che hanno già colonizzato il filtro inizieranno a colonizzare ogni punto della vasca, piante, fondo, arredi ecc, ed ogni oggetto diverrà substrato per la colonizzazione batterica. Questo renderà stabile il sistema, impedendo che improvvisi eccessi di carico organico sbilanci nuovamente l’equilibrio “produzione diNO2 / trasformazione in NO3”.

4. La chiusura della catena.

Ma siamo sicuri che il processo sia davvero concluso? La catena è davvero chiusa? Il ciclo è davvero terminato? La risposta è no, perché se è vero che gli NO3 in basse e medie concentrazioni non sono velenosi per i pesci, se è vero che sono facilmente sopportati e che solo oltre concentrazioni rilevanti (al di sopra di 50 mg/l) diventano problematici per la formazioni di alghe e per la salute dei pesci, è anche vero che gli NO3 non sono l’anello finale del ciclo dell’azoto.
Infatti il ciclo parte dalla presenza di azoto in vasca sotto forma di ammonio/ammoniaca, causato dalla prima demolizione delle sostanze organiche, e deve necessariamente concludersi con la liberazione dell’azoto dalla molecole dell’NO3 che quindi non è altro che il penultimo anello della catena!

E’ a questo punto che subentra un nuovo ceppo batterico denominato PSEUDOMONAS! Lo pseudomonas, che a noi interessa è un batterio anaerobio facoltativo, questo significa che per vivere e riprodursi e per portare a termine il suo “ruolo” noi nostri acquari, ha bisogno di ambienti in cui l’ossigeno sia molto scarso (anaerobico) o del tutto assente (anossico), ma a noi una sola di queste due condizioni interessa perché se la prima è ideale al nostro scopo, la seconda produce effetti potenzialmente catastrofici per la nostra vasca.

Le condizioni ideali per la proliferazione dei batteri anaerobici, non sempre si possono realizzare nei nostri acquari, anzi diciamo pure che raramente si verificano e spesso si realizzano in modo del tutto indipendente dalla volontà dell’acquariofilo. Per ottenere zone anaerobiche è indispensabile realizzare fondi superiori ai 7-8 centimetri, realizzando un sub-strato compatto dove difficilmente l’acqua può penetrare e dove il suo flusso è quasi impossibile, ma evitando di creare zone troppo compatte che impediscano del tutto il passaggio d’acqua. Ci si rende conto che realizzare una situazione del genere è abbastanza problematico ed è per questo il più delle volte queste condizioni si realizzano in modo del tutto naturale e senza volontarietà da parte nostra.

Le reazioni di denitrificazioni, come si è detto sopra, sono sconsigliabili, anzi sono da evitare in fondi anossici, questo perché una volta esaurite le riserve di ossigeno derivanti dagli NO3, i batteri inizierebbero a utilizzare le fonti di ossigeno derivanti dai solfati ed otterremo come risultato finale Acido Solfidrico che si accumulerebbe in sacche, ed avremo ottenuto delle vere bombe chimiche ad orologeria, infatti se smosse e lasciate fuoriuscire, la vasca assumerebbe il caratteristico odore di uova marce tipico di questo composto, e tutti gli abitanti della vasca morirebbero avvelenati.

A questo punto abbiamo concluso, semplificando, lo PSEUDOMONAS trasforma la molecola degli NO3 in N2 gassoso chiudendo la catena.



Mkel77

non sono d' accordo sull' ultimo stadio della catena.
ovvero la denitritificazione.
è vero che se si verifica nel fondo può essere pericolosa(ma solo in casi estremi infatti il deep sand bed nel marino è un metodo sul quale ancora si discute che sfrutta seza problemi queste condizioni).
questa si può ottenere anche con filtri particolari, sia addetti esclusivamente alla denitrificazione, sia completi , nitrificanti e denitritificani, cioè che compiano il ciclo dell azoto come avviene in natura.

in realtà sfuttare l' attività degli pseudosomonas non è poi così difficile basta creare una sezione di filtro o un intero filtro lento in cui l' acqua per attraversare i materiali filtranti impieghi + di 5 minuti .
è meglio che la velocità dell' acqua sia regolabile e che sia possibile misurare la quantità di nitrato nell' acqua in uscita in maniera che se i nitrati sono troppi o troppo pochi sia possibile regolarli semplicemente aumentado o diminuendo la velocità del filtro.

infine la mia personale opinione
un filtro che non concluda il ciclo dell' azoto non è un filtro.
nessuno dei filtri presenti in commercio è dotato di questa capacità sono tutti mezzi filtri; il miglior filtro in generale è il filtro d' amburgo:
piccolo bello e efficentissimo.
;-)

infatti io non ho detto che sia sconsigliabile in toto, ma ho detto solo che sono sconsigliabili in fondi "anossici" perchè possono provocare determinate reazioni.
Il DSB (che io ho nel mio acquario marino) sfrutta fondi anaerobici ma non del tutto anossici, questo rende impossibile che i nitrati si esauriscano innescando la reazione velenosa, proprio perchè nel fondo anaerobico, il passaggio d'acqua c'è ma è veramente lentissimo, proprio come dici tu per sfruttare gli pseudomonas. ;-)

cosa vuol dire anossico? quano si verifica?...scusate l'ignoranza :-(

Da quello che si legge nei post precedenti si crea un fondo anossico quando viene a mancare completamente l'ossigeno credo dovuto ad uno scarso passaggio di acqua. Cmq a questo punto che tecnica si consiglia, vorrei creare il mio primo acquario, ma sono a corto di tutto e sto cercando di reperire quante più info è possibile in materia.

con grande approssimazione si può dire che per ottenere delle aree anossiche bisogna calcolare che l' acqua si trattenga nel materiale filtrante biologico x + di 5 minuti senza essere a contatto con aria o alghe che altrimenti la arricchirebbero di ossigeno.
insomma i batteri devono consumarlo tutto e non si può calcolare con precisione il verificarsi di questa condizione.
ma di sicuro la si può ottenere e non è nemmeno poi così difficile:
per privare l' acqua di ossigeno si può x esempio farla passare attraveso un lungo tubicino nero e ridurne la velocità finchè l' acqua che ne esce non è priva di o2.
altrimenti creare una vaschetta con un alto fondo di sabbia e farci scorrere sopra dell' acqua , dopo 5-6 cm di sabbia si avranno zone certamente anossiche ...
gli esempi sono tanti ma dipendono sempre da molte varianti non si possono fare calcoli certi ma solo modificare i sistemi fino a ottenere il risultato voluto

La domanda è: è preferibile o sconsigliato cercare di creare zone anossiche, visto quello che può succedere se si creano sacche di Acido Solfidrico?

è preferibile creare zona anossiche, però solo in maniera che siano controllabili.

Perdona la mia ignoranza in materia, a questo punto cosa consigli per creare zone anossiche in maniera controllata? Se si riuscissero a creare tutti quegli equilibri che descrivi sopra, l'acquario sarebbe autosufficiente dal punto di vista dello smaltimento dei rifiuti o bisogna comunque intervenire dall'esterno per far rientrare altri valori?

diciamo che si eliminerebbero tutti i composti dell' azoto tossici.
ammoniaca nitriti e nitrati.
ma l' acquario non diventa autosufficente,
restano i fosfati che sono un buon fertilizzante x le alghe
anche se anche questi possono essere assorbiti con particolari filtri
e perchè cambiare l' acqua non serve solo a diluire le sostanze tossiche,
ma a reintegrare oligoelementi che piante pesci batteri e microogranismi utilizzano

Quindi il cambio dell'acqua nn si fa con acqua osmotizzata? Se dobbiamo reintegrare oligoelementi l'acqua osmotizzata ne è priva... Per i fosfati cosa si fa? Chi li genera?

l' acqua osmotica non va mai usata pura se non per reintegrare acqua evaporata.
i fosfati sono nel mangime come i nitrati e si tolgono con le piante i cambi o con delle resine

Che tipo di resine estraggono i fosfati dall'acqua? E soprattutto resine attivate con cosa? Comunque leggendo il tutto mi chiedevo se per aiutare la proliferazione batterica quando si inizia un nuovo acquario, se era indicato oltre a riempirlo con acqua aggiungerne una certa quantità prelevata da un altro acquario.

Oggi ho letto un articolo sulla CO2 in GEL, ed avendo nulla da fare, ho rimediato un pezzo di lievito dalla nonna e ho provato a produrre CO2, lasciando stare il fatto che stava per esplodere la bottiglietta (Non adatta ad ospitare liquidi gassati) ho pensato e mi chiedevo se si poteva fare l'iniziezione del CO2 invece che in vasca direttamente nel filtro anossico in controflusso, così da lasciare il tempo all'acqua di assorbire il CO2 e al contempo contribuire a formare l'ambiente anossico. Che ne pensi? C'è qualcuno che ci ha già provato?

se si formano sacche di acido solfidrico ma nessuno le muove quelle stanno buone buone senza creare problemi quindi che pericolo c'e'???...cmq io devo provare a farmi il dsb con 25 cm di spugna e vedere come va

e chi ti garantisce che se ne staranno buone buone?

il fatto che non si smuove la sabbia...certo il discorso si puo fare in una vasca esterna all'acquario...tanto anche senza sacche di acido il fondo nn va stravolto se nn si vogliono vedere i fosfati che spiccano il volo :-)

non si può mai dire, il fondo può anche smuoversi quel poco che basta a condurre in superficie il gas contenuto nelle sacche o l'acido che si forma..........

comunque il fatto che si formino sacche velenose, significa che il ciclo dell'azoto non si sta chiudendo, se al posto degli NO3 i batteri utilizzano altro per ricavare ossigeno.

la spugna xo nn si muove e non si compatta...rallenta di molto il flusso soprattutto quando si vanno a formare i fanghi

ma quando mai..............ma l'hai mai vista una spugna?

si che l'ho vista...il flusso dell'acqua andrebbe orizzontalmente e non attraverso le spugnel'acqua in movimento è quella in superficie...le spugne assorbono l'acqua ma dopo 30 cm nn penso ke ha la stessa forza che ha in superficie

alex92, scusami ma è evidente che non hai idea di ciò di cui parli........la spugna immersa in acqua non "assorbe" acqua, ma si lascia attraversare da essa.................anche con 30 centimetri di profondità l'acqua scorrerà in modo da non permettere la formazione di un fondo riducente.

#17 trovato!...primi 10 cm di spugna fina e sopra 10 cm di sabbia sugar size...20 cm in tutto xo col vantaggio che la spugna nn mi si compatta creando zone troppo prive di ossigeno in profondità... ;-)

domanda: xke i batteri utilizzano solo i primi 3-4 cm di spugna per nitrificare???

PS:non lavorano finchè c'e' ossigeno???

perchè in quella zona è molto più facile reperire ossigeno, questo non vuol dire che sotto non ci siano questi batteri, ma ce ne sono molto meno.



10 cm di sugar size? parli di sabbia corallina? #24 Ti schizzerà il KH alle stelle...........comunque secondo me non funziona. la corallina si compatta e impedirà il ricircolo d'acqua nella spugna.
Comunque, se vuoi provare fai pure.

nono niente corallina...restiamo in acqua dolce...potrei mettere 5 cm di ghiaia e 5 cm si sabbia fine di fiume con i 10 cm di spugne sotto

Credo che prima o poi se ne formerà altro, si accumulerà e si sprigionerà all'improvviso!
Sembra un po' tragica come cosa ma credo che sia così...

Ciao..l'argomento è mooolto interessante e vorrei un consiglio...
io sto allestendo un 180 litri di ciclidi e ho messo sabbia qarzifera finissima 0,2/0,5, tipo la sabbia silicea del mare, il tutto filtrato con pratiko300 , doppio strato di cannolicchi e ultra flo
Ma aproposito di situazioni anossiche , non rischio pericoli, devo mettere sul fondo sabbia più grossa,cioè del ghiaino, con i cilcidi che magari scavano e tirano su tutto ?
ps :
Al massimo metterò 2 anubias e 2 Vallisneria ...

Ciao..l'argomento è mooolto interessante e vorrei un consiglio...
io sto allestendo un 180 litri di ciclidi e ho messo sabbia qarzifera finissima 0,2/0,5, tipo la sabbia silicea del mare, il tutto filtrato con pratiko300 , doppio strato di cannolicchi e ultra flo
Ma aproposito di situazioni anossiche , non rischio pericoli, devo mettere sul fondo sabbia più grossa,cioè del ghiaino, con i cilcidi che magari scavano e tirano su tutto ?
ps :
Al massimo metterò 2 anubias e 2 Vallisneria ...

gattant, dipende da quanto fondo hai inserito e di che ciclidi stiamo parlando.

gattant, dipende da quanto fondo hai inserito e di che ciclidi stiamo parlando.

Sul fondo ho un tappetino gommato e sabbia di ca 5/7 cm davanti e dietro 10 cm...come ciclidi pensavo probilmente malawi ma non di eccessive dimensioni...e non troppi visto la massima lunghezza di 115 cm, acqua con cambio10 % a settimana #24

Sul fondo ho un tappetino gommato e sabbia di ca 5/7 cm davanti e dietro 10 cm...come ciclidi pensavo probilmente malawi ma non di eccessive dimensioni...e non troppi visto la massima lunghezza di 115 cm, acqua con cambio10 % a settimana #24

ciclidi del malawi e sabbia finissima, mi sa che ti alzeranno un polverone in vasca........la sabbia finissima tende a compattare, ma stabilire a priori se si creeranno condizioni anossiche è impossibile.

ciclidi del malawi e sabbia finissima, mi sa che ti alzeranno un polverone in vasca........la sabbia finissima tende a compattare, ma stabilire a priori se si creeranno condizioni anossiche è impossibile.

Quesito importante (almeno x me :-)) ): ad una data temperatura, facciamo 26 °c, i batteri si svilupperanno in misura maggiore di un' acqua chessò a 20 °c? oppure la proliferazione avviene in velocità diverse raggiungendo comunque lo stesso quantitativo?

Quesito importante (almeno x me :-)) ): ad una data temperatura, facciamo 26 °c, i batteri si svilupperanno in misura maggiore di un' acqua chessò a 20 °c? oppure la proliferazione avviene in velocità diverse raggiungendo comunque lo stesso quantitativo?

diciamo che su variazioni così piccole non c'è praticamente differenza.........

diciamo che su variazioni così piccole non c'è praticamente differenza.........