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Cianobactérias – causas e soluções

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A ocorrência de cianobactérias em aquários marinhos é um dos problemas mais comuns e ao mesmo tempo mais trabalhosos para se resolver.

Este artigo apresentará algumas causas prováveis do surgimento desse problema e proporá algumas soluções.

Definição

Cianobactérias não são algas.

São bactérias aquáticas unicelulares procariontes capazes de efetuar fotossíntese.

A maior parte das espécies é de água doce.

A Taxonomia as coloca entre bactérias de um tipo muito especial que abrigam algas simbiontes azuis – daí sua nomenclatura (Cyano = azul em latim).

No entanto, não são forçosamente azuis, podendo apresentar coloração esverdeada, verde azulada ou avermelhada, dependendo do pigmento que contém. Muitas espécies apresentam ficocioanina, que lhes confere a tonalidade que dá origem a sua nomenclatura e lhes possibilita realizar fotossíntese. Curiosamente, podem também conter Clorofila “A”, o mesmo pigmento de cor verde das plantas terrestres.

Cianobactérias e algas filamentosas se desenvolvendo sobre rochas em um aquário recém montado

Fósseis de cianobactérias datados de mais de 3,5 Bilhões de anos as colocam entre os primeiros habitantes “vivos” da Terra, e a elas é atribuída a produção de grande parte do oxigênio contido na atmosfera deste planeta.

São organismos extremamente adaptáveis e formam colônias pioneiras em sistemas marinhos.

Geralmente, o primeiro sinal visível de desenvolvimento de “vida” num aquário são Cianobactérias.

Podem apresentar formato arredondado, de bastonete, filamentos ou de pseudofilamentos.

Spirulina sp, por exemplo, é um tipo de cianobactéria extremamente valorizado como fonte de alimento por seu alto teor protéico.

Muitas outras espécies, no entanto, são tóxicas.

Estudos indicam a presença de várias toxinas em cianobactérias com potencial letal ao ser humano, como microcistinas, nodularinas, anatoxinas, saxitixinas, cilindrospermnosinas, lingbiatoxinas e aplisiatoxinas.

Sua reprodução se dá sempre por bipartição e é bastante rápida.

Apresentam construção celular com parede constituída por uma camada fina de citoplasma por fora da membrana celular, uma rígida composta por mureína, duas de polissacarídeos e algumas vezes uma espessa e gelatinosa. São

sempre gram-negativas.

Não possuem flagelos mas são capazes de se locomoverem por meio de fibras espiraladas na parede celular.

Algumas espécies são capazes de realizar quimiossíntese a partir de matéria orgânica usando sulfeto de hidrogênio quando em ambientes desprovidos de luz solar, geralmente em ambientes abissais marinhos.

Desenvolvimento de cianobactérias sobre as rochas de um aquário montado há mais de um ano

São responsáveis pela precipitação de carbonatos (principalmente de cálcio) em ambientes marinhos, onde geralmente não encontram predadores. À medida que a primeira colônia de cianobactérias sucumbe por não receber mais luz, uma vez que fica recoberta de carbonato precipitado, outra colônia se estabelece sobre a camada de carbonato. Isso dá origem a camadas bacterianas de coloração mais e menos escuras, mostrando a intercalação entre cada camada de carbonatos e de colônias de cianobactérias em decomposição. No curso de muitos anos, as estruturas assim formadas formam estromatólitos (de que existem registros de mais de 600 milhões de idade).

A taxonomia das cianobactérias está em revisão, sendo que sua classificação responde mais a critérios didáticos do que sistemáticos.

Evolucionariamente, são consideradas a ligação entre bactérias e algas.

Assumimos neste artigo a proposta de Cavalier-Smith de 2002:

Reino Bacteria

Subreino Negibacteria

Infrareino Glycobacteria

Divisão Cyanobacteria

Subdivisão Gloeobacteria

Classe Gloeobacteria

Ordem Gloeobacterales

Subdivisão Phycobacteria

Classe: Choobacteria

Ordem Choococcales

Ordem Pleurocapsales

Ordem Oscillatoriales

Classe Hormogoneae

Ordem Nostocales

Ordem Stigomematales

Ocorrência em aquários

Como no caso de muitas algas indesejáveis, cianobactérias precisam de dois fatores para proliferar de maneira descontrolada em aquários, a saber:

1 – Luz

2 – Nutrientes

Na ausência de luz cianobactérias são incapazes de reproduzir.

Início de desenvovimento de cianobactérias sobre o substrato de fundo num aquário recém montado

Mesmo na presença de “pouca” luz, comparada à necessidade dos corais e outros organismos capazes de realizar fotossíntese, ou até mesmo sob luz inadequada para corais e outros animais que realizam fotossíntese no aquário, elas são capazes de reproduzir – e o fazem rapidamente. Sua enorme adaptabilidade permite isso, e elas se aproveitem de qualquer oportunidade para se instalar no aquário.

Sem suficiente quantidade de nutrientes, no entanto, cianobactérias não conseguem se estabelecer (mesmo com a existência de fonte de luz inadequada).

Podemos concluir, portanto, que a ocorrência de cianobactérias num aquário recém montado é algo esperado, mas em aquários com mais de 60 a 90 dias de “idade”, em que tenha sido conduzida boa prática de manutenção com os equipamentos necessários (por exemplo: trocas parciais de água, skimmer potente, “maturação” das rochas e outros substratos de fixação de bactérias e sem inoculação de produtos químicos para “acelerar” o processo), sua ocorrência é indicação de má qualidade de água.

Soluções

Maturação do aquário

Durante a maturação do aquário, o tempo é quesito fundamental.

Se o aquário foi montado com rochas “vivas”, toda e qualquer superfície disponível será devidamente colonizada por micro ou macro organismos.

É, portanto, questão de paciência e disciplina do aquarista.

Um aquário recém montado é um ambiente “novo”, instável em relação a muitos parâmetros químicos da água, de forma que variações bastante drásticas no pH, dureza e teor de cálcio, amônia/amônio, nitritos, nitratos e outros nutrientes e poluentes são verificáveis.

O surgimento de cianobactérias em todo aquário recém montado deve ser encarado como fase natural e passageira.

Uma das maneiras possíveis de se evitar sua ocorrência é efetuar trocas parciais de água de proporções relativamente altas e freqüentes nos primeiros 60 ou 90 dias contados a partir da montagem do aquário. Esse procedimento ajuda a retirar poluentes da água e equilibrar o sistema, usando método pouco invasivo.

É recomendável deixar as luzes do aquário apagadas durante o período de maturação do aquário.

Além de evitar cianobactérias, o prazo de dois a três meses citado acima permite o desenvolvimento de populações de muitas formas de vida benéficas para o aquário, como anfípodas, copépodes, vermes e outros animais de diversas espécies. Muitas dessas formas de vida ajudam o sistema a se equilibrar, por consumirem matéria orgânica.

Já quando o aquário é montado usando substratos adequados (de composição calcária e isentos de fosfatos ou outro poluente) mas “não-vivos”, pode-se inocular o sistema efetuando-se trocas de água com uma parte proveniente de um aquário já equilibrado e estável, um pouco de substrato de fundo ou uma rocha “viva”.

Focos estabelecidos de cianobactérias em um aquário já montado a mais de um ano

Nesse caso, o processo de maturação do sistema pode demorar mais, mas fatalmente acontecerá. O procedimento de trocas parciais de água deve ser feito de maneira idêntica, sendo que o volume de cada troca pode ser diminuído quando se efetuarem testes na água e os resultados não apresentarem qualquer teor de amônia/amônio e nitritos. O pH da água, assim como sua reserva alcalina serão notadamente mais estáveis a partir desse ponto.

Nutrientes e poluentes

Na presença de luz e nutrientes como nitratos e fosfatos, a ocorrência de cianobactérias é muito provável.

Por poluentes, podemos entender qualquer tipo de composto não desejável, pelo seu potencial de prejuízo causado aos habitantes do aquário.

Matéria orgânica dissolvida

Todo composto orgânico, por definição, contém o elemento químico Carbono.

Partindo disso, depreende-se que é muito fácil encontrar matéria orgânica dissolvida em qualquer estágio de qualquer aquário, uma vez que sem compostos orgânicos a vida não é possível que se desenvolva qualquer tipo de vida.

O problema está na concentração de compostos orgânicos encontradas na água do sistema, do desempenho dos equipamentos utilizados e das práticas de manutenção adotadas pelo aquarista.

No início da “vida” do aquário, existirá fatalmente alto teor de compostos orgânicos. Já num aquário mais “velho”, cabe ao aquarista evitar o acúmulo de matéria orgânica, pela utilização de skimmer, prática de trocas parciais de água e uso de carvão ativado (para citar algumas formas de se reduzir a quantidade de compostos orgânicos dissolvidos).

Fosfatos, nitratos e outros compostos que sabidamente servem como elementos-base para a proliferação de algas são facilmente encontrados em aquários que sofrem falta de manutenção  adequada ou que, desde o início, não tenham recebido o conjunto apropriado de equipamentos.

O uso de água doce não filtrada até o ponto em que não contenha nitratos ou fosfatos representa perigo em médio e longo prazo. Como uma das formas de se resolver problema de acúmulo de fosfatos (principalmente) em aquários é por efetuar-se trocas de água (diluição), usar água que contenha fosfatos elimina essa possibilidade. O conseqüente acúmulo permanente de fosfatos na água acaba chegando a um ponto tal que não apenas cianobactérias se apresentam como um problema potencialmente grande, mas o comprometimento de todo o sistema de reserva alcalina,  tamponamento da água do aquário, do teor de cálcio e outros elementos importantes em sistemas de recifes de corais.

A partir de certo ponto, pode ocorrer uma reação em cadeia inevitável e extremamente danosa para os habitantes do aquário por conta do acúmulo de poluentes na água.

O surgimento de cianobactérias pode ser o primeiro sinal desse processo.

Nitratos não representam problema de grande porte, pois existem muitas formas de se montar sistemas em que nitratos se tornam indetectáveis. O aquário, nesses casos, “dá conta” de todo o nitrato produzido, e ocorre um benéfico estado de equilíbrio entre produção e consumo.

Iluminação inadequada e/ou deficiente

O emprego de lâmpadas inapropriadas para aquários marinhos pode ser uma das causas da persistência de cianobactérias no sistema, pois esses organismos são muito menos exigentes do que corais e outros animais “fotossintetizantes” quanto a esse quesito. A(s) fonte(s) de luz do aquário deve(m) ser de qualidade apropriada e as lâmpadas que constituem o sistema de iluminação utilizado devem ser trocadas por novas dentro do prazo estipulado de sua durabilidade. Lâmpadas acendem durante muito tempo, mas em aquários, possuem “vida útil” que deve ser respeitada.

Deficiência de iluminação causa problemas porque o aquário funciona tanto melhor quanto mais produtivo for o sistema. O ponto ideal é encontrado quando o aquário se torna autotrófico, e isso se dá apenas sob condição de luz potente.

Skimmer subdimensionado ou inexistente

Apesar de ser possível manter aquários sem skimmer, esse produto é verdadeiramente formidável para a saúde do aquário, uma vez que retira da água poluentes e compostos nitrogenados antes que estes últimos iniciem o processo natural de mineralização pelo qual passariam. O skimmer ajuda numa série de outros problemas, como por exemplo na melhora do potencial redox da água do aquário.

Algo importante a se considerar quando cianobactérias aparecem num aquário é que, não coincidentemente, a água apresenta ORP muito baixa, indicando ambiente redutivo em que há déficit de oxigênio dissolvido na água) ao invés de oxidativo, que é o ideal para aquários de recifes de corais.

Mesmo sendo melhor do que não ter skimmer nenhum, muitas vezes o skimmer do aquário não é suficiente para a carga orgânica com a qual o tanque tem que lidar. Skimmer adequadamente dimensionado para o volume do aquário é algo a ser seriamente considerado.

O local onde o skimmer é instalado interfere muito no seu funcionamento. Se colocado em local onde existe muita turbulência de água, como no mesmo compartimento em que a água verte para o aquário, seu trabalho será prejudicado (principalmente se houver variação da quantidade de bolhas que vêm junto da água ao cair pelo vertedouro – ocorrência muito comum).

Skimmers devem ser colocados em um compartimento em que o nível da água seja estável a qualquer momento, isento de bolhas de ar e turbulência na água.

Movimentação interna de água

A água do aquário deve ter movimentação suficiente para que atinja todos os locais e não possibilite “pontos mortos”. Ao mesmo tempo, não deve haver movimentação de água em excesso, que chegue, por exemplo, a fazer com que o substrato de fundo fique sempre em suspensão na água, ou que “cave” buracos no substrato de fundo.

A circulação interna adequada da água, portanto, ainda ajuda a manter o potencial redox do aquário elevado e não permite o acúmulo de detritos em locais de difícil acesso (que impossibilite sua retirada por sifonamento).

Sempre se fala que o posicionamento das bombas internas e sua capacidade de circular a água do aquário é uma arte. Realmente, até se chegar ao bom posicionamento e dimensionamento (quantidade e vazão) das bombas que promovem a circulação interna da água pode-se levar um bom tempo. Mas os resultados compensam muito a dedicação do aquarista.

Deve-se levar em conta também que com o crescimento dos invertebrados sésseis no aquário, novos obstáculos são gerados para a circulação do aquário e a circulação inicial do sistema é diminuída ou alterada. No curso de um ano ou menos, pode ser necessário reavaliar a condição da circulação apresentada no sistema.

Todos os equipamentos do aquário devem passar por limpeza periódica para que mantenham seu desempenho original. Skimmer “sujo” não trabalha bem. Bombas sujas ou com seus compartimentos de entrada de água semi obstruídos por algas ou detritos apresentam vazão muito prejudicada.

Por fim, se forem tomados os cuidados adequados em relação à própria montagem do sistema e, depois disso, levadas como prática permanente os itens de manutenção do aquário citados neste artigo, dificilmente haverá a ocorrência ou “aparecimento” de cianobactérias.

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Tecnologia em Excesso Parte II – Fosfatos

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Fosfatos

Excesso de fosfatos na água do aquário talvez seja o maior problema enfrentado por aquaristas. Muitos produtos e técnicas foram desenvolvidos para enfrentá-lo.

Para definir fosfato é necessário conhecer o elemento químico Fósforo, representado na tabela periódica dos elementos como “P”.

ATP (adenosina tri-fosfato) e DNA (ácido desoxirribonucleico) contém Fósforo, portanto a vida no planeta Terra não existiria sem esse elemento químico.

Esse elemento químico não ocorre na atmosfera e, portanto, não existe possibilidade de equilíbrio de Fósforo com o gás atmosférico por meio de trocas.

Definição

PO4-3 É um ânion (íon com carga negativa) formado por Fósforo e oxigênio. Um átomo de fosfato tem três terminações, para se unir a cátions (íons de carga positiva) e constituir um átomo estável (sem carga).

Em azul, o átomo de Nitrato. em Vermelho, de Oxigênio.

Molécula de fosfato iônico (PI)

 Por causa dessa característica, fosfatos têm muita facilidade de se ligar a outros elementos na água.

No ambiente natural, fosfatos ocorrem em níveis inferiores a 0,03 ppm (Ilhas Marshall e Grande Barreira de Corais da Austrália, por exemplo), sendo um íon de baixo teor no ambiente de origem dos animais que colocamos em aquários.

Problemas causados por excesso de fosfatos em aquários:

– Retardamento ou mesmo estagnação no crescimento dos corais duros

– Ocorrência ou “explosão” de espécies de algas indesejáveis

– Queda na reserva alcalina da água

Detecção de fosfatos na água de aquários
Os “testes” mais comuns no mercado aquarístico para medição do teor de fosfato da água do aquário detectam apenas a forma iônica livre. As ligações orgânicas de PO4-3 com qualquer molécula que contenha Carbono não são detectadas.

Como o excesso de matéria orgânica dissolvida no aquário causa problemas semelhantes ao do acúmulo de fosfatos, a ocorrência de fosfatos orgânicos é uma questão a ser considerada.

Meios de combate ao acúmulo de PO4-3 em aquários

1)      Emprego do mais eficiente fracionador de proteínas (skimmer) possível. Esse aparelho retira da água uma quantidade razoável de matéria orgânica, sendo que certa proporção é em forma de fosfatos.

2)      Uso de hidróxido de cálcio (kalkwasser), por facilitar o trabalho do skimmer para remover fosfatos da água.

3)      Uso de carvão ativado de alta qualidade. Carvão ativado tem a propriedade de “adsorção”, e retém fosfatos.

4)      Trocas parciais de água.

5)      Montagem de um refúgio com macro algas.

As cinco medidas levadas em conjunto possibilitam a manutenção da  água do aquário com baixo teor de fosfatos, sendo que o refúgio é uma possibilidade, e não obrigatoriedade para a solução do problema.

 Constatações

O objetivo não é combater os teores de fosfatos para que atinjam “zero” na leitura do teste – mesmo porque isso é virtualmente impossível. Sempre que alimentamos os peixes, introduzimos fosfatos na água. Isso não é ruim em hipótese alguma, pois os peixes não podem passar fome. Corais e outros animais do aquário também se beneficiam da alimentação fornecida aos peixes e da resultante matéria orgânica dissolvida na água.

A ideia  central, portanto, é manter o aquário de forma tal que os fosfatos não tenham como  acumular na água. Para isso, o emprego dos ítens relacionados acima é uma combinação para atingir esse objetivo.

Comumente, inicia-se o combate ao problema quando ele se torna visível – quando aparecem algas indesejáveis no aquário (uma das características mais comuns de que há fosfatos em excesso na água).

Na verdade, o aparecimento de algas se dá quando a situação já passou do limite de tolerância do sistema. Nesse ponto, a água do aquário tem teores tão altos de fosfatos que o sistema não é mais capaz de comportá-los, e o processo de explosão de algas tem início.

Meios comuns empregados por aquaristas
Existem basicamente dois tipos de produtos que têm por finalidade remover fosfatos da água no mercado; um deles contém alumina, composto que causa problemas de várias modalidades em corais. O outro, à base de óxido de ferro, é menos problemático e rápido para remover os fosfatos da água. Em condições emergenciais, é válido usar um desses produtos, pois o aquário pode ficar seriamente comprometido se a situação perdurar.

O ideal, no entanto, é não permitir que fosfato acumule na água ao ponto de ser obrigatório o uso de qualquer produto que seja.

A prática de manutenção do aquário citada nos cinco pontos acima torna simples a tarefa de manter PO4-3 abaixo de 0,5 ppm – nível considerado aceitável em aquários (apesar de bastante superior aos níveis encontrados no ambiente natural).

Dentre todos, talvez a prática mais eficaz e de menor custo seja a de trocas parciais de água freqüentes e constantes.

Trocas parciais de até 75% da água do aquário, em que a água a ser usada tenha a mesma densidade e temperatura da água do aquário podem ser feitas quando se encontra nível de fosfatos acima de 2 ppm na água.

A primeira troca para combater fosfatos nessa quantidade pode ser dessa proporção, seguida de trocas semanais de menor volume, até que os resultados encontrados em testes efetuados no dia seguinte ao da troca parcial apresentem tendência acentuada de queda. Um relato no livro “The Modern Coral Reef Aquarium” Svein A. Fossa & Alf J. Nilsen, Vol I, 1996, Birgit Schettkamp Verlag, mostra claramente o resultado desse tipo de troca parcial e suas conseqüências em relação à concentração dos teores de elementos-traço na água de um aquário velho e bem estabelecido. Um dos fatos mais interessantes no relato e na tabela apresentada nessa publicação à pág. 238 foi o relato do “drástico aumento no crescimento dos corais duros” (citação).

Essa medida é aparentemente mais radical do que simplesmente adicionar um produto qualquer ao aquário, como os removedores de fosfato, mas na verdade é bem menos agressiva por ser mais “natural”.

Hidróxido de Cálcio ("Kalkwasser")

 Em suma; diluição continua sendo uma solução simples e eficaz para manter fosfatos sob controle na água de aquários.

Depois que se tornou popular e simples manter aquários com corais e peixes, a maioria dos aquaristas passou a considerar os aquários modernos “à prova de bala”.

Seria possível fazer qualquer coisa – ou pior – deixar de efetuar práticas de manutenção recomendáveis, que o aquário continuaria “indo bem”.

Mas isso não ocorre.

Com o passar dos anos, há acúmulo de matéria orgânica e fosfatos na água, e os problemas aparecem como que repentinamente.

Mais uma vez, a questão de manutenção do aquário é fundamental; se desde o início do aquário seu dono for cuidadoso, os problemas gerados serão muito menores.

Opções para manter o Cálcio e a Alcalinidade

A presença de fosfatos na água do aquário faz com que a reserva alcalina da água se deteriore por conta de processos químicos que a acidificam, ocorrendo variações indesejáveis do pH no curso de 24 horas.

A opção mais elegante e natural para neutralizar esse problema é adicionar kalkwasser (hidróxido de cálcio) para repor a água evaporada do sistema. Hidróxido de cálcio é apenas água e íons Ca++, de forma que, mesmo sendo uma base fraca de pH muito alto (por isso deve-se tomar cuidado ao dosar a solução no período em que as luzes do aquário estejam acesas, pois o pH da água do aquário pode se elevar acima do ponto desejado e causar precipitação do soluto), sua adição não afeta nenhum componente da água. Ao contrário, dosado de forma lenta e cuidadosa, ajuda a manter o pH e a reserva alcalina da água em níveis apropriados.

Outros produtos como tamponadores e/ou compostos de vários elementos químicos são de pouca valia, e alguns, por terem em sua formulação compostos  que provocam a liberação de CO2 na água podem até piorar o problema da presença de algas no sistema.

Leito de substrato profundo composto de material calcário granulado

 A utilização de filtro de fundo de camada profunda com plenum ajuda ainda mais o sistema a eliminar fosfatos da água do aquário, desde que seja utilizado material correto como substrato de fundo (de origem calcária e que não contenha PO4-3).

Essa combinação da montagem adequada do sistema e sua manutenção correta é comprovada pelo tempo – desde 1992/4 e trazem ao sistema estabilidade e benefícios “naturais”.

Se contarmos tudo que foi considerado necessário para o bom funcionamento do sistema e a manutenção de fosfatos em níveis suficientemente baixos para que o aquário e seus habitantes se mantenham saudáveis e afastados de problemas relativos a PO4-3 por longo espaço de tempo, constatamos que além do “approach” natural, o custo de manutenção é baixíssimo, comparado a qualquer outro.
Clique no link abaixo para ler a Parte I:
https://ricardomiozzo.wordpress.com/2010/09/01/
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