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Uma introdução à química para aquicultura de água doce

17 de junho de 2011

Joseph K. Buttner, SUNY College em Brockport
Richard W. Soderberg, Universidade de Mansfield
Daniel E. Terlizzi, Universidade de Maryland Sea Grant Extension Program
Tradução: Caio Bianco

A maioria dos fatores na qualidade da água que são importantes para o aquarismo de água doce e os métodos para monitorá-los estão descritos nesse artigo. A qualidade da água não vai apenas determinar como os peixes irão crescer, mas se vão ou não sobreviver. Peixes influenciam a qualidade da água através de processos como o metabolismo do nitrogênio e respiração. O conhecimento dos processos de teste e a interpretação dos resultados são importantes para o aquarista.


Alguns fatores de qualidade da água estão mais envolvidos diretamente com a morte de peixes como oxigênio dissolvido, temperatura e amônia. Outros, como pH, alcalinidade, dureza e iluminação afetam os peixes, mas usualmente não são diretamente tóxicos. Cada fator de qualidade da água interage e influencia outros parâmetros, algumas vezes de formas complexas. O que pode ser tóxico e causar mortalidade em uma situação pode ser menos prejudicial em outra. A importância de cada fator, o método de determinação e a frequência de monitoramento dependem de cada sistema utilizado.

Variáveis de qualidade da água

Temperatura
Todos os processos químicos e biológicos no aquarismo são influenciados pela temperatura. O peixe ajusta a temperatura do seu corpo e a taxa de metabolismo se movendo através da água mais e menos quente. Cada espécie possui uma faixa de preferência, ou ideal, na qual se desenvolve melhor. Em temperaturas acima ou abaixo da ideal, o crescimento do peixe pode ser reduzido. Mortalidades podem acontecer em temperaturas extremas.

Oxigênio dissolvido
A quantidade mínima de Oxigênio dissolvido (DO – Dissolved Oxygem) que o peixe pode tolerar em segurança depende da temperatura e, até certo ponto, da espécie do peixe. A solubilidade do oxigênio diminui com o aumento da temperatura. Em lagos, a temperatura pode mudar dramaticamente em um período de 24h. Durante o dia o oxigênio é produzido pela fotossíntese, processo pelo qual plantas convertem água e dióxido de carbono, na presença de luz, em oxigênio e carboidratos. Durante o dia o processo de fotossíntese produz mais oxigênio do que consome. Normalmente, o nível de oxigênio é menor logo antes do amanhecer e maior no final da tarde.

No aquarismo, o DO deve ser mantido em níveis acima do considerado estressante para os peixes. Peixes de água mais quente (espécies que crescem melhor em temperaturas acima de 25,5ºC) podem tolerar concentrações menores de DO do que peixes de água fria (espécies que crescem melhor em temperaturas abaixo de 15,5ºC). Em regra geral o DO deve ser mantido em 3,0 ppm (partes por milhão; frequentemente usada como miligrama por litro, mg/L) e 5,0 ppm para peixes de água quente e fria respectivamente. Exposições prolongadas a níveis baixos não letais de DO, constituem em estresse crônico e vão ocasionar com que o peixe não se alimente, reduz a capacidade de converter a comida ingerida, e os torna mais suscetíveis a doenças. A criação de peixes em lagos, aquários ou sistemas de recirculação, necessita de aeração ou oxigênio para manter níveis seguros de DO.

Perdas de Nitrogênio
A maior parte dos peixes e invertebrados de água doce excreta amônia como sua principal perda de nitrogênio. Métodos analíticos são utilizados para determinar o total de nitrogênio – amônia (TAN – Total ammonia-nitrogen). O total de TAN que existe de forma ionizada e não-ionizada varia de acordo com o pH e a temperatura. Com o aumento do pH e da temperatura, a quantidade de TAN na forma tóxica não-ionizada também aumenta (veja Figura 1). Peixes continuamente expostos a mais de 0,02 ppm de amônia na forma não-ionizada pode apresentar redução no crescimento e suscetibilidade a doenças.

Quando a quantidade de peixes for grande e a alimentação for rica em proteínas, a quantidade de amônia liberada na água será alta. A amônia e outras sobras metabólicas são gradualmente removidas por processos naturais em lagos ou através do uso de filtros biológicos em sistemas de recirculação. A amônia é removida por bactéria que, inicialmente, convertem em nitrito e posteriormente em nitrato. O nitrito é tóxico ao peixe e causa a doença do “sangue marrom” (brown blood). Concentrações de 0,5 ppm reduzem o crescimento e afeta o peixe desfavoravelmente. Os peixes conseguem tolerar nitrato em centenas de ppm. A remoção ou desintoxicação da amônia é facilitada oferecendo e mantendo um ambiente ideal para as bactérias que conduzem esse processo (pH entre 7 e 9; temperatura entre 24ºC e 30ºC).

pH
A concentração de ácidos e bases na água determina o seu pH. Um pH baixo é acido e um alto pH é básico, o pH em 7 é neutro. Peixes sobrevivem e crescem melhor em água com pH entre 6-9. Se a leitura do pH estiver fora dessa faixa, o crescimento do peixe será reduzido. Se o valor estiver abaixo de 4.5 ou acima de 10, mortalidades acontecerão.

Em lagos com boa reserva alcalina (KH acima de 50-100 ppm, veja próxima sessão), o pH tipicamente flutua uma ou duas unidades diariamente. Na parte da manhã, os níveis de dióxido de carbono estão altos e o pH está baixo com o resultado da respiração durante a noite (dióxido de carbono forma ácido quando dissolvido em água). Após o nascer do sol, algas e outras plantas produzem carboidratos e oxigênio como resultado da fotossíntese. Quando o dióxido de carbono é removido da água, o pH sobe. O pH mais baixo durante o dia está, normalmente, associado ao mais baixo nível de oxigênio dissolvido. O pH mais alto do dia está, tipicamente, associado com altos níveis de oxigênio dissolvido.

Em sistema de recirculação, a respiração dos peixes e das bactérias do filtro biológico abaixa o pH. Frequentemente, bicarbonato de sódio é adicionado para prevenir que o pH caia muito, pois ele tem efeito de aumentar a reserva alcalina.

Reserva alcalina
A capacidade de tampão da água, expressas em ppm de carbonato de cálcio, é a reserva alcalina. A reserva alcalina é a medida de íons de carbonatos e bicarbonatos (íons são átomos ou grupo de átomos com carga positiva ou negativa) dissolvidos na água. Quando a quantidade de dióxido de carbono flutua, o pH da água sofre mudanças.

A magnitude dessas mudanças é determinada pela capacidade de tampão (reserva alcalina) da água ou sua habilidade de absorver ácidos e/ou bases. Atividades fotossintéticas em águas com pouca reserva alcalina podem ocasionar um aumento do pH, talvez para menos de 6 na manhã e mais de 9 na parte da tarde.

Em aquários ou lagos com altas reservas alcalinas, o mudança de pH é reduzida. A principio, a mudança de pH em um aquário com boa reserva alcalina pode flutuar de um pH de 7 na manhã e 8 no final da tarde. Uma boa medida de reserva alcalina é de 20 a 300 ppm. Uma reserva alcalina superior a 3000 ppm, não irá prejudicar diretamente os peixes, mas poderá interferir na ação de alguns produtos químicos (ex. sulfato de cobre).

A reserva alcalina se mantém relativamente constante em lagos, mas diminui regularmente em aquários sem suplementos. A reserva alcalina pode ser aumentada colocando-se pedra calcária em lagos ou bicarbonato de sódio em aquários.

Dureza
Íons de cálcio e magnésio definem a dureza da água. Testes normalmente determinam os dois íons como “dureza total”, expressa em ppm de carbonato de cálcio. Na maioria das águas, a concentração de reserva alcalina e dureza são similares, porém podem diferir drasticamente já que reserva alcalina mede íons negativos (carbonato, bicarbonato) e dureza mede íons positivos (cálcio, magnésio). A dureza é importante, especialmente, na criação comercial de várias espécies de peixes. Se a dureza estiver deficiente, algumas espécies não crescem adequadamente. A dureza deve estar acima de 50 ppm; baixa dureza pode ser corrigida com adição de cloreto de cálcio.

Dióxido de Carbono
Em altas concentrações, o dióxido de carbono ocasiona a perda de equilíbrio, desorientação e posterior morte dos peixes. Testes na água antes do uso e a aeração ou oxigenação se necessários, irão reduzir o dióxido de carbono a níveis aceitáveis.

Salinidade
A concentração total de todos os íons na água é a salinidade. Peixes de água doce apresentam uma faixa de tolerância de salinidade. A salinidade afeta não apenas a regulagem osmótica, mas também influencia a concentração de íons não-ionizados de amônia.

Salinidade
A concentração total de todos os íons na água é a salinidade. Peixes de água doce apresentam uma faixa de tolerância de salinidade. A salinidade afeta não apenas a regulagem osmótica, mas também influencia a concentração de íons não-ionizados de amônia.

Cloro
Para controlar as bactérias, a água de distribuição pública é normalmente tratada com cloro a 1,0 ppm. Se essa água é utilizada para a criação de peixes, o cloro deve ser removido por aeração, com produtos químicos como o tiossulfato de sódio, ou filtragem através de carvão vegetal ativado. Mesmo níveis de cloro baixos, como 0.02 ppm, podem estressar os peixes.

Sulfito de Hidrogênio
Lagos com fundo pouco oxigenado e matéria orgânica acumulada podem liberar sulfito de hidrogênio quando movimentados. Substratos sob forte alimentação podem acumular sobras e produzir sulfito de hidrogênio gasoso caso o oxigênio se torne deficiente. O sulfito de hidrogênio gasoso tem cheiro de ovo podre e é extremamente tóxico aos peixes. Qualquer odor ou níveis detectados devem ser evitados e cuidados extremos devem ser tomados no manuseio de peixes em lagos contaminados. O lago pode ser esvaziado, exposto ao ar e/ou escavado para corrigir o problema.

Transparência da água
Em lagos de peixes, a transparência da água pode afetar os peixes. Se o peixe que prefere águas turbidas for criado em águas relativamente claras, ele ira se estressar; crescimento e desenvolvimento serão desfavoravelmente afetados. O acumulo de sólidos em suspensão e a descoloração da água que ocorrem em sistemas de recirculação, podem causar irritação e doenças abruptas. Allguns matérias em suspensão ou dissolvidos podem causar “off-flavor” (odores/ gostos indesejáveis adquiridos pelos peixes durante o cultivo). Filtragens podem ser utilizadas para remover sólidos e reduzir a descoloração.

Métodos de monitoramento
Uma variedade de métodos estão disponíveis para o monitoramento da qualidade da água. Em lagos e criações pequenas, não é necessária a utilização de métodos sofisticados de alta precisão para a tomada de decisões. No entanto, criações intensivas em sistemas de recirculação e reutilização requerem um monitoramento freqüente e sofisticado.

Se o peixe for mantido em altas densidades, então a temperatura, oxigênio dissolvido, amônia, nitrito, nitrato e pH devem ser monitorados diariamente ou com mais frequência (ex. monitoramento contínuo de oxigênio dissolvido em sistemas de recirculação). A transparência, reserva alcalina e dureza podem ser monitoradas com menos frequência, talvez uma ou duas vezes por semana, já que elas não se alteram tão rapidamente. Salinidade, ferro e cloro devem ser determinados no momento que uma nova fonte de água for examinada pela primeira vez, para que com isso ações corretivas possam ser tomadas. O dióxido de carbono deve ser medido quando um novo substrato for utilizado em sistemas de recirculação. Quando existir problemas de sulfito de hidrogênio ou dióxido de carbono, o sistema deverá ser monitorado mais cuidadosamente e as medidas para a correção rapidamente executadas.

Em águas menos densas, os parâmetros de qualidade podem ser medidos com menos frequência ou, algumas vezes, nem precisam ser medidos. Independente de frequência, o monitoramento deve ser feito em horário padrão e profundidade onde os peixes se encontram. O horário e valores da medição devem ser anotados; um registro bem feito das anotações é essencial para o sucesso da aquicultura. Em lagos e aquários é preferível monitorar o oxigênio dissolvido na parte da manhã, quando condições mais estressantes para os peixes são mais comuns de acontecer (ex. pouco oxigênio). De modo inverso, a temperatura e o pH são melhores medidos no final da tarde.


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