Am întâlnit recent si cu plăcere, un specialist implicat în munca unei echipe în construcția unor sisteme recirculante într-un loc din România. M-am gândit în ultima vreme la “marja”de succes a construcției unui habitat acvatic, ca destinație finală pentru translocarea unei specii care nu mai are alta sansă de supraviețuire în habitatul său originar. Proiecte frumoase, fezabile și cu obiective generoase. Și cu dificultăți inerente de ”punere în scenă” – cel puțin – pentru că sistemele biologice evoluează și se adaptează, după legi care nu pot fi în întregime asezate pe hârtie de la început – dar pot fi … ”abrogate” și altele în locul lor ”promulgate” pe parcursul … construcției ecologice.
Într-un ecosistem acvatic sau într-un acvariu, dacă suntem interesați de chimia apei, măsurăm o gamă variată de parametri fizico-chimici, în primul rând cei limitativi și astfel, se adună o listă de vreo 20-25 de parametri evaluați prin diferite metode și mijloace. Nu aș renunța la aceste date atunci când am în exploatare un sistem (semi)închis (acvariu) și măsor parametrii limitativi mai frecvent pe durata inițializării mediului într-un nou sistem de acvarii și respectiv a aclimatării unor pești la un mediu nou de viață și apoi periodic, pe durata de funcționare a acvariului. Peștii pot fi expuși unor niveluri periculoase ale unor compuși toxici înainte de a etala semne clinice, devieri de comportament.
Dar, până la obținerea rezultatelor din laboratorul de chimie, urmărirea potențialului redox al apei îmi oferă informații rapide și utile. Se poate masura simplu cu un redoximetru cu senzor care citește direct parametrul, măsurat în mV.
Un anumit nivel al potențialului oxido-reducător al apei este o măsură a echilibrului într-un sistem acvatic închis (și nu numai – iar discuția ar fi foarte interesantă).
Un mediu puternic oxidativ are ORP de 700 – 800mV și nu este propice vieții iar oxidanți puternici sunt ozonul, apa oxigenată, clorul, cloramina.
Sau permanganatul de potasiu de ex, o substanță cu rol terapeutic dar nu eu adaug niciodată în mediul de viață al peștilor deoarece formează subproduși de reacție/combinații complexe cu rol nociv pentru pești, pe termen lung.
Radiația UV are de asemenea rol oxidant. Aplicarea UV-C în tratamentul apei recirculate în sisteme închise (de acvarii) optimizează echilibrul redox cu efect favorabil asupra imunității peștilor.
Un mediu puternic reducător are ORP între -250 mV și -350 mV. Substanța organică sau ionii de calciu, magneziu (importanți pentru viața acvatică), sodiu determină scăderea ORP.
Un redox optim este considerat în domeniul +100 mV și – 200 mV (http: //www. americanaquariumproducts.com).
Inclusiv mediul intern și sanatatea umană depind de un echilibru oxido-reducător (http://www.iontech.com).
Nu voi reduce discuția la atomi și ioni, oxidanți sau reducători (implicați în reacții chimice de transfer de electroni), la reducere sau oxidare. Mi se par interesante reacțiile în care sunt implicate diferite procese biologice și care contribuie la un potential redox optim al apei.
Nu iau în considerare procesele anaerobe – practic inexistente în sistemele de acvarii mici și medii de până la 75000 l cu care lucrez, cu substrat de maxim 10 cm grosime, cu recirculare continuă a apei. Dar unele dintre procesele aerobe au input-uri și ouput-ri care implică reacții de oxido-reducere iar asigurarea echilibrului și mediului optim pentru comunitățile bacteriene conduce la rezultate optime în conservarea animalelor din acvarii. Nitrificarea realizată de bacteriile aerobe de Nitrosomonas/ Nitrobacter/ Nitrospira, descompunerea aerobă a substanței organice (de cele mai diverse origini) sau fotosinteza realizată de către plantele superioare (aceasta din urmă implicând deopotrivă reacții de oxidare și de reducere) sunt câteva din procesele biologice a căror derulare încerc să o mijlocesc: asigurarea materialului de suport pentru biofilmul nitrificator, aerarea optimă a apei, aerarea substratului – și de ce nu? convecția verticală prin substrat – și un întreg complex de echipamente, materiale, substanțe, proceduri pentru creșterea optimă a plantelor.
Consider reprezentativ pentru un ecosistem artificial (acvariu) stabil, un domeniu mai restrâns, intre 200 și 350 mV (valorile mai mari ale acestui interval fiind atinse în acvariile stabilizate, ”mature” cu un nr mare de luni/ani de funcționare și exploatare corespunzătoare – și/sau dens plantate unde complexitatea proceselor biologice e relativ ridicată). Și mai ales – nu valoarea absolută măsurată la un moment dat este expresia echilibrului redox ci stabilitatea în timp a parametrului într-un domeniu restrâns; în perioada de startare a unui acvariu și populare cu noi pești, ORP tinde către zero și această valoare nu este asociată neaparat cu mortalități – printr-o ”gestionare” corespunzătoare a primelor 10 – 18 zile de funcționare – dar consider sensibilă perioada conservării peștilor până la echilibrarea redox a mediului.
Potentialul redox al apei în perioada de inițializare a unui acvariu. Valoarea ridicată e asociată cu pH-ul acid al apei, de 6.5 (prin adiția de CO2), aplicare de UV-C (durata de măsurare: 7 zile).
Potențialul redox al apei într-un acvariu ”matur” (60 luni de funcționare), dens plantat, cu adiție continuă și controlată automat de CO2, sterilizare cu UV-C, adiție zilnică de nutrienți (micro- și macroelemente (durata de măsurare: 7 zile). Curba sinusoidală nictemerală este influențată de procesele biologice, adiția de micro- și macroelemente. Starea de sănătate a animalelor și durata de viață nu au ridicat vreo problemă iar nevertebratele acvatice (mult mai sensibile la factorii mediali) au etalat aceeași rată mare de supraviețuire.
Potențialul redox al apei într-un acvariu stabilizat (7 luni de funcționare), dens plantat, cu adiție continuă și controlată automat de CO2, sterilizare cu UV-C, adiție zilnică de nutrienți (micro- și macroelemente (durata de măsurare: 7 zile). Este nivelul oxidativ maxim atins, pe termen lung (20 luni) iar comunitățile de caracide, Neocaridina japonica au manifestat răspuns optim de adaptare/dezvoltare. Rezultate inexplicabile în conservarea animalelor, având în vedere că un nivel mai mare de 450 mV nu este recomandat în acvacultură. De ex, ozonizarea apei (pentru sterilizare sau spumare în sistemele marine), controlată redoximetric, se face până la nivelul de 400 – 450 mV.
Potentialul redox al apei în perioada de stabilizare (2 luni de functionare) a unor acvarii ”sterile” (fără substrat) cu sterilizarea apei cu UV-C (durata de măsurare: 7 zile).
Potențialul redox al apei într-un acvariu stabil (7 luni de funcționare), ”steril”, cu aplicare de UV-C fără adiții zilnice de oxidanți sau reducători (durata de măsurare: 7 zile). Curba sinusoidală nictemerală depinde de procesele biologice.
Un echilibru oxido-reducător are efect pozitiv, cum am mai spus, asupra imunității peștilor sau osmoreglării prin care peștii își reglează mediul intern.
Potentialul redox optim este expresia echilibrului electrolitic al apei. Într-un sistem închis, oricât de complexe sunt diferite componente … biocenotice pe care reușim să le construim, este necesară înlocuirea, în proporții mici, frecvente și regulate, a unui volum de apă, cu efect asupra echilibrului electroliților, diluției parțiale a acestora; efectul alelopatic al plantelor în acvariile cu o densitate vegetală semnificativă este diminuat tot prin schimburi periodice și parțiale de apă.
Limitele de interpretare a semnificației potențialului oxido-reducător al apei sunt cu mult mai mari decât am descris aici și decât cunosc dar consider că evaluarea acestuia oferă informații importante despre starea ecologică a unui sistem acvatic iar controlul acestuia permite obținerea unor rezultate bune în conservarea animalelor acvatice.
Gabriela Grigoraș
Galați, 2014
Gabriela Grigoras, Dr. Eng.
Aquarium Curator
Movable Cultural Heritage/Ichthyology Expert
Museum Complex of Natural Sciences
Aquarium Department
Str. Regiment 11 Siret nr. 6A
800 340 Galati Romania
Tel + 40 236 411 898
Fax + 40 236 414 475
E-mail griggabi@yahoo.com
Pentru a vă înscrie pe lista de discuții Conservarea Biodiversității puteți accesa:
http://tech.groups.yahoo.com/group/conservarea_biodiversitatii/
Vă mulțumim pentru share!
© Alianţa pentru Conservarea Biodiversităţii
aliantapentruconservareabiodiversitatii 