Questa è una breve e semplice guida sui valori acqua acquario fondamentali come GH, KH, pH, ammonio, nitriti, nitrati, fosfati, conducibilità e osmolarità che ogni acquariofilo presto o tardi avrà modo di incontrare.
Indice
Valori acqua acquario, ma che cos’è l’acqua?
L’acqua è un composto chimico formato da 2 atomi di idrogeno (simbolo chimico H) e da uno di ossigeno (simbolo chimico O); la formula bruta dell’acqua è quindi H2O. Essa è la componente vitale sulla Terra ed in Natura è impossibile trovarla allo stato puro, come intendono i chimici; tuttavia, attraverso dei sistemi messi a punto dall’uomo, si può ottenere dell’acqua con purezza fino al 99,99% (basti pensare all’acqua bidistillata e deionizzata usata nei laboratori).
Valori acqua acquario
Chi fosse interessato può leggere questo articolo sui diversi tipi di acqua. Ma perché ciò non è possibile? Perché, date le sue caratteristiche chimiche, l’acqua è un ottimo solvente e molte sostanze passano facilmente in soluzione in essa, modificandone così le proprietà chimico-fisiche.
Per capire se l’acqua è adeguata alle nostre esigenze ci sono dei test specifici per l’acquario che possono essere in stick o a reagente; mentre i primi misurano solo alcuni valori, in genere cinque, i secondi ci permettono di misurarne molti di più e singolarmente. Ma quali sono questi valori? Vediamoli uno per uno.
Che cosa è il pH?
Il pH (scritto con la p minuscola e la H maiuscola) indica la concentrazione in scala logaritmica (p, derivante da vecchie convenzioni, dal francese puissance, ovvero potenza) dello ione idrogeno H+; l’acqua tende a dissociarsi secondo questa reazione. Nell’acqua pura la reazione è in equilibrio (ossia per ogni molecola che si dissocia, una si riassembla) ed il pH misurato sarà pari a 7: questo valore indica la neutralità.
Vi sono delle sostanze che disciolte in acqua fanno in modo che la concentrazione di H+ aumenti (non entro nel particolare del meccanismo e prego tutti i chimici alla lettura di scusarmi se semplifico in questo modo; i poveri Brønsted e Lowry si staranno rivoltando nelle tombe) rendendo l’acqua ACIDA; in questo caso i valori misurati saranno inferiori al 7 (il fondo scala è 0).
Al contrario, talune sostanze sono in grado di far diminuire la concentrazione degli idrogenioni (aumenteranno pertanto gli OH-) rendendo l’acqua BASICA (o alcalina); il pH misurato sarà quindi superiore a 7 fino ad un massimo di 14. Come già detto, il pH è misurato su una scala logaritmica e la differenza di un grado di acidità indica un dislivello di ben dieci volte.
La differenza di concentrazione
Tra il pH 7 e il pH 8, la differenza di concentrazione degli ioni H+ è di dieci volte inferiore; da pH 7 a pH 9 è di ben 100 volte inferiore e quindi avremo una elevata concentrazione di cariche basiche che renderanno alcalina l’acqua!!! La maggior parte dei pesci tropicali vive in acque dal pH leggermente acido (6.5 o anche meno per i sudamericani).
Tuttavia, esistono specie che richiedono pH differenti, come ad esempio i ciclidi dei laghi africani (Vittoria, Malawi e Tanganika) che vivono in acque basiche dal pH 8. Talvolta può esserci la necessità di dover modificare il pH. Per abbassarlo, si possono utilizzare delle sostanze definite “acide”, che possono essere rappresentate o da acidi inorganici (ad esempio l’acido cloridrico, HCl), ma sempre in soluzioni blande poiché ad alte concentrazioni sono letali.
Oppure, da acidi organici (acidi umici e acidi fulvici su tutti), più deboli e meno dannosi, che possono essere rilasciati da materiali quali torba o legni e radici. Inoltre si può ricorrere all’immissione di CO2, la quale, come vedremo in seguito, è in grado di abbassare il pH formando carbonati e H+.
Come aumentare il pH
Per aumentare il pH è sufficiente introdurre dei materiali calcarei (costituiti da carbonati di calcio) oppure di allontanare la CO2 mediante l’uso di un aeratore. Da qui possiamo renderci conto come la presenza di carbonati (misurati attraverso il KH) possa vanificare la nostra azione di acidificazione: essi si comportano da “tamponi” andando ad eliminare gli H+ che aggiungeremo (questo effetto tampone.
Che cos’è il KH?
Esso indica la quantità di carbonati (CO3–) e bicarbonati (HCO3-) disciolti in acqua ed è definito “durezza carbonatica” o “durezza temporanea”, poiché se scaldassimo l’acqua oltre gli 80 °C si assisterebbe alla precipitazione di questi carbonati in cristalli di calcare.
Come detto prima, il KH indica la capacità dell’acquario di tamponare gli sbalzi repentini di pH. KH, pH e CO2 sono valori indissolubilmente legati fra di loro (ed anche la temperatura influisce) poiché rientrano in una reazione più ampia di equilibrio chimico. Aggiungendo ioni idrogeno, la reazione si sposta verso sinistra, secondo la legge di Le Chatelier, esaurendo gli H+ e liberando la CO2.
Questo fenomeno si può notare in modo molto evidente quando mettiamo a sciogliere in acqua una compressa effervescente!! Questa relazione (pH, KH, CO2 e temperatura) si può calcolare attraverso delle complicate formule matematiche. Alla luce di ciò, tanto più alto sarà il KH tanto minori saranno gli effetti che riusciremo ad ottenere sul pH.
Per questo, nell’acquario si sconsiglia sempre la presenza di sostanze (arredi o addirittura alcuni materiali di fondo) che siano calcarei e che appunto si sciolgano con gli acidi (il classico friggere se si versa dell’anticalcare, costituito appunto da acido cloridrico), a meno che non si stia allestendo un acquario per i ciclidi africani che richiedono KH elevati.
Come capire se l’acqua è calcarea
Una misura molto intuitiva per capire se l’acqua è calcarea è vedere quanto velocemente lava il sapone dalle mani! Il KH si aumenta preparando una soluzione madre con quantità note di carbonato di sodio e carbonato di potassio; ma ci si deve ricordare anche che aumentando il KH si sposta il pH verso valori basici.
Il KH si diminuisce con i cambi d’acqua fatti con acqua di osmosi inversa. Bisogna stare attenti però che in questo caso alla diminuzione del KH non consegue la diminuzione del pH: avremo solo diminuito la capacità tamponante dell’acquario e pertanto le variazioni di pH saranno repentine.
I valori medi di KH variano a seconda delle tipologie dei pesci, indicativamente: pesci sudamericani (1-4), acquario di comunità (4, max 6), ciclidi africani (oltre 10).
Che cos’è il GH?
Il GH misura la durezza totale dell’acqua, esso non varia in seguito al riscaldamento ed indica la concentrazione di ioni calcio (Ca2+) e magnesio (Mg2+) complessivamente, senza perciò indicarne le percentuali, per cui la durezza totale potrebbe essere formata solo di calcio o solo di magnesio (in casi particolari) che porterebbero a gravi conseguenze per la fauna e la flora dell’acquario.
Nel caso si voglia aumentare il valore di GH, si può preparare una soluzione a concentrazione nota di sali di calcio e magnesio (ad esempio solfato o cloruro di calcio e solfato di magnesio, conosciuto come sale inglese) da cui prelevare delle aliquote, secondo adeguate proporzioni, da aggiungere all’acqua dei cambi.
Diminuire il GH
Per diminuire il GH si effettuano cambi con acqua di osmosi inversa o acqua distillata (i prezzi al litro sono identici, almeno dalle mie parti) che ha GH 0. Vi sono differenti scale di misura della durezza totale (francese, tedesca, americana e inglese), ma le più usate sono la francese (°f, per le analisi delle acque degli acquedotti) e la tedesca (dGH, in acquariofilia).
- 1 grado tedesco corrisponde a circa 1.79 gradi francesi
- 1 grado francese a circa 0.56 gradi tedeschi
Anche i valori medi di GH variano a seconda delle tipologie dei pesci:
- Pesci sudamericani (4-7)
- Acquario di comunità (fino a 10)
- Ciclidi africani (15-20)
Cosa sono l’ammoniaca, ammonio, i nitriti e i nitrati?
Ammoniaca (NH3) e ammonio (NH4+) sono il primo stadio in cui troviamo l’azoto in un acquario; vengono prodotti dai pesci (feci e urina) e derivano da tutte le sostanze di natura proteica (mangime, foglie che marciscono…) inserite o presenti in vasca. Sono estremamente pericolosi e in un acquario avviato, con il filtro maturo, non devono essere presenti.
Anche in concentrazioni minime sono letali ma vengono in nostro aiuto dei batteri che li trasformano in sostanze meno pericolose che vedremo successivamente. Normalmente i test in strisce non danno questo valore proprio perché dovrebbe essere del tutto assente. I nitriti (NO2–) rappresentano il primo stadio di decomposizione di ammoniaca e ammonio ad opera di alcuni batteri presenti nel nostro filtro.
Essi, già a bassissime concentrazioni (0,2-0,4 mg/l) si rivelano letali per i nostri pesci: si legano infatti all’emoglobina impedendo il corretto apporto di ossigeno alle cellule. Al primo avvio dell’acquario si osserverà una fase in cui questi nitriti avranno una concentrazione altissima: il filtro non ancora maturo, non riesce infatti ad eliminarli ossidandoli in nitrati.
I nitrati (NO3–)
I nitrati (NO3–) rappresentano lo stadio finale del ciclo dell’azoto in acquario; vengono prodotti da un’altra classe di batteri a partire dai nitriti. Sono molto meno pericolosi per i pesci e sono ben tollerate concentrazioni inferiori a 40 mg/l. Valori elevati (150-200 mg/l) possono indebolire i pesci, far insorgere malattie e promuovere la crescita di alghe.
Un filtro biologico ben funzionante, la presenza di piante ed un’attenta somministrazione di cibo, fanno sì che questi valori rimangano bassi. In caso contrario si deve fare un cambio di acqua con acqua di osmosi, e potenziare il filtro con degli attivatori batterici e dei cannolicchi.
Che cosa sono i fosfati?
I fosfati (PO43-) derivano dalla decomposizione delle sostanze organiche e possono aumentare facilmente in presenza di troppi pesci e di una somministrazione errata di mangime; la giusta concentrazione per garantire il corretto apporto di fosfati alle piante è fino a 2 mg/l. Ad essi viene attribuita (assieme ai nitrati) la colpa delle esplosioni algali, se presenti in concentrazioni elevate, che andranno nel peggiore dei casi a prendere il sopravvento sulle piane bloccandone la crescita.
Se ne diminuisce la concentrazione con i cambi d’acqua, sottraendo le cause principali (ossia riducendo il numero di pesci e riducendo la quantità di mangime) oppure con l’ausilio di resine a scambio ionico. Alcune piante acquatiche, come i Myriophyllum, ne assorbono quantità considerevoli.
Che cosa è la conduttività?
La conduttività è il parametro che ci consente di valutare il contenuto totale di sali in acquario. Sappiamo infatti che la maggior presenza di ioni in soluzione (che altro non sono che sostanze elettricamente cariche) favorisce il passaggio di corrente elettrica. Viene misurata in microSiemens per centimetro (µS/cm).
Indipendentemente da pH, KH e GH (che misurano idrogenioni, carbonati, calcio e magnesio), la conduttività ci fornisce indicazioni sul quantitativo totale degli ioni: aggiungendo un pacco di sale da cucina (esempio banalissimo) non avremo variazioni di pH, KH e GH (infatti aggiungiamo Cl– e Na+) ma i pesci andranno incontro a shock osmotico e quindi a morte.
Per processi osmotici si intendono (in maniera semplificata) quegli equilibri attivi tra ioni all’interno e all’esterno di una cellula che permettono alla stessa di mantenere inalterato il proprio quantitativo di acqua. Un esempio concreto? Osserviamo i nostri polpastrelli dopo essere stati un po’ di tempo a mollo in acqua di mare.
Essi si raggrinziscono perché l’acqua di mare è ipertonica (ossia ha un contenuto di sali superiore a quello delle nostre cellule, e l’acqua contenuta in esse tende ad uscire); se invece immergiamo la mano in una soluzione isotonica (che ha la nostra stessa osmolarità), non succederà nulla.
Pertanto sarebbe opportuno misurare l’osmolarità dell’acqua per renderla il più possibile simile (isotonica) a quella delle cellule dei nostri pesci. Vi sono valori medi di conduttività da rispettare per ogni specie: nell’acquario di comunità fino a 500 µS/cm; per i ciclidi dei laghi africani 1000-2000 µS/cm; per i sudamericani 10-100 µS/cm).
Ad ogni aggiunta di sali inorganici in acqua corrisponderà un aumento della conduttività (seguito da un aumento del KH se questi sali contengono carbonati, o del GH se contengono calcio e/o magnesio). Per diminuirla si operano cambi d’acqua con acqua di osmosi inversa; tuttavia essa può presentare valori di conduttività NON uguali a zero e dobbiamo tenerne conto quando facciamo i nostri calcoli.
Un altro articolo che ti potrebbe interessare: L’Oloturia: una risorsa del Mar Mediterraneo.
