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Redução de nitrato pela desnitrificação

A desnitrificação é um processo muito importante na natureza. É por ele que o nitrato é devolvido à atmosfera na forma de um óxido gasoso ou até mesmo nitrogênio gasoso, mas também fundamental para a manutenção dos aquários, principalmente os marinhos.

Nos aquários é principalmente pelo processo da desnitrificação que o nitrato (e junto o fosfato) é transformado e removido do sistema sem ser pelas trocas parciais, pela utilização de plantas ou pelo uso de adsorventes específicos.


Uma breve revisão sobre nitrato


O nitrato é um composto inorgânico que surge nos aquários através da nitrificação. Ele é menos nocivo que a amônia e o nitrito, mas ainda assim pode causar problemas em grandes quantidades.


Nos peixes o principal efeito do nitrato é prejudicando a respiração. Quando o nitrato está em concentrações elevadas, o peixe consegue transportar menos oxigênio no seu sangue desencadeando uma série de outros problemas secundários.


Os principais sintomas de intoxicação por nitrato nos peixes são:


  • Respiração ofegante

  • Letargia (o peixe parece que está inconsciente por muito tempo ou fica inconsciente após nadar curtas distâncias)

  • Manchas marrons nas brânquias

  • Sangue marrom


Não é preciso se assustar com isso, o nitrato só é tóxico em concentrações, em média, acima de 90 ppm, mas a quantidade certa depende da espécie do peixe, idade e outros fatores.


O nitrato é mais tóxico aos invertebrados do que aos vertebrados. Quem tem aquário com camarões, caramujos e afins tem que ficar um pouco atento a isso.


 Bem antigamente a famosa síndrome do aquário antigo era causado por elevados níveis de nitrato no aquário. Como os testes eram raros, dificilmente se descobria o motivo.


Já falamos da importância do teste de nitrato e você pode ler clicando aqui!


A intoxicação por nitrato muitas vezes é crônica, o nitrato vaia cumulando lentamente no organismo do animal, podendo causar danos irreversíveis, principalmente em peixes em fase de crescimento.


Nitrato e as plantas


O nitrato, por outro lado, é um composto fundamental no desenvolvimento das plantas.

As plantas, por isso, são ótimas para a redução do nitrato no aquário.


Já falamos sobre o filtro de plantas e você pode ler clicando aqui!


Nitrato, algas, cianobactérias e outros microrganismos


O nitrato também é utilizado por algas, cianobactérias e outros microrganismos, o que pode causar desagradáveis problemas ao aquarista.


As algas também são muito usadas na filtragem do aquário marinho!


Já falamos com muitos detalhes sobre a relação do nitrato e microrganismos no nosso texto sobre a razão de Redfield que pode ser lida clicando aqui!


Também já fizemos um texto específico sobre as cianobactérias que pode ser lido clicando aqui!


O que é a desnitrificação?


A desnitrificação é o processo pela qual o nitrato é transformado em óxidos gasosos (até mesmo em nitrogênio gasoso) pro microrganismos diversos. É o principal processo pelo qual o nitrato é reduzido ou removido dos aquários sem ser por trocas parciais.


O processo da desnitrificação é realizado por bactérias e fungos com a capacidade de reduzir quimicamente a molécula de nitrato e usa como oxidante matéria orgânica, compostos ferrosos ou à base de enxofre e até mesmo hidrogênio.


A imagem abaixo mostra a exemplificação das transformações que o nitrato sofre até se transformar em nitrogênio gasoso.

É preciso ficar claro desde já que nem sempre o processo da desnitrificação vai se dar completo. É muito comum o processo transformar o nitrato dos aquários em óxido nítrico e óxido nitroso, principalmente quando é feito por bactérias anaeróbicas na presença de oxigênio, o que causa alguns problemas que falaremos mais adiante.


Tipos de Desnitrificação


Podemos separar a desnitrificação em duas condições: uso ou não uso de matéria orgânica (desnitrificação heterotrófica e desnitrificação autotrófica) ou presença ou ausência de oxigênio (desnitrificação aeróbico e desnitrificação anaeróbica).


Desnitrificação heterotrófica x desnitrificação autotrófica


A desnitrificação heterotrófica é aquela que utiliza compostos orgânicos para a produção de energia como o etanol (contido na vodca), metanol, ácido acético (presente no vinagre), glicose (contida na açúcar de cozinha e na celulose), até mesmo restos de ração, folhas mortas e fezes dos peixes.


A tabela abaixo retirada da fonte [1] mostra a estequiometria de alguns compostos orgânicos usados durante a desnitrificação. Note que na última coluna há uma média da quantidade em massa de matéria orgânica para cada grama de nitrato usado na desnitrificação. Vamos falar disso mais à frente.

É muito importante dizer nesse ponto que, ao contrário da nitrificação que consome reserva alcalina, a desnitrificação heterotrófica aumenta a alcalinidade da água.


Quando uma molécula orgânica complexa é usada na desnitrificação, pode haver a liberação de amônia e fosfato na água.


A desnitrificação autotrófica é aquela que utiliza de compostos inorgânicos para a produção de energia como o hidrogênio gasoso, compostos à base de ferro ou enxofre.


A tabela abaixo retirada da fonte [2] mostra a estequiometria da desnitrificação autotrófica de alguns compostos inorgânicos.

A variação do pH na desnitrificação autotrófica depende do elemento usado para produzir energia. Como podemos ver na tabela acima, quando se usa hidrogênio o pH tende a aumentar e quando se usa ferro ou enxofre o pH tende a diminuir.


Independente se é nitrificação autotrófica ou heterotrófica, é fundamental que haja um doador de elétrons (composto orgânico ou inorgânico) na quantidade adequada para que a desnitrificação aconteça.


Muitos aquaristas acham que basta não ter oxigênio para que a desnitrificação aconteça, mas não é assim que acontece. Quem diz isso está profundamente enganado.


Desnitrificação anaeróbica x desnitrificação aeróbica


A desnitrificação anaeróbica é aquela que acontece apenas em ambientes com ausência completa de oxigênio. Essa ocorre principalmente na desnitrificação autotrófica.


A desnitrificação aeróbica é aquela que acontece na presença de oxigênio.


A desnitrificação aeróbica é menos conhecida, mas existe e é muito eficiente, principalmente nos aquários.


Muitas bactérias desnitrificantes anaeróbicas conseguem realizar a desnitrificação na presença de oxigênio, mas muitas vezes ela é incompleta devido ao oxigênio inibir certas enzimas fundamentais.


As bactérias desnitrificantes


Agora que já falamos um pouco das características da desnitrificação, vamos falar brevemente sobre os microrganismos que realizam a desnitrificação nos aquários.


A imagem abaixo retirada da fonte [2] mostra uma lista de alguns gêneros de bactérias que realizam a desnitrificação. Hoje são mais de 60 gêneros conhecidos que conseguem realizar esse processo.

O leitor mais atencioso e experiente já deve ter percebido que alguns nomes nessa lista são conhecidos, mas não são queridos.


Aeromonas, Pseudomonas, Vibrio, Acinetobacter e uma grande parte dessa lista são patógenos em potencial. Devemos tentar manter a comunidade desses microrganismos o menor possível para reduzirmos as chances de doenças nos animais.


Essas bactérias estão presentes naturalmente em todos os aquários e principalmente nos filtros. Caso tenha mais interesse pode ler clicando aqui no nosso texto sobre a microbiologia do aquário!


Não estamos querendo fazer alarde com essas informações, é só que precisa ser dito devido a sua importância para desenvolvermos esse assunto mais à frente nesse texto.


Em todos os aquários de todo o mundo essas bactérias estarão presentes, mas caso elas estejam em excesso problemas sérios podem acontecer.


Fatores que controlam a desnitrificação


Para que a desnitrificação aconteça ou não aconteça de maneira completa é preciso que haja condições para que isso aconteça. Muitos processos incompletos podem levar à produção de nitrito e amônia, o que é, definitivamente, indesejado.


Oxigênio


O Oxigênio é o fato mais importante da desnitrificação e o que merece mais atenção. Na grande maioria dos casos, o oxigênio, mesmo em pequenas quantidade (abaixo de 1 ppm) é capaz de reduzir a desnitrificação em mais de 90% ou mesmo interromper esse processo completamente.


O oxigênio atua prejudicando as enzimas fundamentais que fazem as reduções do nitrato e dos produtos subsequentes. É o mesmo efeito que o oxigênio tem nas cianobactérias.


Muitas dessas bactérias desnitrificantes heterotróficas podem utilizar o oxigênio para a respiração celular ao invés de fazer a desnitrificação se isso for mais favorável energeticamente falando. 


Como já dissemos, existem bactérias que conseguem realizar o processo de desnitrificação aeróbica para a remoção do nitrato, mas elas possuem alguns detalhes que precisamos ficar atentos.


Muitas bactérias desnitrificantes aeróbicas possuem um ponto ótimo onde a concentração de oxigênio vai favorecer ao máximo a desnitrificação. Abaixo e acima dessa ponto a redução do nitrato é menor.


Outras bactérias desnitrificantes aeróbicas possuem a capacidade de realizar a desnitrificação mesmo em concentrações muito altas de oxigênio. Essas bactérias mantém a alta redução de nitrato mesmo em altíssimas concentrações de oxigênio.


A imagem abaixo retirada da fonte 3 mostra esse ponto ótimo das bactérias desnitrificantes.

A curva I representa a desnitrificação em condições anóxicas (sem oxigênio, mas na presença de nitrato). A curva II mostram as bactérias que possuem um pico onde a concentração de oxigênio dissolvido favorece a desnitrificação. A curva III mostram as bactérias que fazem a desnitrificação mesmo em ambientes com alta concentração de oxigênio dissolvido.


Existem mais bactérias desnitrificantes que são representadas pelas curvas I e III do que pela curva II. Isso provavelmente é resultado da evolução já que as condições com muito oxigênio dissolvido ou na sua completa ausência são mais comuns do que em faixas específicas.


Carbono orgânico


As bactérias desnitrificantes heterotróficas sofrem muito mais influência da concentração da carbono orgânico do que as autotróficas sofrem dos seus compostos inorgânicos. As bactérias desnitrificantes autotróficas surgem em ambientes onde há excesso de enxofre, ferro ou hidrogênio, fazendo com que esses compostos não sejam limitantes.


Nesse ponto há que dizer que as bactérias desnitrificantes precisam estar em uma ambiente que possua uma relação entre a quantidade de carbono orgânico e a quantidade de nitrato. Essa relação varia em função de uma série de fatores como espécies dos microrganismos, do tipo de carbono orgânico, da temperatura, do oxigênio dissolvido, etc.


Para se ter uma ideia, a média da relação de carbono orgânico para nitrato (C/N) varia na faixa de 5 a 10 gramas de carbono orgânico para cada grama de nitrato. Quando há menos carbono orgânico há um menor crescimento bacteriano, quando há mais carbono orgânico pode chegar a inibir o crescimento bacteriano.


Quem acompanha os nossos textos já ouvir falar dessa relação C/N quando falamos de nitrificação e para a nitrificação quanto menor a relação C/N, melhor!


É justamente por reduzir o crescimento das bactérias heterotróficas e evitar a competição delas é que devemos manter a concentração de carbono orgânico baixo nos aquários de água doce.  Nos aquários marinhos quando se tem skimmer o princípio de funcionamento filtragem é completamente diferente do aquário de água doce e por isso podemos usar de carbono orgânico.


pH


O pH é um dos fatores que menos influenciam na desnitrificação dos aquários. A média de pH para uma boa desnitrificação é entre 7,0 e 8,0.


Já que os aquários marinhos tem pH entre 8,0 e 8,4 e a maioria dos aquários de água doce estão entre 6,5 e 7,5, a maioria atendo para favorecer a desnitrificação.


Aquários de pH muito ácido, biótopos amazônicos por exemplo, tem a desnitrificação prejudicada e o mais indicado é não depender dela para a remoção do nitrato.


Clique aqui e leia nosso texto sobre como corrigir e manter o pH do seu aquário!


Temperatura


Esse é o fator que menos influencia na desnitrificação quando limitamos aos aquários.

A desnitrificação tem um melhor resultado em temperaturas entre 25 e 35 °C, temperatura da maioria dos aquários.


A desnitrificação nos aquários


Já falamos do nitrato e dos fatores que influenciam a desnitrificação, agora vamos desenvolver essas informações para adequar aos aquários.


Existem muitos pontos e detalhes a serem considerados para podermos tirar maior proveito desse processo e evitarmos problemas.


Nitrificação e desnitrificação simultânea


Nos filtros dos aquários (também nas rochas e substrato) a desnitrificação acontece junto com a nitrificação, seja em aquário de água doce ou de água salgada. O biofilme que se desenvolve não é isolado, as bactérias coexistem juntas e competem entre si.


O biofilme nas mídias biológicas tem o aspecto da imagem abaixo

Legenda: HET: Bactérias heterotróficas; BDA: bactérias desnitrificantes aeróbicas; BNA: bactérias nitrificantes aeróbicas; BDAn: bactérias desnitrificantes anaeróbicas.

Nessa imagem temos a mídia biológica onde as bactérias se fixam, o biofilme composto pelas bactérias, a camada limite e a água que passa no filtro.


Independente da mídia biológica utilizada o biofilme tende a ter esse aspecto dividido em zona anaeróbica (em vermelho), zona aeróbica (azul) e superfície do biofilme (amarelo). Diversos fatores podem alterar a espessura de cada zona.


Quando se tem um fluxo lento e uma alta carga orgânica, tende a se desenvolver melhor as zonas amarelas e vermelhas e ter um baixo desenvolvimento da zona azul. O mesmo acontece quando não há limpeza constante das mídias.


As bactérias heterotróficas se dividem muito mais rápido que as nitrificantes e consomem boa parte do oxigênio reduzindo a quantidade de oxigênio disponível nas camadas interiores do biofilme.


Quando o fluxo de água é rápido existe força suficiente para a remoção da superfície do biofilme onde se encontram as bactérias heterotróficas promovendo o desenvolvimento da zona azul e reduzindo assim as zonas amarelas e vermelhas.


Em ambientes com alto nível de oxigênio e baixa quantidade de matéria orgânica, as zonas amarelas e vermelhas são prejudicas podendo até mesmo não existir.


Assim, nos filtros biológicos, a nitrificação acontece junto com a desnitrificação, porém a desnitrificação é bastante pequena já que a quantidade de matérias orgânica na água geralmente é pouca. Por isso geralmente acontece o acúmulo de nitrato na água do aquário.


Nunca vimos um aquário de água doce que consiga manter os níveis de nitrato baixo apenas com a filtragem biológica, sempre são necessários trocas parciais ou a presença de plantas ou mídias especiais para a remoção ou redução do nitrato.


Nos aquários de água salgada devido aos complexos mecanismos envolvendo o plâncton, rochas vivas e o skimmer (esse realmente é muito importante nesse ponto) os níveis de nitrato muitas vezes se mantém controlado sem a adição de nenhum agente externo. O skimmer consegue remover microrganismos e moléculas orgânicas da água evitando que acumulem no sistema, diferente do filtro biológico.


Desnitrificação na coluna d’água do aquário


A desnitrificação na coluna d’água acontece principalmente pela ação de bactérias desnitrificantes aeróbicas heterotróficas. São nessas bactérias que vão consumir o nitrato e a matéria orgânica.


Esse processo de desnitrificação para reduzir o nitrato é bastante comum nos aquários marinhos e tem sucesso em muitos casos. É para induzir a desnitrificação na coluna d’água que os aquaristas dosam açúcar, vodka e outros suplementos.


A vantagem desse sistema é que é muito barato. O aquarista consegue com poucos reais promover a desnitrificação e manter os níveis de nitrato e fosfato bastante baixos.


As desvantagens desse sistema são que a dosagem é complexa e os resultados são variáveis.


ATENÇÃO: Não se deve fazer isso em aquários de água doce! Adicionar carbono orgânico prejudica imensamente a nitrificação!

A dosagem de pouco ou de muito carbono orgânico de forma que não favoreça principalmente a desnitrificação pode trazer resultados desagradáveis. Dependendo das bactérias que se desenvolverem, a água pode ficar leitosa ou pode desenvolver bactérias patogênicas em excesso e aumentar a probabilidade dos animais contraírem uma doença.


Não há uma quantidade exata de carbono orgânico a se dosar, devendo o aquarista começar a dosar de acordo com os valores de nitrato da água. Os testes nesse tipo de tratamento são fundamentais e estritamente necessários!


Não faça esse tratamento sem fazer os testes de nitrato e fosfato pelo menos!


No caso da açúcar, por exemplo, vimos que a fórmula estequiométrica (apenas o balanceamento químico da desnitrificação) consome 4,86 gramas de açúcar para cada grama de nitrato. Como os testes dão em miligramas por litro é preciso converter para gramas bastando dividir por mil e multiplicar pelo volume de água do aquário (não é o volume bruto!).


Caso o aquarista preferir usar vodca no seu aquário, é preciso saber o teor alcóolico da vodca utilizada e fazer a conversão para peso por volume.


Por exemplo, se a vodca tiver 40% de teor alcoólico quer dizer que a cada 100ml de vodca, 40ml é etanol. O etanol tem aproximadamente 0,79 gramas por ml (o álcool é menos denso que a água), logo, numa vodca com 40% de teor alcoólico, cada ml de vodca adicionada no aquário para remover nitrato tem 0,3156 gramas de carbono orgânico.


Sempre use vodca da melhor qualidade e sem sabor! As vodcas baratas possuem muitas impurezas que podem ser extremamente nociva aos aquários. Nesse ponto, dê preferência às vodcas importadas.


Por exemplo: se o teste de nitrato deu 10 ppm e o aquário tem 600 litros brutos (vamos colocar 500 litros de água total, incluindo o sump), o aquário tem no total 5 gramas de nitrato e são necessário 24,3 gramas de açúcar para equilibrar a equação estequiométrica.


Seria muito fácil se fosse só isso e ninguém teria problemas com nitrato nos aquários, mas isso é apenas o começo e não serve de muita coisa.


Como dissemos no começo do texto, para que ocorra a desnitrificação significativamente é preciso que haja uma proporção na relação de carbono orgânico e nitrato, assim você pode começar dosando uma proporção menor e ir aumentando até chegar no ponto em que a desnitrificação será favorável.


Você pode começar a dosar 2 gramas de carbono orgânico para cada grama de nitrato.

Faça ao menos 1 teste diário (principalmente nitrato, fosfato e amônia) para ver se essa quantidade de açúcar é significativa pelos próximos 2 dias. Você pode esperar mais dias se desejar, mas dificilmente os resultados não aparecerão em até 2 dias.


Analise todo o aquário para ver o resultado da adição do carbono orgânico.


Veja como os peixes estão reagindo, como os corais estão reagindo, se está aparecendo mais sujeira no aquário e principalmente se está aparecendo colônias de algas e bactérias nos vidros, rochas e substrato.


Se usando a relação de C/N de 2 não deu resultado, adicione agora apenas uma parte de carbono para completar assim uma relação C/N de 3. Como não sabemos quanto de carbono orgânica ainda há no sistema, devemos aumentar aos poucos para evitarmos problemas.


Importante: Note que devemos usar a proporção sempre do último teste de nitrato e não do primeiro. Se aumentou o nitrato, devemos aumentar a quantidade de carbono orgânico, se diminui o nitrito, devemos diminuir a quantidade de carbono orgânico.

Faça todos os testes e monitore a reação de todo o aquário por ao menos 2 dias e caso não haja redução dos níveis de nitrato aumente mais uma parte de carbono e repita até reduzir os níveis de nitrato e fosfato ao desejado.


Esse método de remoção de nitrato pela desnitrificação é complexo por causa dessa eterna variação em relação à quantidade de nitrato presente na água.


Se não reduzir a quantidade de carbono orgânico adicionada você terá uma proporção C/N muito alto o que pode acusar problemas, inclusive aos corais.


Muitos são os relatos de corais ficando marrom ou brancos com esse tipo de tratamento para reduzir o nitrato. É preciso ficar atento.


Também não podemos esquecer que não se desenvolvem apenas bactérias desnitrificantes, as bactérias heterotróficas comuns também se aproveitam dessa oferta extra de compostos orgânicos na água. Como vimos, muitas delas são patogênicas aos animais, inclusive aos corais.


Mais uma vez é preciso evidenciar que o skimmer é um equipamento fundamental para que a desnitrificação na coluna d’água tenha bons resultados! Não faça isso se você não possui um skimmer porque os resultados serão desastrosos.


O skimmer precisa ser adequado para remover uma grande carga orgânica com facilidade e nesse ponto indicamos os skimmer recirculantes devido à sua maior eficiência em comparação aos skimmer simples.


Não conhece o skimmer recirculante? Veja no vídeo abaixo um pouco sobre o skimmer recirculante que fabricamos.

É o skimmer que vai remover as bactérias da coluna d’água e vai de fato retirar o nitrato e fosfato da água. Na ausência do skimmer esses compostos continuaram no aquário e quando as bactérias morrerem voltarão para a água.


É apenas o skimmer que garante qualquer chance de sucesso desse tipo de tratamento.


Desnitrificação no substrato do aquário


Quando fala em remoção de nitrato no substrato já se pensa no Método Jaubert que ficou famoso nos anos 90 onde o aquário era mantido sem skimmer, apenas com um “plenum” ou em camadas muito grandes de substrato, mas há muitas considerações sobre isso.

Não vamos estender esse assunto falando desses métodos em detalhe. Só precisa ficar claro que ele é complexo demais e as chances de dar errado são maiores que as chances de dar certo.


Para ter uma ciência disso, basta buscar quantos aquários estão funcionando adequadamente com skimmer e um filtro anaeróbico ou com biopellets e os aquários usando o sistema com plenum.


Não devemos confundir o sistema de plenum com o filtro biológico de fundo. São sistemas muito diferentes.


Clique aqui e leia nosso texto sobre o filtro biológico de fundo!


Esses sistemas de filtragem no substrato dependem de muitos fatores que não podemos controlar para dar certo (principalmente a experiência do aquarista), daí sua baixa repetitividade de casos de sucesso.


Voltando à desnitrificação em si, esses sistemas são ineficientes se comparados com os outros devido à baixa difusibilidade de nutrientes.


No aquário marinho são as bactérias desnitrificantes redutoras de enxofre que utilizam do enxofre da água estando em um ambiente anóxico para metabolizar o nitrato e o fosfato.

É muito difícil dimensionar o tamanho, seja da altura do substrato ou a extensão necessária desse tipo de filtragem.


Também, utilizando o substrato como filtro, caso aconteça alguma coisa que revire o substrato como um peixe que escava ou uma bomba de circulação que caiu, tudo preso nele vai parar na coluna d'água!


O substrato profundo também possui alguns problemas como a produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) que é muito tóxico e de metano. Caso haja acumulação desses compostos no substrato e ele cheguem em grande quantidade na água do aquário pode causar a morte de muitos animais.


A imagem abaixo representa resumidamente as reações que acontecem quando se usa um substrato muito profundo.


Biopellets


Os biopellets é o que tem de mais novo no mercado para a remoção de nitrato e fosfato e ele funciona pela desnitrificação.


Já falamos sobre o funcionamento dos biopellets no nosso texto exclusivo sobre eles que pode ser visto clicando aqui!


A desnitrificação dos biopellets são feitas pelas bactérias desnitrificantes heterotróficas com a diferença que as bactérias se concentram nos biopellets e não na coluna d’água. As bactérias em excesso se desprendem dos biopellets e são removidas pelo skimmer.


A maior vantagem dos biopellets em comparação ao método de dosar carbono orgânico na água é que você pode reduzir a quantidade de biopellets sempre que precisar sem o risco de superdosagem.


Muitos aquaristas pensam que os biopellets se dissolvem na água, mas isso não acontece. As bactérias desnitrificantes consomem os biopellets e eles não se dissolvem. Os biopellets são inertes em água.


Uma coisa que descobrimos é que não é necessário um reator para o uso de biopellets, pode-se usar eles num saquinho no sump sem nenhum problema.


Os biopellets não são recomendados em aquários de água doce pelo mesmo fato da dosagem em de carbono orgânico nesse tipo de aquário. Como não há forma de remoção do excesso de bactérias, os mesmos problemas que citamos na parte de desnitrificação na coluna d’água se aplica.


Reatores de enxofre e outros reatores anaeróbicos


Os reatores de enxofre são equipamentos consagrados no aquarismo marinho pela sua simplicidade e eficiência. Aqui quem dita as regras são as bactérias anaeróbicas autotróficas redutoras de enxofre. Elas utilizam o enxofre da mídia para remover o nitrato e o fosfato.


Os reatores de enxofre funcionam com uma vazão muito pequena para manter o ambiente dentro do reator favorável ao desenvolvimento e crescimento desse tipo de bactéria.


Quando se mantém o reator completamente livre de oxigênio a desnitrificação é completa transformando totalmente o nitrato em nitrogênio gasoso.


O vídeo abaixa mostra um pouco sobre um reator de enxofre que fabricamos.

O reator de enxofre produz ácidos nos final da sua reação como mostra a fórmula estequiométrica que apresentamos lá no começo do texto e por isso precisa de uma considerável camada de aragonita para neutralizar esses ácidos e não prejudicar o aquário.


Quando a aragonita neutraliza o ácido contribui para o acréscimo da alcalinidade e do cálcio na água do aquário marinho, mas pode não ser suficiente para manter o cálcio e a reserva alcalina na quantidade adequada.


Já o reator anaeróbico simples funciona criando um ambiente anóxico dentro dele e utilizando o sulfato presente na água.


A melhor mídia para o reator anaeróbico é a aragonita grossa!


A aragonita é talvez a melhor mídia biológica a ser usada em filtros seja para a nitrificação e desnitrificação, o único problema é que por aumentar o pH e a dureza da água, acaba por limitar bastante a sua aplicação.


A imagem abaixo mostra um filtro anaeróbico que fizemos utilizando aragonita grossa como mídia. O biofilme se desenvolve na própria aragonita e ela já neutraliza os ácidos produzidos.

O filtro anaeróbico é um filtro bastante simples e com baixíssima manutenção. Basta repor aragonita quando ela for diminuindo.


Uma curiosidade sobre o reator de enxofre e reatores anaeróbicos é que podem ser usados em aquários de ciclídeos africanos. É o único caso que conhecemos de um filtro anaeróbico que funciona adequadamente em aquários de água doce. Isso só é possível graças à alta alcalinidade e dureza presente na água desse tipo de aquário.


Bombril, prego e outros pedaços de ferro no substrato


Há um tempo atrás, num passado não tão distante do aquarismo marinho, houve alguns casos onde algumas pessoas corajosas enterrarem esponjas de aço e pregos no substrato para remover nitrato e fosfato do aquário.


Quando você coloca ferro num ambiente anóxico você induz a desnitrificação autotrófica das bactérias redutoras de ferro. Essas bactérias funcionam igual as bactérias redutoras de enxofre, porém com um detalhe um pouco desagradável: ao invés de óxidos de nitrogênio ou nitrogênio gasoso, é bem comum o processo terminar em amônia!


As bactérias redutoras de enxofre também podem terminar o processo de desnitrificação em amônia, mas isso só acontece em ambientes onde não há condições da desnitrificação acontecer totalmente. Num reator de enxofre o ambiente é completamente propício para a total desnitrificação, diferente do substrato do aquário.


Mesmo que no substrato ocorra a desnitrificação completa, há um pequeno inconveniente: liberação de ferro na água.


O ferro normalmente não é tóxico, vide os recifes de corais que crescem nos navios naufragados, mas nesses ambientes as correntes oceânicas mantém o nível de ferro na água bem baixo, mesmo nos navios naufragados.


O problema é que um aquário é um sistema fechado e o ferro pode chegar a níveis prejudiciais, principalmente para invertebrados que são mais sensíveis à concentrações de metais, como aqueles que habitam o substrato como o verme espaguete.


O ferro ajuda na fotossíntese e pode induzir a explosão de cianobactérias, algas e outros organismos fotossintetizantes e também pode chegar em níveis tóxicos aos invertebrados do aquário causando uma reação em cadeia com efeitos muito ruins.


Também existem uma série de relatos científicos do excesso de ferro prejudicar o desenvolvimento de alguns corais.


Acabou que por uma série de experiências fracassadas (para quase nenhuma bem sucedida) em aquários esse hábito não pegou bem e não foi melhor desenvolvido.

 O óxido de ferro (vulgo ferrugem) é um excelente “neutralizador” de fosfatos, silicatos e outros compostos químicos, tanto que muitos removedores de fosfatos e silicatos para aquários são à base de óxido de ferro granulado (GFO na linguagem comercial). Talvez por isso as pessoas tenham tido essa ideia e tenham tido alguns resultados.


Conclusões


O processo da desnitrificação é um ótimo processo para o aquarista aprender e entender. É por esse processo que o aquarista vai poder remover nitrato e o fosfato do aquário de maneira simples.


O fosfato é assimilado por todo microrganismos em crescimento, logo é retirado junto com o nitrato em qualquer processo de desnitrificação.


Não foi dito, mas a maioria dos organismos desnitrificantes conseguem utilizar também o nitrito e a amônia.


Os reatores criam um ambiente propício para a desnitrificação tendo uma eficiência muito grande num espaço pequeno e com grande segurança na utilização.


Os aquaristas experientes e dedicados podem usar do conhecimento sobre a desnitrificação para conseguir ótimos resultados nos seus aquários com um custo muito baixo.


O método Berlim utilizando rochas vivas tira um ótimo resultado da desnitrificação mantendo uma proporção de ao menos 1kg de rocha viva para cada 8 litros de aquário. Vale muito a pena investir mais em rochas vivas e muitas vezes não precisar de um filtro desnitrificador.


As rochas não precisam estar apenas no display, elas podem estar no sump ou num refúgio.  Um refúgio apenas contando rochas e camarões de possa tem um excelente resultado!

Nós da Aquários Sobrinho preferimos o uso do reator de enxofre frente a qualquer outro desnitrificador devido à sua segurança, eficiência e baixa manutenção.


Referências bibliográficas e leitura complementar

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