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Oxigênio, algas e os aquários

Todo aquarista sempre escuta que um aquário precisa de bastante oxigenação, seja para a filtragem biológica, seja para os animais, mas poucos sabem de outro grande benefício de se ter oxigênio em grande quantidade dissolvido na água: combater e prevenir algas e outros microrganismos fotossintetizantes.

As algas, cianobactérias, diatomáceas e dinoflagelados são problemas que a maioria dos aquaristas, iniciantes ou experientes, tem que lidar. Esses organismos podem surgir de repente e ser de combate demorado, mas a prevenção é sempre bem mais simples com nenhum produto além do ar atmosférico.


Se pararmos para pensar, na natureza, os locais com menos incidência de algas são os locais não poluídos com grande quantidade de oxigênio dissolvido. Os recifes de corais podem chegar a pouco mais de 250% da saturação do oxigênio e muito raramente menos de 70% de saturação.


Clique aqui e veja nosso texto sobre a oxigenação nos aquários!


Os locais poluídos, pelo contrário, são locais com baixo oxigênio dissolvido e com muitos nutrientes. Vemos muito disso nas reportagens sobre eutrofização.


Oxigênio, fitoplâncton e os aquários


O fitoplâncton de modo geral possuem a característica de se desenvolver melhor em águas com oxigênio dissolvido entre 4 e 2ppm. É geralmente nessa concentração de oxigênio dissolvido que acontecem as explosões de algas e cianobactérias.


A imagem abaixo retirada da referência 16 mostra um estudo ao longo dos anos onde as explosões de fitoplâncton ocorrem justamente em momentos onde o oxigênio dissolvido está baixo.

Considerando que os aquários estejam com boa oxigenação, o nível de saturação do oxigênio dissolvido na água deve variar entre 6 e 9 ppm, uma quantidade bastante considerável, porém, nem sempre esses níveis de saturações são alcançados.


Matéria orgânica, animais, salinidade, compostos químicos, plantas, circulação, filtragem e temperatura são os principais fatores que influenciam a quantidade de oxigênio dissolvido dos aquários. Alguns aumentam, outros diminuem o valor do oxigênio dissolvido.


É muito importante que a gente tenha na cabeça essa relação entre matéria orgânica e baixo nível de oxigênio. A matéria orgânica em decomposição consome o oxigênio dissolvido com grande rapidez e libera nutrientes na água.


 Quanto mais nutrientes a água tiver, maior será o desenvolvimento de microrganismos e menor será o oxigênio dissolvido disponível!


Nos aquários devemos tentar manter o aquário livre de matéria orgânica e sem excesso de nutrientes!


Em situações onde há forte agitação mecânica (cachoeira, ondas, bombas de circulação, etc.), intensa ação de fotossíntese ou variações bruscas de temperatura ocorre o fato da supersaturação do oxigênio dissolvido, onde ele está presente em quantidade maior que a sua saturação.


Acima da saturação do aquário é mais difícil manter o oxigênio dissolvido nesse nível e ele tende a diminuir naturalmente até seu valor de saturação normal.


Devemos tentar ao máximo manter os níveis de oxigênio dissolvido do aquário acima da saturação.


Como então o oxigênio ajuda a combater e prevenir esses problemas?


O oxigênio atrapalha as algas, cianobactérias, diatomáceas e dinoflagelados prejudicando a fotossíntese através da fotorrespiração, contribuindo com a fotoinibição em situações com muita luz e prejudicando enzimas de importantes processos.


Durante a fotossíntese há a fixação do dióxido de carbono no Ciclo de Calvin por uma enzima com nome extenso abreviada de Rubisco. Quando há bastante oxigênio no meio, a enzima Rubisco utiliza o O2 ao invés do CO2, o que resulta numa menor geração de energia. Esse é o processo da fotorrespiração.

Aumentando a quantidade de oxigênio da água você induz a fotorrespiração nas algas, cianobactérias, diatomáceas e dinoflagelados e eles crescem mais devagar.


A imagem abaixo da referência [1] mostra a redução da taxa de crescimento de uma microalga em função do aumento do oxigênio dissolvido.

É possível reverter o efeito da fotoinibição aumentando a concentração de dióxido de carbono na água.


A fotoinibição já é um processo que raramente ocorre nos aquários devido à baixa iluminação em comparação com o sol da natureza.


A fotoinibição é causada pela formação em excesso de radicais livres e moléculas oxidantes como o peróxido de hidrogênio (H2O2) durante a fotossíntese em condições de alta iluminação.


Esses radicais livres e moléculas oxidantes em excesso se acumulam no interior da células e causam efeitos destrutivos sérios, podendo até mesmo matar o organismo.


É pelo processo da fotoinibição que plantas adaptadas à sombra morrem quando expostas diretamente à luz solar. A imagem abaixo retirada da referência 12 mostra o efeito da fotoinibição nas folhas de uma planta.

Uma maior concentração de oxigênio induz um pequeno aumento na geração de radicais livres durante o processo da fotoinibição.


No nosso texto sobre cianobactérias que pode ser lido clicando aqui, já dissemos que o oxigênio atrapalha a fixação do nitrogênio por esses organismos, agora estamos acrescentando mais um benefício do oxigênio para o combate e prevenção desses organismos.


As macroalgas também são afetadas pela alta concentração de oxigênio, porém elas são bem mais resistentes que as microalgas.


Plantas, algas calcárias, corais e outros animais com zooxantelas não são afetadas pelos efeitos negativos


O leitor mais atento já deve estar preocupado com tudo isso que já dissemos, afinal, suas plantas, corais, anêmonas, musgos, tridacnas e qualquer outro ser fotossintetizante desejado também sofre os mesmos efeitos do alto oxigênio.


Quanto a isso não há o que se preocupar!


 As plantas superiores e animais com zooxantelas possuem defesas naturais contra o excesso de oxigênio dissolvido na água.


Seja pelo tecido animal que recobre esses organismos fotossintetizantes, pelo muco ou pela parede celular das plantas, esses organismos fotossintetizantes são melhor adaptados à situações de alta concentração de oxigênio dissolvido.


Além disso, em termos mais técnicos, a camada limite de difusão nesses organismos superiores promove uma maior proteção contra excessos do meio do que nos microrganismos.


A imagem abaixo esquematiza a camada limite. Perceba como o oxigênio que chega na célula é bem menor do que está dissolvido na água.

Os animais também são bastante adaptados a situações de altas concentrações de oxigênio.


É também preciso deixar claro que em condições em que os aquários são mantidos dificilmente é possível manter o oxigênio dissolvido acima de 150% da saturação por tempo considerável. Essa quantidade é segura a todos os animais e microrganismos desejados.


Medindo oxigênio dissolvido no aquário


A maneira mais precisa e simples de medir o oxigênio dissolvido na água é com um oxímetro semelhante ao da imagem abaixo. O único problema é que os oxímetros são bem caros e não justificam a compra para uso em aquários.

Os testes de oxigênio por gotas não são muito precisos e vão dar resultados que não correspondem à realidade.


Então não é preciso esquentar a cabeça com a medição precisa oxigênio dissolvido nos aquários, deve-se sempre buscar deixa-lo bem próximo ou acima do ponto de saturação já que dificilmente irá passar disso.


Aumentando o oxigênio dissolvido nos aquários


Existem 3 principais maneiras de aumentar o oxigênio dissolvido nos aquários: melhorando a circulação, usando equipamentos específicos ou dosando peróxido de hidrogênio (água oxigenada).


Aumentando o oxigênio dissolvido melhorando a circulação


Esse é o processo mais simples de todos, basta caprichar na vazão do seu filtro e/ou adicionar bombas de circulação para que isso aumenta a troca gasosa do água do aquário com a atmosfera e aumente o oxigênio dissolvido.


O aquarista deve buscar o ponto de equilíbrio entre, fauna, flora e circulação para garantir uma alta qualidade de vida aos habitantes do aquário.


Existem plantas, corais e outros invertebrados que não podem receber correnteza diretamente devido suas características naturais, logo o aquarista deve encontrar uma maneira desses seres vivos não serem negativamente influenciados pela circulação.

A melhor maneira de  melhorar a oxigenação através da circulação é jogar o fluxo de água contra a superfície da água de forma a criar o máximo de movimento possível como mostra o vídeo abaixo:


Aumentando a oxigenação dos aquários através de equipamentos específicos


Equipamentos específicos também podem ser usados para aumentar o oxigênio dissolvido de maneira bastante simples e sem aumentar o fluxo de água nos aquários.


Os geradores de ozônio, o Twinstar e o Gerador de Oxigênio e Oximax da Aquários Sobrinho são exemplos de equipamentos que aumentam consideravelmente o oxigênio dissolvido na água e por isso ajudam na prevenção e combate a algas, cianobactérias, dinoflagelados e diatomáceas. 


Já falamos sobre esses equipamentos no nosso texto sobre a ORP que pode ser lido clicando aqui! 


Se o aquarista quer simplicidade e não quer ter dor de cabeça os equipamentos mais indicados são mesmo o Gerador de oxigênio ou o Oximax da Aquários Sobrinho.


O Gerador de Oxigênio produz literalmente oxigênio puro e o dissolve na água com um misturador venturi.


Para mais informações sobre o Gerador de Oxigênio da Aquários Sobrinho clique aqui e veja nossa página sobre o gerador de Oxigênio!


Para os aquários de água doce a melhor opção é sempre o nosso Oximax.


O Oximax, além de aumentar o oxigênio dissolvido na água do aquário, também mata microrganismos que passam por ele, precipita metais, destrói matéria orgânica trazendo muitos outros benefícios diretos aos aquário.


Veja aqui o nosso texto sobre o Oximax!


Aumentando a oxigenação dos aquários com água oxigenada


Um método pouco usado para aumentar a oxigenação dos aquários é com água oxigenada.


A água oxigenada é uma mistura de água e peróxido de hidrogênio, um agente muito oxidante que pode ser bastante útil se usado corretamente, seja no combate localizado a algas, tratamento de doenças ou mesmo pra reduzir a matéria orgânica do aquário.


Além de ter um efeito oxidante, o peróxido de hidrogênio, ao se decompor, se transforma em água e oxigênio. A decomposição do peróxido de hidrogênio é bastante rápida, ficando no máximo algumas horas no aquário.


Pouca gente sabe, mas as águas naturais podem chegar a ter até 0,3ppm de peróxido de hidrogênio devido aos efeitos da radiação solar.


Muitos peixes, plantas e corais são tolerantes a consideráveis concentrações de peróxido de hidrogênio. A maioria dos peixes toleram concentrações de cerca de 7ppm de peróxido de hidrogênio. As algas e microrganismos diversos são bastante sensíveis ao peróxido de hidrogênio.


As bactérias nitrificantes também são afetadas pelos peróxido de hidrogênio, mas em concentrações baixas elas resistem tranquilamente.


O uso de uma concentração de até 5ppm de peróxido de hidrogênio é considerado seguro em filtros biológicos na literatura científica em muitos estudos de casos. Alguns, utilizaram concentração um pouco maior com muito sucesso.


Pesquisa bastante sobre o uso do peróxido de hidrogênio antes de usar e sempre faça um uso de uma concentração baixa e vá aumentando aos poucos. Fique atento a qualquer resposta negativa do aquário, principalmente aos testes de amônia e nitrito.


Uma dica é começar com concentração de 0,5 ppm de peróxido de hidrogênio e ir aumentando a dose diária em 0,1 ppm. 


No primeiro dia dosa 0,5ppm  ,no segundo dia 0,6ppm, no terceiro dia 0,7ppm e assim sucessivamente. O  aquarista vai monitorando os parâmetros e situação dos animais e plantas de preferência duas vezes ao dia.


Para manutenção em aquários de água doce recomendamos a adição diária de no máximo 2ppm de peróxido de hidrogênio. 


Para manutenção em aquários marinhos recomendamos a adição diária de no máximo 1 ppm de peróxido de hidrogênio e que a adição inicia com 0,1 ppm ao invés de 0,5ppm. 

A dosagem de peróxido de hidrogênio é de inteira responsabilidade do aquarista. 


Invertebrados e anabantídeos costumam ser bastante sensíveis ao peróxido de hidrogênio.


Conclusões


O oxigênio pode ser uma arma poderosa para manter nossos aquários e lagos bonitos. Ele reduz o crescimento de algas, cianobactérias, diatomáceas e dinoflagelados e pode até mesmo ajudar no combate desses indesejados organismos.


A água oxigenada (peróxido de hidrogênio) afeta diretamente esses microrganismos e pode ser de bastante utilidade, mas requer atenção do aquarista e pode ser um pouco custoso no longo prazo.


O oxigênio dificilmente vai chegar em concentração tóxica aos animais e plantas desejados do aquário, como ele é aberto e com grande circulação, o excesso é rapidamente liberado para a atmosfera naturalmente.


 O aquarista muitas vezes, apenas com o acréscimo de bombas de circulação, podem melhorar a qualidade de água dos seus aquários de maneira bastante barata.


Já os aquaristas exigentes ou com aquário mais populosos e delicados podem usar equipamentos específicos para melhorar a oxigenação. 


Para finalizar é preciso entender de maneira muito clara que o oxigênio não é uma coisa milagrosa, ele é só mais uma ferramenta para ajudar a manter nossos aquários saudáveis e bonitos. Sem que todos os outros pontos, principalmente em relação à filtragem, estejam inadequados, manter o oxigênio em concentrações altas não vai ser muito diferente de o manter em baixas concentrações.


Referências bibliográficas e literatura complementar

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[2] e Sousa, CA da Fonseca. Oxygen accumulation in photobioreactors. 2013.

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[12] Wang, Zhen-Xing, et al. "Aggravation of photoinhibition during variegated leaf development in Actinidia kolomikta (Rupr. & Maxim.) Maxim." Environmental and Experimental Botany 148 (2018): 176-183.

[13] Schmidt, Larry J., Mark P. Gaikowski, and W. H. Gingerich. "Environmental assessment for the use of hydrogen peroxide in aquaculture for treating external fungal and bacterial diseases of cultured fish and fish eggs." USGS Report (2006).

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[15] Pedersen, Lars-Flemming, and Per B. Pedersen. "Hydrogen peroxide application to a commercial recirculating aquaculture system." Aquacultural Engineering 46 (2012): 40-46.

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[18] Wijgerde, Tim, et al. "Coral calcification under daily oxygen saturation and pH dynamics reveals the important role of oxygen." Biology open 3.6 (2014): 489-493.

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