Brasil Reef - Fórum de Aquário - Aquarismo - Marinho, Corais e Água Doce

Nessa aula falaremos sobre os processos de decomposição de matéria orgânica.


Decomposição da matéria orgânica – Ciclo do Nitrogênio:

O equilíbrio de um sistema biológico depende, em grande parte, da decomposição da matéria orgânica, provendo uma reciclagem dos elementos. No aquário - seja ele marinho ou de água doce - geralmente não se consegue atingir esse equilíbrio. Esse é o motivo pelo qual as técnicas de filtragem são empregadas.

Os seres responsáveis pela decomposição da matéria orgânica são os vários tipos de bactérias que vivem no aquário. Bactérias que vivem na presença de oxigênio (O2) são chamadas de aeróbicas e as que não necessitam do oxigênio são as anaeróbicas. Vários tipos de bactérias aeróbicas e anaeróbicas vivem no aquário, em qualquer material poroso que nele se encontre.

A decomposição de componentes que contém nitrogênio pode ser simplificada em três etapas :

- Mineralização;
- Nitrificação;
- Dissimulação.


a) Mineralização :

Nessa etapa do processo de decomposição, os aminoácidos (elementos que compõem proteínas) são “quebrados”.

Bactérias heterotróficas retiram o CO2 dos aminoácidos e os decompõem. Como produto da mineralização , temos amônia e ácidos orgânicos. Os ácidos orgânicos vão reagindo com carbonatos do aquário e a reserva alcalina vai diminuindo.

A amônia (NH3) também surge dos excrementos dos animais, de algas mortas e de restos de alimentos.

Amônia tem relação direta com os íons amônia (NH4+). Em um PH de 8,3 a relação amônia - íons amônia é de 1 para 9. Os íons amônia são menos tóxicos aos animais que a amônia. A relação pode ser representada da seguinte forma :


NH4+ + H2O <---> NH3 + H3O+


b) Nitrificação :

Na próxima etapa da decomposição da matéria orgânica ocorre a oxidação dos íons amônia e da amônia, formando o Nitrito (NO2-) e o Nitrato (NO3-). Essas reações são realizadas por dois grupos de bactérias, as nitrosomonas, que oxidam os íons amônia e a amônia em nitrito, e as nitrobactérias, que oxidam o nitrito em nitrato.

Abaixo temos as reações :

reação realizada pelas bactérias nitrosomonas:
2NH4+ + 2OH- + 3O2 ---> 2H+ + 2NO2- + 4H2O

reações que são realizadas pelas nitrobactérias:
2NO2- + O2 ---> 2NO3-


c) Dissimulação :

Na última fase do processo de decomposição, o nitrato continua sendo “transformado”. Vários tipos de bactérias podem estar presentes no processo de dissimulação. Os produtos que podem surgir da dissimulação são :

- Óxido Nitroso (N2O);
- Nitrogênio (N2);
- Amônia / íons Amônia (NH3 / NH4+).

Óxido Nitroso e Nitrogênio são gases que não reagem com água. Quando eles são o produto final da decomposição, falamos no processo de denitrificação. Esse processo é realizado por bactérias anaeróbicas, que retiram o O2 do nitrato (NO3-), resultando nos dois gases que deixam o aquário. Essa é a forma ideal de ocorrer o processo de decomposição.

Quando o produto final da decomposição for amônia e íons amônia, falamos no processo de redução do nitrato. Nesse caso, concentrações altas de amônia/íons amônia no aquário podem ser a conseqüência. Felizmente, dificilmente o processo de redução do nitrato é predominante no aquário.

No esquema abaixo, temos representado o processo de decomposição :




Embora não seja necessário para o aquarista saber química, é necessário ter em mente o que ocorre no aquário e onde devemos interferir. O excesso de matéria orgânica em decomposição deve ser evitado.



No aquarismo sempre se fala sobre a decomposição de elementos com nitrogênio em sua composição. Existem, entretanto, outros componentes da decomposição que devemos nos atentar. Fosfato é um desses componentes. Está presente na água como PO43-, H2PO4- e HPO42-. O fosfato é gerado pela decomposição de plantas, organismos planctônicos e microorganismos.

Os sistemas de filtragem, assunto da nossa próxima aula, tratam de como retirar matéria orgânica antes do processo de decomposição ou de como acelerar esses processos.

Até lá.


abraço

Julio essas aulas são ótimas, parabéns pela iniciativa.

Muito boa a aula Júlio, mas deixa eu corrigir alguns termos e equações:

(NH4+) é chamado de íon amônio e não amônia.

"Amônia tem relação direta com os íons amônia (NH4+). Em um PH de 8,3 a relação amônia - íons amônia é de 1 para 9. Os íons amônia são menos tóxicos aos animais que a amônia. A relação pode ser representada da seguinte forma :
NH4+ + H2O <---> NH3 + H3O+"

A hidrólise ocorre com a substância amônia e não com o íon amônio (a velocidade de reação da hidrólise da amônia é bem maior do que do íon amônio, essa expressão só seria utilizada se houvesse a introdução de um sal de amônio o que naturalmente seria "quase" impossível), sendo assim a expressão fica:

NH3(aq) + H2O(l) <---> NH4+(aq) + OH-(aq)

Lembre-se de que há 2 equilíbrios, este mostrado acima e da dissolução do gás amônia em água:

NH3(g) <---> NH3(aq)

O que há de importante nesse equilíbrio?

Caso haja a introdução de íons H+ (ou um consumo de NH4+ pelas bactérias por exemplo), há um "deslocamento" no 1º equilibrio no sentido da formação dos produtos, o que elevaria a concentração de NH4+ e o pH do sistema (sem pensar na reserva alcalina e outras reações que ocorrem nesse sistema).

No entanto, se há a introdução de íons OH- ou NH4+, há um "deslocamento" no 1º equilibrio no sentido da formação dos reagentes o que aumenta a quantidade de amônia aquosa (essa é tóxica para os animais). Como esse reagente faz parte da 2ª reação, há também um aumento na formação da amônia gasosa.

Observação: o uso de ventiladores (ou coolers) na superfície da água faz com que a água evapore mais e que dificulte a solubilização (dissolução) dos gases que fazem equilibrio com ela (CO2, NH3, etc). O aumento da temperatura, diminui a solubilidade (e a quantidade de gás dissolvido - forma aquosa) tanto do CO2 quanto do NH3 uma vez que a reação de dissolução é exotérmica.

A reação realizada pelas bactérias nitrosomonas, não necessita de íons OH-,

2 NH4+ + 3 O2 → 2 NO2- + 4 H+ + 2H2O

Parabéns.