Decalcificazione biogena

Scritto da Nicolatc & Sini il . Postato in Acquariologia generale

Talvolta sul forum compare un topic che recita più o meno così...

«Aiuto! C'è un patina bianca sull'Egeria! Che carenza è?»

Markaf CiottololinaFoto di Ciottolina

Non è una carenza!

Si tratta di un fenomeno naturale che si chiama decalcificazione biogena.

Di cosa si tratta?

Le piante hanno un gran bisogno di carbonio che ricavano dalla CO2.
Se sono piante galleggianti o lacustri possono tranquillamente assorbire questo nutriente dall'aria; se invece sono acquatiche devono assorbirlo dall'acqua.

L'anidride carbonica, in un acquario avviato, è presente a causa dei processi biologici di batteri, pesci e microorganismi.
Tuttavia, se l'acquario è appena avviato o contiene molte piante rapide e una forte illuminazione, l'anidride carbonica che si forma spontaneamente potrebbe non essere sufficiente.
Questo è il motivo per cui molti acquariofili la erogano artificialmente.

Markaf co2 fai da te acido citrico acquariofiliafacileAutore: Jovy1985

Ok. Ma ipotizziamo che non ci sia l'impianto CO2 e che l'acquario sia avviato da poco.
Come fanno le piante acquatiche a ricavare l'anidride carbonica necessaria?

La prendono dai bicarbonati, grazie alla decalcificazione biogena!

Il fenomeno della decalcificazione è molto simile a ciò che accade al bicarbonato di calcio quando facciamo bollire o evaporare completamente l'acqua.

Acqua bollente

Notiamo la formazione di un deposito bianco sul fondo della pentola, tanto più evidente quanto più è dura l’acqua di rubinetto!

Nell’acquario, ovviamente, la causa del fenomeno non è l’aumento della temperatura o l’evaporazione dell’acqua.

Le specie di piante in grado di utilizzare il bicarbonato come fonte di CO2 per la fotosintesi utilizzano diversi meccanismi che, generalmente, prevedono una variazione del pH tra le due facce della foglia; in questo modo spostano gli equilibri chimici verso la formazione di CO2 sul lato ventrale della foglia; e verso il carbonato sul lato dorsale della foglia.

Lo stratagemma tipicamente utilizzato dalle piante consiste in uno spostamento «attivo» di ioni idrogeno dalla superficie superiore della foglia, che li assorbe dall’acqua circostante, alla superficie inferiore, che invece li espelle.

Markaf decalcificazione biogena 1

Sulla superficie inferiore della foglia il pH acido indotto dall’accumulo di ioni idrogeno (H+) provoca la formazione di CO2 (e acqua) attraverso la neutralizzazione dei bicarbonati (HCO3-):

HCO3- + H+ → H2CO3 (formazione acido carbonico)

H2CO3 → CO2 + H2O (formazione anidride carbonica)

La CO2 prodotta dalla reazione viene immediatamente assorbita dalla pianta, perché la reazione avviene all'interno della foglia.

Al contrario, il pH alcalino sulla superficie superiore della foglia spinge la dissociazione dei bicarbonati presenti in carbonati (CO3- -) e ioni idrogeno; il calcio disciolto (sia come ione singolo che come bicarbonato di calcio) precipita come carbonato di calcio (CaCO3):

HCO3- → CO3- - + H+ (formazione carbonati)

Ca++ + CO3- - → CaCO3 (formazione carbonato di calcio)

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2

Markaf decalcificazione biogena 2

Possiamo quindi riassumere la decalcificazione biogena con questa reazione:

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2

L'anidride carbonica viene assorbita dalle piante; l'acqua... beh... si diffonde in acquario.

E il carbonato di calcio?

La reazione che abbiamo letto qui sopra è esattamente la stessa che abbiamo facendo bollire dell'acqua con bicarbonato di calcio.

Paky

Ovviamente il carbonato di calcio residuo non si deposita sul fondo della pentola, bensì... sulle foglie della pianta, formando quella patina (dura e croccante) che allarma gli acquariofili.

Quanto più l'acqua è dura e ricca di calcio, tanto più il fenomeno potrà essere evidente.

Le piante...

Tutte le piante hanno la possibilità di ricavare anidride carbonica dall'acqua?

In genere, le piante acquatiche; piante galleggianti e palustri non ne hanno bisogno, avendo a disposizione la CO2 atmosferica.

Tanto per fare qualche nome possiamo citare le seguenti: Vallisneria, Hygrophyla, Cabomba, Ceratophyllum, Myriophyllum...

Sopra tutte, però, va sicuramente citata l'Egeria.

Markaf Egeria decalcificazioneFoto di Eggeioss

Probabilmente per la sua velocità di crescita, il fenomeno della decalcificazione biogena è particolarmente evidente su questa pianta.
Non è un caso, infatti, se tutte le foto di questo fenomeno (anche in questo articolo) ritraggono proprio questa meravigliosa pianta...

La decalcificazione biogena ha qualche implicazione per le piante?

Si tratta di un fenomeno che richiede parecchia energia (nel caso della pentola, fornita dal gas).

Innanzitutto, quindi, può avvenire solo se l'acquario è ben illuminato: la fonte di energia delle piante, infatti, è la luce.
Secondariamente, costando molta fatica alle piante, le rallenta notevolmente.

Scarsa CO2, forte illuminazione, piante rallentate... vi viene in mente qualcosa?

Alghe in acquarioPer vostra comodità cliccate pure sull'immagine...

Non solo: la patina di carbonato di calcio ostacola la fotosintesi, riduce la disponibilità di energia a disposizione della pianta (proprio quando ne ha un disperato bisogno) e la rallenta ulteriormente.

... e l'acquario

La decalcificazione biogena ha degli effetti anche sull'acquario.

Come abbiamo visto, questo processo elimina dei bicarbonati di calcio; in questo modo (a lungo andare) abbassa il KH (che è la misura dei carbonati e dei bicarbonati).

Markaf CicerchiaFoto di cicerchia80

È vero - osserverà qualcuno - che la decalcificazione biogena elimina dei bicarbonati di calcio; però restano i carbonati di calcio!

Sono però carbonati di calcio precipitati, non disciolti nell'acqua.

Precipitato il calcio, diminuisce anche il GH.

E non è finita!

Il progressivo abbassamento del KH ridurrà l'effetto tampone; basterà quindi  una piccola variazione per far crollare il pH.

Conclusioni

Questo fenomeno meraviglioso ci fa ammirare ancora di più quella meraviglia acquatica che è l'Egeria densa.
Ricordiamoci, tuttavia, che si tratta di un processo molto dispendioso per la pianta, che a lungo andare la danneggia.
Per fortuna, negli acquari in stile Acquariofilia facile, con il tempo, si instaura un equilibrio biochimico per il quale le piante non hanno più la necessità di ricorrere alla decalcificazione biogena.

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