zuanoni
Zuurstof
zuanoniZuurstof
Een stof die opgelost in water ➛waterstofionen afgeeft.
De definitie van een zuur is lang bediscussieerd; voor het aquarium is deze van de Zweedse natuur- en scheikundige Arrhenius nuttig.
Ook de zure smaak van voedsel en vloeistoffen ontlenen die aan deze ionen. Een stof met tegengestelde eigenschappen wordt een ➛base genoemd.
Balans van ➛zuren en ➛basen in een oplossing.
➛Water, H₂O, is altijd zelf deels in oplossing: 2H₂O splitst af in H₃O⁺ (opgelost H⁺) en OH⁻. Als beide in een gelijkwaardig evenwicht staan, is de oplossing niet zuur en niet basisch (alkalisch), maar neutraal. De ➛pH is dan 7. Hoe meer dit evenwicht naar H⁺ verschuift, hoe zuurder de oplossing en hoe lager de pH (beneden de 7). Verschuift de balans naar een hoger aandeel OH⁻, dan wordt de oplossing meer basisch en stijgt de zuurgraad boven de 7.
De pH schaal loopt van 0 tot 14. Theoretisch kunnen waarden daar buiten liggen, iets dat in de natuur waarschijnlijk niet voorkomt.
De zuurgraad is een belangrijke factor in de waterchemie. Het bepaalt voor een groot deel de bacteriedichtheid: in zuur water komen minder bacteriën voor dan in neutraal of basisch. De weerstand van vissen en planten is aangepast aan deze dichtheid, en daarmee aan de zuurgraad van de leefomgeving. Dieren uit zacht en zuur water zijn daarmee belangrijk gevoeliger voor ➛infecties. Hun lichaam is niet gewend aan hoge aantallen ziekteverwekkers en het ➛immuunsysteem raakt makkelijk overbelast, wat resulteert in een verzwakte vis. Dit uit zich in onder meer verminderde eetlust, groei, paringslust, etc. Moeilijk houdbare vissen komen bijna altijd uit dergelijk gebied, hun aanpassingsvermogen speelt dan een grote rol. Nakweek vissen hebben al enige aanpassing ondergaan en zijn in de regel makkelijker te houden en kweken.
In de natuur is het water meestal neutraal tot licht zuur. Vooral in de tropen komen echter pH-waarden tot 4 voor. Ter vergelijk: een citroen heeft een pH van 3,5. pH-waarden hoger dan 7 zijn er maar weinig, een goed voorbeeld vormen de grote Afrikaanse meren: daar kan de pH tot boven de 8 stijgen.
Overigens is de zuurgraad geen stilstaande factor. Gedurende een etmaal wisselt deze, voornamelijk door de invloed van licht. Daardoor neemt overdag de hoeveelheid ➛CO₂ af door opname ervan door planten. 's Avonds is de pH doorgaans hoger dan 's ochtends.
Omdat het Nederlandse kraanwater rond de pH 7 schommelt, is de pH over het algemeen niet een problematische factor. Maar aquariumwater is maar ten dele vergelijkbaar met kraanwater. Zowel planten, vissen als hout en stenen geven stoffen af en nemen sommige ook op, nog afgezien van wat vissen voeren zoal met het water doet.
Het aanzuren van water kan prima. Werd dat vroeger vrijwel uitsluitend met ➛turf in een ➛filter geregeld, sinds enkele tientallen jaren gebeurt dit vooral met ➛CO₂-bemesting. Ook het gebruik van ➛herfstbladeren of, minder gangbaar, eikenschors is mogelijk. Deze moeten echter wel, net als turf, geregeld worden ververst. Om de verlaagde zuurgraad stabieler te maken is het zaak het water eerst te ➛ontharden.
Het aanpassen van de zuurgraad is een veel toegepaste vorm van ➛waterbereiding. ➛Meten ervan kan met teststrips, druppeltests of een ➛pH-meter.
O
Chemisch element dat in de natuur (vrijwel) niet ongebonden voorkomt. Na ijzer is het de meest voorkomende stof op aarde (29%). In de zuiverste vorm komt het in de atmosfeer voor als O₂, het geur-, kleur- en smaakloze zuurstofgas. Water (H₂O) bestaat er voor het grootste deel uit; als atoom is het acht keer zwaarder dan ➛waterstof. En de aardkorst bestaat vrijwel geheel uit silicaten, verbindingen met kiezelzuur (H₄SiO₄).
Zuurstof is als element noodzakelijk bij de ➛dissimilatie, om zo te voorzien in de energie van planten en dieren. Overdag wordt het door planten gevormd uit ➛water en ➛kooldioxide, tijdens het ➛assimilatieproces.
De atmosfeer bestaat voor ongeveer 21% uit zuurstofgas. In water is dat (bij 20° en 1 bar) veel minder: slechts 5%. In milligram is dat ongeveer 9,4 per liter. Dat gehalte is sterk ➛temperatuur afhankelijk: bij 0° C lost 14,6 mg/l op, bij 30° is dat nog maar 7,6 mg/l. Ook druk heeft veel effect op de oplosbaarheid: bij een verdubbeling van de druk verdubbelt ook de oplosbaarheid van zuurstof. Elke 10 meter diepte neemt de druk met 1 bar toe: daarom geen voordeel voor aquaria, althans niet in huis.
Zuurstoftekort is een weinig voorkomend probleem, maar kan het gevolg zijn van een hoge bezettingsgraad, zeker bij warm weer, of een overmaat aan zuurstof verbruikende rottingsprocessen.
Voor vissen is 6 mg/l het minimum. Bij 5 mg/l ontstaat ➛stress en gaan vissen aan het wateroppervlak lucht happen, bij 1,5 mg/l treedt vissterfte op.
Een teveel komt nog minder voor, maar kan optreden bij ➛algenbloei, of het plaatsen van vissen in een aquarium met algenbloei. Ook in een goed beplant aquarium met ➛CO₂-bemesting bestaat hiertoe een kans. Het zuurstofgehalte kan oplopen tot 300% ten opzichte van de normale waarde. Bij enige stroming is de kans hierop zeer klein, aangezien de zuurstof via het wateroppervlak dan al snel weer verdwijnt.
Oververzadiging met zuurstof kan leiden tot een te hoog CO₂-gehalte in het bloed. Vissen verhogen geleidelijk het zuurstofverbruik en ademen sneller, tot een punt waarop deze weer daalt tot onder normaal, of zelfs stopt. Sterke slijmafscheiding en bloedingen aan kieuwen en vinnen kunnen dan optreden. De vissen zwemmen opgewonden langs de ruiten, om zich vervolgens te verstoppen met de kop in de bodem of tussen de planten, om kort daarna dood te gaan.
Snelle hulp is dan noodzakelijk. In beide gevallen, zuurstofgebrek of -oververzadiging, is ➛beluchting de oplossing. Een tekort wordt aangevuld, een teveel uitgedreven. Stop ook de CO₂-bemesting.
Zuurstofoververzadiging kan leiden tot ➛gasblaasjesziekte.
