Il metodo Vodka negli acquari marini

Due chiacchiere sul Metodo Vodka: presupposti, dosi accorgimenti e controindicazioni.

L’idea di usare dei composti organici del carbonio per stimolare la proliferazione batterica e ridurre le sostanze inquinanti ha ottenuto recentemente grande popolarità e in tutti i forum di acquariofilia si moltiplicano le domande su questo argomento.

In questa breve discussione cercherò di affrontare l’argomento con particolare riferimento all’uso della vodka.

Essa trae spunto dalle discussioni che ho trovato in diversi forum e per questo è strutturata come domanda-risposta. Segnalo che, sebbene abbia tentato di riportare solo dati su cui vi è accordo e su cui si sono espressi i partecipanti più autorevoli, tutto quanto detto sotto rimane un parere, un’idea su cui si può non convenire.

Qualsiasi esperienza difforme da quanto riportato potrà essere oggetto di discussione nel forum.

Le domande:

1. Cosa è carbonio organico
2. Quali fonti di carbonio organico?
3. Perché usare la vodka
4. Perché la vodka e non un altro liquore?
5. Come si vede se i batteri aumentano?
6. Perché lo schiumatoio è indispensabile se si usa la Vodka
7. Vodka e ozono
8. Vodka: Istruzioni per l’uso
9. Le dosi
10. Problemi di percorso: Cosa devo fare se
11. Un dubbio: Le monocolture
12. Usando la vodka si possono usare le resine anti fosfati?
13. Controindicazioni
14. In conclusione

Fonti di carbonio organico di facile reperibilità

Zucchero – Vodka – Aceto

Cosa è il carbonio organico.

Il carbonio è un elemento che ha una grande affinità con le altre molecole e forma innumerevoli composti. Di questi alcuni (pochi) sono composti inorganici e fra di essi il monossido ed il diossido o anidride carbonica ed i loro sali (carbonato di calcio, bicarbonato di sodio etc..).

Al contrario la maggior parte dei composti del carbonio si riteneva potesse essere prodotto solo da esseri viventi e vengono quindi chiamati “organici”. Essi sono molti milioni e costituiscono il componente di base di tutti i sistemi viventi conosciuti.

Il carbonio inorganico (quello contenuto nei sali su detti, cioè carbonati e bicarbonati) viene trasformato in composti organici solo da alcuni organismi che per tale motivo sono detti autotrofi (autotrofo = che si nutre da se).

Fra questi le piante, le alghe ed alcuni batteri, in particolare i ciano batteri. Al contrario tutti gli altri organismi viventi (detti eterotrofi) non sono capaci di trasformare il carbonio inorganico in organico ed hanno bisogno di fonti di carbonio organico per vivere.

Apportare carbonio organico in un sistema chiuso (acquario) significa quindi apportare il substrato per la crescita di quegli organismi che lo utilizzano per proliferare non essendo capaci di usare il carbonio inorganico. Fra questi vi sono i batteri, pertanto apportare carbonio organico significa stimolare la proliferazione batterica.

I cianobatteri hanno la capacità di trasformare il carbonio inorganico in carbonio organico

 
Cianobatteri (da Alghe infestanti nell’acquario d’acqua dolce di Paolo Piccinelli) – Cianobatteri al microscopio

Quali fonti di carbonio organico?

Le più comuni fonti di carbonio organico usate in acquariologia sono l’alcol etilico (o etanolo), l’acido acetico e gli zuccheri. Come si può vedere dalla formula di struttura, alcol ed acido acetico sono molto simili. Ambedue possono essere acquistati ed usati puri, ovvero nelle due forme commerciali più vicine alla purezza: vodka (che contiene il 40% di alcol ) ed aceto (che contiene il 3-5% di l’acido acetico). Non tratterò degli zuccheri (saccarosio e fruttosio) che possono tuttavia essere usati.

Perché usare la vodka.

Il fine ultimo dell’uso di fonti di carbonio organico e’ quello di abbassare fosfati e nitrati, non ci dilungheremo sulla utilità di ciò, ma e’ importate sapere che questo non si ottiene in maniera diretta, ma grazie al fatto che la vodka (come le altre fonti di carbonio di cui non tratteremo) stimola la proliferazione batterica. I batteri per proliferare usano delle sostanze “nutrienti” fra cui NO3 e PO4 facendo crollare rapidamente la quantità di queste sostanze (che noi consideriamo inquinanti, ma che per i batteri sono vitali) in acquario.

Perché la vodka e non un altro liquore?

La vodka si preferisce agli altri liquori perché più pura nella sua composizione a causa del tipo di processo di distillazione ed inoltre non viene addizionata con sostanze aromatiche (non parliamo infatti di vodka alla frutta!).

Quindi si preferisce la vodka perché essa è (quasi) solo acqua ed alcol ed il suo uso e’ dunque più sicuro di quello di altri liquori.

Analogamente si preferisce usare l’acido acetico in luogo dell’aceto per evitare di immettere in vasca sostanze aromatizzanti. L’acido acetico e’ tuttavia corrosivo e tossico per inalazione.

Come si vede se i batteri aumentano.

L’aumento dei batteri (biomassa) e dei loro prodotti determina un aumento delle sostanze rimosse dallo schiumatoio che produce schiuma in maggior quantità più consistente e scura.

I batteri e i loro prodotti contengono NO3 e PO4 pertanto, se i loro prodotti vengono correttamente rimossi dallo schiumatoio, i test rileveranno una proporzionale riduzione di queste sostanze libere in vasca.

Ovviamente i sistemi stabili con bassi nutrienti (NO3 e PO4) non trarranno alcun beneficio da ciò (e dall’uso di qualsiasi alta fonte di carbonio organico).

E’ importante osservare che la somministrazione di carbonio organico non alimenta, o alimenta solo marginalmente, i cianobatteri che, come si e’ detto, sono capaci di produrre da soli il carbonio organico partendo dal carbonio inorganico (autotrofi).

Perché lo schiumatoio è indispensabile se si usa la Vodka.

Lo schiumatoio (da usarsi al massimo delle sue possibilità) è indispensabile per due motivi:

1) per rimuovere i prodotti batterici: I batteri ed in particolare le macromolecole proteiche che essi sintetizzano (e che hanno incorporato gli inquinanti NO3 e PO4) devono essere rimosse dall’acquario. Ciò si ottiene mediante schiumazione.

Essa rimuove in particolare le macromolecole proteiche (quindi di conseguenza gli inquinanti in esse contenuti) e la schiuma prodotta, come detto prima, aumenta e diventa più scura. Dunque per “esportare” dalla vasca le sostanze inquinanti trasformate dai batteri è necessario uno schiumatoio molto efficiente.

In assenza di questo le macromolecole proteiche prodotte dai batteri, lentamente si degradano e gli inquinanti tornano sotto forma di PO4 ed NO3 liberi in vasca vanificando l’uso del carbonio organico.

2) per ossigenare la colonna di acqua: la maggior parte dei batteri sono aerobi, cioè usano ossigeno (O2), e ad una proliferazione batterica comporta una riduzione dell’O2 disciolto in vasca e ciò, in assenza di un adeguato scambio gassoso può condurre a morte gli abitanti dell’acquario.

Il bicchiere di uno schiumatoio

Vodka e ozono

La riduzione dell’O2 dovuta alla proliferazione batterica può essere indirettamente misurata come diminuzione del potenziale di ossidoriduzione. Alcuni raccomandano l’uso di ozono durante l’utilizzo della vodka per contrastare la riduzione dell’O2 disciolto.

Ciò non sembra essere indispensabile, ma garantisce una ulteriore protezione da eventuali improvvisi crolli dell’O2 dovuti a esplosione batterica.

Inoltre l’eccesso di macromolecole organiche in vasca, prodotte dai batteri alimentati con la vodka, può portare al fenomeno del “gelbstoff” (ingiallimento dell’acqua). In questi casi, pare che l’uso dell’ozono si sia dimostrato utile per rompere le molecole organiche responsabili dell’ingiallimento e evitare il fenomeno.

Cambi d’acqua e uso di carbone attivo possono ovviamente essere delle soluzioni alternative per questo problema.

Vodka: Istruzioni per l’uso

Come si quantifica l’efficacia del metodo?
L’efficacia del “metodo Vodka” si quantifica con la riduzione dei PO4 e NO3 pertanto è fondamentale misurare con grande accuratezza (e quindi con ottimi reagenti) queste sostanze prima di iniziare a somministrare la Vodka e ripetere periodicamente la misurazione al fine di valutare i risultati.

Infatti la dose di Vodka da somministrare che si suggerisce è generica e varia a secondo del tipo di vasca del popolamento etc.. in tali condizioni rilevare una importante riduzione di Nitrati e fosfati significa che il metodo sta funzionando e confermare nel tempo la riduzione significa aver trovato la dose giusta per la vostra vasca.

Prima di iniziare è necessario stimare il volume netto della vasca. Esso, come spesso suggerito, è dato dal volume della vasca+sump+reattori etc.. da cui bisogna sottrarre il volume delle rocce (prudenzialmente sottrarremo il 30% se non si conosciamo il volume esatto delle rocce).

E’ meglio sottostimare un po’ il volume (e quindi aggiungere meno Vodka) che sovrastimarlo rischiando di somministrare una dose eccessiva di Carbonio.

Le dosi:

a) la prima settimana
Sebbene non vi sia accordo generale, la dose più frequentemente suggerita (riferita ad un volume netto della vasca, calcolato come sopra detto), e’ la seguente:

b) la seconda settimana
La vodka dovrebbe essere divisa in due parti somministrate al mattino ed alla sera e, per essere precisi nel dosaggio, può essere aspirata con una siringa da insulina che riporti la scala in millilitri.

In questa tabella la dose per 100 litri può essere usata come base di calcolo per altri volumi (ad es per 150 litri di volume netto essa deve esser moltiplicata per 1,5, per 200 litri per 2 etc. Nella seconda colonna si vede il calcolo per 400 litri netti che si ottiene e moltiplicando la dose x 4).

Nelle tabelle successive l’incremento della dose ‘ indipendente dal volume della vasca e pertanto la quantità da aggiungere si ottiene sommando alla dose già somministrata la dose di incremento

Al settimo giorno si rimisurano NO3 e PO4. Durante la seconda settimana (giorni 8-14) si aumenta la dose di 0,5 ml indipendentemente dal volume della vasca e pertanto nell’esempio di cui sopra:

Al 14° giorno si rimisurano NO3 e PO4 e ci si regola così:c) cosa fare dopo

1. se si è avuto un significativo decremento di NO3 e PO4 rispetto ai valori precedenti si continua la stessa dose. In tal caso la riduzione di inquinanti dovrebbe procedere lentamente fino a farli scomparire del tutto. Ovviamente si verifica l’andamento di NO3 e PO4 con valutazioni settimanali e, nel caso non si rilevasse per più settimane una ulteriore riduzione, si passa alla strategia B. Attenzione si consiglia di aumentare la dose (strategia B) solo se la riduzione di inquinanti si arresta per due o più settimane e ciò al fine di ottenere una riduzione lenta che non crei brusche variazioni e stress ai coralli
2. se NO3 e PO4 sono stabili si aumenta la dose di 0,5 ml e pertanto nell’esempio:

Si ripete il dosaggio di NO3 e PO4 al 21esimo giorno e ci si regola come sopra detto (strategia A se si è avuta una riduzione o strategia B se i valori sono stabili) e il ciclo si ripete. Bisogna tuttavia considerare che in alcuni casi (vasche molto popolate o con inquinanti tendenzialmente alti) può essere necessario un incremento progressivo della dose per molte settimane fino raggiungere, ad es, alla 10° settimana 4.7 ml di vodka per 100 litri o anche dosi maggiori.

d) la dose di mantenimento
Quando PO4 ed NO3 diventano non rilevabili con i test dimezzare la dose, questa sarà la “dose di mantenimento”. Se nel nostro esempio dopo 21 giorni  NO3 e PO4 sono non rilevabili la dose di mantenimento sarà

In caso di ricomparsa di nitrati e fosfati
Eseguire quindi i test con cadenza settimanale o quindicinale e, se ricompaiono (e si conferma) nitrati e fosfati aumentare la dose di 0,1 ml la settimana fino quando essi ricominciano a scendere. Questa dose verrà quindi mantenuta fino quando NO3 e PO4 scompariranno di nuovo.

Problemi di percorso: Cosa devo fare se

• Se non ricordo se ho somministrato la Vodka oggi: non somministrarla (meglio saltare la dose che raddoppiarla)
• Se ho dimenticato la dose di ieri: non somministrare doppia dose oggi (meglio saltare una dose)
• Se dopo alcune ore e fino a 24 dalla somministrazione della Vodka compare in sump e/o sui vetri una pellicola traslucida simile ad una muffa o simile a quello strato scivoloso al tatto che si crea in un vaso da fiori quando non si cambia l’acqua per molti giorni: si tratta di una eccessiva proliferazione batterica: ridurre la dose del 50%
• Se da un’ora a poche ore dopo l’aggiunta dio Carbonio compaiono tanti fiocchi bianchi tipo tempesta di neve in vasca: si tratta di una esplosione batterica dovuta al sovradosaggio del Carbonio (in inglese fioritura batterica o bacterial bloom BB). Scompare da sola dopo 24 ore circa, tuttavia possono esserci i problemi legati ad un eccessivo consumo di O2, come sopra riportato e pesci sensibili possono soffrirne. Per questo si raccomanda di usare le dosi sopra riportate e evitare di sopradosare la Vodka

NB non vi sono evidenze che una eccessiva proliferazione batterica o il bacterial Bloom sia legato alla proliferazione di un singolo ceppo batterico e/o a batteri patogeni

• Se compaiono segni di stress dei coralli : Dimezzare la dose

In particolare è stata riportata una perdita di tessuto degli SPS alle punte (punte bruciate) dopo la somministrazione di tutte le fonti di carbonio organico. La causa di ciò non è nota, ma pare possa essere legata a una drastica riduzione del KH per alterazioni, non meglio specificate causate dalla proliferazione batterica. Di norma il problema scompare se si riporta alla norma il valore del KH

Un dubbio: Le monocolture

E’ opinione comune che aggiungendo una fonte di carbonio organico alla lunga una specie batterica possa diventare dominante sulle altre evolvendo verso una monocoltura. Si ritiene inoltre che differenziando le fonti di carbonio si stimoli la crescita di ceppi batterici diversi e si evita o si riduce questo problema.
Tutto ciò non è scientificamente dimostrato, anzi, pare verosimile, per analogia con altri sistemi, che anche la aggiunta di un singolo composto crei non una, ma più specie batteriche dominanti. Al contrario differenziare le sorgenti di carbonio (aggiungendo in alternanza acido acetico o zuccheri) non assicura che un ceppo batterico usi preferenzialmente una fonte, mentre un altro ceppo usi l’altra e così è verosimile che il ceppo (o i ceppi) dominanti tali rimangano “ingrassando” indipendentemente se il carbonio viene somministrato come vodka, aceto o zucchero.
Da ultimo non è noto se la diversificazione batterica sia utile o dannosa per i coralli.

Usando la vodka si possono usare le resine anti fosfati?

I fosfati costituiscono un “alimento” per i batteri, assieme ai nitrati, se noi ne stimoliamo la proliferazione batterica somministrando vodka (o altre forti di carbonio), ma nel contempo sottraiamo i PO4 o i NO3 che per loro sono i nutrienti per i batteri compiamo una operazione che non ha senso, anzi che può essere controproducente come dare concime ad una pianta senza poi piantarla in terra. Ciò non toglie che molti usano le resine anti PO4 insieme alla vodka senza particolari problemi, Verosimilmente tutto dipende da quanti PO4 vengono prodotti ed eè quindi necessario trovare un equilibrio fra rimozione (via resine e batteri) e produzione via pesci etc..

Controindicazioni

Come detto sopra vasche con NO3 3 PO4 assenti (o non dosabili) potrebbero non beneficiare per nulla dall’uso di fonti di carbonio organico.
La proliferazione batterica causa una progressiva diminuzione dei NO3 e PO4 ciò di norma comporta un miglioramento della colorazione dei coralli, tuttavia la riduzione di nutrienti può comportare un “impallidimento” dei coralli. In questa condizione di nutrienti molto bassi (vedi anche le raccomandazioni nell’uso del metodo Zeovit), può essere utile considerare le raccomandazioni al’uso di additivi che migliorano la salute dei coralli come ad es gli aminoacidi che pare possa migliorano la colorazione dei corali in tali condizioni.. Tali argomenti argomento tuttavia non e’ sono della presente trattazione. E’ comunque suggerito in maniera esplicita che se si osserva uno sbiancamento dei coralli è necessario sospendere la somministrazione di Vodka.
Da notare che la somministrazione di vodka, rimuovendo gli inquinanti, prodotti ultimi anche del metabolismo animale, consente di aumentare la somministrazione di cibo ai pesci, cosa che in certi casi è addirittura da incoraggiare per non arrivare ad una situazione di nutrienti ultra bassi.

In conclusione

Usare fonti di carbonio è utile nella maggior parte dei casi, ma come sempre è necessario essere pazienti senza mirare a soluzioni mirabolanti in tempi brevissimi e rispettare dosi e tempi. E’ importante verificare spesso i risultati e aggiustare le dosi recependo quei segnali di cui ho accennato per capire se tutto fila liscio.
Ovviamente la vodka e’ preferibile ad altre fonti di carbonio in quanto, in caso di mancati risultati, si può assumere per bocca in larghe dosi (preferibilmente fredda) dopo i pasti ed in tal caso, dopo il terzo bicchierino di norma i coralli migliorano notevolmente la colorazione.