La sensibilità della schiumazione proteica
Secondo le indicazioni di Wilkens (1973), per mezzo degli schiumatoi efficacemente regolati, vengono rimosse dal sistema dell’acquario almeno il 60-70 % delle proteine aggredite. La sensibilità dello schiumatoio si attesta a meno di 0,05 mg di sostanze colloidali per litro di acqua marina. Questo gradiente di efficacia di uno schiumatoio, in base al tipo, viene fortemente influenzato da diversi parametri esterni. Una leggera ozonizzazione porta ad un miglioramento della resa schiumante (vedi più in basso). I diffusori in legno di cattiva qualità o consumati, un apporto di aria troppo esiguo o a bolle eccessivamente grossolane, riducono la resa dello schiumatoio, come pure il fumo di sigaretta nell’aria in alcuni tipi di schiumatoio. Con il tempo, in tutte le tipologie di schiumatoio, nella parte superiore del tubo di contatto, dove si forma la schiuma proteica, si forma una pellicola di grasso più o meno spessa. Anche questa inibisce una efficace schiumazione. Una logica conseguenza del deposito di grassi è la necessità di dover pulire regolarmente gli schiumatoi, affinché possano funzionare efficacemente. Gli schiumatoi mal tenuti ed erroneamente regolati non di rado sono la causa di un arricchimento di nitrati e fosfati nell’acqua dell’acquario, e in questo modo diventano responsabili della cattiva qualità dell’acqua e dell’intensa crescita algale.
Cosa viene schiumato?
A questa domanda abbiamo già accennato una risposta in precedenza: vengono schiumate le sostanze organiche che con le loro aree non polarizzate si depositano nello strato di contatto aria/acqua. In tal senso si tratta in prima linea di albumine (da qui anche il nome schiumatoio di albumine), che vengono rimosse dal ciclo dell’acqua prima di essere trasformate in nitriti/nitrati e fosfati dal ciclo dell’azoto e del fosforo. In base alla teoria descritta nel riquadro, uno schiumatoio non è in grado di rimuovere direttamente dall’acqua nitriti (NO2-), nitrati (NO3-) e fosfati (PO43), perché queste molecole sono prive di un componente non polarizzato che costituisce, in effetti, la base per il processo di schiumazione. Si tratta di una evenienza facilmente verificabile da ogni acquariofilo marino, testando l’adsorbato con degli appositi reagenti di misurazione. Certo una analisi chimica dell’adsorbato per mezzo di molti reagenti acquaristici non è possibile, o lo è difficilmente, dato che evidenzia una forte colorazione propria, ma la determinazione di nitriti e nitrati forniscono in prevalenza risultati accettabili. È interessante notare che, al contrario, nell’adsorbato di un acquario con un forte arricchimento di nitrati sono riuscito a verificare un significativo incremento del contenuto di ammoniaca/ammonio . L’origine di queste sostanze non è ancora chiara. Nei confronti dei nitriti, nitrati e fosfati, una diretta schiumazione appare inverosimile, perché anche qui manca la necessaria area non polarizzata. Presumibilmente la “schiumazione” di ammoniaca/ammonio deriva da attività batteriche e/o reazioni chimiche che avvengono nel concentrato adsorbato. Un ulteriore risultato dell’analisi dell’adsorbato è in tal senso molto interessante: l’esame mostrava una intensa presenza batterica, dimostrata da una strisciata di adsorbato su una adeguata capsula di cultura. In questo caso si pongono due interrogativi: da dove provengono i batteri, ovvero come arrivano nell’adsorbato? E di che generi o specie di batteri si tratta? Si può ipotizzare che possano essere stati inglobati nella schiumazione. Questo sarebbe sostanzialmente possibile ed era già stato supposto da Shimek (2002). D’altro canto, non è escluso che, nel caso di questi batteri, possa trattarsi di impurità (contaminazioni), che hanno origine dalla regolare pulizia del recipiente di raccolta. Ulteriori esami sull’argomento sarebbero sicuramente di grande interesse per l’acquariologia marina
L’arricchimento di composti organici nell’adsorbato è misurabile?
Il riscontro dei composti organici è molto più complicato di quello di alcuni oligoelementi. Questo dipende, tra l’altro, dal numero enorme di diversi composti organici presenti nell’acqua marina. Allo scopo di superare tale problematica si sfruttano riscontri indiretti. Una buona possibilità consiste nell’analisi del contenuto azotato complessivo dell’adsorbato, per poi utilizzarlo come valore indicativo per i composti organici. Questo risulta composto di certo esclusivamente di composti organici (e batteri), dato che nitriti e nitrati non vengono schiumati. Una analisi corrispondente del contenuto di azoto nell’adsorbato di alcune vasche sperimentali, condotta da Shimek (2002), evidenziò valori di 420-650 mg per ogni chilogrammo di adsorbato. Delle analisi molto interessanti concernenti la composizione dell’adsorbato sono state pubblicate da K.S. Feldman, della Pensylvania State University, USA, nel suo articolo su “Advanced Aquarist” comparso nel 2010 “Elemental Analysis of Skimmate: What Does a Protein Skimmer Actualy Remove from Aquarium Water?”. La base delle sue analisi è stato un acquario di barriera di circa 600 litri con una definita presenza di animali (pesci e invertebrati) e apporto di cibo.
Le analisi dei nitriti (sinistra) e dei nitrati (destra) presenti nell’adsorbato. Entrambe le sostanze non sono ravvisabili, come dimostra la colorazione gialla. Al contrario è evidente la presenza dei nitrati nell’acqua marina molto inquinata da dove proviene l’adsorbato (destra).
L’acqua marina di questo acquario aveva un contenuto complessivo di carbonio organico da 1,4 mg/Kg di acqua marina (un’ora dopo la somministrazione del mangime) fino a 0,5 mg/Kg di acqua marina (24 ore dopo la somministrazione del mangime). Per una delle analisi dell’adsorbato effettuate, agli animali fu somministrata una quantità giornaliera di cibo pari a 0,87 g (peso a secco). L’adsorbato fu raccolto per sette giorni e sottoposto ad essicazione per rimuovere l’acqua. In questo modo si ottenne un peso complessivo di 4,49 g. L’esame dimostrò che l’adsorbato essiccato era composto al 38 % da materiale organico. Il resto era diviso come segue: ioni inorganici 8 %, carbonato di calcio 26 %, carbonato di magnesio 7 % e, cosa interessante, silicio biogeno (ossido di silicio) 21 %. L’ultimo proveniva probabilmente dallo scheletro delle diatomee. In aggiunta erano presenti anche ridotte quantità di ferro e composti di fosforo. Questi risultati confermano ancora una volta le supposizioni e le analisi sopra addotte, secondo le quali gli schiumatoi rimuovono dall’acqua grandi quantità di impurità organiche. La quantità dipende naturalmente dall’equipaggiamento tecnico dell’acquario e dalla qualità dello schiumatoio nonché dall’apporto di mangime.
Segue parte 3