Natuurlijke filtratie voor het zeeaquarium, Deel 1
Nitrificerende bacteriën zijn trage groeiers, het duurt ongeveer tien dagen voor ze volgroeid zijn en effectief beginnen zich te vermenigvuldigen, dit in tegenstelling tot bacteriën die eiwitten en andere organische stikstofverbindingen omzetten naar giftig NH3 (ammoniak), die groeien op één dag tijd. Het duurde niet lang voor aquarianen dit doorkregen en allerlei ingenieuze manieren begonnen te bedenken om de NO3 (nitraat) te beheersen in hun aquaria.
Geschiedenis
Sommige types filtratie zijn belangrijk, zoals mechanische (afschuimer) of chemische (actief kool/fosfaatabsorber/zeoliet), maar DE belangrijkste is biologische filtratie. Voor degenen die niet opgelet hebben tijdens de biologieles: wanneer een biologisch afvalproduct in de waterkolom vrijkomt, zullen bacteriën dit gebruiken als voedsel en terwijl ze dit doen verbruiken ze zuurstof.
Begin jaren '50 was dit al zeer bekend en filters werden gemaakt om deze bacteriën te vermenigvuldigen in substraat zoals bv. koraalgrit/bioballen/... Dit resulteerde in het feit dat veel meer vis op een kleiner volume gehouden kon worden. In de zoetwaterwereld wordt dit nog steeds veelvuldig toegepast. In de beginjaren van het zeewater werden dezelfde filters gebruikt en het droog/natfilter was het meest gebruikte. Aquaria waren in die tijd vooral visaquaria en het droog/natfilter werkte zeer goed. Toen lagere dieren en koralen populairder werden was er echter een probleem. De biofilters verwijderden inderdaad NH3 en andere organische componenten maar ze lieten ook grote hoeveelheden NO3 achter, een bijproduct van NH3 oxidatie.
Dit was schadelijk voor de lagere dieren in veel kleinere concentraties dan het dat voor vissen was. Oplossingen kwamen er vanuit Indonesië en Europa. Lee Chin Eng verzamelde wat hij noemde levende stenen vanaf de kust en plaatste deze in zijn aquarium. Hij ontdekte zo dat hij koralen en andere lagere dieren kon houden die vroeger onmogelijk waren.
In Europa werd de eiwitafschuimer geïntroduceerd om de hoeveelheid eiwitten te beperken die omgezet worden tot NH3 en zo tot NO3. Later werden deze beide methodes gecombineerd tot wat wij nu de Berlin-Methode noemen. Door deze nieuwe methode van zeeaquarium houden heeft de hobby een enorme evolutie doorgemaakt.
Levend steen
Levend steen is de basis voor een succesvol zeewateraquarium, zonder gaat eventueel ook maar zeer moeilijk en het duurt allemaal veel langer. Maar wat is nu juist levend steen? Simpel gezegd kun je stellen dat dit een zeer poreuze steen is welke bedekt is met paarse kalkalgen. Dit is zeker waar maar geeft niet al zijn kwaliteiten waar. Het zijn niet alleen de kalkalgen die levend steen levend maken. In feite zijn, gezien de trage groei van deze kalkalgen, ze van weinig belang in de stikstofcyclus van het aquarium. Eigenlijk is het de hoeveelheid bacteriën die zich gevestigd hebben in het steen die het tot levend maken.
Vele aquarianen denken dat de goede bacterië«n die we in onze aquaria willen gans de dag rondzwemmen om eiwitten om te zetten naar NH3 en anderen dit om zetten naar NO2 en NO3. In realiteit zitten deze bacteriën hun ganse leven vast op het substraat/steen. Slechts een klein aantal vrijzwemmende bacteriën overleven in de waterkolom. Deze zijn echter een gemakkelijke prooi voor de vrijzwemmende protozoa (zie foto).
Hun aantal wordt dus sterk in bedwang gehouden door deze vraatzuchtige predatoren. Vastgehecht aan steen en ander substraat hebben ze een veel veiliger manier van overleven. Ook is het zo dat in het substraat en op het steen er een veel groter voedselaanbod is voor onze bacteriën omdat het voedsel zich hier vastzet of bezinkt. Het levend steen oppervlak wordt zo een enorme fabriek voor verwijdering van NH3 en omzetting naar NO2 en NO3. In de natuur is levend steen niet gelimiteerd tot juist een bacteriële film maar zitten er ook rotiferen, foraminiferen (amoeben met een kalkhoudend schelpje die belangrijk zijn in levend steen en de vorming van levend zand), sponzen, kokerwormen en korstvormende koralen, algen, en nog veel meer.
| Wat er exact op het levend steen zit hangt af van de herkomst en de hoeveelheid schade die het oploopt bij het transport naar je aquarium. Het levend steen wat je tegenwoordig koopt, heeft al een lange weg afgelegd. Het gaat ongeveer zo: de plaatselijke bevolking duikt het steen op vanaf het rif en brengt dit met kano's naar de exporteur (meestal enkele dagen onderweg). Vanaf daar wordt het geë«xporteerd met het vliegtuig naar de handelaars. |
Er zijn ook verschillende soorten steen (gebaseerd op oogstgebied), zo hebben we Fiji, Tonga, Marshall, Caribisch, Kenia, enz... Het grote verschil zit in de porositeit. Een volledig gladde steen zonder gaten of scheuren zal redelijk goed NH3 omzetten naar NO2 en NO3, MAAR een steen met meer gaten en scheuren heeft een groter contactoppervlak waarop bacteriën zich kunnen vestigen. In zulke gaten en scheuren zullen ook zones met weinig of geen zuurstof voorkomen, in deze zones leven dan de anaerobe bacteriën die NO3 kunnen omzetten naar N2 (stikstofgas, dit gas ontwijkt dan uit het steen). Hoe poreuzer het steen hoe beter dus.
Hierdoor werkt het Berlin Systeem, maar dit is ook meteen de reden waarom het na verloop van tijd fout begint te gaan met je aquarium. Dit komt doordat het aantal poriên in het steen beperkt is en het oppervlak van het steen bedekt wordt met een biologische film, ook de binnenkant van de gaten/scheuren en poriën wordt bedekt met bacteriën.
Het interieur van de poriën wordt hierdoor anaeroob en zo kan er waterstofsulfide (H2S) gas gevormd worden, hierdoor worden de goede bacteriën afgeremd in hun werking. Een aquarium met alleen een afschuimer en levend steen is meestal vragen om problemen na verloop van tijd als de bezetting te hoog is voor het aquarium. Door deze problemen hebben sommige aquarianen een manier uitgedacht om slecht functionerend steen te hernieuwen. Ze noemen dit Cooking the rock, het steen wordt opgeslagen in donkere vaten zonder voeding(vissen). Het voordeel is dat de bacteriën zichzelf beginnen opeten en zo uiteindelijk bijna verdwijnen en hierdoor het steen vernieuwen.
Nadeel hiervan is dat het een dure methode is omdat men twee sets levend steen nodig heeft voor een aquarium, één in de vaten en de andere in het aquarium. Eigenlijk is dit het steen doden en wachten tot het terug levend wordt. Een van de grote voordelen van goed levend steen is echter de grote biodiversiteit; periodiek dus bijna alles doden op het steen is dus geen goede methode om de diversiteit te bewaren.
Levend steen kiezen
Vele soorten levend steen komen van Indo Pacific, sommigen vanuit de Caribische eilanden en weer andere vanuit Afrika en dan is er ook nog handgemaakt steen welke men in zee gooit om te laten begroeien (aqua cultured rock). Deze laatste zal misschien niet zo divers begroeit zijn als natuurlijk steen maar heeft wel een kortere rijpingsperiode nodig en de natuurlijke riffen worden niet verder afgebroken.
Je kunt ook vulsteen of rifkeramiek gebruiken en deze enten met een kleine hoeveelheid levend steen. Let echter wel op: dit is een langdurig proces en kan alleen gebruikt worden als je zeer geduldig bent en je verscheidene maanden kan wachten om dieren in te zetten. Als je levend steen gebruikt is er een rijpingsperiode waarin het dode materiaal van het steen vergaat en de bacteriën zich volop ontwikkelen. Wanneer je een zending levend steen ontvangt is het normaal dat dit louter in kranten gewikkeld is. Als je de doos opent moet je een frisse zeegeur waarnemen. Meestal zullen alle sponzen op het steen afgestorven zijn (contact met lucht dood alle sponzen) en dit uit zich in een zwarte smurrie op het steen. Probeer dit zoveel mogelijk te verwijderen zodat het opstartproces versneld wordt.
De meesten plaatsen het steen vervolgens gewoon in het aquarium en wachten dan af. Al deze rottende materie veroorzaakt veel nutriênten in het water. Wanneer er geen NH3 meer gevormd wordt, zullen algen snel het aanwezige voedsel opnemen en zeer snel gaan groeien. Grote waterwissels kunnen helpen, maar het is moeilijk om alle nutriënten te verwijderen.
Eén van de grootste misverstanden is dat zonder waterwissels het rijpingsproces versneld wordt. Het is echter andersom, met minder afvalstoffen in het water zullen bacteriën in de mogelijkheid zijn om de dode materie op het steen te verteren. Het helpt ook om giftig NH3 te verwijderen/verdunnen, zodat dit geen leven kan doden op het steen. Er is trouwens geen enkele reden waarom men geen 100% waterwissels zou doen tijdens de rijping van het steen, dit zal resulteren in een betere kwaliteit van steen op kortere tijd en het beste is ook om het steen om de 4 à 5 dagen te draaien. Zodoende zullen er geen dode zones in het steen ontstaan.
Het beste kan je dus het steen rijpen in een klein bakje en telkens 100% waterwissels doen, doe je dit in een klein bakje heb je veel minder water en zout nodig om het steen te laten rijpen.
Still rocking
Tenzij het steen al gerijpt was zal er altijd een algenfase ontstaan. Dit gebeurt in twee delen, ten eerste een bruine algenfase veroorzaakt door diatomeeën. Diatomeeën zijn algen die een silicaatschelpje hebben aan de buitenkant. Deze algen hebben oplosbaar silicaat nodig om te overleven, dit krijgen ze waarschijnlijk van de sponzen die afsterven op het steen. Meestal duurt deze fase een week, hierna is het silicaat opgebruikt en zullen de algen afsterven.
Wanneer dit gebeurd zullen de groene algen het overnemen en dit duurt veel langer. Vanaf dit moment kunnen slakken en waterwissels verder helpen. Voeg zeker geen algenvernietigingsprodukten toe, omdat je hiermee ook meestal de goede (kalkalgen) dood. Uiteindelijk zullen de groene algen verdwijnen en de tijd waarin dit gebeurt, hangt af van de hoeveelheid nutriënten die vrijgekomen zijn tijdens het rijpingsproces.