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Association d'aquariophilie et de terrariophilie

par Jean-Jacques Eckert (d'après SEASCOPE - Fall 1988)
Sous ce terme barbare se profile une notion essentielle liée à la qualité de l'eau d'un aquarium marin. L'alcalinité constitue une donnée précieuse permettant l'équilibrage parfait du pH d'un bac marin.

En ce qui concerne la qualité de l'eau d'un aquarium marin le pH constitue l'un des paramètres le plus important. Jusqu'à présent il est l'un des moins compris. Contrairement à la salinité, la chaleur ou le taux d'azote, où, plus vous en ajoutez, plus vous en aurez, vous ne pouvez pas ajouter de pH.
CurveCombinaison Design Froncée Minimaliste Avec Taille m80wONyvn Le pH n'est pas une substance présente dans l'eau, car il s'agit d'une échelle de mesure du nombre d'ions hydrogène présents dans l'eau, ce qui nous indique l'acidité plus ou moins élevée de la solution, des chiffres bas indiquant des conditions plus acides.
En utilisant de l'eau pure il est possible d'ajouter des acides pour abaisser le pH ou des bases pour l'augmenter. Hélas, l'eau d'un aquarium, plus particulièrement, l'eau de mer, n'est pas aussi simple car elle contient des éléments tampon. Les éléments tampon sont constitués par des substances qui réagissent avec les acides ou les bases afin de prévenir des modifications de pH jusqu'au moment où ces éléments seront épuisés. Ainsi est il possible d'ajouter des quantités considérables d'acide à un bac marin sans obtenir de grand changement, mais une fois que les éléments tampon sont utilisés, même un infime addition d'acide provoquera une chute drastique du pH. Dans les bacs marins, l'élément tampon majeur est constitué par le système bicarbonate-carbonate. Chaque aquarium, selon les conditions, aura à la fois un pH réel et un pH "potentiel". Le pH "potentiel" se réfère au chiffre que l'eau nous indiquera lorsque tous les composants du système des éléments tampon aura atteint son équilibre. Ceci implique la température, l'équilibre des carbonates et, le plus important, le gaz carbonique dissous. Idéalement, le pH réel et le pH "potentiel" seront à égalité.
Il est particulièrement important de se rendre compte que le gaz carbonique dissous dans l'eau doit être en équilibre avec l'atmosphère avant que le pH "potentiel" puisse être atteint. La raison de l'importance du gaz carbonique, lorsqu'il est dissous dans l'eau, est constituée par le fait qu'il s'ionise pour former de l'acide carbonique. Ainsi un surplus de gaz carbonique sera t'il la cause d'une chute du pH vers le milieu acide. Un manque de gaz carbonique va permettre au complexe des carbonates d'augmenter le pH au-dessus du niveau désiré.
Afin d'illustrer cette affirmation considérons, en premier lieu, le cas de l'eau de transport des poissons. Au départ les poissons sont emballés dans des poches en plastique, remplies d'une petite quantité d'eau puis gonflées à l'oxygène pur. Le temps s'écoulant, le pH baisse réguièrement jusqu'à ce que les poissons ayant été emballés dans une eau affichant un pH de 8,2 vont finir par se trouver après 24 heures dans une eau ayant un pH inférieur à 7, à cause du gaz carbonique que les poissons auront émis. Toutefois si cette eau est ensuite aérée afin de chasser le gaz carbonique, le pH remontera vers 8,2. La chute du pH est due au gaz carbonique qui excède les niveaux de l'équilibre atmosphérique.
Dans une deuxième alternative examinons le cas d'un aquarium pourvu d'une vie végétale. Dans ce cas les plantes utilisent le gaz carbonique durant la phase de la photosynthèse pour produire de l'oxygène. Dans des aquariums ayant une capacité tampon faible mais dotés d'une vie végétale excessive, le pH peut monter durant le jour pour atteindre des seuils critiques. Lors de cas extrêmes, des lectures de pH chiffrant de 9 à 10 ont pu être relevées. Ceci est dû à l'absorption du gaz carbonique ainsi qu'éventuellement des ions bicarbonates par les plantes. Cette augmentation du pH est liée au taux de gaz carbonique inférieur à celui de l'équilibre atmosphérique. Lors de telle situation, lorsque le taux de gaz carbonique va revenir à la normale durant la nuit, le pH chutera dans les mêmes proportions.
Un autre processus, ayant une action sur le pH, doit également être pris en compte. Il s'agit de l'effet à long terme induit par le cycle de la nitrification. Etant donné que les déchets émis par les animaux ainsi que ceux liés à la nourriture sont transformés par le filtre biologique, de protéines en ammoniac, puis nitrite, enfin en nitrate, il y a production d'acides. Les acides réagissent directement avec les substances tampon bicarbonatées en les éliminant lentement. Lorsque la substance tampon se trouve quasiment épuisée le pH diminuera régulièrement.
Le but de la plupart des aquariophiles marins est de maintenir une bonne qualité d'eau. Ceci suppose en règle générale le maintien du pH à des valeurs comprises entre 8.2 et 8,3. Les deux facteurs principaux qui vont empêcher d'atteindre des niveaux optimaux du pH sont constitués par les taux en déséquilibre du gaz carbonique ainsi que celui du complexe carbo
nates/bicarbonates. Tous deux peuvent être analysés et corrigés, si nécessaire.
Le kit Seatest® Alkalinity a été conçu pour mesurer la quantité des substances tampon présente ou autrement dit l'alcalinité. L'alcalinité, occasionnellement rapportée à la dureté carbonatée, ne devrait pas être confondue avec les tests traditionnels de dureté qui eux mesurent les taux de calcium et de magnésium.
Le taux d'alcalinité s'exprime normalement à l'aide d'une unité appelée milliéquivalent par litre (meq./I.). Cette unité (meq/I) représente la quantité d'un acide simple (tel l'acide chlorhydrique) nécessaire pour neutraliser tous les ions bicarbonates, carbonates et borates présents dans un litre d'eau.
Le taux d'alcalinité des océans est généralement inférieur à 2,6 meq/1. Spotte (1979 b) admet comme acceptable un taux minimal de 2 meq/l, comme normal un taux de 2,1 à 2,5 meq/I pour un aquarium, ce qui coincide avec des taux normalement trouvés au niveau des eaux marines superficielles. Les mélanges d'eau de mer synthétique, tel le sel marin Instant Ocean®, dépassent en règle générale ce taux s'ils sont mélangés en respectant les instructions données.
Occasionnellement d'autres unités de mesure peuvent être rencontrées, faisant référence à des parts par million (ppm), de carbonate de calcium, ou des degrés de dureté, lesquels constituent des échelles qui changent de pays à pays tels les degrés anglais, français ou allemands de dureté carbonatée (DKH). Le rapport qui suit compare ces unités d'alcalinité ou de dureté carbonatée et sera utile lors de la lecture d'autres ouvrages:
1 meq/I = 50 ppm CaCO3 = 2,8° allemand = 3,5° anglais = 5,0° français = 2,92 gallons/grains CaCO3.
EFFETS BIOLOGIQUES DU DESEQUILIBRE EN GAZ CARBONIQUE T En Noir shirt Popken Ulla 4cS3Ajq5RL
L'équilibre gaz carbonique/oxygène forme un ensemble capital pour la santé des Poissons et des Invertébrés marins. Les animaux consomment de l'oxygène puis produisent du gaz carbonique comme résultat du métabolisme normal. Dans tout le corps les cellules libèrent du gaz carbonique que le sang mène vers les branchies par lesquelles il se mêle à l'eau. Cette libération de gaz carbonique est es
sentielle dans la mesure où un surplus d'oxygène peut être amassé pour être repris par les cellules d'un bout à l'autre du corps.
Lorsque les gaz dissous dans l'eau, gaz carbonique et oxygène, sont en équilibre par rapport à l'atmosphère, le système fonctionne correctement. A cause des faibles quantités de gaz carbonique contenues dans l'atmosphère, la quantité normalement présente dans l'eau est inférieure à celle présente dans le sang des poissons; ainsi, est il aisé pour les poissons d'éliminer le gaz carbonique.
Lorsque les gaz ne se trouvent pas en équilibre, comme dans le cas d'une aération faible, d'une surpopulation ou des deux à la fois, les poissons seront stressés. Si le gaz carbonique a la possibilité de se former dans l'eau, il sera de plus en plus difficile pour les poissons d'expulser eux mêmes ce déchet, créant ainsi une situation appelée acidose. Les cellules sanguines ne peuvent pas absorber correctement l'oxygène lorsque le taux de gaz carbonique se situe au dessus de la normale. A l'extrême, il est possible d'étouffer des poissons dans une eau saturée en oxygène mais titrant un taux de gaz carbonique élevé. La situation est encore plus compliquée du fait que les conditions qui sont à l'origine de l'augmentation du taux de gaz carbonique proviennent d'un taux d'oxygène mais titrant un taux de gaz carbonique élevé. La situation est encore plus compliquée du fait que les conditions qui sont à l'origine de l'augmentation du taux de gaz carbonique proviennent d'un taux d'oxygène faible, rendant la respiration difficile et créant des situations propices au stress.
CurveCombinaison Design Froncée Minimaliste Avec Taille m80wONyvn Des échanges gazeux insuffisants (aération faible) dans les aquariums créeront la condition favorable à un stress grave conduisant à une santé déficiente de la population. Dans des conditions normales la plupart des poissons n'utilisent que 10 % de la surface branchiale pour la respiration. Toutefois, lorsque le taux d'oxygène est faible et celui du gaz carbonique élevé, il leur faut ouvrir leurs ouies plus largement afin de les ventiler plus rapidement. Cette respiration difficile nécessite une dépense accrue en énergie et fatigue le poisson qui est stressé en permanence suite au taux d'oxygène faible. Cette fatigue affecte la résistance des poissons aux maladies. Ainsi un pH bas dû à des échanges gazeux insuffisants peut éventuellement mener à la maladie.
Un échange gazeux insuffisant peut être identifié lorsque le niveau du pH est égal ou inférieur à 7,8 et le taux d'alcalinité égal ou supérieur à 2,5 meq/1. Une confirmation ultérieure pourra être obtenue en remplissant un récipient avec de l'eau provenant de l'aquarium soupçonné, puis en l'aérant intensément durant de nombreuses heures, tout en maintenant la même température. Ensuite comparez les résultats de lecture du pH, pris simultanément, à la fois dans l'aquarium et dans le récipient. Si l'eau du récipient aéré affiche un chiffre supérieur de 0,2 unités ou plus que le pH de l'eau de l'aquarium, des actes de correction devront être pris.
Un dernier point concernant la relation entre un pH bas et le stress doit être établi. Comme il a été dit, le pH constitue le jaugeage de l'équilibre acide/base présent dans l'eau. Trop ou pas assez de pH ne sont pas préjudiciables. Il s'agit du déséquilibre des composants qui cause le mal, puisqu'en même temps, il a un effet sur la lecture du pH. Par exemple un excès d'acide carbonique (gaz carbonique dissous) donnant un pH de 6,0 amènerait probablement la plupart des poissons à suffoquer. Cependant le même poisson survivrait plus longtemps dans une eau traitée avec un acide non respiratoire, tel 'l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique, ceci au même pH de 6,0. En fait on a pu observer des poissons clowns (Amphiprion ocellaris) tolérer (avec stress) des pH de 5,0 durant 48 heures, lorsque ce
dernier était dû à l'utilisation d'un acide non volatil.
Ainsi il apparait qu'une grande part du stress et des dégâts associés à un pH bas sont dûs à un excès de gaz carbonique.
CONTROLE DU TAUX D'ALCALINITE
Il existe deux facteurs principaux susceptibles de faire baisser la réserve en substances tampon ou taux d'alcalinité dans un aquarium marin:
1) La nitrification de la nourriture ainsi que des déchets organiques.
2) La précipitation des carbonates par des matériaux de filtration d'origine calcaire.
Le premier processus, la nitrification de la nourriture et des déchets organiques, constitue le travail principal du filtre biologique. La nourriture est transformée par l'intermédiaire des poissons présents dans l'aquarium. produisant de l'ammoniac toxique, lequel est éventuellement réduit par le filtre en nitrate relativement non toxique. L'effet secondaire de ce processus nécessaire a pour résultat la production d'acide. Cet acide réagit avec les ions bicarbonate en les éliminant au fur et à mesure. Ainsi le taux d'alcalinité (ou la réserve en substances tampon, communément appelée le pouvoir tampon) se trouve lentement dégradée et le pH chute.
Le second processus est en rapport avec le type de substrat de filtration utilisé. Des matériaux tels les rocs coralliens broyés,
de la pierre à chaux dolomitique (dolomite) et des coquilles d'huitres concassées, particulièrement lorsqu'elles sont neuves, ont tendance à attirer le carbonate de calcium (calcite) à leurs surfaces. En conséquence ils sont capables de le retirer de l'eau par précipitation. La vitesse de ce processus dépend du type de matériaux, de leur âge et certainement, même de leur origine.
A cause de matériaux très actifs, tels certains coraux broyés, le taux d'alcalinité peut chuter de 50 % en quatre jours ou moins, avec comme corollaire une chute du pH. Cet effet s'atténue avec le temps car les surfaces de contact du substrat se recouvrent de cristaux ainsi que de boues organiques. Si par la suite les substances tampon sont remplacées, soit par un changement d'eau, soit par l'addition de substances tampon, le taux d'alcalinité redeviendra plus stable. Dans l'intervalle il y aura une chute significative du pH, même avec peu ou point de poissons présents. (Pour de plus amples informations concernant ce processus veuillez consulter les articles suivants: Bower, et al. (1980). Adams et Spotte (1985), et Frakes et Mowka (1986).
CurveCombinaison Design Froncée Minimaliste Avec Taille m80wONyvn TAUX RECOMMANDES
En ce qui concerne la maintenance générale des aquariums, un taux s'échelonnant de 2,5 à 5 meq/l semble correct. Récemment. en relation avec le regain d'intérêt pour les bacs récifaux, un nombre élevé de recommandations a vu le jour. Pour la discussion, les différentes opinions émises dans "Moderne Meerwasseraquaristik" (Modern Marine Aquarist) publié par Hanns Selzle et Jurgen Lemkemeyer (1986) présentent un intérêt particulier. De même que plusieurs autres auteurs, ils suggèrent différentes possibilités en ce qui concerne la maintenance correcte d'aquariums récifaux. L'un préconise un taux de 7 meq/1 (20 DKH), l'autre de 5,5 meq/I (15 DKH). Toutefois, ultérieurement Jurgen Lemkemeyer note qu'en dépit d'avis contraires, il maintient ses bacs à
2,5 meq/I (7 DKH). John Burleson confirme cela. Après avoir testé des taux élevés (15 à 20 DKH) où il a observé l'inhibition des coraux durs, il maintient des taux de 2,5 à 3,5 meq/I (7 à 10 DKH) avec des résultats positifs. Il faut également savoir que si l'on maintient des taux d'alcalinité élevés (de 2 à 3 fois le taux de la mer) il est nécessaire d'utiliser du gaz carbonique au moyen de systèmes d'injection. sinon le pH va atteindre des taux supérieurs à ceux recommandés.
L'utilisation d'injecteurs de gaz carbonique a acquis sa popularité en ce qui concerne les plantes en eau douce et les algues supérieures en eau de mer, où des taux faibles de gaz carbonique constituent un facteur limitant de croissance des plantes. Pour pouvoir injecter de grandes quantités de gaz carbonique dans l'eau, le taux d'alcalinité doit être augmenté en conséquence afin d'éviter une modification du pH.
Ces systèmes sophistiqués n'ont d'intérêt que pour les passionnés chevronnés, spécialisés dans la culture d'algues supérieures ou de plantes.
CONTROLE DU pH
Comme débattu plus haut, le taux d'alcalinité peut être modifié par deux facteurs principaux; pareillement le pH est régulé en premier lieu par le taux d'alcalinité et la quantité de gaz carbonique dissous dans l'eau. En admettant que le taux d'alcalinité a été maintenu à un taux compris entre 2,5 et 5 meq/I, notre préoccupation principale lors du contrôle du pH sera constituée par l'équilibre du gaz carbonique. Toutefois, un surplus de gaz carbonique, aboutira à un pH bas même si le taux d'alcalinité est correct parce que le gaz carbonique va ioniser dans l'eau sous forme d'acide carbonique. Afin d'augmenter un pH bas, dû à cette cause, il faut rectifier le déséquilibre.

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La principale source de gaz carbonique dans les aquariums est constituée par la respiration des poissons, le filtre, les plantes, et le contexte nocturne. Les principaux processus d'élimination du gaz carbonique sont le fait de l'aération et, durant le jour, par la photosynthèse effectuée par les plantes et les algues.
Pour atteindre le pH "potentiel", les mécanismes produisant le gaz carbonique doivent être en équilibre avec les processus qui l'éliminent. Ainsi, à la base le nombre d'animaux ainsi que les quantités de nourriture qu'ils reçoivent doivent être en équilibre avec la masse d'échange gazeux ainsi que l'aération. Plus il y a d'animaux dans un aquarium, et plus ils sont nourris, plus élevés seront les besoins en aération.
A titre d'exemple considérons un aquarium peuplé de quatre poissons et doté d'un diffuseur; admettons que ce diffuseur soit juste apte à échanger le gaz carbonique produit par les poissons en le remplaçant par l'oxygène qu'ils ont utilisé:
1) Si on ajoutait un seul poisson, le taux de gaz carbonique augmenterait proportionnellement pour aboutir à la chute du pH. Si d'autres poissons étaient ajoutés, le taux de gaz carbonique continuerait à augmenter pour atteindre des taux élevés critiques, un pH bas, et un manque d'oxygène avec comme effet la mort des poissons.
2) Si le diffuseur se bouche, réduisant de moitié le débit et les échanges gazeux, le taux de gaz carbonique augmentera. A nouveau le pH et le taux d'oxygène dissous chuteront. Il est possible d'y remédier soit en nettoyant ou en changeant le diffuseur, soit en réduisant de moitié la population de poissons.Noir Court Plissé D'ensemble kdTop Na pSUzMV
3) Lorsque le diffuseur est remplacé par une pompe de circulation, la situation n'est pas claire. En principe la capacité d'échange gazeux d'une pompe de circulation, ayant un débit semblable à celui provoqué par de l'air, serait inférieure. Toutefois de nombreuses pompes sont équipées d'un aérateur, ainsi le débit d'air de la pompe de circulation sera considérablement plus élevé que celui de la pompe à air originelle. Cependant il n'est pas fréquent d'assister à une chute du pH dans cette situation, due à un taux de gaz carbonique en augmentation. La solution consiste soit à réduire la charge animale soit à augmenter l'échange gazeux par l'utilisation d'un aérateur, soit à augmenter la turbulence en surface.
4) Si le matériel d'origine n'est pas changé, un déséquilibre subtil se produira en liaison avec la croissance des poissons. Ainsi, après plusieurs mois sans problèmes, le pH pourra diminuer petit à petit à cause de l'augmentation de la taille des poissons qui simule la situation où plus de poissons ont été ajoutés. La solution, bien sûr, consiste à augmenter les échanges gazeux dans le système, à réduire le nombre de poissons ou à acquérir un aquarium plus grand.
L'introduction de la technologie des filtres alimentés par aspersion (filtres du type semi-humide) a amélioré cette situation en ce qui concerne les grands bacs. Les filtres semi-humides, si correctement fabriqués, sont très efficaces pour l'élimination de l'excédent de gaz carbonique sans l'inconvénient de la projection de sel liée à la technique de l'aération ainsi que sans le bruit de la pompe à air. Mais, seule réserve, le prix de ce matériel peut être élevé.
AJOUT DE MATERIAUX TAMPONS
Les substances tampon les plus souvent utilisées en eau de mer sont constituées par le bicarbonate et le carbonate de sodium. Ces composants sont ajoutés pour augmenter le taux d'alcalinité de l'eau ainsi que le pH.
Le bicarbonate de sodium est le plus sûr des deux. Le traitement classique d'une cuillerée à thé par jour et pour 40 litres d'eau, augmentera lentement le taux d'alcalinité ainsi que le pH, sans à coup de ce dernier. Toutefois, immédiatement après l'ajout, le pH chutera provisoirement de 0,1 à 0,2 unités. A l'aide d'une aération correcte l'équilibre sera atteint en quelques heures.
Le carbonate de sodium doit être utilisé avec beaucoup de précautions. En premier lieu il est plus alcalin que le bicarbonate de sodium, ainsi il en faut moins pour augmenter le taux alcalin (environ 5/5 d'une cuillerée à thé pour 40 litres d'eau). Deuxièmement, même avec cette quantité il sera la cause d'une hausse temporaire mais importante. Ainsi le dosage journalier doit être administré par très petites quantités, afin d'éviter des bonds du pH.
Les formes liquides du carbonate de sodium ne peuvent pas procurer assez de réserve tampon pour modifier de manière significative le taux d'alcalinité. Au dosage d'une goutte pour quatre litres une hausse temporaire du pH pourra être remarquée. Toutefois, sans une modification significative du taux d'alcalinité, le pH reviendra à son niveau originel.
O'polo Marc Émeraude T shirt En u3lKF1JTc Une troisième solution consiste à utiliser un produit tampon commercial, tel le SeaBuffer® qui constitue un produit équilibré, où une simple dose augmente le taux d'alcalinité tout en produisant une augmentation lente du pH de 0,1 à 0,2 unités et ce immédiatement. Le mélange spécial de bicarbonate, de carbonate et de borate rend le SeaBuffer, la plus sûre et la plus aisée des méthodes pour contrôler un taux d'alcalinité faible.
Le tableau suivant donne les résultats comparatifs de ces ajouts de substances tampon mélangées à l'eau d'un aquarium marin.
Les dosages sont identiques par rapport au taux d'alcalinité
En conclusion, le pH d'un aquarium marin peut être contrôlé en maintenant un taux d'alcalinité correct et en prévoyant des échanges gazeux adéquats.
Comparaison de différentes substances tampon: Effets sur le pH et le taux d'alcalinité

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Initial
5 minutes
TA m/I*
pH
TA m/I*
TA m/I*
SeaBuffer
7,85
1,75
3,0
8,14CurveCombinaison Design Froncée Minimaliste Avec Taille m80wONyvn
3,0
Bicarbonate de sodium Mihara Boots Negro Negro Savoia Bottines Et ante Chie Mussol Tl1c3JFK
7,86
1,75
7,7
3,0
8,15
3,0
Robe Kaffe En Kaffe RoseBlanc 'india' 'india' RoseBlanc Robe 'india' En Kaffe Robe hrCtsdxQ
Carbonate de sodium
7,89
1,75
8,95
8,16
3,0
Produit tampon liquide
7,86
1,75
8,02
2,0
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7,94
2,0
Double dose d'une solution saturée de carbonate de sodium
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(2 gouttes/4 litres)
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Bibliographie conseillée
Riley, J. P. and R. Chester, 1971. Introduction to Marine Chemistry. Academic Press. New York, 465 p.
Harvey, H. W., 1966. The Chemistry and Fertility of Sea Waters. Cambridge Univ. Press, London, 240 p.
Spotte, Stephen, 1979 a. Fish and Invertebrate Culture: Water Management in Closed Systems. 2nd Ed. Wiley Inter-science, New York, 179 p.CurveCombinaison Design Froncée Minimaliste Avec Taille m80wONyvn
Spotte, Stephen, 1979 b. Sea Water Aquarium: The captive Environment. Wiley Interscience, New York, 413 p.
Todd, D. K., 1970. The Water Encyclopedia. Water Information Center, Port Washington, New York.
Frakes, T. A. and E. Mowka, Jr., 1986. Effects of Filter Materials on pH, Seascope, Vol. 3 (2) Spring.
Bower, C. E. and D. Turner, S. Spotte, 1981. "pH maintenance in enclosed seawater culture systems: limitations of calcacereous filtrants", Aquaculture, 23: 211-217.
Adams, Gary and Spotte, 1985. "Carbonate minera) filtrants with new surfaces reduce alkalinity in sea water and artificial seawater: preliminary findings", Aquacultural Engineering, 4: 305-311.
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