Ciclo do Nitrogênio!

Um assunto essencial no estudo da vida no interior de um aquário é a gestão dos resíduos biológicos produzidos pelos habitantes do aquário. Peixes, invertebrados, fungos e algumas bactérias excretam resíduos nitrogenados em forma de amoníaco (que se pode transformar em amônio, dependendo da composição química da água) que deve passar pelo ciclo do nitrogênio. Também se produz amoníaco através da decomposição das plantas e da matéria animal, incluindo fezes e outros detritos. Os dejetos nitrogenados, em altas concentrações, tornam-se tóxicos para os peixes e outros habitantes do aquário.

Um depósito bem equilibrado contém organismos que podem metabolizar os dejetos de outros residentes do aquário. Os resíduos nitrogenados que são produzidos em um aquário são metabolizados por bactérias nitrificantes (gênero Nitrosomonas) que capturam o amoníaco da água e o metabolizam para produzir nitritos. Os nitritos também são altamente tóxicos para os peixes em taxas elevadas. Outro tipo de bactéria (gênero Nitrospirae) converte os nitritos em nitratos, menos tóxicos.

Além das bactérias, as plantas aquáticas também eliminam os resíduos nitrogenados metabolizando o amoníaco e os nitratos. Quando as plantas metabolizam compostos do nitrogênio, eliminam este elemento da água, convertendo-o em biomassa. No entanto, isto é somente temporário, já que as plantas voltam a expulsar o nitrogênio na água quando as folhas velhas se decompõem, por exemplo.

Ainda que informalmente seja chamado de ciclo do nitrogênio pelos estudiosos, este processo é, na verdade, apenas parte de um ciclo maior. O acúmulo de nitratos nos aquários caseiros exige que o cuidador realize trocas periódicas da água, retirando a água rica em nitratos e preenchendo com água pobre ou sem nitratos.

Os aquários, freqüentemente, não contêm as populações de bactérias necessárias para “limpar” os resíduos nitrogenados dos habitantes do depósito. Este problema é mais ou menos solucionado por duas formas de filtragem: os filtros de carbono ativo absorvem os compostos de nitrogênio e outras toxinas da água, enquanto os filtros biológicos proporcionam um meio especial para a colonização das bactérias nitrificantes desejadas.

Aprendendo a fundo: Processos do ciclo do nitrogênio

Fixação

A fixação é o processo através do qual nitrogênio é capturado da atmosfera em estado gasoso (N2) e convertido em formas úteis para outros processos químicos, tais como amoníaco (NH3), nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-). Esta conversão pode ocorrer através de vários processos, os quais são descritos nas secções seguintes.

Fixação Biológica

Algumas bactérias têm a capacidade de capturar moléculas de nitrogênio (N2) e transformá-las em componentes úteis para os restantes seres vivos. Entre estas, existem bactérias que estabelecem uma relação de simbiose com algumas espécies de plantas (leguminosas) e bactérias que vivem livres no solo. A simbiose é estabelecida através do consumo de amoníaco por parte das plantas; amoníaco este que é produzido pelas bactérias que vivem nos caules das mesmas plantas.

Algumas bactérias têm a capacidade de capturar moléculas de nitrogênio (N2) e transformá-las em componentes úteis para os restantes seres vivos. Entre estas, existem bactérias que estabelecem uma relação de simbiose com algumas espécies de plantas (leguminosas) e bactérias que vivem livres no solo. A simbiose é estabelecida através do consumo de amoníaco por parte das plantas; amoníaco este que é produzido pelas bactérias que vivem nos caules das mesmas plantas.

Fixação Atmosférica

A fixação atmosférica ocorre através dos relâmpagos, cuja elevada energia separa as moléculas de nitrogênio e permite que os seus átomos se liguem com moléculas de oxigénio existentes no ar formando monóxido de nitrogênio (NO). Este é posteriormente dissolvido na água da chuva e depositado no solo.

A fixação atmosférica contribui com cerca de 58% de todo o nitrogênio fixado.

Fixação Industrial

Através de processos industriais (nomeadamente o processo de Haber-Bosch) é possível produzir amoníaco (NH3) a partir de azoto (N2) e hidrogénio (H2). O amoníaco é produzido principalmente para uso como fertilizante cuja aplicação sustenta cerca de 40% da população mundial.

Assimilação

Os nitratos formados pelo processo de nitrificação são absorvidos pelas plantas e transformados em compostos carbonados para produzir aminoácidos e outros compostos orgânicos de nitrogênio.

A incorporação do nitrogênio em compostos orgânicos ocorre em grande parte nas células jovens em crescimento das raízes.

Mineralização

Através da mineralização (ou decomposição) a matéria orgânica morta é transformada no íon de amônio (NH4+) por intermédio de bactérias aeróbicas, anaeróbicas e alguns fungos.

Nitrificação

A oxidação do amoníaco, conhecida como nitrificação, é um processo que produz nitratos a partir do amoníaco (NH3). Este processo é levado a cabo por bactérias (bactérias nitrificantes) em dois passos: numa primeira fase o amoníaco é convertido em nitritos (NO2-) e numa segunda fase (através de outro tipo de bactérias nitrificantes) os nitritos são convertidos em nitratos (NO3-) prontos a ser assimilados pelas plantas.

Denitrificação

A desnitrificação é o processo pelo qual o azoto volta à atmosfera sob a forma de gás quase inerte (N2). Este processo ocorre através de algumas espécies de bactérias (tais como Pseudomonas e Clostridium) em ambiente anaeróbico. Estas bactérias utilizam nitratos alternativamente ao oxigênio como forma de respiração e libertam azoto em estado gasoso (N2).

Eutrofização

A eutrofização corresponde a alterações de um corpo de água como resultado de adição de azoto ou fósforo.

Os compostos de azoto existentes no solo são transportados através dos cursos de água, aumentando a concentração nos depósitos de água, o que pode fazer com que estes sejam sobre-populados por certas espécies de algas podendo ser nocivo para o ecossistema envolvente.

Outros ciclos de nutrientes

O nitrogênio não é o único nutriente que circula por um aquário. O oxigênio dissolvido entra no sistema pela superfície da água em contato com o ar, ou mediante uma bomba de ar. O dióxido de carbono abandona o sistema, também, pelo ar. O ciclo do fosfato é um importante ciclo de nutrientes que também aqui se efetua, ainda que seja freqüentemente ignorado. O enxofre, o ferro e outros micronutrientes também circulam pelo sistema, entrando como comida e saindo como dejetos. O controle apropriado do ciclo de nitrogênio e a adição correta de comida, deve ser suficiente para manter os outros ciclos de nutrientes próximos do equilíbrio.

fonte: Wikipédia, todos os direitos reservados.

Leia também outras matérias publicadas no forum:

Entendendo o ciclo do nitrogênio

Montagem e manutenção de um filtro denitrificante de fundo

Sobre Denis Costa
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