Dusitany (NO2) je toxin, který produkují bakterie při rozkladu organické hmoty procesem nitrifikace. Ve vysokých koncentracích vede k úhynu ryb.
Bakterie Nitrosomonas ve filtru oxidují smrtící amoniak (NH4), vznikající v důsledku rozkladu organické hmoty a uvolňované rybami, na dusitany, které jsou pro obyvatele akvária méně toxické. Jiné bakterie, Nitrospira a Nitrobacter, přeměňují dusitany na dusičnany (NO3), mírně toxické ve srovnání s předchozími dvěma. Při chovu akvarijních ryb je velmi důležité diagnostikovat obsah čpavku, dusitanů a dusičnanů.
Proč se koncentrace dusitanů zvyšuje?
Vysoké koncentrace dusitanů mohou být způsobeny nadměrným znečištěním, kdy bakterie Nitrospira a Nitrobakter nejsou schopny zpracovat NO2.
Typicky jsou Nitrospira a Nitrobacter přítomny ve filtračních médiích v množství ekvivalentním obsahu organické hmoty, takže zvýšení jejich hustoty vyžaduje čas. Prudký nárůst koncentrace amoniaku a dusitanů, který způsobuje otravu ryb, je doprovázen méně zrychlenou reprodukcí nitrifikátorů a amonifikátorů. Když se ustaví rovnováha mezi obsahem filtračních bakterií a množstvím organické hmoty vnesené do akvária, koncentrace amoniaku a dusitanů má tendenci k nule.
Co může způsobit zvýšení hladiny dusitanů?
Překrmování a přeplnění může vést ke zvýšeným hladinám dusitanů, ale hlavní příčinou je nesprávná údržba filtračního média a syndrom nové nádrže.
Kupované filtry, případně filtry po promytí filtračního materiálu příliš horkou vodou nebo saponáty, obsahují malé množství amonných a nitrifikačních bakterií, které nejsou schopny zpracovat celý objem organické hmoty. Ustavení rovnováhy trvá zpravidla 4-6 týdnů, což závisí také na teplotě a chemických parametrech vody.
Rychlost vývoje bakterií lze zvýšit přidáním média ze starého filtračního materiálu do nového filtru nebo zavedením bakteriální startovací kultury a živného média.
Po zakoupení nového akvária a filtru byste neměli přeplňovat nádrž a překrmovat obyvatele.
Jak dusitany škodí rybám?
Dusitany pronikají přes žábry do krevního oběhu a působí na tělo ryb.
V prvé řadě je pozorována oxidace železa nacházejícího se v hemoglobinu, vzniká methemoglobin, který není schopen vázat kyslík. Tento proces, nazývaný methemoglobinémie (cyanóza), se projevuje jako hnědá krev, potíže s dýcháním nebo dokonce dušení.
Dusitany jsou také toxické, ničí jaterní buňky, žábry a krvinky.
Dlouhodobá expozice dusitanům vede k oslabení imunitního systému a ryby začínají trpět infekčními chorobami, jako je ichtyoftyriáza nebo bakteriální infekce (hniloba ploutví a peptický vřed).
Příznaky otravy
Problémy obvykle začínají problémy s dýcháním. Ryby pociťují dušnost, stoupají k hladině vody, kde je více kyslíku. Pohyby žaberních krytů se zpravidla zrychlují a ploutve jsou přitlačovány k tělu. Přestože vzorky mohou vykazovat známky otravy dusitany, akvarista nebude schopen přesně určit její rozsah, dokud nebude provedeno testování.
Toxicita dusitanů pro různé ryby
Různé druhy ryb nebo dokonce zástupci stejného druhu vykazují různou citlivost na dusitany. Některé druhy mohou snížit stupeň prokrvení žáber. Například smrtelná koncentrace pro pstruha duhového je 0,1-0,4 mg/l, pro komáry (Gambusia affinis) – 1,6 mg/l a pro sumce v kanálovém – 10 mg/l. Tato koncentrace je tzv. indikátorem
LC50, ve kterém do 3 dnů zemře polovina celé populace. V komunitním akváriu nebo jezírku nemusí všechny ryby nutně zemřít nebo onemocnět, když se hladina dusitanů zvýší.
Kromě toho je toxicita určena chemickými parametry vody. V kyselém prostředí NE2 toxičtější.
Přijatelná hladina dusitanů
Koncentrace dusitanů by měla vždy směřovat k nule. Za obecně stejných podmínek bude i koncentrace 0,25 mg/l postačovat k otravě druhů citlivých na chemické složení vody. Hladina 0,1 mg/l je považována za nepřijatelnou a mohla by potenciálně způsobit rybám stres. Nízké NO2, v podstatě je časovaná bomba, vykazující kumulativní účinek v průběhu času. Zejména u pstruha duhového (Oncorhynchus mykiss), žijícího ve vodě s koncentrací dusitanů pouze 0,015-0,060 mg/l, dochází během 6 měsíců k přechodnému poškození žáber.
Co dělat, když je zjištěna vysoká koncentrace dusitanů?
Nejprve musíte pochopit důvod zvýšení hladiny toxinů a odstranit jej. Poté proveďte 50% výměnu vody pro zředění koncentrace. Indikátor je denně testován a provádí se výměna vody.
Znečištění je zpravidla spojeno s nedostatkem kyslíku, který je hlavní příčinou rychlého úhynu vodního života. Aby se tomu zabránilo, je dodatečně připojeno provzdušňování vody. Dočasně zavírají oči před průvodními chorobami, které vznikají při procesu otravy.
Co lze udělat pro snížení toxicity dusitanů?
Ke snížení toxických účinků dusitanů se vždy používá podávání chloridu sodného. Mechanismem účinku je konkurence chloridu obsaženého v soli s dusitany o vstřebávání žábrami, což výrazně snižuje tvorbu methemoglobinu. Zajímavé je, že nedávné studie naznačují použitelnost chloridu vápenatého, který kromě chlóru vnáší do roztoku ionty vápníku, které snižují iontovou propustnost žáber a tím i přístup dusitanů do krve.
Z tohoto důvodu jsou ryby, které žijí ve vodě s vysokým obsahem vápníku a chlóru, obvykle méně náchylné na dusitany než ryby, které žijí v prostředích s nižším obsahem vápníku a chlóru. Stojí za zmínku, že toto pravidlo platí pro sladkovodní druhy, zatímco mnoho druhů mořských ryb je extrémně citlivých na koncentraci toxinu.
Větší riziko otravy teoreticky hrozí jedincům žijícím v měkké a teplé vodě (diskusy).
Někteří chovatelé neradi přidávají sůl, ale jak ukazuje zkušenost, mírné dávky chloridu rybám nikdy neublíží, a to ani druhům citlivým na něj.
Přídavek 10 mg/l chloridu sodného s toxicitou 1 mg/l dusitanu je velmi účinný pro většinu sladkovodních druhů. Například u pstruhů duhových, kteří byli ve vodě s koncentrací
NE2 – 12 mg/l, zvýšením hladiny Cl – z 1 na 41 mg, bylo možné snížit toxicitu o 96%. K regulaci osmózy a souvisejících nemocí bude zapotřebí mnohem vyšší koncentrace soli.
Mohou rostliny absorbovat dusitany?
Na tuto otázku neexistuje jednoznačná odpověď. Byly však provedeny experimenty, kdy Spirodela oligorrhiza rostla v prostředí bohatém na dusitany a dusičnany. V důsledku toho se ukázalo, že rostlina asimiluje amonium, dusitany a dusičnany s výraznou preferencí pro první dvě sloučeniny, zatímco dusičnany se začaly absorbovat při nedostatku jiných zdrojů dusíku. Studie byla prováděna za sterilních podmínek a bakteriální aktivita byla minimalizována. Údaje získané pomocí Spirodela oligorrhiza by však neměly být zobecňovány na jiné druhy, protože příjem dusitanů vyžaduje speciální transportní proteiny a enzymy, zatímco příjem amonia je nevyžaduje. Aby například okřehek (Lemna minor) začal vstřebávat dusitany, je nutné zavést enzymy dusitanreduktázy. Toto zavedení je blokováno přítomností amonia, což ukazuje, že dusitan již není používán v přítomnosti výhodnější sloučeniny.
Russo R.C. 1985. “Amoniak, dusitany a dusičnany.” In Základy akvatické toxikologie Editovali: Rand, G. M. a Petrocelli, S. R. 455–471.
Stewart G.R. Regulace hladiny dusitanové reduktázy v Lemna minor L. Journal of Experimental Botany. 23 (1): 171-183
Zsoldos F, Haunold E, Vashegyi A, Herger P. 1993. Dusitany v kořenové zóně a jejich účinky na příjem iontů a růst sazenic pšenice. Physiol. Rostlina. 89: 626-631.
Akvaristé by měli věnovat pozornost některým aspektům cyklu dusíku ve vodě, protože na jedné straně jsou sloučeniny dusíku pro rostliny a ryby extrémně potřebné a na druhé straně mohou mít silný toxický účinek. Organické látky z metabolismu, zbytky potravy, odumřelé rostliny atd. jsou nitrifikačními filtračními bakteriemi žijícími v půdě přeměněny na amoniak (jed), na dusitany (jed, toxické a pro obyvatelstvo akvária extrémně nebezpečné) a následně na relativně neškodné dusičnany. ( jed, ale pouze ve velkém množství, jsou jako meziprodukt), které jsou rostlinami absorbovány pouze částečně. Dusičnany jsou mnohem méně toxické, i když ve vysokých koncentracích vedou ke snížení imunity, zhoršení barvy a následně k úhynu ryb.
Čím více se rozkládajících starých rostlinných listů, rybích exkrementů a potravy, kterou ryby v akváriu nepožírají, tím vyšší bude hladina dusitanů [NO2] a amonia [NH4]. Nitrifikace je další rozklad rozpuštěného amoniaku speciálními bakteriemi, které oxidují toxický amoniak přes dusitany [NO2] na dusičnany [NO3]. Tyto „specializované“ bakterie (Nitrosomonas a Nitrosococcus) nejprve přeměňují amoniak na dusitany a poté další skupina bakterií (Nitrobakter a Nitrocystis) zajišťuje oxidaci dusitanů na dusičnany. Tyto bakterie při své činnosti spotřebovávají kyslík a při jeho nedostatku se proces zpomaluje a voda se obohacuje o čpavek a dusitany. Aby se mohly změnit na dusičnany, musí mít nádrž dobré podmínky pro kyslík.
V horní vrstvě půdy akvária, kde je hodně kyslíku, se usazují aerobní bakterie přeměňující amonium na dusičnany. Ale již v hloubce několika centimetrů v půdě již není dostatek kyslíku pro nitrifikaci. Zde se začíná vyvíjet další druh bakterií – anaerobní, ty, které žijí bez kyslíku. Do hry mohou vstoupit anaerobní bakterie, které nevyžadují kyslík ve vodě, přeměňují dusičnany na dusitany a čpavek. Dusičnany vzniklé v první části cyklu dusíku nejsou vůbec konečným produktem rozkladu amoniaku. Používají je anaerobní denitrifikační bakterie k extrakci kyslíku. Některé z dusičnanů jsou anaeroby přeměněny zpět na dusitany a jsou využívány denitrifikací anaerobních bakterií a jejich oxidací na dusík. Proces koloběhu dusíku završují denitrifikační bakterie, které rozkládají sloučeniny na oxid dusičitý a nakonec na jeho plynnou formu.
Přeměna amoniaku NH3 -> dusitan NO2 -> dusičnan NO3 se nazývá proces nitrifikace. Přeměna dusičnan -> dusitan -> dusík se nazývá denitrifikace. K denitrifikace dochází pouze v anaerobních oblastech půdy s nedostatkem kyslíku, které se obvykle nacházejí pod povrchem.
Dusitany vznikají při oxidaci amonných solí na soli kyseliny dusičné. Bakterie přeměňují amoniak a amonium na dusitany, přípustná koncentrace je 0,1 mg/l, ale ne více než 0,2 mg/l, protože stane se pro ryby nebezpečným. Poté nastupují do činnosti bakterie, které přeměňují dusitany na dusičnany, které jsou pro ryby nebezpečné jen ve vysokých koncentracích – od 50 mg/l, ale u různých druhů se velmi liší. Nutno však podotknout, že bakterie oxidují čpavek a dusitany pouze na dusičnany. V přírodě tyto bakterie osídlují horní vrstvu půdy (kde je kyslík) a další povrchy, ale v akváriu máme mnohem menší plochu pro usazení bakterií na rybu než v přírodě, takže potřebujeme biofiltr.
Pokud je proces biofiltrace narušen, zvyšuje se množství dusitanů, což může vést k úhynu ryb. V akváriích s velkým množstvím rostlin a dobře fungující biofiltrací se nadbytek dusitanů většinou nevyskytuje. Dusitany jsou téměř stejně jedovaté jako čpavek, a proto je třeba mít i obsah dusitanů pod kontrolou! Dodatečným znakem indikujícím významný obsah organické hmoty a jejích rozkladných produktů ve vodě je tvorba perzistentní pěny při provzdušňování vody (za normálních podmínek praskají vzduchové bubliny během 2-3 sekund). Pro přesné stanovení koncentrace dusíkatých sloučenin se používají speciální soupravy. Majitel akvária se musí postarat o odstranění všech škodlivých látek a odpadních látek.
Dusičnany jsou konečným produktem nitrifikace. Dusičnany jsou rostlinnou živinou, ale bohužel stimulují růst řas. I když je teoreticky možné dosáhnout rovnováhy, ve které jsou všechny dusičnany vzniklé z rybích odpadních produktů spotřebovávány rostlinami, ve skutečnosti je to prakticky nedosažitelné. V takovém „dokonalém“ akváriu musí být velmi málo ryb a pro většinu akvaristů to není zdaleka ideální. Vzhledem k tomu, že rostliny nejsou schopny využít všechny sloučeniny dusíku jako živiny a bakterie si nedokážou poradit s veškerým odpadem, jejich koncentrace se neustále zvyšuje. Dusičnany jsou samy o sobě málo toxické, ale pokud nebudete sledovat jejich koncentraci, začne zpětný přechod dusičnanů na dusitany. Ve vysokých koncentracích vedou ke snížení imunity, zhoršení zbarvení a následně k úhynu ryb. To je jedna z nejdůležitějších živin v řasách.
V nádobě bohaté na dusičnany se téměř nevyhnutelně objevuje nižší vegetace. Ale včasné odstranění dusičnanů z vody naopak vede ke snížení množství řas – jednoduše umírají hladem. Při nedostatku rostlin a přeplněném akváriu rybami dochází k nadměrnému hromadění dusičnanů, což následně vede k přeměně dusičnanů na dusitany. Rychlý růst vodní vegetace a neustálé změny vody zpomalují rychlost akumulace dusičnanů. Je třeba mít na paměti, že dusičnany, konečný produkt rozkladu organické hmoty, se již z vody neodstraňují, ale postupně se hromadí. Biofiltrace tedy v žádném případě nenahrazuje výměnu vody. V každém případě je výměna vody povinná, bez ohledu na to, jaký druh biofiltrů je nainstalován.
Vysoké hladiny dusičnanů jsou obzvláště kritické pro terče a další obyvatele povodí Amazonky. Pokud se zjistí pomocí testu, musíte začít s výměnou vody. Pravidelná výměna vody je nejlevnější, nejbezpečnější a nejúčinnější způsob, jak udržet koncentrace dusičnanů v rozumných mezích. Při každé částečné výměně se dusičnany odstraní spolu se starou vodou. Z toho by se ale nemělo usuzovat, že voda z kohoutku dusičnany vůbec neobsahuje. Po umytí filtrů a výměně vody se může pH znatelně zvýšit. V důsledku toho budou čpavek a dusičnany působit na ryby současně. Výměna vody vede k tomu, že po hodině nebo dvou začnou ryby pomalu plavat na hladině.
Stane se toto: výměna vody snížila koncentraci dusičnanů pouze o jednu třetinu, ale koncentrace amoniaku se několikrát zvýšila. Dostal se do akvária se sladkou vodou a byl vylučován rybami. Výkon biofiltru se časem snižuje. K tomu dochází v důsledku zanesení filtračního prvku nečistotami. Proto je nutné jej pravidelně mýt. Promyté biofiltry znatelně ztrácejí účinnost a neoxidují čpavek požadovanou rychlostí. To vše znamená, že bez zásahu akvaristy se bude hladina dusičnanů ve vodě postupně zvyšovat a pomalu, ale jistě způsobovat u ryb zdravotní problémy. Dusičnany lze z vody odstranit pomocí iontoměničových pryskyřic.
Po spuštění nového akvária bude hladina dusitanů pravděpodobně vysoká až do konce prvního měsíce a poté se vrátí k normálu. Je to přesně proces od začátku do tohoto okamžiku, který se nazývá „spuštění akvária“. Konečně přijde doba, kdy bakterie, které přeměňují dusitany na relativně neškodné dusičnany, vytvoří také poměrně velkou populaci. Amoniak a dusitany jsou pro ryby extrémně toxické, ale pokud je cyklus dusíku proveden správně, tyto toxické látky se přemění na relativně neškodné dusičnany dříve, než jejich koncentrace dosáhne nebezpečné úrovně. Pak se akvárium konečně stane bezpečným pro ryby. Celý tento proces trvá několik týdnů. Dobrá biologická filtrace zahrnuje odstranění rozpuštěných organických sloučenin z vody a úplnou přeměnu všech vysoce toxických sloučenin dusíku přítomných v akváriu na málo toxické dusičnany. Pokud kolonie bakterií ve filtru nezvládá biologickou zátěž akvária, hromadí se ve vodě toxický amoniak/amonium a dusitany – hrozí invaze řas do akvária a onemocnění ryb.
Ryby různých druhů nemají vůči těmto jedům stejnou odolnost. Záleží nejen na druhu zvířete, ale také na jeho věku. Mladé ryby v této situaci umírají nejrychleji. Pokud zavedete nové ryby do akvária, kde jsou hladiny dusičnanů vyšší než v akváriu, ve kterém jsou zvyklé žít, ryby zažijí dusičnanový šok, který může dokonce vést k jejich smrti. Dusitany reagují s hemoglobinem v krvi a narušují přenos kyslíku. Vnější příznaky se v obou případech podobají příznakům nedostatku kyslíku, ale jsou také pozorovány při dobrém provzdušňování vody.
Ryby žijící ve vodě s vysokou koncentrací této dusíkaté sloučeniny postupně získávají bledé zbarvení žáber. Dále přicházejí ohniska bakteriálních infekcí. Mezi příznaky otravy dusitany patří ztmavnutí barvy ryb a změny v jejich chování. Ryby ztrácejí chuť k jídlu a nehybně stojí v rozích akvária (často s nosem v koutě), ploutve mají zastrčené, zrychluje se jim dech, nedochází k koordinaci pohybů, škrábání, tělo je mírně stažené. slizký, a pokud nebudou přijata opatření, je možná smrt nejslabších jedinců. Mrtvé ryby mají tmavé, nahnědlé žábry. I po návratu k normální hydrochemii mohou být po tomto kataklyzmatu ryby dlouhodobě nemocné. Žaberní vlákna jsou často zničena. Vznikají komplexní bakteriální infekce. Nejlepší léčba je Tsifran s metronidazolem z běžné lékárny. Dávkování od 1 g tsifranu na 100 l a 50 mg metronidazolu na 100 l.
Pokud jsou tyto příznaky zjištěny, stojí za to otestovat vodu na dusitany, a pokud jsou zjištěny, zasáhnout. Je naléhavé provést částečnou výměnu vody. Pokud jsou ryby otráveny dusitany, voda v akváriu by se neměla náhle měnit! Hlavní chybou začátečníků, která vede k úhynu ryb, je rychlá výměna vody. Najednou nemůžete změnit více než 1/4 objemu vody. Je lepší to dělat v malých dávkách, aby nedošlo k šoku, když se složení vody náhle změní. Je také dobré přidat do vody trochu kondicionéru. Další směna může být dokončena za 5-6 hodin. Voda bude muset být vyměněna, dokud koncentrace dusitanů neklesne na bezpečnou úroveň.
Žádný filtr nedokáže vyčistit vodu od dusičnanů [NO3], které se postupně hromadí, proto je povinná systematická výměna až 30 % vody. Pokud je výkon filtru pro konkrétní akvárium nedostatečný, pak žádná výměna vody nezabrání invazi řas. Dřevěné uhlí neodstraňuje dusičnany a fosfáty, které jsou jedním z hlavních problémů s řasami v akváriu. Naopak nekvalitní uhlí bude uvolňovat fosforečnany. Na druhou stranu uhlí absorbuje hnojiva nezbytná pro rostliny, jako je železo. Tím, že bude voda křišťálově čistá, dřevěné uhlí zamaskuje nutnost výměny vody – akvarista bude věřit, že není potřeba měnit vodu, zatímco dusičnany jsou mimo tabulky.
Bez ohledu na to, jak filtr vypadá, nemůže nahradit pravidelnou výměnu vody.
