Vist BBAT

Maandblad voor de aquarium-, terrarium- en vijverliefhebber
Visit BBAT
(Ga terug met de knop "Vorige")
Publicatie
Jaargang 55/06:161
Onderwerp Filtermateriaal: actieve koolstof - deel 3
Men vraagt ons wat ...
 
Beste Peter,
De javavaren in één van mijn cichlidenaquaria is al jaren letterlijk begraven onder de zwarte penseelalg. Onlangs kreeg ik in een winkel voor een prikje een grote, beschadigde, zak EHEIM actieve kool voor vijvers. Die is heel grofkorrelig - brokjes van zowat 1 cm - en ik besloot mijn hele biofilter onder het aquarium ermee te vullen. Op het rooster wat keitjes, dan een dun laagje perlonwatten er overheen en verder niets dan kool. Enkele weken later was de penseelalg nagenoeg verdwenen.

Robert Van Mossevelde - mondelinge mededeling tijdens de maandelijkse redactieraad)
 
Jaarlijks worden in zowat 25 landen en door een 70-tal bedrijven enkele duizenden verschillende soorten A.C. geproduceerd. In totaal zowat 20000 ton per jaar wat aan het gemiddelde soortelijk gewicht ongeveer 3,5 miljoen m3 materiaal vertegenwoordigt. Het merendeel wordt aangewend voor waterbehandeling (ca. 35%) en verder voor zuivering van gassen, voedingsmiddelen, dranken, metallurgie, enz...

Wie uit de vorige bijdrage dus al te licht de conclusie mocht getrokken hebben dat dit of dat merk A.C. "waardeloos" zou zijn, moet ik hier toch even tot de orde roepen. Immers, alles is een kwestie van omstandigheden. Een zinnetje dat ik in deze rubriek wel meerdere malen gebruikt heb. Als iemand vertelt dat hij reeds jaren Aktief Syntraat® in zijn filter gebruikt, dan blijft die informatie immers slechts beperkt tot die puur zakelijke mededeling. Want we weten daardoor niets over het type filter, de grootte ervan, de grootte van het aquarium en van de verhouding van het filter tot dat aquarium, de vulling met filtersubstraat en hun volgorde, enz...
In het bovenstaande verhaal van onze mederedacteur Robert is alles wèl mooi verteld. En waarschijnlijk heeft u deze geschiedenis reeds als "doorbraak in de controle van penseelalg" geklasseerd en op uw geheugen-boodschappenlijstje reeds aangestipt om zo snel mogelijk een grote zak Eheim vijver-A.C. aan te schaffen. Ja toch? Wel, luister dan even naar het vervolg van het verhaal...

"Na ongeveer twee maanden begon de zwarte penseelalg terug toe te nemen. Na drie maanden zat ik terug tegen dezelfde massa algen aan te kijken. De enige manier waarop ik dat nu wat onder controle kan houden is door een regelmatige, wekelijkse, waterverversing van 1/3 van de aquariuminhoud."
Ik wil daar nog aan toevoegen dat het gebruik van datzelfde A.C. type welk Robert gebruikte in een gesloten filtersysteem - een potfilter of binnenfilter - een totaal andere, mogelijk zelfs nefaste, uitwerking zou hebben.
Terug nu naar de resultaten van mijn onderzoekje, welke in het aprilnummer gepubliceerd werden. Neem dat nummer er dus even bij en gelijk ook het maartnummer, dan kunt u waarschijnlijk beter volgen, want de randinformatie is minstens even belangrijk als deze resultaten.
Een algemene opmerking over het verloop van het hele experiment is, dat de overheersende pH telkens in het basische gebied van de schaal registreerde. Er werd met afgeschermd daglicht belicht, maar. met een goede aquariumlamp (Philips TLD 84 b.v.) gedurende 8 uur - of zo - zou de pH waarschijnlijk een flink stuk zuurder registreren omdat de aanwezige planten behoorlijk zouden assimileren. De resultaten zouden er dan ook allemaal wat anders uitgezien hebben. Houd het er dus maar op dat hetzelfde aquariumwater onder nagenoeg dezelfde omstandigheden door de 3 types A.C. volledig anders werd "behandeld". Veralgemening van deze waarden en ze b.v. rechtstreeks transponeren op uw aquarium is een gevaarlijke zaak. Wat ik met het experiment beoogde was het wezenlijke verschil te demonstreren in de werking van de diverse A.C.-soorten en merken. Als u Norit® b.v. een onvoldoende zou willen geven, dan moet ik opmerken dat deze firma niet minder dan 150 verschillende types A.C. op de markt brengt. In dit verband kom ik terug op de informatie in de bijsluiters: we hebben niets aan holle publiciteitsfrasen. Wie A.C. wil verkopen, dient relevante informatie in de bijsluiter te vermelden, zodat de liefhebber een juiste keuze kan maken. Van echt bereikbare info zou men pas kunnen spreken als alle merken aquarium-A.C. op dezelfde manier met elkaar vergeleken zouden worden. Wie denkt (of hoopt) wat meer info op het internet te vinden en de websites van Norit®, Hydrafinn®, Mitsubishi® Chemicals, Sutcliffe Speakman® of Calgon® Carbon wil exploreren, wens ik veel geluk. Op de site van Norit is technische informatie van alle geproduceerde soorten ter beschikking, maar nergens is er een link naar de aquaristiek te vinden. De klassieke naald in een hooiberg dus. En zolang u niet weet welk product nu precies als aquariumkool wordt aangeboden, raakt u dus geen stap vooruit. Onlangs kreeg ik nog een staaltje van een Norit-kool die absoluut fosfaatvrij zou zijn. Daar doe ik momenteel een paar proefjes mee. En… het is waarschijnlijk nog moeilijker om achter de technische gegevens te komen van kleinere aquariummerken. Bij Norit moet u slechts kiezen uit 150 soorten, maar als u geen fabrikant kent, kan het één van de duizenden andere soorten zijn.
Als we de tabel met de resultaten even bekijken, dan kunnen we stellen dat de resultaten ruwweg in drie groepen samengebracht kunnen worden. Om te beginnen zijn er een aantal relatieve waarden die stuk voor stuk een globale eigenschap van het water beschrijven. De variaties hierin zijn dan ook stuk voor stuk het resultaat van de biologische processen die in dat water plaatsgrijpen. Deze waarden zijn: de pH (daarover hebben we het reeds gehad), de redoxpotentiaal, de geleidbaarheid, de kleur, de carbonaathardheid (KH) en de totale hardheid (GH).
Een tweede groep waarden kunnen we samenvatten als de 'biologische belasting'. Ze geven een beeld van het verloop van de biologische activiteiten die door bacteriën worden uitgevoerd en zullen in de regel nogal variëren. Vooral de eindfasen van de stikstofcyclus (NO3 - nitraat), de fosforcyclus (PO4 - fosfaat) en de zwavelcyclus (SO4 - sulfaat) zullen tijdens het biologisch verloop in een gesloten systeem, zoals een aquarium, een stijgende tendens vertonen.
Een derde groep waarden ten slotte omvat de diverse mineralen die door de planten als voeding gebruikt kunnen worden en waarover nogal wat lezers zich zorgen maken dat die ook door de A.C. opgeslorpt worden. Deze mineralen zijn: calcium, magnesium, mangaan, ijzer, boor, molybdeen, zink, koper.
Laten we eens bekijken hoe deze drie groepen evolueerden onder invloed van A.C. Het gebruik van A.C. heeft niet bijzonder veel invloed op de waarden uit de eerste groep, de relatieve waarden. Behalve dan op de kleur. En dat effect is trouwens bij alle A.C.'s ongeveer hetzelfde.

Actieve aquariumkool wordt het best gebruikt in slechts 3 gevallen: om het water te ontkleuren; om medicamenten te verwijderen; en om de vissen te stimuleren tot kweken.(Foto Peter de Batist)
Bij de tweede groep merken we wel verschillen, maar die zijn niet allemaal op het gebruik van A.C. terug te voeren. In het testaquarium b.v. merken we dat het fosfaatgehalte afneemt en het nitraatgehalte eveneens... nadat het eerst even steeg. Dat komt, vermoed ik, omdat er nooit overvoederd werd. De "standaard" hoeveelheid van 5% van het lichaamsgewicht als onderhoudsvoer werd immers gehalveerd. Dat werd voornamelijk gedaan omdat een eerdere opzet van zo'n experiment niet bevredigend verliep. Hoe groter het aquarium, hoe steviger het evenwicht wordt ingesteld en in deze reeks kleine aquaria geeft de normale dosis voer zeer snel aanleiding tot blauwalgen. Wat eigenlijk normaal is. De reductie van fosfaat en nitraat zijn nu eenvoudig te verklaren: ze werden door de planten opgenomen. Nu nog evalueren wat de metingen in de drie andere aquaria kunnen betekenen. Deze werden uitgevoerd op 3 cruciale momenten in het adsorptieproces van de A.C.: na één dag, na ongeveer 45 dagen en na ongeveer 75 dagen. Het is zo dat we na één dag reeds verschuivingen kunnen waarnemen. Dat komt omdat de volle adsorptiecapaciteit niet alleen ter beschikking is maar eveneens omdat de adsorptievlakken allemaal nog vrij zijn van vuil en biologisch slijm.
Het is m.a.w. eenvoudig om het grootste deel van een stof uit een vloeistof te verwijderen en daarom moet men ook steeds verse A.C. gebruiken wanneer men een medicament uit het aquariumwater wil verwijderen. De A.C. reduceert dan de therapeutische dosis tot ongevaarlijke proporties en die resten worden dan ofwel door het aquariummilieu zelf verder afgebroken, of bij een verse gift van A.C. geadsorbeerd. Op 75 dagen situeren wij gewoonlijk het saturatiepunt. Uitgaande op ervaringen van talloze liefhebbers constateren we twee verschillende mogelijkheden. In potfilters, waar het water langs onder door de filtermassa geperst wordt, merken we een sterke verslijming tegen de zak met A.C. aan. Die wordt daardoor volledig afgesloten van het filtersysteem en het water begint langs de zijkanten naar boven te transporteren. Niet zelden gebeurt dit eveneens met de hoger gelegen filterwatten, zodanig dat er eigenlijk niet meer gefilterd wordt. Het water bevat steeds meer ammonium en er ontstaat een pracht van een blauwe alg"infectie" terwijl het filter schijnbaar toch nog zijn werk doet. Een andere situatie merken we in een open filtersysteem. Een biofilter onder of naast het aquarium. Hier is nooit sprake van druk. Het water vloeit hier over de diverse filtersubstraten dank zij een overloopsysteem. Een dichtslibben komt hier pas later voor. Wat hier wel gebeurt, is het "cloggen". Dit proces, dat ook door Stephen SPOTTE beschreven wordt, heb ik onlangs nog besproken in het stukje over filtermaterialen. Bijzonder bij vele A.C.-soorten is de vaststelling dat onder invloed van de mechanische kracht van het water, de partikels zich steeds meer gaan schikken naar elkaar. We hebben dat eens wat nader bekeken in diverse aquaria en het blijkt dat de grotere vlakken elkaar steeds meer gaan opzoeken en tegen elkaar passen. En wat eens een gigantische massa kleine partikels was, begint zich nu meer als één blok A.C. te gedragen. Er zijn m.a.w. veel minder adsorptievlakken ter beschikking waardoor de capaciteit van de A.C. drastisch afneemt. Contacttijden van 6 maanden, zoals in sommige bijsluiters wordt aanbevolen, lijken ons schromelijk overdreven. Een typisch resultaat van proeven in een technisch laboratorium en niet in een levend milieu. Er werd zeker geen rekening gehouden met de doorstroomsnelheid, de vervuilingsgraad en zeker niet met het feit of die beide gegevens constant zijn. Bekijken we in deze optiek de resultaten van de analyses dan lijken die op het eerste zicht nergens op. Alleen nitriet gedraagt zich een beetje zoals verwacht wordt: lage beginwaarden en verder onmeetbaar. Nitrietopbouw situeert zich immers tussen 5 en 12 dagen na het opstarten van het aquarium. Ik betwijfel of A.C. op die waarde enige invloed heeft. Dat wordt wel eens gezegd, dat in een opstartend aquarium precies om die reden er A.C. in het filter moet geplaatst worden. Een bewering die nergens op steunt en bovendien een slechte raad is. We moeten namelijk nitriet hebben in het aquarium anders kunnen de bacteriën die nitriet oxideren naar nitraat nooit ontstaan. Ze houden zich later ook trouwens in stand met het nitriet dat gevormd wordt maar souperen dat geheel op. Uw filter produceert elke dag nitriet maar dat kunt u nooit nameten omdat de gulzige nitraatbacteriën dat verslinden en er nitraat van maken. Een goed werkend filtersysteem produceert dus nitraat, terwijl ammonium en nitriet slechts in minieme hoeveelheden aantoonbaar mogen zijn. In onze testaquaria merken we minder ammonium na de eerste dag maar verder soms een stijging of een daling t.o.v. die eerste meting. Die verschillende waarden hebben o.i. geen verband met A.C. Ten eerste is dat patroon zowat gelijk met het testaquarium en ten tweede heeft dat weinig belang omdat de waarden in de veilige zone liggen en, zelfs met die hoge pH-waarden, niet voldoende giftig ammoniak kunnen creëren. Noteer enkel dat A.C. in het begin het ammoniumgehalte schijnt te reduceren. En noteer er dan bij dat dit niet noodzakelijk een voordeel is omdat dat ammonium nodig is om het filtersysteem te helpen aanrijpen. Ook nitraat schijnt in de beginfase opgenomen te worden door alle soorten A.C. om dan later weer te stijgen. Dat is natuurlijk merkwaardig, omdat de meeste auteurs vermelden dat niet stikstof maar wel koolstof aangetrokken wordt door de A.C.-matrix. Sommige liefhebbers hebben dat reeds eerder opgemerkt en gebruiken dus precies A.C. om die nitraat te verlagen. De stijging achteraf verraadt ons dan weer dat het normale verloop van het filterproces en de stikstofkringloop toch plaatsvinden. Ik weet niet welk proces nu precies voor die nitraatdaling in het begin verantwoordelijk moet gesteld worden. Stel dat nitraatmoleculen worden geadsorbeerd door de A.C.-matrix, dan zijn ze daarom nog niet gesplitst in hun samenstellende gassen (NO3 - stikstof en zuurstof) en derhalve nog meetbaar. Het is natuurlijk voorstelbaar (Let op! Dit is slechts een denkoefening!) dat zich in de poriën van de A.C. anaërobe of facultatief anaërobe bacteriën ophouden die later b.v. door andere, agressievere, soorten verdrongen worden. Het idee, door diverse auteurs aangebracht, dat A.C. in een later stadium met diverse stikstofbacteriën gekoloniseerd wordt en dan als een biofilter gaat functioneren, wordt niet gesteund door de resultaten van onze metingen. Er is immers geen opmerkelijk verschil in filtratiecapaciteit tussen het testaquarium en de aquaria met de A.C. In dit kader wil ik het nog even over de merkwaardige stelling van Dr. Axel OBERBRENNER hebben. Omdat bacteriën ook organisch (koolstofhoudend) zijn, worden ze ook door de A.C. aangetrokken en daar voeden ze zich met zich aldaar eveneens verzamelende organische (koolstofhoudende) partikels en moleculen. Die bacteriën, stelt hij verder, zullen ook de stikstofverbindingen, waarvan hij eerder vermeldt dat ze niet aangetrokken worden, oxideren naar nitriet en nitraat. Als hij verder stelt dat dit een processtabiel systeem is, waar de bacteriën zich steeds maar voortplanten door de koolstofmoleculen op te eten en daardoor de A.C.-matrix steeds voldoende open te houden, zodat de adsorptiegrens nooit bereikt wordt, dan geldt dat dus alleen maar voor de koolstofverbindingen en niet voor de stikstoffracties in de eiwitten, die dus afgestoten worden. Deze laatste moeten dus in de rest van het filterbed behandeld worden. En daardoor stijgt het nitraat dus steeds in een gesloten systeem. Enkel een "nitraatfilter" kan dit eindpunt van het filterproces keren. Ik zet trouwens met opzet een en ander tussen aanhalingstekens omdat het halve oplossingen zijn die niet beletten dat andere "schadelijke" stoffen opgebouwd worden. Die "processtabiliteit" is ook zoiets technisch dat m.i. in een aquarium niet thuishoort, zelfs ondenkbaar is. Ik heb trouwens een sterk vermoeden dat een dergelijke processtabiliteit alleen haalbaar is in een aquarium waarin extra koolstof wordt toegediend onder de vorm van CO2. Wat in kleine systemen niet zo evident is.
Kijken we nu naar de resultaten van de fosfaatmetingen, dan merken we in aquaria 1, 3 en 4 een progressieve reductie en in aquarium 2 daarentegen een progressieve stijging (afgifte zelfs). Een regelrecht nadeel van deze Norit-A.C. Maar zoals ik al zei: "Norit heeft eveneens volledig fosfaatvrije A.C.-soorten". Wat ons weer bij de specificaties in de bijsluiter terugbrengt. Sulfaat werd tenslotte alleen bij de laatste testronde bepaald. Dat komt omdat de chemicaliën voor het uitvoeren van de testen op de andere tijdstippen in bestelling waren. Een hoog sulfaatgehalte heeft, voor zover wij konden nagaan, geen nadelige invloed op de werking van een gesloten systeem. Het is in alle gesloten systemen aanwezig en wordt zelfs vrijwillig toegevoegd als plantenvoeding. Praktisch alle mineralen zitten daarin verwerkt als sulfaten. En hier lezen we dus in de resultaten dat het testaquarium minder sulfaat heeft opgebouwd dan de andere. Over de aard van de processen die dat kunnen bewerkstelligen, kan ik slechts gissen.
De resultaten van de derde groep - de mineralen - vertonen ook weer allerlei vreemde kronkels. Calcium en magnesium, waarvan het laatste theoretisch werd afgeleid uit de GH en het Ca-gehalte, stijgen soms om daarna weer te dalen, of omgekeerd. Het zijn vooral deze mineralen die gebruikt worden bij de groei van aquariumplanten en we kunnen dit wisselende gedrag dus moeilijk aan A.C. alleen toedichten. Het magnesiumsulfaat dat aan plantenvoedingen wordt toegevoegd, is echter aan een chelator verbonden. In de regel wordt hiervoor EDTA (Ethyleendiaminetetraacetaat) gebruikt. Dat is, uiteraard, ook weer een koolstofverbinding en die wordt wèl door verse koolstofmatrix gulzig geadsorbeerd, daarbij de mineralen min of meer aan hun lot overlatend. We merken dat b.v. bij het ijzergehalte dat in het begin tot het nulpunt daalt. Om dan daarna weer terug te verschijnen. Omdat er gedurende het gehele verloop van het experiment geen plantenvoeding werd toegevoegd, ligt de conclusie voor de hand: het is de chelator die geadsorbeerd wordt en het hangt van de aard van de binding af of hij het mineraal mee verbergt in de koolstofmatrix van de A.C. na de adsorptie. Verder kunnen er ook, via de toegediende voeding, ongecheleerde hoeveelheden ijzer beginnen groeien in elk systeem en ten slotte wordt er ook een gedeelte opgenomen door de planten, die alle een beetje groei vertoonden. Zelfs in het testaquarium. De meest uitbundige groei stellen we vast in aquarium 3 en 4. Aquarium 3 manifesteert van die 2 het laagste ijzergehalte maar heeft wat meer magnesium over dan aquarium 4 waar er meer magnesium dan ijzer verbruikt werd. In aquarium 3 groeide de Elodea beter en in aquarium 4 dan weer de Ceratophyllum. Het lijkt erop dat het experiment ons meer leert over de mineralenkeuze van deze 2 waterplanten en daar kunnen we dan tegelijk het relatieve karakter van de diverse plantenvoedingen aan vastknopen. Wat te veel voor de ene plant en wat te weinig voor de andere. Maar de globale groei van het hele bonte plantengezelschap in een gezelschapsaquarium lijkt erop vooruit te gaan. Zolang we geen ecologisch correcte plantengezelschappen creëren moeten we dus met globale oplossingen werken. De negatieve relatie tussen EDTA en A.C. hadden we reeds eerder vermoed, maar nooit uitgetest. En nu we de resultaten kennen en de hypothese door onderzoek gesteund lijkt, dan kan ik tot besluit slechts de raadgevingen herhalen die ik reeds jaren geef aan mensen die me raad vragen over het gebruik van A.C.
"A.C. moet gebruikt worden in 3 afgelijnde gevallen. Om te beginnen om medicamenten en andere contaminanten die aan het aquariumwater toegevoegd werden er terug uit te verwijderen. En dat gebeurt dan met verse A.C. die na een week nog eens vervangen wordt door een tweede verse dosis. Ten tweede om het water te ontkleuren wanneer het te lang en met matige waterverversing op zichzelf gedraaid heeft. Een donkere kleur kan het lichtregime danig vervormen zodat de assimilatie ontoereikend wordt. Deze laatste toepassing ook voor ogen houden wanneer kien- of wortelhout in het aquarium gebruikt wordt. En ten slotte, moet u A.C. gebruiken als u met uw vissen wilt kweken. De paaidrift wordt sterk gestimuleerd door helder water. Een lage biologische belasting is in dit geval een andere limiterende factor. We hebben echter gezien dat sommige A.C.'s ook hierin - kortstondig weliswaar - een goede invloed kunnen uitoefenen."
Het antwoord op mijn eigen vraag - of oude A.C. gebruikt kan worden voor de BBQ - moet inmiddels reeds duidelijk zijn voor de aandachtige lezer. Is hij gebruikt om het water even te ontkleuren of het nitraatgehalte te laten dalen dan denk ik niet dat goed gedroogde A.C. kwaad kan als hij met uw gebruikelijke BBQ-kool vermengd wordt. Het lijkt me dan een zeer zinnige recyclage. Bij het uitfilteren van medicamenten en andere zware koolstofverbindingen moet hij echter onverbiddelijk naar het restafval!