Come applicare in acquario la depurazione dell’acqua tramite un filtro ad alghe che sfrutta il principio ATS (Algal Turf Scrubbing) 1


Le barriere coralline si sviluppano in acque poco profonde lungo la costa delle isole tropicali o dei continenti e sono generalmente piattaforme strette che crescono a breve distanza dalla riva. Con il costante afflusso di sedimenti, mossi dalle maree e delle onde e con elevati livelli di nutrienti disciolti vicino alla riva, i coralli non possono crescere, dove invece possono prosperare le alghe.

 1 Alghe TURF in natura accanto ai reef

Figura 1.Reef corallino fortemente invaso da alghe filamentose

 

Come per i reef dove è presente una grande biodiversità, dovremmo cercare di ottenere e mantenere in acquario la stessa cosa. Per farlo, dobbiamo fornire non solo l’habitat ideale per i coralli, ma dobbiamo anche fornire i vari habitat che, a loro volta, rendono possibile una barriera corallina fortemente diversificata. Per far ciò le barriere coralline e gli acquari devono avere in comune le sostanze nutritive più simili possibili cercando di limitarle al massimo.  Con nutrienti bassi e la rimozione dei sedimenti, le barriere coralline hanno sviluppato una serie di habitat favorevoli alla crescita dei coralli. Putroppo non è possibile ricreare in un unico acquario tutti gli habitat che esistono sulla barriera corallina per una serie di motivi.

Lo spazio per i vari habitat, è il problema principale, ma esistono anche problemi per la difficoltà di mantenere predatori, prede e erbivori nella maggiore varietà possibile.

A causa di quanto detto, lungo molte coste tropicali, dalla linea di riva fino a circa cinquanta metri di profondità si possono trovare, una grande quantità di alghe filamentose a causa di continue immissioni di sedimenti e nutrienti in mare tramite gli scarichi prodotti dagli insediamenti umani.

2 alghe su rocce

Figura 2: Crescita di filamentose sulla linea di riva.

 

3 Alghe su roccia

Figura 3: Formazione di Turf.

 

Queste alghe hanno una crescita rapida, sottoforma di tappeti erbosi, di fili sospesi e di cespugli. I tappeti erbosi sono costituiti da numerose specie di filamenti di alghe, eretti e serrati fra di loro con un altezza limitata che generalmente raggiunge pochi millimetri, questo consente di intrappolare una grande quantità di sedimenti. Questo tappeto è il cosiddetto TURF algale che normalmente occupa i substrati vicino a riva. Ne esistono anche in sospensione ma sono transitori e solitamente monospecifici. In recenti studi è stato dimostrato che il Turf è responsabile dell’assorbimento della maggior quantità di azoto e fosforo. Nello studio, sono stati esaminati la crescita di alghe e degli scheletri di corallo, mentre erano sottoposti a quattro trattamenti; uno senza nessuna aggiunta, uno con integrazione di concime di fosfato puro, uno con concime di azoto puro, e uno con miscela uguale dei due fertilizzanti. Il Turf è stata l’unica formazione di alghe a rispondere in modo significativo all’integrazione dei composti indicati. Le coralline incrostanti e la copertura di macroalghe hanno mostrato un marcato declino fino alla loro scomparsa. La crescita del Turf è stato tre volte superiore quando trattato con azoto, rispetto al trattamento con fosforo puro. Poiché i composti azotati e il fosforo sono nutrienti facilmente accumulabili negli acquari di barriera, sarebbe utile capire come i livelli di questi composti possono limitare o favorire la crescita di diverse alghe e dei cianobatteri.   Un alto contenuto di fosfati e un basso contenuto di azoto sembra favorire i cianobatteri che incrementano la fissazione di azoto mentre allo stesso tempo riducono la copertura delle alghe e in particolare le macroalghe. La maggiore quantità di fosfato rispetto all’azoto incrementa anche la copertura dei substrati con vari  tipi di alghe verdi a tappeto. Nello studio, l’incremento di azoto non ha incrementato la crescita di altri gruppi alghe. La crescita dei fosfati è un fattore limitante sulla macroalghe, e ciò rende i composti azotati più disponibili per i cianobatteri. Un acquario di barriera correttamente alimentato è quello che fornisce il fabbisogno nutrizionale giornaliero nella giusta quantità, qualità e dimensione delle particelle per tutti gli abitanti. Purtroppo essendo l’acquario un ambiente chiuso, di solito la quantità è superiore rispetto a quello riscontrato vicino alle barriere coralline, pertanto col tempo avverrà un accumulo di fosfati e nitrati e di conseguenza, dei nutrienti con effetti ben conosciuti.

4 Acquario - TURF su rocce

Figura 4: Formazioni algali in acquario

 

5 Acquario - TURF su pompa

Figura 5: Anche l’attrezzatura tecnica in acquario può diventare supporto per le alghe.

 

A questo punto possiamo sfruttare le macroalghe che una volta poste all’interno di un refugium aiutano nella rimozione dei nutrienti. Queste specie oltre a ridurre i nutrienti aggiungono biodiversità, al sistema creando benessere generale nel reef casalingo. Tutto questo funziona se i livelli di nutrienti non salgono troppo  rapidamente, altrimenti le macroalghe, invece di crescere più velocemente si ridurranno, mentre le alghe che formano i tappeti erbosi, ovvero il Turf, crescerà più rapidamente riportando i livelli di nutrienti nuovamente dentro i limiti e allo stesso tempo sottrarranno ai cianobatteri, il fosfato che favorirebbe la loro diffusione. Un attento esame del Turf al microscopio sorprende per la diversità delle forme di vita che utilizzano questi tappeti di alghe come habitat in cui vivere. All’interno di campioni analizzati sono presenti molte specie diverse di alghe filamentose.

6 TURF - tabella elenco alghe

Figura 6: Tipo di alghe che possono comporre il Turf

Queste alghe sono complessamente intrecciate tra loro creando una rete viva che cattura e trattiene sedimenti abiotici e detriti. Non solo queste reti viventi danno alle alghe il substrato su cui ancorarsi ed espandere la loro crescita, ma a loro volta forniscono anche l’habitat e il cibo per una moltitudine di animali microscopici, che diventano cibo per tutti i predatori presenti in acquario. In pratica all’interno del Turf esiste una catena alimentare completa proprio come avviene in ogni ecosistema.

7 TURF - alimentazione tramite predazione microfauna marina

Figura 7: Predazione di zooplancton da parte di polipi di corallo

 

8 TURF - Alimentazione Microfauna rilevata all'interno di campione

Figura 8: Alcuni organismi rilevati all’interno del Turf.

 

Da questi studi, nel 1970, il Dr. Walter Adey, pensò di applicare questo sistema di sottrazione di nutrienti ai propri acquari, tramite l’ Alghe Turf Scrubber.  Le alghe, come le altre piante, devono assorbire azoto e altri nutrienti per la crescita e la riproduzione. Lo sviluppo dell’ Alghe Turf Scrubber, simula semplicemente i processi che avvengono in natura, tramite un dispositivo che permette lo scorrimento dell’ acqua su supporti semisommersi e che vengono irradiati da un’ alta intensità luminosa.

9 Grafico colori

Figura 9: Nel grafico è possibile vedere la lunghezza d’onda maggiormente utilizzata per la crescita delle alghe.

 

10 grafico della luce adatta alla fotosintesi

Figura 10: Lunghezze d’onda maggiormente assorbite per la fotosintesi.

 

In queste zone di mescolamento turbolento, in breve si svilupperà  un denso tappeto di alghe, è ridurrà drasticamente la crescita delle alghe in altri punti dell’acquario.

Questo filtro non è stato utilizzato da molti appassionati, nonostante si combatta spesso con la crescita di alghe indesiderate in acquario, forse a causa del fatto che tali alghe sono guardate comunque come alghe indesiderate e che non sono in grado di lavorare in modo naturale per i nostri acquari. L’unico problema per utilizzare questo sistema può essere la mancanza di spazio necessario e la posizione adatta.

11 Disegno - possibili installazioni ATS in sump

Figura 11: Schemi di collegamento per filtro ATS

 

Per un corretto e costante funzionamento, sarà necessario periodicamente asportare il tappeto di alghe che si formerà sul supporto delle alghe, posto nel filtro e con esse i nutrienti assorbiti. La crescita e l’asportazione delle alghe sarà più frequente quanto più elevato sarà il livello di nutrienti presenti.

Oltre a questo è consigliabile che l’alimentazione del flusso d’acqua, avvenga tramite la tracimazione del sistema, ovvero quella che non ha subito, precedenti eventuali filtrazioni.  Chi ha utilizzato questo sistema di filtrazione, sostiene che è di gran lunga uno dei metodi migliori che abbia mai impiegato per mantenere livelli di nutrienti disciolti corretti fornendo allo stesso tempo un habitat che crea una grande quantità di zooplancton.

 

Figura 12: Zooplancton

E’ importante ricordare che il materiale che si utilizzerà come substrato per le alghe, dovrà avere una struttura superficiale ruvida per permettere alle alghe di aggrapparsi meglio e crescere più velocemente, inoltre il supporto potrà essere posizionato sia in orizzontale leggermente inclinato, sia in verticale,

13 Foto filtro TURF 4

Figura 13: ATS con substrato posizionato in orizzontale con una leggera pendenza per lo scorrimento dell’acqua.

 

14 TURF - formazione su grande superficie in acquario

Figura 14: ATS con substrato posto in verticale con una forte crescita di Turf.

 

Oltre ad avere un metodo naturale per ridurre le sostanze nutritive e  fornire cibo vivo molto vario quindi adatto ad alimentare tutto il biosistema acquario, ci sono una serie di altri benefici, infatti se si illumina il filtro, anche durante la notte, tramite la funzione della fotosintesi, sarà possibile mantenere il livello di ossigeno e pH a livelli corretti anche col buio, stabilizzando così i livelli di questi importanti parametri. Maggiore sarà l’ intensità luminosa fornita nella fascia delle lunghezze d’onda adatta alle alghe, maggiore sarà la crescita del Turf, in quantità e velocità. Molti acquariofili hanno anche riscontrato che in vasche che utilizzano questo sistema di depurazione, consentono di recuperare coralli e pesci indeboliti.

Gli acquari gestiti in modo naturale, forniscono un ambiente migliore per i nostri animali marini rispetto ad altri metodi tradizionali che lavorano in continuo per rimuovere qualsiasi sostanza nutritiva; particolato, alghe e naturalmente tutta quella microfauna microscopica che potrebbe nutrire efficacemente, gli abitanti dell’acquario. Una volta avviato il sistema e verificato il funzionamento con l’insediamento del Turf, sarà possibile ridurre o eliminare l’attività dello schiumatoio ​​o di qualsiasi altra filtrazione meccanica. In realtà sarebbe bene eliminare tali apparecchiature che contrasterebbero gli stessi benefici c

reati dall’habitat che il Turf fornirà.

Non avrebbe senso avere produzione di zooplancton per poi rimuoverlo, eliminando una insostituibile fonte di nutrimento vivo.

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