Ammonia, giftige vijand

Ammonia is de verzamelterm om volgende chemische stoffen ammoniak en ammonium aan te duiden. Deze stoffen eolietijn beiden stikstofverbindingen, die van elkaar slechts verschillen in die zin dat ammonium een proton (=H+) meer bevat, en aldus elektrisch positief is geladen.

Chemisch uitgedrukt :

• ammoniak = NH3
• ammonium = NH4+

Ammoniak is een kleurloos, prikkelend gas, dat goed oplost in water. Het is een sterk toxische stof die tot sterfte van de vissen kan leiden. Ammoniak bindt zich met zuren tot ammonium, welke praktisch niet giftig is. De pH van het water bepaald dus of ammonia onder de vorm van ammoniak, of ammonium aanwezig zijn. Een lagere pH, en dus zuurder milieu (dwz. aanwezigheid van relatief veel H+), legt het evenwicht in de richting van ammonium. Als de pH boven de 6 oploopt wordt het ammonium echter in toenemende mate in het giftige ammoniak omgezet. De evenwichtsreactie :

NH3 + H+ < > NH4+

In het water komen beide stoffen (meestal) naast elkaar voor, en de pH bepaalt of het merendeel zich als ammonium, of ammoniak aanwezig bevindt. Naast pH heeft de temperatuur en het zoutgehalte hier ook zijn aandeel in. Bij pH beneden de 7 (neutrale punt) zijn vrijwel alle ammonia aanwezig onder de vorm van ammonium. Hoe hoger de temperatuur en hoe lager het zoutgehalte, hoe meer aandeel ammoniak zal hebben.

Bronnen

Ammonia komen rechtstreeks in het water terecht doordat zij uitgescheiden worden door de vissen. Ongeveer 75% van de ammonia-uitstoot gebeurt via de kieuwen. De urine, en in mindere mate de uitwerpselen, zijn de overige rechtstreekse bronnen.

Anderzijds komen ze er ook onrechtstreeks in terecht. Alle dood organisch materiaal zal dmv micro-organismen afgebroken worden. Dit proces van mineralisatie gevolgd door deaminatie, leidt uiteindelijk in de vorming van ammonia die vervolgens in de stikstofcyclus via nitrificatie en denitrificatie kunnen afgebroken worden.

Toxiciteit

Qua giftigheid dienen we goed het onderscheid te maken tussen beide ammonia.

Aangezien ammonium een elektrische lading met zich mee draagt, zal het ook veel moeilijker biologische barrières kunnen doordringen. Denk maar aan de kieuwen. Ammoniak daarentegen zal hier veel makkelijker kunnen penetreren. Naarmate de concentratie aan giftig ammoniak in het water stijgt, zal steeds meer van deze stof zich verplaatsen naar het bloed van de vissen. Dit (passief) proces zorgt ervoor dat de giftige molecule organen bereikt en de celhuishouding aldaar aantast. Dit is vooral nefast voor het centrale zenuwstelsel. Daarnaast heeft ammoniak ook een direct etsend effect op de gevoelige kieuwen, maar ook op de huid. Dit leidt tot een verdikking van de (secundaire) kieuwlamellen, en het creëert een overmatige productie van slijm aldaar. De huid kan een rood aspect vertonen. In gevallen van ammoniakvergiftiging, zullen kleinere (jongere) vissen eerder sterven dan grotere (vergelijk met zuurstoftekort waar het net omgekeerd is). Daarenboven is de reactie op ammoniak overigens verschillend, en mede bepaald door de soort vis, conditie, gewenning enz. Goudvissen bijvoorbeeld zouden hogere gehalten aan ammoniak kunnen verdragen, dankzij een specifiek inwendig reactiemechanisme.

Waarden : Optimale ammoniak concentraties zijn altijd nul (niet meetbaar) ! Waarden lager dan 0.01 mg/l kunnen als ongevaarlijk beschouwd worden. Tussen de 0.01 en 0.2 mg/l ammoniak geeft schadelijke effecten bij langdurige belasting. Bijvoorbeeld : chronisch lage ammoniagehalten verlagen het immuun systeem van de vis. Vanaf 0.2 mg/l bestaat er direct gevaar voor de vissen en vanaf 1 mg/l is het meestal fataal.

Opgelet : Wanneer we het ammonia gehalte meten (bvb. druppeltestjes), dan meten we vaak enkel het gehalte aan ammonium, soms zelfs het totale gehalte aan ammonia. De waarde die daarbij verkregen wordt dient dus nog omgezet te worden naar het werkelijk ammoniak gehalte zodat we het eventuele gevaar kunnen inschatten. Dat kan door middel van een conversietabel die rekening houdt met de pH van het water, sommige tabellen houden zelfs ook rekening met de temperatuur. Normaal vind je zulke tabel op de gebruiksaanwijzing van je testsetje.

Voorbeeld van een conversietabel (uit « sera aqua test ») :

Blauwe getallen = ongevaarlijk
Zwarte getallen = schadelijk bij langdurige belasting
Rode getallen = acuut giftig

Wanneer kunnen we problemen verwachten?

Een pas opgestart filter zal tijd nodig hebben opdat de bacteriën die er komen wonen, zich in voldoende getale kunnen voortplanten zodat het water gezuiverd kan worden van giftige stoffen (rijping). In deze fase is de kans op ammoniapieken reëel ! Snel veel vis uitzetten dient dus ten allen tijde vermeden te worden. Ongeveer 8 dagen na de opstart van een biologisch filter, mag men zich aan maximale ammoniawaarden verwachten. Vanaf +/- 6 weken zou het filter voldoende moeten gerijpt zijn om stabiele veilige waarden te kunnen garanderen.

Ook een reeds gerijpt filter zal slechts net zoveel afvalverwerkers huisvesten als de hoeveelheid voeding en zuurstof die hen ter beschikking staat. Ook dienen zij over de ruimte te beschikken waar zij zich kunnen vast hechten en voortplanten. In het eerste geval wil dit zeggen dat er bij een perfect draaiend systeem (met veilige waterwaarden), door het plots uitzetten van een hoeveelheid vis, terug ammonia pieken kunnen optreden ! Best bouwt men dan ook zijn vispopulatie geleidelijk op om de bacteriën de kans te geven mee in aantal te evolueren met het stijgende aanbod aan te verwerken afvalstoffen. Uit het tweede geval volgt dat een filter een beperkte capaciteit zal hebben. Ammonia concentraties zullen dan ook progressief toenemen eenmaal deze capaciteit overschreden wordt (overstockering, onderfiltering). Ook elk voorval dat het bacteriëngehalte in het filter nadelig beïnvloed kan voor problemen zorgen. Stroompanne bvb die de (lucht)pomp heeft doen uitvallen, bepaalde medicijnen of het iets te fanatiek schoon maken van de filtermedia kunnen hier als voorbeeld aangehaald worden.

Bedenk ook dat het voederen van de vissen met een zeer proteïnerijk voedereen verhoogde uitscheiding van ammonia, of stikstofhoudende organische stoffen (via de uitwerpselen), met zich mee zal brengen. Stoffen die uiteraard verwerkt dienen te worden. Ook niet opgegeten voedselresten, of ingewaaide bladeren zullen door rotting belastend werken. Vooral het voorjaar is een kritieke periode wanneer er zich gedurende de winter een opstapeling heeft plaats gevonden, wat bij stijgende watertemperatuur tot ontbinding komt wanneer het biofilter zich maar langzaam terug aan het « herpakken » is.

Symptomen

De vissen krijgen een bemoeilijkte ademhaling, waardoor ze initieel heftiger gaan ademhalen en aan het wateroppervlak lucht komen happen. De verschijnselen van een ammoniak vergiftiging lijken dan ook op die van zuurstofgebrek, of overmaat koolzuurgas, maar de eigenaardige scherpe geur van het water wijst duidelijk op ammoniak. Voorts gaan de vissen abnormaal zwemmen, ze worden loom (stoppen met zwemmen), zoeken de bodem op, houden hun vinnen tegen het lichaam en gaan daar eventueel op hun zij liggen. Bewegingen van het kieuwdeksel verminderen en langzaam maar zeker sterven ze. De huid krijgt een roder aspect en ter hoogte van de kieuwen ziet men overmatig slijm.

Behandeling bij hoge gehalten

Het eerste dat onmiddellijk dient gedaan te worden is een gedeeltelijke waterverversing. Hierdoor krijgen we een verdunningseffect. We verversen 25 à 35% (per keer) van het totale watervolume tot aanvaardbare gehalten. Dit blijven we aanhouden met de nodige frequentie zodat het gehalte continu laag blijft. Praktisch wil dit dan meestal zeggen dat we dagelijks of om de twee dagen ongeveer een derde water wisselen gedurende zeker de eerste week, daarna kunnen we onder controle van het ammoniakgehalte de waterverversingen meer spreiden.

Het is ook zeer nuttig om een zak geregenereerde zeoliet achter de hand te hebben ! Die kunnen we nu immers in het filter leggen. Zeoliet is een gesteente dat ammonium opslorpt tot het verzadigd is. Wanneer dit punt bereikt is, is moeilijk te voorspellen, maar algemeen kan men stellen dat we het niet langer dan 3 à 4 weken aan één stuk door gebruiken. Het moet dan geregenereerd worden. We leggen de (doorlaatbare) zak zeoliet best op het laatste punt in de filterlijn.

Zout wordt ook nog wel eens toegepast bij ammoniapieken, maar opgelet want zout mag nooit gecombineerd worden met het gebruik van zeoliet in het filter ! ! Men moet dus de keuze maken om ofwel zout, ofwel zeoliet te gaan toepassen. Voor mij gaat de voorkeur uit naar het gebruik van zeoliet omdat zout het ammonia gehalte in het systeem niet (gedeeltelijk) wegneemt, de slijmlaag zal beïnvloeden en deze aldus nog gevoeliger kan maken voor het aanwezig ammoniak.

Aan het verhaal van water verversen zit ook een addertje onder het gras ! Wanneer we nu zuurder water (bvb pH 7.5) gaan aanlengen met harder water waarmee we verversen (bvb pH 8.5), dan brengen we op die manier de pH van het hele systeem omhoog. We weten nu dat dat een verschuiving van de ammoniaverhouding zal teweeg brengen ten voordele van de concentratie aan giftig ammoniak, waardoor het gevaar aldus toeneemt ! Ook opletten dat we hierdoor de watertemperatuur niet al te fel gaan beïnvloeden wat op zich weer stress mee brengt.

Het brengen van de pH in de buurt van het neutrale punt is ook een goede mogelijkheid om de kans op vergiftiging te reduceren. Maar niet bepaald de makkelijkste ! Laat dit dan ook altijd over aan een specialist ter zake die de verantwoordelijkheid daarvoor op zich neemt.

Overweeg ook om je UV-lamp even uit te schakelen. Door ze enkele dagen uit te laten en dan weer even te laten branden krijgen algen de kans te gaan groeien en alzo ook ammonia op te eten, het water blijft dan ook voldoende helder opdat je de vissen goed kan blijven observeren.

Voorts moeten we er voor zorgen dat onze bron van ammonia zo min mogelijk nog van deze stoffen naar het water toe kan brengen. Zowieso stoppen we nu best met voeren, we zorgen ook dat er zo min mogelijk dood organisch materiaal in het systeem over blijft (rottend voer, slib..). Het toevoegen van levende bacteriën is ook aangeraden.

Evaluatie

Maak bij het optreden van zulke problemen een grondige evaluatie van het management dat je doorvoert. Hou je niet te veel vis op een beperkte ruimte ? Is mijn filtercapaciteit voldoende om in alle gevallen mij van zulke problemen te vrijwaren ? Breng ik steeds wel slechts geleidelijke veranderingen aan zodat het hele bioleven in de vijver zijn tijd heeft om aan te passen ? Is er een goede hygiëne in de vijver ?..

Huishoudammoniak

Een filter kan ook opgestart worden met huishoudammoniak. Zo krijgen de bacteriën immers reeds een bron van voeding voorgeschoteld zonder dat er daarom vissen hoeven aanwezig te zijn in het systeem. Als het filter nu goed gerijpt is kan men dan onmiddellijk vissen gaan uitzetten terwijl het filter reeds werkt en de vissen ook geen nadelige invloeden hoeven te ondergaan van de ammonia pieken die met een opstartfase anders gepaard kunnen gaan.

Informeer je echter goed alvorens je hiermee aan de slag gaat! De ammoniak dient juist gedoseerd te worden en druppelsgewijs continu aan het water toegevoegd.

Tip

Nuttig om weten is dat ammonium ook als voedingsbron opgenomen wordt door groeiende planten (stikstofbron).