El cambio constante del pH es inevitable, perfectamente normal Defensor mundial de la acuicultura

Profesor Boyd: Los cambios en el pH rara vez causan mortalidad

Los estanques de acuicultura deben tener agua con un pH superior a 6,5 ​​y suficiente alcalinidad, ya sea de forma natural o por encalado.

Además de la temperatura del agua y la concentración de oxígeno disuelto, el pH es probablemente la variable más comúnmente medida en la calidad del agua en la acuicultura. Es probable que estas tres variables también reflejen los cambios más frecuentes e importantes observados entre las variables de calidad del agua de la acuicultura. Los científicos de la acuicultura saben por qué cambian las temperaturas del agua y la mayoría de ellos pueden proporcionar una explicación aceptable de las causas de los cambios en las concentraciones de oxígeno disuelto. La mayoría también comprende las consecuencias de los cambios en la temperatura del agua y la concentración de oxígeno disuelto.

Sin embargo, la mayoría no tiene idea sobre el pH, pero a menudo miden y se preocupan por los cambios de pH observados.

¿Qué es el pH?

Para empezar, les recuerdo a los lectores el concepto de pH. PH es un índice de intensidad de iones de hidrógeno (H +). Por definición, el pH es el logaritmo negativo de la actividad H + (concentración efectiva de H +). La actividad del ión hidrógeno y la concentración de H + son generalmente similares y la concentración de H + se usa aquí. En agua a 25 ° C y pH 7, las concentraciones de H + y de iones hidroxilo (OH–) son 0.0000001 mol (10-7 M) y el valor log negativo (pH) es 10-7 M es 7. La reacción H + es ácido, mientras que OH– es básico (básico). De ello se deduce que a pH 7 el agua pura es neutra (ni ácida ni básica). A medida que aumenta el H + OH, el pH cae por debajo de 7 y cuanto menor es el pH, mayor es la reacción ácida del agua. A medida que la proporción de H + OH disminuye, el pH se eleva por encima de 7 y cuanto mayor es el pH, mayor es la reacción principal del agua.

El PH afecta la supervivencia y el crecimiento de los animales de la acuicultura. Los efectos comunes en los animales acuáticos de la exposición continua a diferentes niveles de pH se muestran en la Tabla 1. Los animales acuáticos mueren a un pH de aproximadamente 4 y entre 10 y 11. Por lo general, crecen mejor en el rango de pH de 6.5-8.5 y es probable que el pH 7-8 sea óptimo para la mayoría de las especies.

Boyd, cambios de pH, tabla 1

efecto pH

4 Punto de muerte ácida
4.-5 Sin reproducción
5.-6 Crecimiento lento
6-9 El mejor crecimiento
9.-11 Crecimiento lento
11 Punto de muerte alcalino

Cuadro 1. Efecto del pH en peces de estanque y crustáceos.

control de pH

Esta clasificación de los efectos del pH en la Tabla 1 ha sido vista por la mayoría de los científicos de la acuicultura y puede ser la razón por la cual una gran proporción tiene pH ocupado. En los estanques, el pH a menudo puede ser casi neutro por la mañana y elevarse por encima de 8,5 por la tarde. Los estanques altamente ácidos pueden descalcificar para elevar el pH y rara vez se observa un pH bajo en los sistemas de cultivo. Sin embargo, un pH en el rango de 9-10 es normal y especialmente por la tarde.

Como resultado, el agua se puede encalar para evitar un pH bajo, pero un pH alto durante algunas horas por la tarde (o en algunos casos durante unos días) es característico de las aguas de los estanques de acuicultura. El pH elevado ciertamente afecta el crecimiento de los animales acuáticos, pero en realidad no existe una forma práctica de evitar un pH constantemente alto en la mayoría de los estanques. Se necesita una explicación simple de por qué el pH de algunas aguas es diferente al de otras y por qué los valores de pH cambian rápidamente.

Las aguas más ácidas son las que han estado en contacto con suelos de sulfato ácido activo. Los depósitos de piruros de hierro en estos suelos se oxidan para formar ácido sulfúrico, cuyo pH desciende de 2 a 3. Dichos suelos suelen estar ubicados en áreas costeras, particularmente comunes en algunas áreas costeras de Australia y el sudeste asiático, pero pueden encontrarse en otras áreas . La mejor alternativa es rechazar áreas con suelos como estanques. Sin embargo, los estanques construidos sobre tales suelos se pueden hacer adecuados para la acuicultura al someterlos a períodos de secado alternos para la oxidación de piruros y enjuague para lavar la acidez resultante. Posteriormente, el encalado puede ser eficaz para mantener el pH dentro de un rango aceptable.

La causa más común de pH bajo en estanques es la cuenca del río y el subsuelo, que está calcificado y bajo en cationes debido a la falta de cationes básicos. El agua tiene una alcalinidad baja y el pH suele ser de 4,5 a 6,5. Todos los continentes tienen enormes suelos de este tipo, por ejemplo, en gran parte de la zona costera del este de los Estados Unidos. Los estanques construidos en tales suelos pueden encalarse y limitar la acuicultura a condiciones ácidas se supera fácilmente. Los estanques generalmente se encalan para aumentar la alcalinidad a aproximadamente 40 mg / ly esto eleva el pH mínimo, que generalmente ocurre temprano en la mañana, a 7 o 7.5.

En áreas donde los depósitos de piedra caliza están muy extendidos y los suelos pueden contener carbonatos libres, la concentración de alcalinidad de las aguas superficiales puede ser de 50-300 mg / ly el pH suele ser cercano a 8. Las áreas secas también tienen agua superficial de alta alcalinidad y, en algunos casos, incluso pH 8 por la mañana. Los estanques llenos de agua salobre y fuentes de agua de mar tienen una alcalinidad de 80-120 mg / ly un pH cercano a 8. Generalmente no se requiere encalado en agua con una alcalinidad de más de 40-50 mg / l. .

En conclusión, las especies acuícolas deben tener un pH superior a 6,5 ​​y alcalinidad, ya sea de forma natural o debida a la cal. El final utópico de la historia estaría aquí, pero la historia no termina aquí.

fluctuaciones de pH

El fenómeno de las fluctuaciones del pH se produce en mayor o menor medida en casi todos los cuerpos de agua y está provocado por procesos biológicos. En aguas con bajas concentraciones de nutrientes (aguas oligotróficas), el cambio diario de pH es pequeño, rara vez excede de 0,5 a 1,0 unidades de pH (Figura 1). Los estanques de acuicultura utilizan fertilizantes y piensos y aumentan significativamente la actividad biológica, con cambios de pH mucho más amplios durante un período de 24 horas (Figura 1).

Figura 1: Fluctuaciones diarias de pH afectadas por la abundancia de fitoplancton.

Le guardo al lector la compleja química del cambio de pH. Baste decir aquí que el dióxido de carbono es ácido en el agua. Las floraciones de fitoplancton se desarrollan en presas de acuicultura debido a sus abundantes reservas de nutrientes. Durante el día, el fitoplancton elimina el dióxido de carbono para usarlo en la fotosíntesis más rápido cuando todos los organismos respiran dióxido de carbono de regreso al agua y el pH aumenta.

No hay dióxido de carbono en el agua con un pH de 8,3 o superior. Muchas plantas acuáticas pueden utilizar el carbono del carbonato, pero este proceso aumenta la cantidad de carbonato en el agua. El carbonato se hidroliza con la liberación de OH y el pH continúa aumentando, a veces llegando a 10 o más. Por la noche, la fotosíntesis se detiene, pero la respiración devuelve el dióxido de carbono al agua. Como resultado, el carbonato se convierte nuevamente en bicarbonato, el pH cae a 8.3 y el pH continúa disminuyendo en respuesta a un aumento en el dióxido de carbono.

El encalado del agua de baja alcalinidad aumenta la concentración de iones bicarbonato para aumentar la alcalinidad. Una alcalinidad más alta proporciona una mayor capacidad amortiguadora para minimizar los cambios de pH.

Los eventos descritos anteriormente son procesos naturales y no existe una forma práctica de evitarlos en estanques u otros sistemas de producción acuícola que contienen fitoplancton. Aunque los cambios en el pH a veces pueden afectar negativamente a los animales cultivados, rara vez causan mortalidad y es probable que el impacto en la producción sea bastante pequeño.

Notas adicionales

Se necesitan algunos puntos de pH adicionales. En estanques con alta alcalinidad pero baja dureza del calcio, el pH puede subir a 11 o más. El resultado es un pH alto porque la concentración de calcio no es suficiente para precipitar suficiente carbonato (carbonato de calcio) en el agua para limitar el aumento del pH por encima del límite permitido. Sin duda, los peces morirán en unas pocas horas si el pH es superior a 11. La forma habitual de aliviar la situación es utilizar yeso agrícola (sulfato de calcio) para aumentar la concentración de dureza de calcio.

Para reducir el pH, a menudo se recomienda utilizar fertilizantes formadores de ácido como urea o sulfato de amonio en estanques con alta alcalinidad y agua crónicamente elevada. El argumento para usar estos fertilizantes es que dan como resultado concentraciones de amoníaco más altas y la oxidación del amoníaco por nitrificación bacteriana hace que el H + tenga un pH más bajo. Aunque la lógica es correcta, la cantidad de fertilizante necesaria para lograr un buen resultado aumentaría la concentración de amoníaco en estanques de pH alto para ser tóxico.

El ácido sulfúrico se podría aplicar a un pH más bajo. Sin embargo, el ácido sulfúrico neutraliza la alcalinidad y el problema del pH alto se recupera pronto y puede agravarse. La alcalinidad en el agua actúa como un amortiguador de pH, y las aguas con mayor alcalinidad toleran los cambios de pH mejor que los niveles de pH más bajos. El tratamiento con ácido sulfúrico reduce la alcalinidad y esto reduce la capacidad amortiguadora, lo que promueve un pH más alto posteriormente.

El alto pH resultante de la fotosíntesis del fitoplancton está presente en estanques con densas floraciones de fitoplancton en climas cálidos y calurosos. Algunos líderes han utilizado algicidas para controlar la abundancia de fitoplancton. La muerte de muchos fitoplancton reduce el oxígeno disuelto a través de la fotosíntesis, y el fitoplancton muerto se descompone, eliminando el oxígeno disuelto, que a veces causa estrés o mortalidad a los peces. Además, las floraciones de algas aumentan de nuevo a medida que disminuye el efecto algicida.

Aunque el pH se puede medir fácilmente de varias formas, utilizando tiras reactivas, kits de prueba, dispositivos de pH tipo bolígrafo y medidores electrónicos estándar, la mejor manera de medir el pH es con un medidor electrónico cuidadosamente calibrado. Otros métodos pueden ser significativamente erróneos y causar altos valores de pH que preocupan a los acuicultores.

Espero que esta discusión sea algo reconfortante para sus preocupaciones crónicas sobre el pH.

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