La terapia con cobre controla el fitoplancton

Los iones de cobre tienen varios destinos posibles en estanques de acuicultura

El sulfato de cobre, un algicida granular común, también se llama vitriolo azul o piedra azul.

El cobre es un componente mineral en las aguas naturales, generalmente presente en concentraciones de 0,002 a 0,004 miligramos por litro en agua de mar y de 0,005 a 0,020 miligramos por litro en agua dulce. En bajas concentraciones, el cobre es un oligoelemento que todas las plantas necesitan, pero más de 0,05 miligramos por litro pueden ser tóxicos para las algas. El cobre también es un nutriente importante para los animales en concentraciones bajas y una toxina en concentraciones más altas.

El fitoplancton, y en particular las cianobacterias, son hipersensibles al cobre, por lo que el metal se usa ampliamente como alguicida en lagos de suministro de agua, piscinas, torres de enfriamiento, estanques deportivos y de acuicultura y otros sistemas acuáticos. La preparación de cobre tradicional utilizada como algicida es el sulfato de cobre. Es una sustancia granular azul, también llamada vitriolo azul o piedra azul. El sulfato de cobre contiene un 26% en peso de cobre elemental.

Figura 1: Dinámica del cobre en el estanque.

Química del cobre

Cuando se aplica al agua, el sulfato de cobre se disuelve rápidamente para dar iones de cobre y sulfato. Los iones de cobre tienen varios destinos posibles en los estanques de acuicultura (Figura 1). Dependiendo del pH, queda una cantidad variable de iones de cobre en la solución. Suponiendo que el mineral regulador de la solubilidad del cobre es tenorita, la concentración de equilibrio de iones de cobre es de 0.02800 miligramos por litro a pH 7 y 0.00028 miligramos por litro a pH 8 (Tabla 1).

Los iones de cobre reaccionan con los iones de carbonato para formar un par soluble de iones de carbonato de cobre. En el agua de los estanques de acuicultura, la cantidad de cobre en el par de iones excede la concentración de iones de cobre. Los iones de cobre forman complejos solubles con ácidos orgánicos naturales en el agua. En una forma compleja, a menudo llamada quelato, también puede haber más cobre que en iones de cobre.

Uso de algicida

Hay tres procesos para eliminar el cobre del agua. Las plantas acuáticas absorben el cobre y, cuando mueren, el cobre se deposita en el fondo del estanque en materia orgánica muerta. Los iones de cobre se precipitan rápidamente como óxido de cobre y pueden adsorberse en la arcilla coloidal del suelo del fondo y la materia orgánica mediante procesos de intercambio catiónico.

El ion de cobre es el cobre que es tóxico para las plantas, pero un poco menos tóxico para los animales acuáticos. Las concentraciones consideradas aceptables para el control del fitoplancton oscilan entre 0,06 y 0,50 mg de cobre por litro de agua. La concentración máxima de cobre recomendada para los peces suele ser de 0,02 mililitros en agua ácida de baja alcalinidad y 0,2 miligramos por litro en agua de alta alcalinidad y pH.

La solubilidad de los iones de cobre es máxima a pH bajo y disminuye rápidamente al aumentar el pH (Tabla 1). Esto plantea dos problemas cuando se usa sulfato de cobre como algicida. A niveles de pH bajos, la concentración relativamente alta de iones de cobre favorece una alta toxicidad del fitoplancton, pero existe el riesgo de dañar especies de cultivos. A un pH más alto, el daño a los cultivos es menos peligroso, pero es más difícil lograr concentraciones suficientemente altas de iones de cobre para controlar el fitoplancton.

Boyd, Concentración de iones de cobre, Tabla 1

pH concentración de iones de cobre (mg / l)

5 28
6 2.8
7 0,028
8 0,00028
9 0,0000028

Cuadro 1. Concentración de iones de cobre en equilibrio con tenorita de diferente pH.

Productos de cobre quelados

Los iones de cobre se pueden quelar con compuestos orgánicos como trietanolamina, ácido etilendiaminotetraacético, lignina sulfonato o ácido cítrico. La ventaja de procesar productos de cobre relacionados con la quelación del agua es que la concentración de cobre disuelto se puede mantener a niveles elevados durante varios días, incluso en aguas con pH y alcalinidad altos.

El cobre quelado es tóxico para el fitoplancton, pero no tanto para los animales acuáticos como los iones de cobre. Por lo tanto, los productos de cobre quelatados para el control del fitoplancton se pueden usar en aguas ácidas y poco alcalinas sin temor a dañar las especies de cultivos. Además, en agua con una alta alcalinidad y un pH más alto, los productos de cobre quelatados pueden alcanzar más fácilmente una concentración de cobre eficaz. La principal desventaja de los compuestos de cobre quelatados es su alto costo, que suele ser varias veces más alto que el sulfato de cobre por unidad de masa de cobre.

En aguas altamente alcalinas con un pH de 7.5 o más, se puede usar relativamente mucho sulfato de cobre sin poner en peligro las especies de cultivos. En piscicultura, la dosis habitual de sulfato de cobre es 0,01 de la alcalinidad total. Por ejemplo, si la alcalinidad total es de 135 miligramos por litro como carbonato de calcio, la dosis de sulfato de cobre debe ser de 1,35 mililitros por litro.

En aguas con alcalinidad media a alta, es más económico utilizar el control del fitoplancton cuando se utiliza sulfato de cobre y, si es necesario, a intervalos frecuentes que cuando se utilizan productos de cobre quelados. En agua ácida y poco alcalina, la concentración de sulfato de cobre necesaria para controlar el fitoplancton puede exceder la tolerancia de las especies de cultivo al cobre. En esta situación, deben usarse productos de cobre quelatados.

Uso en la cría de bagres

En la cría de bagres de canal, el procesamiento de sulfato de cobre se usa ampliamente para el adelgazamiento previo de algas verdiazules para evitar el mal sabor y el posible rechazo del pescado en las plantas de procesamiento. Muchos estanques de bagres en el sureste de los Estados Unidos han sido tratados con sulfato de cobre varias veces al año durante 10 años o más.

El cobre desaparece rápidamente del agua del estanque y la concentración de cobre vuelve al nivel de pretratamiento en 72 horas (Figura 2). El cobre se acumula en los sedimentos del estanque, pero debido a su baja solubilidad a pH 6 o más, no hay contaminación de las aguas del estanque con cobre liberado de los sedimentos.

Figura 2: Cambios en la concentración de cobre después del tratamiento del estanque con sulfato de cobre.

La cría de bagres se lleva a cabo en áreas donde el fondo del estanque es neutro o ligeramente alcalino, y los estanques ácidos pueden tener una respuesta diferente. Si el agua no se separa de los estanques dentro de los tres días posteriores a la limpieza y el tratamiento y no hay precipitaciones importantes que puedan provocar desbordes, el uso de sulfato de cobre en la acuicultura no debería provocar contaminación ambiental.

Uso en cultivo de camarón

Los calcicidas de cobre no se han utilizado ampliamente en la acuicultura de camarón, pero deberían ser tan efectivos en estanques de camarones de agua salobre como en estanques de agua dulce. Los valores de alcalinidad en agua salobre suelen ser superiores a 100 miligramos por litro, por lo que el sulfato de cobre se puede utilizar de forma segura.

Solicitud

El sulfato de cobre se puede aplicar de varias formas. Los más comunes son esparcir los cristales sobre las superficies del estanque, disolver el algicida en agua para rociar las superficies del estanque y suspender el sulfato de cobre en bolsas porosas frente a los aireadores o en los puntos donde el flujo de entrada ingresa a los estanques.

El sulfato de cobre también se puede usar para tratar las algas alrededor de los bordes del estanque. El método habitual consiste en esparcir el cristal de sulfato de cobre sobre las esteras de algas.

Los pesticidas de cobre quelados se pueden mezclar con agua y rociar sobre la superficie del estanque. Algunos trabajadores también mezclan algicidas derivados del cobre quelatado con agua y extraen la solución del tanque adjunto al bote sobre la superficie del estanque para causar turbulencias causadas por la hélice exterior.

Cuando se tratan estanques, especialmente con compuestos de cobre y sulfato de cobre, es fundamental una evaluación fiable del volumen de los estanques. Muerte masiva de peces ligados al cobre en los estanques de bagre de canal como resultado de errores de cálculo de dosis También es importante limitar la cantidad de fitoplancton muerto al mismo tiempo para evitar concentraciones bajas de oxígeno disuelto. Esto solo se puede lograr procesando una parte del estanque a la vez.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de abril de 2005 de ).

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