stikstofkringloop | Waterkwaliteit | Alle belangrijke waterwaardes en afhankelijkheden op een rijtje

Waterkwaliteit

noodzaak voor ontwikkeling

De stikstofkringloop

De stikstofkringloop


De stikstofkringloop is de biologische kringloop en de geothermische omzetting van stikstof in de lucht (aard-atmosfeer). Alle organismen hebben stikstof nodig daar het een bestanddeel is van aminozuren, eiwitten, DNA en co-enzymen. In onze vijvers speelt stikstof dan ook een zeer belangrijke rol. In onderstaande afbeelding is de stikstofkringloop weergegeven:

De stikstofkringloop van de natuur

De stikstofkringloop bestaat uit de volgende processen:

  • Vastlegging van stikstof uit de lucht door speciale bacteriën
  • Beschikbaar komen van de stikstof voor de plant (in onze vijvers zijn dat algen) door:
    • afbraak van organisch materiaal door organismen zoals bacteriën, schimmels en dieren. In onze vijvers gebeurt dit permanent
    • ammonificatie, waarbij een organische stikstofverbinding door een groep van nitrificerende bacteriën wordt omgezet in onder andere ammonium-ionen

In onze vijvers spelen bacteriën een belangrijke rol, zij zorgen ervoor dat de gifstoffen afgebroken worden naar minder giftige stoffen. In een draaiende vijver ontstaat er door voerresten, afscheiding van vissen, dode planten en algen en dieren onder andere ammonia of ammonium waarmee de stikstofkringloop een feit is.

Bron: Wikipedia

Denitrificatie

Denitrificatie



Denitrificatie is het proces waarbij nitraat wordt omgezet naar stikstof, nitriet en ammonium. Nitraat, als eindprodukt van de stikstofkringloop, wordt doorgaans aangepakt door waterwissels waarmee de concentratie wordt verlaagd. In theorie zou een concentratie nitraat kunnen ontstaan die op ten duur schadelijk is voor de koi. Het is dus van belang om de concentratie nitraat laag te houden, en het denitrificatie-proces is een welkome aanvulling op het arsenaal aan waterverbeteringsmethoden maar dan aangeboden vanuit de natuur.

Het denitrificatieproces ziet er als volgt uit:

5 CH2O + 4 NO3- + 4 H+ >> 2 N2 (g) + 5 CO2 (g) + 7 H2O

Wat hier feitelijk staat is dat bij dit proces de aanwezigheid van zuurstof niet direct op prijs wordt gesteld. Om toch aan een zuurstofatoom te komen (zonder zuurstof geen denitrificatie) wordt deze als het ware afgesnoept van het nitraat-molecuul. Dat klinkt ingewikkelder dan het is, het betekent dat denitrificatie alleen kan plaatsvinden op zuurstofarme plaatsen! In onze vijvers is dat in de biofilm van onze filters, wat gezien kan worden als een soort "deken" over het filtermateriaal heen. Nu is een bioloog een subtiel evenwicht tussen honderden bacteriën en organismen waarvan er per dag miljoenen sterven en ook weer worden aangemaakt. Hierdoor circuleert organisch materiaal in deze biolaag, waardoor diep in deze laag de denitrificatie kan plaatsvinden. Het is om deze reden dat zeer poreus filtermateriaal als Siporax van sera, Bacteria-home en Bacterie House gretig worden toegepast in onze filters. Diep in deze poriën kan, onder de juiste omstandigheden, denitrificatie plaatsvinden. De kwaliteit van de biolaag (dikte) alsook het gebruikte filtermedium hebben grote invloed op de mate of en waarin er denitrificatie ontstaat. Wel kan gesteld worden dat een dikke biolaag een hogere kans biedt op denitrificatie. Zorg dus goed voor uw filters, en zeker in combinatie met medicijnen die desastreuze gevolgen kunnen hebben voor uw biolaag!

Nitrificatie

Nitrificatie



Nitrificatie is de biologische oxidatie van ammonium tot nitriet gevolgd door de oxidatie van dit nitriet tot nitraat. Nitrificatie is een belangrijke stap in de e stikstofkringloop">stikstofkringloop van ecosystemen zoals een vijver.

De oxidatie van ammonium in uiteindelijk nitraat gebeurt door bacteriën uit verschillende geslachten. De eerste stap naar nitriet wordt onder andere gedaan door bacteriën uit de geslachten Nitrosomonas en Nitrosospira (het voorvoegsel nitroso staat voor ammonium). De tweede stap naar nitraat wordt hoofdzakelijk gedaan door de bacteriën uit de geslachten Nitrospira en Nitrobacter (het voorvoegsel nitro staat voor nitriet).

In onderstaande afbeelding wordt deze kringloop gepresenteerd, waarbij het eindprodukt nitraat weer door planten wordt opgenomen:


Nitrificatie en stikstofkringloop

Overigens wordt ammonium ook opgenomen door planten zoals algen waarmee zij een beetje inbreken op de kringloop. Vanuit de kringloop en het bijhorende nitrificatie-proces is het duidelijk dat de kringloop start met het ontstaan van ammonium. Ammonium wordt in onze vijvers geproduceerd door de koi, waarvan het grootste gedeelte (>75%) direct via de kieuwen aan het water wordt gegeven.

In het proces is nog een speciaal proces aangegeven, en dat is het proces van enitrificatie">denitrificatie. Daarbij worden nitraten weer afgebroken door de bacterien.


Bron: Chemie in het aquarium