Czym jest BOR (B)?

Bor (B, łac. borium) jest pierwiastkiem chemicznym należącym do 13 grupy układu okresowego, czyli tzw. borowców*. Jest jedynym w tej grupie niemetalem o czarnych kryształach, pozostałe pierwiastki, należące do tej grupy, są metalami o srebrzystobiałej barwie. W przyrodzie jego zawartość w górnych warstwach ziemi jest na poziomie 0,0009%. Występuje w formie minerałów, a najważniejsze z nich to: boraks, kernit, kolemanit i aszaryt.

Od strony chemicznej, bor swoją budową przypomina krzem i węgiel, a związki, które tworzy, należą głównie do analogów węglowodorów czy krzemowodoru, jak np. borowodorek sodu (NaBH₄). Bor tworzy głównie związki o wiązaniach kowalencyjnych**, ponieważ posiada duży ładunek i wysoką energię jonizacji przy małym rozmiarze atomu. Bor tworzy związki chemiczne, w których występuje  przede wszystkich na +III stopniu utlenienia.

Jest też pierwiastkiem, który w niewielkich ilościach występuje w wodzie morskie, dlatego niekiedy można spotkać informacje w literaturze, że zalicza się go do pierwiastków śladowych (mikroelementów). Podczas analizy ICP-OES jest klasyfikowany do grupy makroelementów i tym terminem będę się posługiwać w dalszej części artykułu.

Bor występuje w wodzie morskiej, należy do grupy makroelementów, a jego optymalna zawartość w niej wynosi 4-5 ppm.  

Znaczenie boru w wodzie morskiej

Stężenie boru w wodzie morskiej zmienia się bezpośrednio z zasoleniem. Optymalne warunki można osiągnąć w sytuacji, gdy zależność boru (B) od chloru (Cl) jest prostoliniowa. W ogólnodostępnych informacjach na temat boru często można spotkać się z opinią, że nie ma on istotnego znaczenia w akwarystyce morskiej. Nic bardziej mylnego, ponieważ bor pełni kilka bardzo ważnych funkcji, które w dalszej perspektywie dają widoczne przełożenie na zdrowie koralowców. 

Bor w wodzie morskiej istnieje w postaci jonu metaboranowego (BO₂^–), który ulega hydrolizie do anionu boranowego (B(OH)₄^–), zgodnie z poniższym równaniem (1).

BO₂^– + H₂O → B(OH)₄^–   (1)

 Z uwagi, że kwas borowy (H₃BO₃) jest słabym kwasem i słabo dysocjuje, to bor w wodzie morskiej, w głównej mierze, będzie występował w formie anionu boranowego B(OH)₄^–, zgodnie z równaniem  (2). 

B(OH)₄^– + H₃O⁺ ⇆ H₃BO₃ + 2H₂O   (2)

Rola boru

Udział w stabilizacji pH

Jedną z ważniejszych ról boru jest jego udział w stabilizacji wartości pH wody morskiej. Badania  naukowe wykazały, że bor pomaga koralowcom przystosować się do zmian pH wody morskiej, m.in. w procesie zwapnienia koralowców. 

Przeczytaj: Rola pH w akwarium morskim. 

Budowa szkieletu

Bor służy zwierzętom do wzrostu. Koralowce trzymane w akwariach, w których utrzymuje się odpowiedni poziom boru, wykazują się lepszym wzrostem. 

Utrzymanie błon komórkowych 

Wyniki badań naukowych sugerują, że bor bezpośrednio wpływa na niektóre właściwości funkcji błony. Niskie wartości boru mają przełożenie m.in. na aktywność ATPaz  (ATPazy to klasa enzymów związanych z błoną).

Udział w systemie węglanowym

 W niewielkim stopniu stanowi również element systemu węglanów. 

Znaczenie biologiczne

Bor jest niezbędny do wzrostu kilku gatunków morskich okrzemek i wiciowców glonów. Istnieją również dowody, że cyjanobakterie wymagają boru w procesie wiązania azotu. Jest też istotnym pierwiastkiem w procesie fotosyntezy oraz metabolizmu koralowców. A dodatkowo, pełni funkcję inhibitora, hamującego nadmierną produkcję przeciwciał w algach. 

Pozostałe

Bor ma również wpływ na przyswajalność innych pierwiastków i składników wody morskiej: rubidu (Rb), fosforanów (PO₄^3-) oraz chlorków (Cl^–). 

Większe stężenia boru pozwalają ograniczyć negatywne skutki zbyt wysokiego glinu (Al).

Problemy związane z  nadmiarem lub niedoborem boru w wodzie morskiej

Niskie stężenie boru może prowadzić do zmniejszenia tempa wzrostu koralowców, a jego wartości w wodzie morskiej poniżej 2 ppm mogą prowadzić do odwarstwienia tkanek koralowców. Przy wartościach mniejszych niż 4 ppm, SPS-y mogą tracić jasne kolory i metaliczny połysk.

Jak chronić akwarium? 

Należy regularnie kontrolować zawartość boru i utrzymywać go na właściwym poziomie. Zalecamy utrzymywanie boru na poziomie 4 – 5 ppm, optymalna wartość jaką rekomendujemy, to 4,5 ppm. Taki poziom pierwiastka zapewnia zwierzętom zdrowie oraz  piękne wybarwienie.

Najbardziej dokładną i wiarygodną metodą oznaczenia boru jest analiza ICP-OES, czyli technika atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukowanej (ang. Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry).

Indykatory nieprawidłowego poziomu boru w akwarium morskim

Niedobór

• częściowe odwarstwienie tkanki  (przypomina wizualnie bąbelki)
• Utrata różnorodnych  kolorów i kontrastów

Rekomendacje

Aby zapewnić odpowiedni poziom boru w akwarium, należy systematycznie badać wodę. 

W przypadku gdy poziom boru jest powyżej 5 ppm, mówimy o przedawkowaniu. Wyjątek stanowią zbiorniki z przewagą SPS-ów, dla efektu metalicznego i uzyskania pożądanych kolorów, poziom boru powinien sięgać nawet 6 ppm. Najczęstsze przyczyny przekroczenia zalecanego poziomu boru, to zbyt duże dawki podawanych płynów (sprawdź parametry dozowania na pompach dozujących) oraz nieprawidłowo przygotowana sól. Znajdź i wyeliminuj przyczynę problemu i obniż wartość tego parametru w wodzie. Wykonaj do 6 podmian wody. Zalecane jest, aby podczas każdej podmiany wymienić około 15% objętości wody z akwarium, aż do momentu osiągnięcia zalecanej wartości tego parametru. Woda przygotowana do podmiany musi charakteryzować się odpowiednim poziomem zasolenia docelowego. Użyj soli o właściwych parametrach i składzie odpowiednim do przeprowadzenia testu ICP.

W przypadku gdy poziom boru jest poniżej 4 ppm, zalecamy użyć produktów zawierających ten pierwiastek. Aby zapewnić stały poziom boru w akwarium morskim rekomendujemy systematyczne uzupełnianie tego pierwiastka w zależności od obsady koralowców w akwarium. 

*Nazwa borowce odnosi się do pierwiastków znajdujących się w grupie XIII układu okresowego pierwiastków.

** Wiązania kowalencyjne, to rodzaj wiązania chemicznego, w którym  atomy dzielą się parami elektronów, ulokowanych na najbardziej oddalonej powłoce od jądra – tzw. powłoce walencyjnej.