Krzem w akwarium morskim i jego znaczenie

Czym jest KRZEM (Si)?

Krzem (Si, łac. silicium) jest pierwiastkiem należącym do grupy półmetali, położony jest w czternastej grupie układu okresowego. Do tej samej grupy należą pierwiastki: węgiel (C), german (Ge), cyna (Sn), ołów (Pb) oraz flerow (Fl).

Zawartość krzemu w skorupie ziemskiej jest znaczna, wynosi ok. 26% (wagowo), co klasyfikuje go na drugiej pozycji najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków, zaraz po tlenie.

Krzem występuje głównie w postaci krzemionki w różnych odmianach, takich jak np. kwarc, trydymit czy krystobalit. Tworzy on związki chemiczne, w których występuje głównie na -IV i +IV stopniu utlenienia, jednakże znane są również związki krzemu  na -II, 0 i +II stopniu utlenienia.

W akwarystyce morskiej krzem obecny jest w kilku formach:

1. Szkło krzemowe – główny budulec szkła akwariowego.
2. Kwas krzemowy – jest uwodnioną formą tlenku krzemu, którego źródłem jest m.in. piasek.
   Nie ma powodu do obaw, że tlenek krzemu (piasek) będzie reagował z wodą z akwarium tworząc kwas krzemowy. Z punktu widzenia chemii, nie ma takiej możliwości. W celu otrzymywania kwasu krzemowego z tlenku krzemu (piasek) musi zajść reakcja pośrednia w celu otrzymania dobrze rozpuszczalnej soli (Na₂SiO₃), co w akwarium morskim nie jest możliwe.
3. Sole kwasu krzemowego, znane jako krzemiany – w wyniku reakcji chemicznej kwas krzemowy tworzy krzemiany, które odgrywają zasadniczą rolę w akwarystyce morskiej.

    

Uwaga: Należy pamiętać, aby przy zakładaniu akwarium morskiego stosować dobry system odwróconej osmozy wypełniony wysokiej jakości żywicą jonowymienną (nieregenerowana), ponieważ woda wodociągowa jest wzbogacana krzemem w celu ochrony instalacji przed korozją.

Warto również wspomnieć, że krzem może występować również w postaci nie naładowanej cząsteczki, co wpływa na zaburzenie w odczytach wyników miernika TDS (będzie wskazywał wartości zaniżone względem faktycznej  wartości).

Znaczenie krzemu  w wodzie morskiej

Krzem pełni ważną rolę w akwarystyce morskiej, zwłaszcza w kontekście utrzymania zdrowego ekosystemu akwarium rafowego. Jego obecność w akwarium ma zarówno pozytywne jak i negatywne skutki, wszystko zależy od jego formy chemicznej oraz stężenia w akwarium morskim.

Należy pamiętać, że krzem jest niezbędny dla koralowców, gąbek i alg, aczkolwiek jego nadmiar jest szkodliwy w akwarium morskim. Jest ważnym i niezbędnym pierwiastkiem śladowym wpływającym na szereg procesów fizjologicznych. Poziom krzemu należy utrzymywać we wskazanym zakresie 5- 200 µg/l.

Rola krzemu w akwarystyce morskiej

Krzem ma znaczenie jako mikroelement w wodzie morskiej przede wszystkim w obszarach takich jak:

1. Procesy  biologiczne (wzrost okrzemek)
   Kwas krzemowy jest jedyną biologicznie przyswajalną rozpuszczoną w wodzie formą krzemu, obecność tego pierwiastka w wodzie ułatwia wzrost okrzemek, które polikondensują kwas krzemowy otrzymując biogenną krzemionkę (tzw. cząsteczkowa forma krzemu) służącą do  budowy swoich szkieletów.
   Okrzemki wchodzą w skład planktonu, który w akwarystyce również odgrywa znaczącą rolę.
   
2. Procesy  biologiczne (wzrost gąbek)
   Znane są badania potwierdzającę, iż morskie gąbki krzemionkowe odgrywają znaczącą rolę w przekształcaniu rozpuszczonej formy krzemu w krzemionkę biogenną. Większość gatunków gąbek posiada szkielety krzemionkowe.
   

   

Problemy związane z  niedoborem oraz nadmiarem krzemu w wodzie morskiej

Niskie stężenie krzemu prowadzi do osłabienia wzrostu pożytecznych gąbek. 

Wysokie stężenie krzemu (a właściwie kwasu krzemowego) prowadzi do plagi okrzemek oraz może spowodować problemy z bakteriami dino lub cyjano. O rozwoju bakterii cyjano znajdziesz więcej informacji w artykule: jak kontrolować rozwój cyjanobakterii.  

Krzem który dostarczamy do zbiornika nie pochodzi tylko i wyłącznie z wody RO, ale również z okrzemek planktonowych i planktonu, które same w sobie zawierają kwas krzemowy. W związku z czym często dostarczamy koralowcom więcej krzemu niż jest to potrzebne.

Jak chronić akwarium? 

Należy regularnie kontrolować zawartość krzemu i utrzymywać go na właściwym poziomie. Zalecamy abyś utrzymywał krzem na poziomie 5 -200 μg/L, przy czym optymalna wartość jaką rekomendujemy to 5  μg/L. Utrzymywane krzemu w wodzie morskiej na właściwym poziomie zapewnia zwierzętom zdrowie oraz  piękne wybarwienie.

Najbardziej dokładną i wiarygodną metodą oznaczenia krzemu jest analiza ICP-OES. Technika atomowej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukowanej – ICP-OES (ang. Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry) jest najdokładniejszą metodą analityczną w analizie składu pierwiastkowego  wody morskiej.

Indykatory nieprawidłowego poziomu krzemu  w akwarium morskim 

Nie są znane gatunki koralowców szczególnie wrażliwe na zmiany poziomu krzemu w wodzie morskiej. Obserwuje się zarówno przy nadmiarze jak i niedoborze tego pierwiastka gorsze samopoczucie zwierząt. W praktyce rzadko zdarzają się przypadki niedoboru krzemu, ponieważ krzemiany są dostarczane m.in w soli morskiej. 

Przy niewłaściwym poziomie krzemu można zaobserwować przede wszystkim:

Niedobór:

• Słaby wzrost gąbek i małży;
• Zielone osady na szybach akwarium;
• Zaburzenie procesów metabolicznych.

Nadmiar:

• Plaga okrzemek;
• Atak  bakterii dino lub cyjano.

Rekomendacje

Aby zapewnić odpowiedni poziom krzemu w akwarium powinieneś systematycznie go badać oraz zadbać o jego właściwy poziom. 

W przypadku gdy poziom krzemu jest powyżej 200 µg/l, mówimy o przekroczeniu tego parametru. Najczęstsze przyczyny wysokiej zawartości krzemu:

• zanieczyszczona sól,
• woda RO/DI  (zużyte prefiltry, membrany lub żywice),
• zbyt duże dawki podawanych suplementów.

Znajdź i wyeliminuj przyczynę problemu oraz obniż wartość tego parametru w wodzie. Wykonaj do 6 podmian. 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. Można również użyć absorbera, który pochłonie krzemiany z wody.

W przypadku gdy poziom krzemu jest poniżej 5  µg/l, zalecamy w celu wyrównania jego poziomu usunąć stopniowo absorbery z wody, są one główną przyczyną niskiego poziomu krzemu. Jeżeli użycie absorberów zostało wymuszone przez czynniki szkodliwe, na przykład przez plagę okrzemków, z usunięciem absorberów należy zaczekać do zakończenia kuracji.