Biofilm in acquario: Cause, Pericoli e Soluzioni
Cos’è il Biofilm?
Tutti gli acquariofili almeno una volta nella loro esperienza con questo hobby avranno osservato nei loro acquari la formazione di schiuma o un di un sottile film che ricopre l’intera superficie dell’ acquario con una colorazione che a seconda dell’ angolazione visiva può andare dal bianco argenteo all’ iridescente .
Questo è il biofilm, un film sottile presente sulla superficie dell’acqua dell’acquario causato dall’accumulo di proteine derivanti da rifiuti organici.
Praticamente si tratta di aggregati batterici bloccati in una matrice formata prevalentemente da sostanze polimeriche extracellulari. Grazie ad essa i batteri si sostengono mentre crescono sulla superficie dove hanno più facilmente accesso all’ossigeno e ai nutrimenti.
Infatti molti microrganismi come lieviti, batteri dipendenti dall’ossigeno e le stesse alghe preferiscono questa zona di transizione perché le condizioni di vita sono particolarmente buone per loro.
Le particelle di polvere disperse nell’aria che si depositano sulla superficie dell’ acqua contribuiscono ad aumentare la formazione di schiuma superficiale, poiché non possono affondare a causa della maggiore tensione superficiale dell’acqua. La parte inferiore della superficie dell’acqua è invece un punto di raccolta per tutte le sostanze più leggere dell’acqua ma incapaci di sfuggire nell’aria.
In alcune parti i gas non possono più sfuggire creando piccole bolle che si bloccano proprio sotto la superficie dell’acqua. Questa patina può anche essere vista direttamente rompendo la superficie dell’acqua con un dito o un bastoncino per creare bolle. Se le bolle si formano e durano più di qualche secondo nel vostro acquario avrete a che fare con il biofilm.
Pericoli e Conseguenze del Biofilm
Se da un lato il biofilm può risultare brutto a vedersi di per sé non costituisce un reale pericolo per la flora e la fauna ma lo potrebbe diventare se il suo spessore dovesse aumentare perché può ridurre il livello di scambio di ossigeno tra la fase acquosa e l’ aria.
Per lo stesso motivo può anche impedire che la CO2 venga rilasciata dall’acqua aumentando così i livelli di CO2 soprattutto se micronizziamo con questo gas, causando nel tempo l’asfissia degli animali nell’ acquario ed incidendo negativamente anche sulla vita e l’ attività nitrificante dei batteri presenti sul supporto biologico.
Viceversa contribuirebbe ad impoverire l’ acqua della CO2 impedendone lo scambio con l’aria.
La schiuma di superficie a causa del suo spessore può ridurre anche l’incidenza della luce con effetti negativi sulle piante. Direi non poco per essere un sottile film !
In linea di principio, la schiuma superficiale è sempre composta da vari microrganismi. A seconda delle condizioni alcuni tipi possono essere predominanti rispetto ad altri come le alghe blu-verdi o determinati batteri.
Circa la formazione del biofilm possiamo semplificare il processo con il seguente schema.
Formazione e Propagazione del Biofilm
Circa la formazione del biofilm possiamo semplificare il processo con il seguente schema.
Il processo prevede due fasi di cui una reversibile consistente nell’ adesione dei batteri fluttuanti che si uniscono subito sotto la superficie dell’ acqua e l’ altra irreversibile dove abbiamo la formazione di muco (matrice polimerica extracellulare EPS) seguita dalla crescita della colonia batterica.
La produzione di EPS consente alla comunità emergente del biofilm di sviluppare una struttura tridimensionale complessa influenzata da una varietà di fattori ambientali. Le comunità di biofilm possono svilupparsi in poche ore.
I biofilm possono propagarsi attraverso il distacco di piccoli o grandi gruppi di colonie o attraverso l’ inseminazione per distacco di singole cellule.
Tutto il meccanismo di formazione del biofilm possiamo sintetizzarlo ancora meglio con una presentazione grafica a noi già nota ovvero il ciclo dell’ azoto e tenedo presente che lo scarso movimento superficiale o ancora peggio le zone totalmente stagnanti possono favorire la formazione del biofilm.
In un numero del1940 del Journal of Bacteriology, gli autori H. Heukelekian e A. Heller scrissero: “le superfici consentono ai batteri di svilupparsi in substrati altrimenti troppo diluiti per la crescita.
Lo sviluppo avviene sotto forma di melma batterica o di crescita coloniale attaccata alle superfici”.
Fu solo negli ultimi decenni del XX secolo, tuttavia, che scienziati ed ingegneri entrarono in possesso della tecnologia adeguata per studiare efficacemente le comunità microbiotiche ed iniziarono a comprendere le implicazioni significative della modalità di crescita del biofilm.
Le cause responsabili della formazione del biofilm sono:
– Aggiungere troppi batteri in acquario.
– Piccole particelle di cibo non consumate o piante in decomposizione che possono sollevarsi e radunarsi in superficie.
– Gli acquari senza filtro sono più soggetti ad andare incontro a questo inconveniente (zone stagnanti della superfice) così come quelli che hanno uno scarso movimento superficiale.
– Le vasche, seppur ben piantumate, che presentano una ricca popolazione di pesci responsabili di un inquinamento organico troppo elevato.
– Se c’è troppa alimentazione sotto forma di alimenti biologici si svilupperà una popolazione batterica corrispondentemente più alta con formazione di biofilm. Quindi alimenti di bassa qualità e alimentazione eccessiva arricchiscono l’acquario di proteine e grassi che causeranno soprattutto pellicole oleose. Una riduzione dell’approvvigionamento alimentare impediranno l’introduzione di sostanza organica nella vasca e quindi la formazione di schiuma superficiale.
– In acquari con piante possono formarsi lievi biofilm di batteri che traggono energia dall’ ossidazione del ferro per cui una riduzione o sostituzione del concime di ferro può essere di aiuto.
Per sbarazzarsi del biofilm è essenziale combattere la causa, ma ciò potrebbe non portare sempre a un risultato direttamente percepibile.
L’ analisi della causa è il sistema migliore per risolvere il problema
Visto che i batteri, troppi batteri fluttuanti, sono alla base della formazione del biofilm cominciamo con l’ evitare l’ utilizzo di starter batterici a dosaggi maggiori di quelli consigliati e a somministrazioni in vasca senza il rispetto dei tempi suggeriti dal singolo produttore. Questo aspetto è infatti spesso presente nella fase di start up di una vasca ed i batteri richiedono tempo per trovarsi una casa su cui colonizzare (il supporto biologico nel filtro).
Anche l’eccesso di carbonio organico (carbonio organico disciolto, DOC, e carbonio organico particolato, POC) rappresenta nutrimento per i batteri.
Insomma la causa è sempre di origine batterica e noi dobbiamo combattere questi eccessi batterici in acqua.
Soluzioni per Eliminare il Biofilm
– Come visto sopra sospendiamo immediatamente la somministrazione di starter batterici
– Miglioriamo la manutenzione della vasca tramite la sifonatura leggera del fondo per rimuovere il particolato organico, pulizia del materiale filtrante meccanico e rimozione della melma accumulata nel fondo del filtro. Inserire ogni 3 o 4 mesi carbone attivo nel filtro per abbattere l’ eccesso di COD spesso causa soprattutto di esplosione algali.
-Rispettare la cadenza dei cambi parziali
-Utilizzo di uno skimmer
– Un’intervento immediato per la rapida rimozione del biofilm può essere effettuato adagiando un foglio di scottex sulla superficie. Questo rimuoverà solo la parte di contatto tra carta assorbente e superficie dell’ acqua. Frammenti residuali faranno da starter a nuove colonie.
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