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Composição iônica da água em ecossistemas marinhos em recirculação

A consideração dos requisitos de química da água de um ecossistema marinho em recirculação, como pode ser estabelecido e mantido em aquicultura, aquaponia, exibições zoológicas ou aplicações de pesquisa, começa com a própria composição da água do mar, não surpreendentemente. A seguir está uma breve discussão das características químicas da água do mar como ela existe nas águas oceânicas (definidas como água além das margens continentais).

Composição e salinidade.

A água do mar é composta principalmente de água, solutos iônicos inorgânicos, solutos orgânicos (coloides) e partículas (sólidos) e gases arrastados. São principalmente os solutos iônicos inorgânicos e os solutos orgânicos que são motivo de preocupação em um ecossistema marinho em recirculação, porque eles devem existir dentro de faixas (específicas para cada íon, ou dentro do que iremos nos referir como um orçamento equilibrado de nutrientes) adequadas para cada específico sistema a fim de alcançar o sucesso a longo prazo como zelador desse sistema. Os valores de concentração e intervalos dessas substâncias mudam frequentemente à medida que o sistema passa por uma evolução na taxa de respiração da coorte e produção e extração de resíduos, eles próprios influenciados (direta e / ou indiretamente) por mudanças na construção da população da coorte, bem como a eficiência de filtragem, características de iluminação e padrão de fluxo dentro do sistema. A título de exemplo, uma concentração de fosfato de 0,05 mg / L pode ser tolerada pelo sistema, em geral, por um período de meses; então, uma mudança na iluminação pode influenciar o crescimento de fototróficos, como cianobactérias, exigindo que a concentração de fosfato seja diminuída para um valor no qual as cianobactérias deixem de proliferar e, em última análise, retrocedam para uma presença tolerável.

A água não será discutida em detalhes dentro dos limites desta seção; será revisitado com o tópico de preparações de água do mar sintética.

Os solutos iônicos inorgânicos são coletivamente os íons maiores, menores e traços, bem como seus compostos. A soma desses íons, em unidades de gramas, presentes em 1 kg de água do mar é o valor da salinidade. É expressa em partes por mil (‰), como ficaria evidente pela unidade g / kg, ou às vezes simplesmente pela letra 'S', denotando 'salinidade', neste caso omitindo “‰”. Os valores de salinidade em águas oceânicas variam de 33 a 37. O valor médio de salinidade mais freqüentemente citado na literatura é 35; ao longo do restante deste artigo, o termo “salinidade padrão” refere-se a este valor de 35. Os valores de salinidade próximos à costa podem ser consideravelmente mais baixos devido à entrada de água doce do escoamento. Por outro lado, corpos d'água com taxas relativamente altas de evaporação e baixas taxas de entrada de água doce exibem valores de salinidade mais altos do que em águas abertas. O Mar Vermelho e o Mar Mediterrâneo são exemplos excelentes de tais corpos d'água semifechados, os primeiros com valores de salinidade de até 42.

Densidade e densidade relativa.

A densidade da água do mar é determinada pela incorporação dos valores de salinidade, temperatura e pressão de uma amostra no local de teste (em outras palavras, in situ). Uma unidade comum de medida de densidade empregada por oceanógrafos é sigma-t (st), que incorpora a salinidade e a temperatura da amostra à pressão atmosférica. A densidade é uma propriedade física de uma substância, que difere da gravidade específica (SG), uma medida de densidade relativa (neste contexto, a razão da densidade da água do mar em relação à densidade da água doce na mesma temperatura), tecnicamente sem unidades de medida ( Eles anulam-se). Embora a densidade da água pura seja freqüentemente relatada como 1.000 g / cm3, este é um valor específico de temperatura e pressão. A densidade da água pura depende da temperatura e da pressão e, portanto, pode ter um valor diferente de 1,0 g / cm3; por exemplo, a 25 ° C e pressão atmosférica, a densidade da água pura é 1,00287 g / cm3. Portanto, é possível que o valor de gravidade específica de uma amostra de água do mar não espelhe sigma-t. Portanto, para reiterar em uma declaração concisa: a gravidade específica é uma razão de densidade, enquanto sigma-t é um valor de densidade baseado nas características físicas e ambientais de uma amostra de água. De uma perspectiva prática aplicada para o zelador de um ecossistema marinho em recirculação, a ligeira diferença na densidade da água pura nas temperaturas em que a maioria dos ecossistemas marinhos em recirculação opera torna o uso de SG como um meio de monitorar a densidade da água suficientemente precisa para longo prazo sucesso. No entanto, é útil entender a relação e a diferenciação entre essas duas unidades de medida. Raramente (ou nunca) os oceanógrafos citam características da água do mar em unidades de gravidade específica.

Como mencionado anteriormente, as mudanças na temperatura e na pressão influenciam a densidade de um fluido. Portanto, uma conversão linear entre salinidade e sigma-t, e consequentemente entre salinidade e SG, ocorre apenas em um valor de temperatura padrão. Um exemplo simples:

A água do mar com um valor de salinidade de 35 equivale a um valor sigma-t de 1,02336 g / cm3 a uma temperatura de 25 ° C.

A água do mar com um valor de salinidade de 35 equivale a um valor sigma-t de 1,02478 g / cm3 a uma temperatura de 20 ° C.

Esses valores são calculados utilizando uma tabela Sigma-T, posteriormente extrapolados conforme necessário quando valores específicos são necessários para amostras de água com salinidade ou valores de temperatura existentes entre os inteiros normalmente publicados.

Solutos iônicos inorgânicos.

Para fins de brevidade, 'solutos iônicos inorgânicos' serão referidos nesta seção simplesmente como 'íons'. Conforme mencionado anteriormente, existem três classificações de íons, com respeito à sua concentração observada, na água do mar: Maior (≥1 mg / L); Menor (<1 mg / L, ≥1 mg / kl); e Trace (<1 mg / kl). As unidades “mg / L” e “mg / kl” são usadas alternadamente com “ppm” e “ppb”, respectivamente.

Os principais íons na água do mar representam mais de 98% do total de substâncias dissolvidas por unidade de massa.

Independentemente do valor de salinidade, as proporções dos íons principais na água oceânica permanecem inalteradas. Este é um princípio conhecido como Regra de Constância das Proporções, também conhecido como Princípio de Marcet. Em oceano aberto, essa situação pode existir em grande parte devido ao vasto recurso, ou pool, dos principais íons de fontes como: sedimentos; minerais vazando do fundo do mar; remineralização do material latente nos componentes, realizada em grande parte por processos microbianos; escoamento de habitats terrestres. Neste artigo, pretende-se discutir este princípio muito importante da química da água do mar, porque os responsáveis ​​pelos ecossistemas marinhos em recirculação devem compreender o seguinte:

As proporções dos elementos permanecem as mesmas, independentemente do valor de salinidade.
As concentrações dos elementos mudam em relação à alteração do valor de salinidade.

Pode parecer a alguns cuidadores que o último ponto é desnecessariamente mencionado neste artigo, no entanto, encontramos indivíduos que não entenderam, por exemplo, por que a concentração de cálcio na água do mar recém-misturada usando uma mistura de sal de água do mar projetada não mediu 412 mg / L, apesar do fato de terem ajustado a gravidade específica para 1,021 (S≈32 a 77 ° F). Em S = 32, a concentração de cálcio seria ≈377 mg / L.

Na água oceânica, as concentrações dos íons principais não se esgotam significativamente pela absorção biológica ou incorporação em material insolúvel. Os íons principais são considerados como tendo perfis de concentração conservadores, um termo que reflete a proporção imutável da composição iônica da água do mar para esses íons, independentemente da salinidade. Existem exceções, no entanto, a este princípio em sistemas naturais, como em corpos d'água nos quais as interações (consumo / esgotamento) ocorrem entre os íons principais e certos aspectos do sistema que excedem o reservatório disponível desses íons. A demanda biológica pode exceder a taxa de entrada de um ou mais íons principais; da mesma forma, a quelação com material orgânico complexo, como aquele encontrado em sedimentos, pode atuar como um sumidouro para certos íons (cátions, em particular). Quando a concentração de um íon se esgota como resultado dessas interações, considera-se que ele exibe um comportamento não conservador. A determinação é feita principalmente testando amostras de água em várias profundidades dentro da zona da água para a qual a luz solar pode penetrar adequadamente para apoiar a fotossíntese; isso é denominado zona fótica. Se a concentração de um íon sobre esta zona exibe um padrão comum, ou curva (um "perfil de nutrientes"), então é um indicador de que o íon está sendo absorvido por organismos ou está sendo incorporado ao material dentro da zona, e é portanto, ou sendo removido (no caso do último, se aquele material então afundar abaixo da zona fótica) da zona ou está se tornando parte do reservatório latente de material, indisponível em uma forma aquosa. Em ambos os casos, o íon deixa de existir na forma aquosa, de modo que a concentração é reduzida.

Uma piscina de maré é um exemplo simples e eficaz de tal sistema. Isolado do corpo de água maior quando a maré recua, o esgotamento de certos íons principais pode ocorrer dependendo do perfil biológico e da composição dos sedimentos da piscina, até que a maré suba o suficiente para restabelecer a conexão com o corpo de água maior e as concentrações de todos os principais íons retornam rapidamente aos valores médios (para aquele corpo de água). Um ecossistema marinho em recirculação pode ser considerado uma piscina de marés permanente. Sem a entrada de uma fonte externa, as concentrações de vários íons diminuirão por meio dos mecanismos mencionados.

A importância de discutir o comportamento conservador e não conservador é bastante relevante para o zelador de um ecossistema marinho em recirculação, especificamente em sua avaliação de quais íons são adequados para adicionar aos sistemas sob seus cuidados. Este é particularmente o caso com íons menores e traços. Se, no oceano aberto, um íon menor ou traço foi determinado a exibir um comportamento conservador (novamente, a concentração em relação à salinidade não muda), então um dos dois cenários pode ser assumido como a causa:

  1. A taxa de absorção reflete a taxa de entrada no sistema (isso é altamente improvável).

  2. O íon não é, de forma significativa, incorporado à biomassa viva, material orgânico ou outras substâncias existentes nesse sistema. A concentração de tais íons permanece inalterada até que ocorra a adição.


A relevância de discutir esses pontos é que íons menores e traços exibindo comportamento conservador aparecem rotineiramente na lista de ingredientes que compõem o sal marinho sintético e misturas suplementares. Em princípio, essa prática parece desnecessária, dado o comentário anterior. Para fornecer um exemplo sucinto, se os cnidários que vivem em um ecossistema de recife natural ignoram a presença de lítio, eles irão ignorá-lo em um ecossistema marinho em recirculação se os valores médios de todos os elementos críticos forem mantidos.

Há uma ligeira variação na composição iônica observada da água oceânica na salinidade padrão, portanto, os valores iônicos publicados por diferentes pesquisadores muitas vezes não estão de acordo.

Várias fontes de água do mar comumente utilizadas em ecossistemas marinhos de recirculação.

Sal a partir de processos de dessalinização
O processo de remoção de solutos da água do mar é empregado em regiões (em particular, regiões áridas) onde a água adequada para beber pela população é em abundância muito baixa. Este processo constitui a dessalinização, que se consegue em aplicações comerciais por vários meios, incorporando um ou mais dos seguintes: filtração por membrana; filtração de íons; destilação; congelando; processo evaporativo (umidificação e desumidificação).

Os países com litoral no Mar Vermelho utilizam este processo para fornecer água potável para os cidadãos e para aplicações industriais e agrícolas. O objetivo principal do processo é a obtenção da água purificada, com coleta de solutos (caso sejam de interesse dos operadores da usina) utilizados para diminuir o custo da operação por meio da venda aos interessados, ponto ao qual retornaremos em breve. No caso de o soluto ser indesejado e / ou indesejável para os operadores da planta, a água do mar adicional é puxada do Mar Vermelho para enxaguar o resíduo de sal, a salmoura resultante é bombeada de volta para o Mar Vermelho. Os produtos químicos empregados para diminuir o acúmulo de minerais (particularmente calcita, dolomita e gesso) que se acumulam nos vasos de coleta e tratamento são bombeados para o Mar Vermelho junto com a salmoura. Além disso, produtos químicos biocidas, principalmente compostos de cloro, são utilizados para esterilizar a água, sendo os resíduos bombeados para o Mar Vermelho com a outra descarga. Como seria de se esperar, o impacto na biota marinha varia com relação à proximidade do local de descarga e à tolerância que uma espécie tem para a água hipersalina constituinte e os produtos químicos mencionados. Levando tudo isso em consideração, não é difícil avaliar o ponto de vista apresentado por muitos na comunidade científica global de que esses processos são ambientalmente destrutivos, não apenas no Mar Vermelho, mas em qualquer ambiente que faça uso dessas medidas comerciais de dessalinização. Em termos de consumo de energia, as usinas de dessalinização comerciais, como aquelas em operação ao longo do Mar Vermelho, devem exigir tanta energia quanto seria consumida no transporte de água doce de outros locais, embora obviamente os custos reais associados sejam específicos do local .

Conforme mencionado anteriormente, o soluto, ou mais simplesmente "sal", é um subproduto do processo de dessalinização e pode ser vendido na forma inteira ou posteriormente refinado para isolar compostos constituintes para venda a várias indústrias especializadas, caso o operador da planta esteja inclinado a (em oposição a bombear o sal de volta para o mar). O sal do Mar Vermelho é vendido há muitos anos, sob várias marcas. A consistência da composição iônica adequada e a ausência de nutrientes e toxinas devem ser os critérios primários pelos quais um sal destinado a produzir água do mar para aplicação em um ecossistema marinho em recirculação é julgado. O conteúdo iônico e a presença de matéria orgânica no sal obtido por meio da dessalinização variam. No caso do sal destinado ao uso em um ecossistema marinho em recirculação, a precipitação acima mencionada de minerais contendo íons de cálcio, magnésio e / ou carbonato requer que o sal seja testado em lote para composição iônica, aumentado com minerais suficientes para restabelecer o conteúdo iônico e, em seguida, misturados para incorporar esses minerais de modo que um sal homogêneo produzindo valores iônicos consistentes quando misturado com água a um valor de salinidade padrão resulte. As empresas que comercializam misturas de sal marinho consistindo principalmente de subproduto da dessalinização e que prontamente promovem a origem do sal como tendo vindo de um corpo de água natural (como o Mar Vermelho), podem ser contatadas e questionadas sobre a extensão do processamento que o sal é submetido à preparação para uso em um ecossistema marinho em recirculação, o usuário aplicando seu próprio julgamento para determinar a adequação de tal produto em sistemas sob sua supervisão. O impacto ambiental acima mencionado que a dessalinização representa sobre a massa de água natural da qual o sal é derivado pode, por si só, ser um impedimento suficiente para muitos usuários que estão preocupados com o bem-estar de delicados ecossistemas marinhos.

Água do mar natural pré-embalada
Diversas empresas oferecem à venda água do mar natural filtrada. Conceitualmente, o uso de água do mar natural que: tenha passado por um filtro mecânico com poros de tamanho não superior a 0,1 mícron; submetido a um método de filtração para a eliminação completa de material orgânico (incluindo bacterioplâncton e compostos químicos complexos estáveis ​​(por exemplo, resíduos farmacêuticos, hormônios, etc.)); submetido a um método de filtração para a eliminação completa de nutrientes como fosfato e silicato, parece plausível. Na aplicação, assumindo que as medidas acima mencionadas foram tomadas para produzir água do mar “limpa”, não há nada de errado em usar essa água em um ecossistema marinho em recirculação. No entanto, a prática de fazer isso se a água do mar tiver que ser enviada do ponto de coleta a um usuário final resulta em uma carga ambiental considerável. A água representa quase 98% do peso total da água do mar. A pegada de carbono associada ao transporte de água do mar de um local como o Caribe ou a Costa Oeste dos Estados Unidos para destinos no interior é enorme. Com um valor de salinidade de 35, o peso de 1 galão (EUA) de água do mar é 8,54 libras. Desse total, 8,33 libras. é água. Se um fornecedor enviar um palete com 2.500 libras (por exemplo) dessa água do mar pré-embalada, a água representará 2.438 libras. Considere o impacto ambiental das emissões de carbono dos veículos de entrega encarregados de mover este palete, ou as embalagens individuais, de uma origem ao longo da costa da Flórida para usuários finais no meio-oeste dos Estados Unidos, ou pior, o PNW.

A água proveniente de uma torneira, que foi filtrada pelo usuário de forma que as características químicas atendam às suas necessidades, não envolve o transporte de água real. É claro que exige que o usuário possua um equipamento de filtragem confiável; no entanto, o custo desse equipamento caiu drasticamente na última década devido ao fornecimento aprimorado de fabricantes e revendedores que trabalham na indústria de tratamento de água para aplicações potável. Da mesma forma, os avanços tecnológicos continuam a melhorar a eficiência da filtração dos sistemas modernos. Um sistema de ponto de uso capaz de purificar 100 galões de água de fonte diariamente custa menos de US $ 100 no momento da redação deste artigo (junho de 2020), e as membranas de osmose reversa de reposição estão disponíveis por US $ 20.

Outra preocupação é a quantidade de material de embalagem, especificamente a massa de plástico necessária, para conter água do mar pré-embalada. A produção deste plástico requer recursos naturais que, novamente, implicam em uma pegada de carbono substancial.

Misturas econômicas e aumentadas de sal marinho sintético
Duas das classificações potenciais em que um sal marinho sintético pode se enquadrar são: Economia (conteúdo de íons específicos abaixo dos valores NSW na salinidade padrão); Aumentado (conteúdo de íons específicos que excedem os valores NSW na salinidade padrão).

As misturas econômicas inicialmente foram formuladas para aplicação em sistemas de aquicultura de recirculação, em que os valores de certos íons em uma salinidade padrão foram considerados menos importantes do que o custo reduzido associado de manufatura e aquisição. Coortes compostas inteiramente por crustáceos, como fazendas comerciais de camarão e tanques de lagosta mantidos por restaurantes e mercearias, têm operado com essas misturas de sal marinho tão econômicas há décadas. Recursos consideráveis ​​foram investidos na comercialização dessas misturas econômicas com base em seu baixo custo em relação a muitas misturas concorrentes; no entanto, o custo inicial de compra é uma base pobre para a seleção de uma mistura de sal marinho sintético e, na realidade, o custo de utilização de tal produto em um ecossistema marinho em recirculação pode ser maior do que a utilização de uma mistura contendo as razões iônicas corretas e conteúdo na salinidade padrão. Este é particularmente o caso em ecossistemas marinhos de recirculação que abrigam grupos de invertebrados que constroem recifes. Para entender por que isso ocorre, é necessário abordar os íons específicos que são reduzidos na mistura econômica para produzir um produto de baixo custo, bem como a forma como a mistura é rotulada para venda.
Tratando do conteúdo iônico da água do mar, a maior preocupação para o zelador de organismos que constroem recifes é o conteúdo de magnésio, cálcio, potássio, estrôncio e o valor de alcalinidade quando a água do mar é misturada à salinidade padrão. O componente mais barato de uma mistura de sal marinho sintético, em termos de custo por unidade de massa, é o cloreto de sódio. Atualmente, os sais de potássio, estrôncio, magnésio, bicarbonato, carbonato e cálcio (nessa ordem exata) são consideravelmente mais caros do que o cloreto de sódio. Revendo o conteúdo iônico da água do mar natural, é evidente que o magnésio é o segundo cátion mais abundante (apenas o sódio tem maior abundância). Fornecer magnésio na quantidade apropriada (e em qualquer forma anidra), independentemente de o sal ser à base de cloreto ou sulfato, é a maior despesa isolada no custo do componente de uma formulação de mistura de sal marinho. Em seguida está o custo associado ao cloreto de sódio. Em seguida, vem o custo dos sais de potássio e, em seguida, dos sais de cálcio. Quando o magnésio é derivado de um sal hidratado, o custo do cloreto de sódio pode exceder o custo dos sais de magnésio na mistura, no entanto, a massa adicionada à mistura acabada por meio de água incorporada ao sal de magnésio hidratado aumenta o custo de transporte (e também tende a introduzir impurezas na mistura, prejudiciais à saúde da coorte). Segue-se que um produtor que deseja comercializar uma mistura barata de sal marinho reduzirá a quantidade de magnésio presente, na medida em que satisfaça seus requisitos de custo. Se eles prestaram atenção ao conteúdo de potássio, então este seria o próximo íon lógico a ser reduzido em relação ao conteúdo de NSW. Finalmente, a quantidade de cálcio seria reduzida para reduzir ainda mais o custo do componente.

Os usuários dessas misturas econômicas de sal marinho se deparam com a realidade de que as concentrações de vários componentes iônicos críticos da água do mar recém-misturada estão abaixo dos valores NSW na salinidade padrão. Até que ponto os valores são mais baixos depende inteiramente da formulação, no entanto, o resultado é que o zelador do ecossistema marinho em recirculação deve agora realizar uma análise da água para cada íon de interesse e, em seguida, suplementar a água com compostos apropriados de modo que o conteúdo iônico atenda os requisitos da coorte. A coorte não precisa ser composta totalmente, ou mesmo em parte, por organismos construtores de recifes. Organizações que trabalham com reprodução em cativeiro de espécies de peixes marinhos, e / ou que os criam desde os primeiros estágios de vida até a maturidade, atestam que há um impacto positivo óbvio na saúde dos indivíduos que compõem a coorte quando a química da água inorgânica reflete o iônico proporções de água do mar natural. Este ambiente não pode ser facilmente produzido usando uma mistura de sal marinho que é desequilibrada no início ou requer entrada adicional de íons críticos antes de ser adequada para uso. Ironicamente, o custo de compra de componentes individuais é sempre maior do que o custo que o produtor pagaria para incorporá-los à mistura de sal no início. Os custos associados ao aumento de tal mistura de sal podem facilmente anular a economia inicial.

Como aludido anteriormente, a rotulagem de uma mistura econômica de sal marinho sintético como tratando x-galões de água pode ser enganosa para o consumidor, especificamente porque o volume reivindicado na embalagem não indica ao consumidor que, na realidade, a salinidade desses x-galões de água serão insuficientes para 35. Por exemplo, considere um pacote de qualquer sal marinho sintético que afirma ser suficiente para produzir 150 galões de água do mar. Quando o consumidor mistura 150 galões de água com todo o conteúdo da embalagem, ele pode descobrir que o valor da salinidade é de apenas 31 (1,020 a 25 ° C / 77 ° F), por exemplo. Se o valor de salinidade alvo no ecossistema marinho em recirculação for 35, eles precisarão adicionar mais desta mistura de sal marinho sintético ao seu recipiente de mistura (o volume de água do mar produzido agora excederá 150 galões por meio de deslocamento devido ao sal adicional massa adicionada). Neste exemplo, ~ 13% a mais de sal será necessário para atingir S = 35. Outra maneira de ver este exemplo é que o pacote renderá S = 35 em ~ 133 galões de água.

Levando todos esses pontos em consideração, então, segue-se que o uso de uma mistura econômica de sal marinho em qualquer ecossistema marinho em recirculação acarreta:

  • Valor de salinidade <35 para o volume declarado de água tratada, conforme fabricante e / ou embalagem externa;

  • Análise do zelador da solução mista de água do mar no valor de salinidade alvo, a fim de determinar o curso de suplementação necessário antes que a água possa ser introduzida em um ecossistema marinho recirculante em funcionamento;

  • A adição de sais (magnésio; cálcio; potássio; estrôncio; bicarbonato; e / ou carbonato) para produzir uma solução de água do mar com os valores iônicos desejados;

  • A alocação geral de recursos monetários e temporais para o ajuste da solução de água do mar produzida com uma mistura econômica de sal marinho excedendo os recursos associados à compra de uma mistura de sal marinho sintético balanceada desde o início.


Misturas de sal marinho aumentadas (ou "aprimoradas")
Em contraste com as misturas de sal marinho econômico, as misturas aumentadas de sal marinho são formuladas para fornecer concentrações elevadas de alguns íons na salinidade padrão.

Pareceria haver uma vantagem pragmática na utilização de uma mistura aumentada de sal marinho em ecossistemas marinhos em recirculação que abrigam organismos construtores de recifes, desde que a formulação aumentada mantenha as razões NSW de cátions se comportando de maneira não conservadora. O uso de uma mistura de sal marinho formulado para entregar as concentrações iônicas reais presentes na água oceânica foi observado por algumas empresas comerciais de aquicultura de coral para produzir resultados equivalentes ou superiores a algumas formulações aumentadas. É provável que a coorte, composta de organismos que evoluíram e ocuparam um ambiente químico que foi, até muito recentemente, extremamente estável, simplesmente responda melhor a residir na água com características químicas "familiares" do que a substâncias persistentes exposição a elevado teor dos cátions mencionados, apesar de muitos desses íons serem incorporados ao material esquelético secretado coletivamente pela coorte.

Aditivos.

Os aditivos que não aparecem na química inorgânica da água do mar natural são incorporados em muitas misturas de sal do mar, alegadamente (de acordo com a literatura promocional em anexo) para fornecer vantagens sobre o uso de produtos concorrentes. Um termo frequentemente utilizado pela empresa que vende esse produto é “inovador”.

Sempre que o termo “inovador” é aplicado ao que deveria ser um conceito simples, o primeiro pensamento que surge é o “truque de marketing”. A lista a seguir, que não é exaustiva, mas certamente ilustrativa, inclui aditivos que tradicionalmente, e em alguns casos mais recentemente, foram incorporados em misturas de sal marinho sintético comercializadas para operadores de ecossistemas marinhos recirculantes:

  • EDTA e outros compostos orgânicos quelantes, supostamente adicionados ao sal para ligar cátions multivalentes tóxicos (por exemplo, chumbo, arsênico), mas que também ligam cátions como o cálcio, além disso, introduzindo um componente orgânico na água salgada que deve então ser contabilizado para pela filtração biológica;

  • Formas orgânicas de cálcio, supostamente para acelerar a absorção do elemento por membros construtores de recifes de uma coorte de ecossistema marinho em recirculação, mas que (novamente) contribuem para o conteúdo orgânico do ecossistema marinho em recirculação e devem ser tratadas por filtração biológica;

  • Vitaminas, supostamente adicionadas para beneficiar a coorte por meio da presença desses compostos críticos, no entanto, que são improváveis ​​de sobreviver ao ambiente químico hostil dentro de um recipiente de mistura de água salgada intactos, tornando-se assim pouco mais do que material orgânico dissolvido a ser tratado por filtração biológica no ecossistema marinho recirculante;

  • Aminoácidos, com o mesmo comentário aplicado às vitaminas;

  • Bactérias, supostamente adicionadas para melhorar a estabilidade biológica do ecossistema marinho em recirculação, que já não carece de estabilidade biológica.


A adição bacteriana é o desenvolvimento mais recente em aditivos de sal marinho. O fato de a bactéria estar sendo promovida em um sal marinho não é de forma alguma surpreendente, devido à atenção que tem sido dada à comercialização de aditivos biológicos (tanto os microrganismos, eles próprios, quanto as várias opções de fontes de nutrientes) na última década. No entanto, é nosso ponto de vista que realmente não há necessidade de uma mistura de sal marinho para incorporar bactérias nitrificantes e / ou desnitrificantes. Qualquer ecossistema marinho em recirculação em funcionamento estabelecerá rapidamente um consórcio biológico florescente dos nitrificadores e desnitrificadores apropriados por meio da adição de pouco mais do que uma suspensão microbiana apropriada, ou através da adição de substrato de um ecossistema marinho recirculante estabelecido, alimentado com nutrientes apropriados. Do ponto de vista de estabelecer um ecossistema marinho de recirculação controlada para fins comerciais e / ou de pesquisa, a adição de bactérias a uma mistura de sal marinho não é mais apropriada do que a incorporação intencional de EDTA, vitaminas, aminoácidos ou outros compostos orgânicos. Em resumo, se um zelador de um ecossistema marinho em recirculação deseja incorporar qualquer um desses aditivos aos sistemas sob sua supervisão, então deveria ser sua prerrogativa fazê-lo intencionalmente e de forma controlada.

Discussão.

Tendo revisado os conceitos anteriores, este artigo agora aborda o tópico em geral, ou seja, a interação da água do mar dentro de ecossistemas aquáticos marinhos contidos.

Três décadas de experiência operacional recirculante do ecossistema marinho, em ambientes de pesquisa e comerciais, interagindo com clientes globalmente, bem como no estabelecimento e cuidado de sistemas para pesquisa e prova de conceito, estabeleceu firmemente para nós e para muitos de nossos clientes o requisito funcional de sal marinho sintético: estabelecer o conteúdo iônico apropriado dentro da água, em conformidade com o conteúdo iônico que a vida marinha comumente mantida em ecossistemas marinhos em recirculação evoluiu nos últimos cem milhões de anos, excluindo componentes desnecessários. A inclusão de aditivos e / ou a distorção dos valores iônicos em um valor de salinidade padrão, produz um ambiente que não está em conformidade com os valores padrão oceânicos e que resulta em custo adicional de aquisição ou aplicação e (frequentemente) resultados inferiores. Da mesma forma, a inclusão de íons menores e traços que exibem comportamento conservador na água oceânica é geralmente desnecessária em ecossistemas marinhos em recirculação, a menos que íons específicos sejam objeto de um estudo.

Conforme mencionado anteriormente, os valores NSW relatados de elementos principais, secundários e traços variam de acordo com a fonte. Portanto, não há um modelo iônico "exato" a seguir ao produzir uma formulação de sal marinho projetada. Nossa abordagem é formular um sal marinho projetado de acordo com os requisitos e / ou especificações do cliente. Efetivamente, esta prática oferece ao cliente a opção de ter um sal formulado que reflita precisamente os valores iônicos de um ensaio natural de água do mar, ou formulado que forneça elementos específicos em concentrações fora dos valores NSW. Por exemplo, um cliente que cultiva macroalgas pode solicitar um sal feito com elevado teor de ferro, manganês, níquel, vanádio, cobalto, etc. Ainda outro cliente pode solicitar um sal com elevado teor de potássio, magnésio, cálcio, estrôncio, etc. Em qualquer caso, o cliente estipula o conteúdo iônico desejado. Nosso processo de produção garante que o produto acabado estará dentro de 1% dos valores iônicos formulados. Os clientes devem observar que, a menos que especificado, incorporamos um conteúdo de alcalinidade de carbonato mais alto para combater a tendência de acidificação progressiva dos ecossistemas marinhos em recirculação. A menos que especificado pelo cliente, os elementos que afetaram negativamente plantas e algas em concentrações acima de 150% de seus valores NSW médios não estão incluídos em nosso procedimento de formulação geral. Como formulamos cada mistura com base nos desejos do cliente, podemos facilmente adicionar esses elementos ao processo de formulação geral, se assim formos orientados. Todos os componentes são analisados ​​quanto ao conteúdo de nutrientes, sendo rejeitadas as amostras com teste positivo para nutrientes (contendo nitrogênio e fósforo).

Historicamente, uma mistura que produzimos para corresponder aos valores iônicos publicados por Culkin e Cox foi submetida à análise de ICP / AES por pelo menos quatro (que temos conhecimento) laboratórios independentes, cada um retornando um relatório muito favorável ao respectivo cliente no qual o conteúdo iônico estava, de fato, em conformidade com os valores-alvo formulados. Esses resultados forneceram um senso de confiança para novos clientes que usam uma de nossas misturas em seus sistemas comerciais, no entanto, de maior valor do que a confiança é a melhoria na coloração, taxa de crescimento e saúde geral dos organismos marinhos observada por aquicultores comerciais ocorrendo dentro de um poucas semanas do início da substituição do sistema existente de água do mar pelo que é criado com a mistura em questão. O “sistema de água do mar existente”, nestes casos, inclui a água do mar produzida com uma mistura comercial de sal marinho (várias marcas), bem como a água do mar natural recolhida em ambientes marinhos offshore. Essas melhorias têm implicações benéficas óbvias na operação geral de um ecossistema marinho em recirculação.

Para obter informações adicionais sobre as generalidades de nosso sal marinho modificado, visite esta página .

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