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AUGMENTATION
DES PHOSPHATES,
KALKWASSER ET REACTEUR A CALCAIRE
Extrait
des "Lettres récifales" nr 10 - septembre 1998
Une prise de position de Knop en 1997 a créé une certaine agitation
parmi les aquariophiles marins associée à une certaine incertitude.
Dans cette prise de position on nous sert l'histoire inouïe du «méchant»
Kalkwasser et de l'augmentation «mystérieuse» des phosphates dans
le bac récifal. L'utilisation de Kalkwasser conduirait d'abord à
la formation de sédiments calcaires inoffensifs contenant des phosphates.
Ceux-ci deviendraient dangereux quand, lors de l'installation d'un
réacteur à calcaire, la valeur du pH serait diminuée par le CO2.
Alors d'importantes quantités de phosphates seraient libérées en
peu de mois conduisant à des invasions d'algues qui n'ont pu être
maîÎtrisées aux USA et aux Philippines par l'intermédiaire de l'écumage.
Vrai ou faux? Que faut-il vraiment croire?
En dehors de la lumière, les coraux nécessitent pour leur croissance
des combinaisons azotées, des macro- et oligo-éléments, de grandes
quantités d'ions calcium et de CO2 pour la constitution
de leur squelette. C'est pourquoi depuis des décennies on rajoute
avec succès une solution d'hydroxyde de calcium (Kalkwasser d'après
Wilkens). Depuis 1994 deux méthodes ont pris le dessus, ne fournissant
pas seulement du calcium au système, mais aussi du CO2
sous forme d'hydrogénocarbonate (Hebbinghaus, 1994 ; Balling, 1994).
En présence d'une teneur en calcium aux alentours de 400 ppm si
on donne aux coraux en plus du CO2 sous forme d'hydrogénocarbonate
ils réagissent en augmentant leur croissance. Cependant le CO2
constitue aussi une substance nutritive très importante pour les
algues. Une présence conséquente de phosphates et de fer conduit
à une croissance explosive des algues (Paluda, 1996 ; Knop, 1997).
«Tous les aquariophiles honnêtes m'ont toujours confirmé qu'on
en arrivait à des développements massifs d'algues, depuis les algues
unicellulaires dérivantes jusqu'aux algues filamenteuses indésirables»
(Wilkens, 1997). Aussi le problème des algues est-il facile à expliquer
tant en Allemagne qu'en Norvège, en Amérique et aux Philippines.
Toutefois l'augmentation mystérieuse des phosphates lors de la mise
en route d'un réacteur à calcaire du type Hebbinghaus reste inexpliquée
(Brockmann, 1995 ; Paluda, 1996 ; Knop, 1997)
Lors de chaque nourrissage, que l'on ne doit pas négliger dans l'intérêt
de ses poissons (Thaler, 1997), nous introduisons dans notre système
des liaisons organiques phosphatées. Les phosphates sont soit absorbés
et intégrés dans la masse cellulaire des coraux et des algues en
croissance, soit décomposés et accumulés dans l'eau sous forme de
phosphates minéraux. En présence de teneurs en calcium suffisantes
ces phosphates minéraux sont précipités sous forme d'apatite difficilement
soluble en présence des valeurs de pH alcalines rencontrées dans
les bacs récifaux (Jander-Blasius, 1976 ; Hollemann-Wiberg, 1976)
et se déposent sous forme de minuscules cristaux sur le décor et
sur le sol. Cette apatite (3Ca3 (P04)2
x Ca(OH)2) est très difficile à dissoudre et constitue
pour cette raison la partie la plus importante de l'émail des dents
et des structures solides de notre charpente osseuse. En présence
d'une combinaison si difficile à dissoudre on peut à peine imaginer
que des phosphates puissent être extraits par dissolution à partir
des sédiments d'apatite (sédiments calcaires contenant des phosphates
selon Knop, 1997) ou de débris coralliens par l'intermédiaire de
l'acide carbonique.
Chaque chimiste apprend au cours de sa première année qu'il existe
des acides faibles et des acides forts et que seuls les forts peuvent
chasser les faibles de leur liaison. En d'autres termes : il est
simplement impossible que lonnaisseur en microbiologie : à cause
de la faible circulation d'eau et à la suppression de l'oxygène
par l'introduction de gaz carbonique le réacteur à calcaire se double
d'un filtre dénitrateur. Il transforme les nitrates (par exemple
en ammonium et en azote sous forme gazeuse). Les bactéries croissent,
se multiplient et meurent en partie. Ainsi du phosphore absorbé
et intégré dans les cellules se trouve à nouveau libéré.
Sur la base des règles de Hahnschen concernant la précipitation
et l'adsorption (Ühlein, 1969) du magnésium, du manganèse, du fer
de même que du strontium, du brome et des terres rares sont entraînés
lors de la précipitation de l'apatite. Pour le fluor il s'agit même
d'un échangeur d'ion naturel (d'où durcissement de l'émail avec
du phosphate monofluoré). Lors de l'analyse de sable de corail provenant
de systèmes de filtration biologique P. Wilkens et H. Becker ont
pu mettre en évidence à la surface des traces de fluor, strontium,
lithium et surtout de fer au moyen d'une spectroscopie à absorption
d'atomes (AAS). Après retrait de toutes les combinaisons phosphorées
il n'a pas été possible - comme prévu - de trouver une dissolution
des phosphates par l'acide carbonique (Wilkens, 1997).
L'utilisation d'hydroxyde de calcium ne sert donc pas seulement
à une augmentation de la teneur en calcium mais aussi à une précipitation
réussie et a un dépôt de sécurité des phosphates. Aussi faut-il
s'attendre à une augmentation des phosphates après la décantation
d'un dosage d'hydroxyde de calcium et la stabilisation de la teneur
en calcium par addition d'eau dure (ou utilisation d'un réacteur
à calcaire). Des expérimentations ont été effectuées par P. Wilkens
et l'ingénieur en chimie H. Becker. L' eau d'évaporation d'un bac
contenant des coraux de feu à la croissance luxuriante a été remplacée
durant un mois par une solution d'hydroxyde de calcium puis durant
un autre mois par l'addition d'eau du robinet affichant une dureté
carbonatée de 15° dKH (dureté totale 20° dGH). La teneur
totale en phosphore (part liée organiquement et part minérale; détermination
par AAS) a augmenté dans l'eau de 0,05 ppm à 0,075 ppm. La teneur
dans le liquide du récipient d'écume de l'écumeur est tombée de
0,110,15 à 0,07/0,08 ppm. Visiblement les phosphates organiques
et minéraux attaqués par le processus métabolique des êtres vivants
sont nettement mieux éliminés du circuit par addition d'hydroxyde
de calcium que par l'utilisation d'autres combinaisons ou dépôts
de calcium (soit les biocalcaires). Probablement que les phosphates
organiques combinés (DOP = phosphates organiques dissous) sont hydrolysés
de même que les phospholipides sont saponifiés à l'endroit de l'addition
de la solution extrêmement alcaline d'hydroxyde de calcium (Wilkens,
1994) puis écumés ou précipités. L' augmentation réelle de la capacité
d'écumage lors de l'introduction d'une solution d'hydroxyde de calcium
peut aussi être constatée par les sceptiques.
Aussi faut-il s'attendre à une augmentation de la teneur en phosphates
même dans le cas de réacteurs à calcaire bien réglés type Hebbinghaus.
Si de plus un excès de CO2 devait pénétrer dans le bac
à cause d'un mauvais réglage les coraux vont arrêter leur croissance
et les algues vont régner dans le bac à partir d'une certaine teneur
en phosphates (voir la Mer Rouge et la station de chargement de
phosphates). Ce que les aquariophiles ressentent alors comme «catastrophe»
n'est qu'une adaptation de la «communauté de vie aquarium» aux conditions
environnementales modifiées.
Tous les bons aquariums bien peuplés de coraux que P. Wilkens a
pu admirer sont selon lui maintenus avec du Kalkwasser. Seules des
installations supérieures à 500 litres sont quelquefois pourvues
d'un réacteur à calcaire (type Hebbinghaus) afin de maintenir l'équilibre
calcaire-acide carbonique et une teneur en calcium aux alentours
de 400 ppm (Wilkens, 1997).
« Il n'y a pas de chemin hors duquel il n'y a pas de salut et
en ce qui concerne le réacteur à calcaire plus encore que pour les
diffuseurs de CO2, qui sont eux aussi utilisés par certains,
il faut se référer à la loi de Murphy : soit ils s'arrêtent ou tôt
ou tard ils produiront des invasions d'algues de toutes sortes.
D'après toutes les connaissances actuelles il semble que l'association
des deux méthodes offre une solution comme les propriétaires de
très gros bacs, comme Schmidt et Treuheit, ont pu me le rapporter.
Sans aucun doute la constatation d'un aquariophile berlinois est
également exacte : qu'est ce que je dois faire d'un réacteur à calcaire,
je ne veux pas d'un bac à algues » (Wilkens, 1997)
Ainsi j'en tire la conclusion suivante :
- pour précipiter les phosphates, du Kalkwasser,
- pour augmenter la dureté carbonatée un réacteur à calcaire ou
du Kalkwasser et une addition de CO2 réglée avec prudence,
comme Brockmann l'a proposé en 1995.
Le « couple infernal » (selon Knop, 1997) pourrait être au moins
un compromis sinon une solution d'avenir.
Rudolf Hüster - DAS AQUARIUM - Juin 1997
Traduction et adaptation : Jean-Jacques Eckert
Bibliographie
BALLING, H. W. (1994): Kalkwasser für das Riffaquarium. DATZ (8):
523-525.
BROCKMANN, D. (1995): Wer die Wahl hat, hat die Qual. Ein kritischer
Vergieich gebräuchlicher Calcium-Dosierungsverfahren. Das Aquarium
(317) : 27-33.
DELBEEK, J. C. & J. SPRUNG (1994/1996) : Das Riffaquarium. Ricordea
Publishing, Coconut Groove, USA (Vertrieb : Birgit Schmettkamp Verlag,
Bornheim).
HEBBINGHAUS, R. (1994) : Der Löbbecke Kalkreaktor. DATZ (8):
517-522.
HOLLEMANN-WIBERG (1976) : Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Walter
de Gruyter, Berlin.
JANDER-BLASIUS (1976) : Lehrbuch der analytischen und präparativen
anorganishen Chemie. S. Hùzel Verlag, Stuttgart.
KNOP, D. (1997) : Betr. Phosphatanstieg, Kalkreaktoren. DATZ (2):
132.
PALUDA, K. (1996) : Betr. Riffaquarium. DATZ (11) : 742743.
THALER, E. (1997): Fisch-Polemik. DATZ (3): 164-172.
OHLEIN, E. (1969) : Römpps chemisches Wörterbuch. Franckische
Verlagshandlung, Stuttgart.
WILKENS, P. (1994): Interview in: T. SIEGEL & J. SPRUNG (Hrsg.),
Aquarium Frontiers, Aquarium Frontiers Inc., Miami Beach, U.S.A.,
Summer 1994: 19.
WILKENS, P. (1997) : Briefliche Mitteilung und Nachtrag nach Telefonat
mit J. Sprung.
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