Il lago di Bauxite e le dinamiche del fosforo

Lo sfondo di questo mese rappresenta una piccola nicchia ecologica presente nella mia terra: il Salento.
Terra ostica dal punto di vista della biodiversità ittica dulcacquicola. Sono infatti rare quelle che si possono propriamente definire specie ittiche che vivono in “acque dolci”, soprattutto se intese quelle dei più importanti biotopi amazzonici e/o asiatici dove le acque raggiungono un contenuto di sali disciolti quasi nullo.

Le acque di questo lago sono tutt’altro che “dolci” potremmo definirle come acque salmastre molto diluite (circa da 2000 a 8000 microS/cm di conduttività elettrica)

Protagonista di questo di questo articolo non è dunque l’acquario ma la (ex) cava di bauxite situata a pochi passi dalla città di Otranto.
La bauxite è un minerale ad alto contenuto di Alluminio (e Ferro), fu scoperta in questo luogo nel 1940. L’estrazione di tale minerale è durata fino al 1976 dopodiché, pur essendo rara la presenza di tali minerali in Italia, l’assenza di fonderie e gli elevati costi di trasporto hanno ritenuto sconveniente continuare estrarlo. La cava viene però tuttora minimamente utilizzata per produrre alcuni colori naturali.

Lo scavo, fortunatamente per gli occhi di chi lo può ammirare, non è stato soggetto a “rivalutazione ambientale” (vi immaginate se a qualcuno fosse venuto in mente di utilizzarla come discarica?!?) e col tempo è andato riempiendosi delle acque di falda sotterranea, così da creare un piccolo ecosistema lacustre tale da poter definire questo luogo un significativo esempio di ri-naturalizzazione spontanea di un ambiente fortemente antropizzato.

Ad oggi il lago è divenuto una vera nicchia biologica per la flora e la fauna mediterranea sia migratoria che locale. Il pur sempre sconsiderato rilascio di gambusie e pesci rossi ne ha completato l’opera rendendolo un “tipico” stagno del mediterraneo.

Che c’è di acquariofilo in tutto questo? Non essendo questo un blog a scopo turistico-culturale mi è sembrato interessante introdurre la storia di questo lago per parlarvi delle particolari dinamiche chimiche che avvengono in queste acque.

A colpo d’occhio, visitando il lago non si può fare a meno di notare la limpidezza delle acque eppure, in un ambiente fortemente eutrofico, è alquanto “strano” vedere pochissime alghe! Questo perché, agronomicamente parlando, si ha uno scompenso di fosforo veicolato “dall’intossicazione” di Alluminio e Ferro rilasciato dalla bauxite. Questa situazione di “intossicazione” non è molto dissimile da quella esistente nei nostri acquari e tutto ciò si basa sul sottile equilibrio sia chimico che biologico per il quale tale elemento resta o meno in soluzione e/o disponibile a piante e alghe.
A giocare un ruolo importante è infatti l’interposizione degli oligoelementi che lo veicolano dal fondo alla pianta e dall’acqua al fondo. Per comprendere meglio alcuni di questi complessi meccanismi analizzeremo alcuni aspetti principali del ciclo del fosforo:

Questo importante elemento per la vita di piante e animali, giunge (come nei nostri acquari) dagli organismi viventi sotto forma organica. Nell’equilibrio fra fosforo insolubile e fosforo solubile è importante il ruolo delle sostanze organiche e dei microrganismi (in particolare degli acidi organici formatisi dalla degradazione della sostanza organica) che veicolano il fosforo alle piante. I microrganismi dunque regolano il ciclo del fosforo agendo in particolare sulla demolizione dei composti organici contenenti tali elementi o viceversa, attraverso l’organicazione di fosforo minerale cioè la trasformazione del fosforo minerale in composti organici. Questo processo biologico avviene anche dalle stesse piante e dalle alghe, in particolar modo le alghe a pennello lo adsorbono dai composti minerali (le rocce) questo elemento che lo legano. In pratica Il fosforo precipita (si deposita) sugli arredi e le alghe specializzate approfittano della situazione per nutrirsene e crescere. Nel Caso specifico del lago le canne presenti a riva assorbono costantemente grandi quantità di fosforo non appena esso è reso disponibile dai processi di degradazione o organicazione batterica

Attraverso i vari processi biochimici di degradazione ad opera degli stessi microrganismi i fosfati vengono convertiti in composti inorganici, meno complessi quali ad esempio i fosfati e sue forme più o complesse che, in condizioni “normali”, si comportano da agenti chelanti per ioni Calcio e Magnesio rendendosi, assieme a questi elementi, disponibile per le piante (e nel nostro caso alle alghe!). Le principali reazioni di trasformazione di tali molecole consistono nella formazione di numerosi composti fra ioni ortofosforici e i cosiddetti cationi che, nel caso delle nostre vasche, sono appunto il Calcio, il Magnesio, il Rame, lo Zinco ecc. presenti in acqua o nel fondo. Queste reazioni portano alla rapida formazione dei cosiddetti “complessi fosfatici di adsorbimento” che ne regolano la lenta cessione in acqua, alle radici e alle stesse piante.

Il fosforo è dunque molto importante perché veicola altri ioni ma non finisce tutto qui! Perché a complicare le cose c’è anche la temperatura e il pH.

La presenza di tali oligoelementi essenziali per le nostre vasche dipende anche dal fosforo e dal sottile equilibrio che lo lega al pH che influenza i fenomeni di insolubilizzazione a cui il fosforo va soggetto: a pH inferiori a 6 prevale la formazione di fosfati di ferro ed alluminio insolubili e stabili (la tipica situazione nel lago in questione), mentre a pH superiori a 7 prevalgono per stabilità dei fosfati di calcio altrettanto insolubili. Le variazioni di temperatura hanno influenza sulle colture batteriche e sulla solubilità stessa dei composti del fosforo e degli elementi che veicola.

Se dunque pensiamo a quanto detto poc’anzi non è difficile intuire come sia importante mantenere stabile l’equilibrio in acquario al fine di migliorare le condizioni generali di una vasca. Ed è proprio per questo motivo che alcuni protocolli di fertilizzazione funzionano meglio di altri, perché rendono più stabili le condizioni generali delle vasche stesse.

Nel caso del lago di bauxite, il legame che lega gli oligoelementi disciolti in acqua e quelli presenti nel fondo è molto delicato. Tra loro si stabilisce una situazione di equilibrio chimico essenziale per la buona conduzione della vasca stessa. A dimostrarlo può essere un semplice esperimento: provate a mettere in due vaschette, l’acqua del vostro acquario. nella prima vaschetta metteteci del fondo nell’altra no. Si noterà che dopo qualche giorno nella vaschetta col la sola acqua le alghe si saranno sviluppate prima rispetto alla vaschetta contenente il fondo ciò ad indicare che l’equilibrio chimico creatosi tra il fondo e l’acqua ha reso meno disponibile il fosforo e i nutrienti presenti in acqua. Volendo poi aggiungere una normale pietra calcarea alla vasca senza fondo si noterà come le alghe si sviluppino subito su di essa anche se posizionata all’ombra perché l’azione di chelazione su Calcio e Magnesio ecc. renderà maggiormente disponibili nutrienti sulla superficie della roccia.

Come avrete notato trattare l’argomento fosforo non è semplice, sia negli acquari d’acqua dolce che in quello marino.
I fosfati in eccesso o in difetto rendono disponibili o meno molti degli elementi essenziali per le piante e per questo motivo è necessario mantenere in costante equilibrio tutto il sistema per ottenere dei risultati sempre stabili.
Per comprendere meglio quanto detto basta pensare ad esempio a come cambino le condizioni generali della vasca durante i periodi di transizione stagionali quando le piante vanno spesso in blocco vegetativo o quando compaiono senza apparente motivo le proliferazioni algali.

Analizzando il contenuto di fosforo insieme, ovviamente, a tutti gli altri fattori intrinsechi correlati è facile capire perché in un lago formatosi in una cava di bauxite e destinato all’eutrofizzazione, sia decisamente ridotta la proliferazione delle alghe.

Francamente poiché lavoro in un laboratorio di analisi, uso di rado i test kit in commercio ma vi posso assicurare che è molto difficile interpretare i valori di fosforo in acquario perché spesso si “nasconde” nella sua forma organica o nei suoi sali poco reattivi con i test; senza contare il fatto che la sua presenza è influenzata anche dagli oligoelementi presenti in vasca.
Provando a fare il test per i fosfati più volte al giorno tipo all’accensione delle luci e allo spegnimento o da punti diversi, magari da una zona a bassa circolazione vicino al fondo si noteranno delle non lievi differenze a dimostrazione del fatto che l’acquario “vive” non solo biologicamente ma anche chimicamente.