De stikstofkringloop
De stikstofkringloop is het biologische proces waarmee de afvalstoffen van vissen in een aquarium worden afgebroken. Eiwitrijk afval en uitwerpselen vervallen tot ammonium, dat door nitrificerende bacteriën in twee stappen tot nitraat wordt omgezet. Zolang die bacteriepopulaties zich nog niet hebben gevestigd, hopen ammonium en nitriet zich op tot concentraties die voor vissen dodelijk zijn.
De drie stappen
Afbraak van organisch materiaal levert ammoniak (NH₃) en ammonium (NH₄⁺). De verhouding tussen beide hangt af van de zuurgraad: boven pH 7,5 verschuift het evenwicht naar het veel giftiger ammoniak, onder pH 7 overheerst het betrekkelijk onschadelijke ammonium. Dezelfde meetwaarde is bij hoge pH dus gevaarlijker dan bij lage.
Bacteriën van onder meer het geslacht Nitrosomonas zetten ammonium om in nitriet (NO₂⁻). Nitriet blokkeert het zuurstoftransport in het bloed en is ook in lage concentraties schadelijk. In een tweede stap zetten bacteriën als Nitrospira het nitriet om in nitraat (NO₃⁻), dat pas boven enkele tientallen milligrammen per liter problemen geeft.
Nitraat verdwijnt niet vanzelf. Het wordt opgenomen door planten en afgevoerd met de waterwissel; in een matig beplante bak is een wekelijkse wissel van dertig procent gebruikelijk.
Waar de bacteriën zitten
De nitrificerende bacteriën vormen een biofilm op alle oppervlakken die met stromend water in aanraking komen: filtermassa, bodem, hout en planten. Het filter huisvest het grootste deel doordat het water er geconcentreerd langs stroomt. Filtervolume is daarom belangrijker dan filterdebiet.
De biofilm is kwetsbaar voor chloor en voor uitdroging. Filtermateriaal wordt uitgeknepen in afgetapt aquariumwater, nooit onder de kraan, en slechts gedeeltelijk per beurt vervangen.
Inrijden zonder vis
Bij het inrijden zonder vis wordt zuivere ammoniak gedoseerd tot ongeveer 2 mg/l ammonium-stikstof. De bak is ingereden zodra die dosering binnen vierentwintig uur volledig tot nitraat wordt omgezet, zonder meetbaar nitriet. Bij 26 tot 28 °C duurt dat doorgaans drie tot zes weken.
Filtermateriaal of bodem uit een bestaande, gezonde bak bekort die periode aanzienlijk. Flesjes met bacteriestarters geven wisselende resultaten; de nitrificerende soorten zijn moeilijk houdbaar buiten water.
Nieuwebakkensyndroom
Vis inzetten voor de kringloop rond is de meest voorkomende oorzaak van sterfte in de eerste maand. De verschijnselen zijn hijgen aan het oppervlak, samengeknepen vinnen en rode kieuwen. De behandeling bestaat uit dagelijkse waterwissels van vijftig procent tot ammonium en nitriet onmeetbaar zijn; voeren wordt in die periode gestaakt of sterk beperkt.