Carbonat de calciu, carbonat de magneziu esențial în gestionarea iazurilor de producție
Calcarul agricol, produs prin zdrobirea calcarului la o dimensiune fină a particulelor, și varul produs prin arderea calcarului într-un cuptor sunt utilizate pe scară largă în acvacultură. Calcarul este alcătuit din carbonat de calciu (CaCO3) și carbonat de magneziu (MgCO3) în diferite proporții. Calcarul constând numai din carbonat de calciu se numește calcit, în timp ce cel format din proporții egale de carbonat de calciu și magneziu este cunoscut sub numele de dolomit.
Calcitul pur și dolomitul sunt rare în natură, iar majoritatea calcarului este un amestec de carbonat de calciu și carbonat de magneziu în care raportul CaCO3: MgCO3 este mai mare de 1. Cu toate acestea, calcarul care este predominant carbonat de calciu este vândut în mod obișnuit ca calcar calcitic, în timp ce calcarul care are proporții aproape egale de carbonați de calciu și magneziu este vândut ca calcar dolomitic (Tabelul 1).
| Calcar calcitic pur | 40 | 0 |
| Calcar calcitic | 38-40 | 12 |
| Calcar obișnuit | Alte compoziții | Alte compoziții |
Calcarul agricol are aceeași compoziție chimică ca și calcarul zdrobit pentru a-l produce. Arderea la temperatură ridicată într-un cuptor conduce la dioxidul de carbon din calcar, lăsând un reziduu de oxizi de calciu și magneziu (CaO și MgO) numiți în mod obișnuit var ars sau neîngrădit. Varul ars poate fi transformat în hidroxizi de calciu și magneziu [Ca (OH) 2 și Mg (OH) 2] prin tratare cu apă. Acest produs se numește adesea var hidratat sau var stins. Desigur, atunci când varul ars este aplicat pe apa iazului, acesta reacționează imediat cu apa pentru a deveni hidroxid de calciu.
Produse de calciu utilizate în acvacultură
Mai multe alte produse sunt uneori folosite în acvacultură pentru calciu. Cele mai frecvente sunt silicatul de calciu (CaSiO3) și bicarbonatul de sodiu (NaHCO3).
Materialele calcaroase sunt utilizate în acvacultură în primul rând pentru a neutraliza aciditatea în solul și apa de fund și pentru a crește alcalinitatea totală a apei. Astfel de condiții apar în mod normal în iazurile din regiunile umede cu soluri foarte levigate, acide. Alcalinitatea în majoritatea apelor provine în principal din bicarbonat (HCO3 -), dar la un pH peste 8,3, va exista o cantitate de carbonat (CO3 2-).
Aciditatea solului rezultă de obicei din ionii de aluminiu. Ionii de aluminiu, împreună cu alți ioni cu încărcare pozitivă, sunt atrași de sarcini negative asupra particulelor de argilă și materiei organice din sol. Ionii de aluminiu pătrund în apă în jurul particulelor de sol și hidrolizează producând ion hidrogen (H +) și hidroxid de aluminiu insolubil [Al (OH) 3] care precipită.
Toți ionii de aluminiu atrași de sol nu pătrund în apă. Se ajunge la un echilibru în care cea mai mare parte a aluminiului ionic este pe sol și doar o cantitate mică din acesta se află în apa din jur. Cu cât este mai mare proporția ionilor de aluminiu față de suma ionilor de calciu, magneziu, sodiu și potasiu atrași de sarcini negative asupra solului, cu atât pH-ul solului este mai mic.
Materialele calcaroase reacționează cu aciditatea solului așa cum se ilustrează mai jos cu carbonat de calciu:
CaCO3 + 2H + = Ca 2+ + CO2 + H2O
Ionii de calciu eliberați de reacție înlocuiesc ionii de aluminiu de pe sol. Ionii de aluminiu deplasați se hidrolizează în apă pentru a produce ioni de hidrogen, iar reacția cu carbonat de calciu continuă. Rezultatul este că ionii de calciu (și magneziu) din materialul de calciu înlocuiesc ionii de aluminiu din sol și neutralizează aciditatea cauzată de hidroliza ionilor de aluminiu.
Materialul de calciu reacționează cu dioxidul de carbon din apa iazului pentru a crește bicarbonatul (și alcalinitatea) așa cum este ilustrat mai jos pentru carbonatul de calciu și silicatul de calciu:
Concentrația de alcalinitate care poate fi atinsă prin aceste reacții depinde de disponibilitatea dioxidului de carbon. La concentrația de dioxid de carbon prezentă în apa dulce în echilibru cu dioxidul de carbon atmosferic, cea mai mare alcalinitate realizabilă prin calcarea cu calcar agricol este de aproximativ 60 mg/L. Desigur, apele iazurilor pot conține mai mult dioxid de carbon decât concentrația de echilibru cu aerul din cauza descompunerii materiei organice. Astfel, alcalinități mai mari pot fi adesea realizate prin calc.
Neutralizarea acidității solului din fundul iazului
Pentru a afecta o creștere prelungită a alcalinității, este necesar să se neutralizeze aciditatea solului de fund pentru a se evita neutralizarea creșterii alcalinității cauzată de calciu. Desigur, există alte surse continue de aciditate în iazuri, iar calcarea trebuie repetată periodic. Viteza de limitare a iazurilor este de obicei cuprinsă între 1.000 și 5.000 kg/ha.
Varul reacționează cu dioxidul de carbon din apă pentru a forma carbonați așa cum este ilustrat mai jos pentru hidroxidul de calciu:
Carbonatul de calciu reacționează apoi cu dioxidul de carbon pentru a furniza bicarbonat (alcalinitate). Astfel, disponibilitatea dioxidului de carbon limitează, de asemenea, creșterea alcalinității posibilă prin aplicarea varului.
Reacția inițială a varului în apă poate provoca un pH foarte ridicat. Astfel, ar trebui aplicat numai iazurilor care conțin creveți sau pești la o rată de aproximativ 50 kg/ha. Aplicarea a 2.000-3.000 kg/ha de var pe fundul iazurilor goale poate crește pH-ul solului la 12-13. Acesta este motivul pentru care tratamentul cu var al fundului iazului între culturi este adesea folosit pentru a ucide organismele nedorite, inclusiv vectori de boli. Desigur, pH-ul ridicat al solului din aplicarea varului scade foarte repede ca urmare a reacției varului cu dioxidul de carbon. PH-ul rezultat din adăugarea de calcar agricol în apă nu va depăși 9.
Solubilitatea silicatului de calciu are aceeași relație generală cu concentrația de dioxid de carbon ca și solubilitatea calcarului agricol. Cu toate acestea, creșterea alcalinității posibilă cu silicatul de calciu este puțin mai mică decât cea realizabilă cu calcarul agricol.
FIG. 1: Solubilitatea diferitelor fracțiuni de dimensiune a particulelor de calcar agricol.
Bicarbonatul de sodiu nu se comportă ca alte materiale calcaroase. Este foarte solubil și crește imediat concentrația de bicarbonat (alcalinitate). Această reacție rapidă este motivul pentru care bicarbonatul de sodiu este tratamentul preferat pentru restabilirea alcalinității neutralizate de aciditatea din nitrificare în sistemele de cultură cu intensitate mare.
Materialele de calciu - altele decât bicarbonatul de sodiu - nu se vor dizolva apreciabil în majoritatea apelor dulci cu mai mult de 60 mg/L de alcalinitate. În apa de mare, alcalinitatea este de aproape 120 mg/L, iar apa de mare este de obicei aproape de saturație cu carbonat de calciu. Materialul de calciu aplicat frecvent iazurilor umplute cu apă sălbatică, în special cu apă de mare, nu se dizolvă de obicei.
Calitatea materialelor de calciu
Calitatea materialului de calciu este evaluată în principal de doi indicatori - valoarea neutralizantă și mărimea particulelor. Varul este de obicei un material fin, iar dimensiunea particulelor nu este adesea o problemă. Valoarea neutralizantă este o măsură a cantității de acid pe care o va neutraliza o anumită greutate de material calciar. Carbonatul de calciu este utilizat ca referință și i se atribuie o valoare neutralizantă de 100%.
Sunt furnizate valori de neutralizare a unor compuși puri reprezentând materiale calcaroase (Tabelul 2). Pentru a ilustra utilizarea valorii neutralizante, dolomita (carbonat de calciu și magneziu) va neutraliza cu 108% mai multă aciditate decât o greutate egală de carbonat de calciu. Hidroxidul de calciu este cu aproximativ 135% mai eficient decât carbonatul de calciu pur în neutralizarea acidității. În practică, valoarea de neutralizare este determinată într-un test chimic. Un calcar agricol cu o valoare de neutralizare de 75 la sută ar fi inferior unui alt calcar agricol cu o valoare de neutralizare de 92 la sută.
| Carbonat de calciu | 100 |
| Carbonat de magneziu de calciu | 108,5 |
| Oxid de calciu | 178,5 |
| Hidroxid de calciu | 135 |
| Silicat de calciu | 86 |
| Bicarbonat de sodiu | 59,5 |
Particulele mai mici de calcar agricol sunt mai eficiente decât cele mai mari, deoarece reacționează mai repede în apă. Concentrațiile de alcalinitate în apă rezultate din diferite dimensiuni ale particulelor de calcar agricol pe o perioadă de 2 luni sunt prezentate în Tabelul 3. Calcarul mai fin se dizolvă mult mai repede decât calcarul mai grosier.
| 2 - 0,85 | 5.7 |
| 0,84 - 0,42 | 12.2 |
| 0,41 - 0,025 | 26.6 |
| 0,024 - 0,150 | 45.6 |
| 0,149 - 0,106 | 49.6 |
| 0,105 - 0,075 | 55.2 |
Autor
Dr. Claude E. Boyd.
Școala de Pescuit
Acvacultură și Științe acvatice
Universitatea Auburn, AL 36830 SUA
- Asistent de pierdere în greutate Managementul greutății ZigZag Global
- Efectul Ripple al Tortilla procesate în Mexic; Global Food Culutures Mexic 2018
- Siberia de Vest în contextul conservării globale a naturii se referă la International Journal of
- Prognoza pieței nutriției sportive, analiza tendințelor și urmărirea concurenței - Revizuire globală 2017-2022
- Directorul executiv al UNICEF, Henrietta Fore; Observațiile sale la deschiderea Conferinței Globale privind