Water naar de zee dragen

Regelmatig krijgen wij de vraag of het niet mogelijk is achter de schermen te kijken van de Ocean. Om de rust te bewaren en de vervuiling te beperken, is dit alleen bij hoge uitzondering mogelijk. Achter die gesloten deuren bevindt zich de waterkeuken van de Ocean. Hierbij willen we toch een tipje van de sluier oplichten.

Zout water of zeewater?

Bij het onderhoud van een zeewateraquarium komen veel zaken aan bod. Allereerst het water: de keuze kunstmatig zeewater te gebruiken is snel gemaakt als je in Arnhem gevestigd bent. Natuurlijk zeewater zou uit de Oosterschelde gehaald moeten worden, maar dit water heeft een te laag zoutgehalte zodat er toch nog zout zou moeten worden toegevoegd. Zeewater uit de Atlantische Oceaan halen brengt logistieke problemen met zich mee. Het water in Burgers’ Ocean is dan ook kunstmatig gemaakt. Zoet water wordt gemengd met zout om zo zeewater te maken. Het zoete water bestaat uit een mengsel van kraanwater en bronwater. Zoet water bevat opgeloste zouten, maar in kleine hoeveelheden. Dit zoete water wordt eerst door middel van omgekeerde osmose ontdaan van alle zouten (‘demiwater’). Sommige zouten kunnen voor grote problemen in een zeeaquarium zorgen. Silicium (in de vorm van silicaat) is een voorbeeld van een opgelost element in zoet water. Silicium is een prima bouwsteen voor de beruchte kiezelalgen, die enorme plagen kunnen veroorzaken in zeewateraquaria.

Zout water maken we in de Ocean aan met slokjes van 50.000 liter. Door 1500 kilo zout aan deze hoeveelheid ‘demiwater’ toe te voegen ontstaat een zout water oplossing. Het zout bestaat voor het grootste gedeelte uit gewoon keukenzout (natriumchloride), met een toevoeging van maar liefst 72 andere elementen. Er zit zelfs een minuscule hoeveelheid goud in! Deze variatie in elementen is ook in de echte Oceaan te vinden.

Als het zout is opgelost mogen we dit zoute water nog geen zeewater noemen; het moet eerst rijpen. Belangrijk is dat het water daarbij zijn agressieve karakter verliest. Wanneer een vis in het ‘nieuwe water’ zou zwemmen, zou hij dit niet overleven. Het water wordt na ongeveer twee weken in een ander reservoir gepompt, waarna de aquaria kunnen worden bijgevuld.

Meten is weten

Een bekende uitdrukking, waar je ook in de aquaristiek niet omheen komt. In de Ocean gebruiken we verschillende meettechnieken.

Digitale apparatuur meet continue het zuurstofgehalte, zoutgehalte, pH (ofwel zuurgraad) en de temperatuur. De waarden worden naar een centrale computer gestuurd die op elk willekeurig moment een alarm kan geven mochten er te grote afwijkingen ontstaan.

In een klein laboratorium in de Ocean worden wateranalyses gedaan. Afvalproducten als ammoniak, nitriet, nitraat en fosfaat worden regelmatig gemeten. Ook elementen als calcium, magnesium en de buffercapaciteit behoren tot de routine bepalingen.

Eén maal in de drie maanden sturen we water naar een gespecialiseerd laboratorium. Hier kunnen ze met zeer ingewikkelde apparatuur (zoals Optical Emission Spectrophotometry en Mass Spectrofotometry) een indruk geven van de sporenelementen in het water. Hier worden ‘slechts’ 35 elementen onderzocht en dat levert soms best opzienbarende resultaten op.

Het zoutgehalte is bij een zeewateraquarium natuurlijk heel belangrijk. In de Ocean ligt het zoutgehalte op ongeveer 33 tot 34 g zout per liter. Iedere dag zal het zoutgehalte moeten worden gecorrigeerd, er verdampt namelijk continu water uit de Ocean. Het verdampingswater is zoet water. Dit zou betekenen dat het niveau van de aquaria steeds verder zakt en het water steeds zouter wordt. Door dit verdampingswater dagelijks bij te vullen met zoet water blijft het zoutgehalte op een constante waarde.

Kalk oplossen

Calcium is een element wat in een redelijke hoeveelheid voorkomt in zeewater. Bij de mens is calcium een belangrijk element voor het skelet. Dit geldt ook voor koralen. Koralen nemen calcium op uit het water en maken daar calciumcarbonaat (ofwel kalk) van. Het koraalskelet bestaat voor ruim 90% uit kalk. Als er veel koraalgroei is zal er dus ook veel calcium uit het water verdwijnen. We moeten dan calcium toevoegen. Dit doen we chemisch, door kalk in de vorm van calciumchloride aan het aquarium toe te voegen, of door gebruik te maken van een kalkreactor. Dat is een apparaat dat kalk op laat lossen in zeewater. Kalk lost prima op als het milieu zuur is. Door koolzuur (koolstofdioxide) aan het water toe te voegen wordt het water zuur genoeg. Het kalk lost op en zo komt er weer calcium in het water. In de Ocean gebruiken koraalzand als kalkbron in de reactor. Koraalzand is fijngemalen koraalskelet. Koraalzand bestaat voor een groot gedeelte uit kalk, maar er zitten ook nog andere elementen in opgelost. Door koraalskelet op te lossen, kan het levende koraal al die stoffen gebruiken om weer koraalskelet aan te maken.

Personeel bestand Ocean: ruim tien miljoen

Een ander belangrijk onderdeel van de chemie is de vervuiling in het aquarium. Dieren in een aquarium gaan niet naar de WC. Alle afvalproducten komen direct in het vrije water terecht. Een aquarium is dus eigenlijk een ‘open riool’. Het is van belang dat de vervuiling niet te groot wordt, anders krijgen de dieren daar last van. Hiervoor zijn miljoenen helpers in dienst genomen. Ze werken gelukkig vrijwillig in het aquarium, als we ze maar te eten geven. Eén groep van deze helpers, de nitrificerende bacteriën nemen ammonium op uit het water. Ammonium is een afvalstof. Denk maar eens aan de lucht in een stal. Bacteriën zetten ammonium om in het zeer giftige nitriet, daarna direct in het minder giftige nitraat. Nitraat is weer een voedingsstof voor algen. Als het lichtniveau hoog genoeg is zullen er algen groeien. Op de lange termijn zal nitraat het water te sterk vervuilen. Door water te verversen kunnen we het nitraat niveau relatief laag houden in de aquaria. We hebben zelfs het personeelsbestand in één aquarium vergroot door bacteriën te zoeken die nitraat eten. Deze denitrificerende bacteriën zetten nitraat om in stikstofgas. Deze bacteriën zijn echter wel veeleisend, zij willen naast nitraat ook nog wat anders eten, anders gaat de vertering niet door. We voeren ze bij met methanol. Zolang ze dat krijgen borrelt het filter het lustig op los en verdwijnt nitraat uit het systeem.

Een andere groep helpers die het water schoon houden zijn de sponzen, kokerwormen en andere dieren die hele dagen alleen maar water in en uit hun lichaam pompen. Alles wat eetbaar is aan fijn materiaal wordt opgevangen en verteerd. Dit zijn de zogenaamde ‘filterfeeder’.

Een kleine fabriek achter de schermen met allerlei pompen en filters helpt de miljoenen werknemers om het water van goede kwaliteit te houden. Door regelmatig het water chemisch te testen kan de techniek en de biologische activiteit van de miljoenen helpers worden gevolgd.

Toch is dit nog maar het tipje van de ijsberg als het gaat om kennis over de verschillende chemische elementen in zeewater. Verwacht wordt dat er nog verschillende andere elementen een belangrijke biologische functie hebben in de zee en dus ook in het aquarium. Er blijft nog veel uit te zoeken.