HomeOnderwerpenChemieDe samenstelling van verschillende synthetische zoutmengsels

De samenstelling van verschillende synthetische zoutmengsels

Bron: Aquarium Frontiers: maart 1999

Vertaling: Rien van Zwienen
Gepubliceerd in: Cerianthus, maart 2000

Veel zeewateraquarianen gebruiken synthetische zeewatermengsels in hun aquaria. De relatieve voordelen van de verschillende mengsels worden vaak besproken door aquarianen en breed uitgemeten in advertenties. Toch zijn er weinig gepubliceerde analyses van deze producten. Alhoewel ieder natuurlijk voorkomend element in natuurlijk zeewater kan worden gevonden, hebben aquarianen slechts de beschikking over testmethoden voor anorganische voedingsstoffen en een paar belangrijke en minder belangrijke ionen. Dit artikel geeft een gedetailleerde en volledige analyse van acht commerciлle zeezouten die in Noord-Amerika beschikbaar zijn. De originele versie is gepubliceerd in "Journal of Aquariculture and Aquatic Science" {8(2):39-43}.

Werkwijze

Alle monsters van commerciлle synthetische zeezoutmengsels werden bij "That Fish Place" gekocht en direct verstuurd naar het Hawaii Institute of Marine Biology. De verpakking werd geopend en handmatig gemengd, waarna 10 monsters genomen werden. Deze monsters werden vervolgens geanalyseerd met behulp van "ionchromatografie", "ICP" (Inductivly Coupled Plasma emission spectroscopy) en "atoomabsorptie".

Het zoutgehalte van oppervlaktezeewater in de tropen is ca. 35 promille, dus werd 35 gram monster opgelost in 1 liter zeer zuiver water en geanalyseerd.

De elementen natrium (Na), kalium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), strontium (Sr) en borium (B) werden met een Perkin Elmer atoomabsorptie spectrometer geanalyseerd. De anionen chloride (Cl-) en sulfaat (SO42-) werden geanalyseerd met ionchromatografie, dat ook broom (Br-) en fluor (F-) zou aantonen als dat aanwezig zou zijn. De concentraties van lithium (Li), silicium (Si), molybdeen (Mo), barium (Ba), vanadium (Va), nikkel (Ni), chroom (Cr), aluminium (Al), koper (Cu), zink (Zn), mangaan (Mn), ijzer (Fe), cadmium (Cd), lood (Pb), kobalt (Co), zilver (Ag), en titaan (Ti) werden gemeten met ICP.

Het verschil tussen anorganische en totaalgehalte voedingsstoffen wordt over het algemeen gezien als "organische voedingsstoffen" en wordt gerapporteerd als opgelost organisch stikstof (DON:N) en opgelost organisch fosfor (DOP:P).

Alle resultaten werden gecorrigeerd voor een zoutgehalte van 35 promille, een temperatuur van 25 oC en een dichtheid van 1.023 kg/l. De analysefouten werden d.m.v. duplo-analyses ingeschat. De waarden van deze duplo's werden gemiddeld en daarna afgerond met de gemiddelde fout van deze duplo analyses.

Resultaten en discussie

Tabel 1 laat het experimenteel bepaalde zoutgehalte zien van de verschillende monsters, die gemaakt zijn door 35 gram van ieder monster in 1 liter water op te lossen. Het gerapporteerde experimentele zoutgehalte werd bepaald door het simpelweg optellen van de experimenteel bepaalde concentraties van de belangrijke en minder belangrijke ionen in de monsters. De gevonden zoutgehaltes van alle monsters lagen tussen 2 en 6 promille lager dan 35 promille, omdat alle zoutmengsel substantiлle hoeveelheden water bevatten.

Om millimolen naar ppm om te zetten, vermenigvuldigt men de concentratie in millimolen met de atoommassa. Voorbeeld: De concentratie van calcium in zeewater is 10.3 millimol per kilogram ofwel: 10.3 x 40.1 = 413 ppm Ca. Om ppm naar millimolen om te zetten, deelt men de concentratie in ppm door de atoommassa.

Tabel 1 geeft ook de concentraties van belangrijke en minder belangrijke ionen, na normalisering van alle resultaten naar zoutgehalte van 35 promille. Ter vergelijking geeft de tabel ook typische ionconcentraties van tropisch oceaanoppervlaktewater (Nozaki 1994).

Zoals te zien in Tabel 1, lijken de meeste zouten wat betreft hun belangrijkste ionen veel op zeewater. Er kunnen een paar algemene opmerkingen gemaakt worden. Het onderzochte monster van Coralife had een behoorlijk hoger magnesiumgehalte dan natuurlijk zeewater en een lager sulfaatgehalte dan natuurlijk zeewater. Het sulfaat (SO42-) gehalte van het SeaChem was aanmerkelijk hoger dan natuurlijk zeewater. De molaire concentratie van magnesium en sulfaat van het SeaChem zout waren gelijk, wat veroorzaakt kan worden door het gebruik van "epson" zouten (magnesiumsulfaat heptahydraat) als de bron voor zowel magnesium als voor sulfaat in deze formulering.

Het bufferend vermogen van natuurlijk zeewater wordt voornamelijk bepaald door bicarbonaat (HCO3-), carbonaat (CO3-) en boraat (BO3)ionen.

In tabel 2 staan de componenten van het buffersysteem in synthetisch zeewatermengsels, onmiddellijk na het aanmaken en de berekende waarden van de bufferende componenten na het beluchten met lucht dat 0,03% CO2 bevat. Alhoewel de boraatconcentraties van de meeste zouten vrijwel gelijk zijn aan die van natuurlijk zeewater, hebben het SeaChem en in mindere mate het Coralife zout belangrijk hogere concentraties boraat dan natuurlijk zeewater.

 

Het buffersysteem van deze zouten is fundamenteel anders dan van zeewater.

Het totaal anorganisch koolstof gehalte (TCO2) van het zout varieerde meer dan een factor 20. De begin pH van de synthetische zeewater mengsels verschilde vaak belangrijk van 8,25. Zouten met een hoge begin-pH waren laag in totaal anorganisch koolstof. Totaal alkaliniteitwaarden (TA) varieerden van 1,5 tot 3,2 milli-equivalent per liter (meq/l).

Er wordt aangenomen dat de mate van verzadiging van zeewater wat betreft calciumcarbonaat de vorming van het kalkskelet in organismen beпnvloed. Alhoewel het niet verbazingwekkend is dat de meeste zouten wat minder met aragoniet waren verzadigd dan zeewater, is het opvallend dat twee van de zouten, Coralife en Red Sea, aanzienlijk onderverzadigd waren wat betreft aragoniet. Het is ook belangrijk op te merken dat waargenomen kalcificatiesnelheden in rifaquaria voldoende hoog zijn zodat de aanvangsverzadigingswaarde relatief onbelangrijk is: calcium en carbonaat-alkaliniteit moeten toch op de een of andere manier op peil gehouden worden.

Voedingsstoffen in zeezout

De voedingsstoffenconcentratie van de zouten was variabel (zie Tabel 3). Het anorganische fosfaatgehalte (PO4:P) varieerde van 37,2 ppb in Tropic Marin tot 1,5 ppb in Instant Ocean. Organisch fosfaatgehaltes (DOP:P) waren laag en vergelijkbaar met zeewaterwaarden.

Er was meer spreiding in de waarden van opgelost organisch stikstof (DON:N). Coralife had de hoogste waarde met 156,9 ppb, alhoewel dit slechts weinig hoger is dan de 140 ppb opgelost organisch stikstof die men typisch vindt bij oppervlakte zeewater in de tropen. Totaal organisch koolstof gehalten (TOC:C) van de zouten waren allemaal lager dan van natuurlijk zeewater en verschilden niet veel van elkaar.

De variatie van de concentratie ammonia (NH4:N) in de zouten is opmerkelijk. Twee zouten hebben een aanmerkelijk lager ammoniagehalte: Tropic Marin met 7,7 ppb en Sea Chem met 9,8 ppb. Al de zouten bevatten aanmerkelijk meer ammonia dan tropisch oppervlakte zeewater, variлrend van 72,9 tot 166,7 ppb. Deze concentraties ammonia zullen niet giftig zijn voor vissen of lagere dieren en zullen helemaal niet van belang zijn als je een gedeeltelijke waterverversing doet in een goed draaiend aquarium. Het is echter altijd verstandig vers gemaakt zeewater te doorluchten om het in evenwicht te laten komen met de gassen in de lucht en het op temperatuur te brengen voordat je een waterverversing doet. Een inert vat/ton met een verwarmingselement en een bruissteentje is voldoende.

Het totaal siliciumgehalte (SiO3:Si) van al de zouten was hoger dan in natuurlijk zeewater en in sommige gevallen was er een aanmerkelijk verschil tussen het colorimetrisch of reactieve gemeten silicium en het totaal silicium zoals bepaald met atoomabsorptie of ICP. Dit verschil wordt over het algemeen toegeschreven aan gepolimeriseerde vormen van silicaten die relatief slecht reageren met de reagentia die men gebruikt in colorimetrische analyses (Greenberg et al. 1992).

De concentratie van sporenelementen is weergegeven in Tabel 4. Er is een uitschieter wat betreft de lithiumconcentratie, Coralife. Dit monster had een lithiumconcentratie die 90 maal hoger is dan in zeewater. Sea Chem was daarna de hoogste met 5 maal de natuurlijk zeewaterconcentratie. De overige zouten hadden anderhalf tot drie maal de natuurlijk zeewater lithium concentratie.

Sporenelementen in zeezout

Alle geanalyseerde monsters hadden een aanmerkelijk hoger gehalte Mo, Ba, V, Ni, Cr, Al, Cu, Zn, Mn, Fe, Cd, Pb, Co, Ag en Ti dan normaal gevonden in natuurlijk zeewater. De variatie van zout tot zout was minder opvallend dan de overmaat van al deze componenten in vergelijking tot natuurlijk zeewater.

De halogenen, Br- en F-, waren in principe te analyseren met de gebruikte ion-chromatografiemethode, maar waren bij alle monsters beneden de detectielimiet.

Men moet zich wel realiseren dat alle zouten van partij tot partij kunnen verschillen. Wij hebben geprobeerd de belangrijkste verschillen in de zoutformuleringen te laten zien.

pH en fosfaat in symthetisch zeewater

strontium in synthetisch zeewater

silicium in synthetisch zeewater

Met dank aan de Universiteit van Hawaii, die met het "SeaGrant Program" NOAA, NA36RG0507 R/EL-1 dit werk gedeeltelijk betaald heeft. De auteurs danken ook Terry Siegel voor het vergoeden van de commerciлle zoutmonsters die in dit rapport gebruikt zijn.

Ga naar boven