ZWIĄZKI HUMUSOWE - BRUNATNA WODA - ZASTOSOWANIE W AKWARYSTYCE

ZWIĄZKI HUMUSOWE stanowią grupę wielkocząsteczkowych złożonych substancji, których skład chemiczny i budowa nie zostały dokładnie poznane.  Powstają one w wodzie w wyniku humifikacji czyli oddziaływaniu czynników chemicznych i fizycznych (odczynu, temperatury, zawartości tlenu i CO2) ....

oraz fermentacyjnych (bakterii i grzyby) na martwe szczątki roślinne - celulozę.

W ich skład wchodzą trzy grupy kwasów (kwasy huminowe i fulwowe oraz huminy). Duża koncentracja związków humusowych występuje w torfach, węglu brunatnym, lignicie (odmiana węgla brunatnego o brunatnej lub czarnej barwie, z widoczną strukturą drewna), korze, drewnie i korzeniach. Bardzo istotnym składnikiem humusu są garbniki, które występują prawie we wszystkich częściach roślin wyższych jak i niższych np.: glonach, mchach, grzybach. Ciemna barwa garbnika powstaje przez utlenienie barwnika flobafeny - który nadaje ciemny odcień korze drzew i herbacie.

Zawartość garbników w różnych roślinach:

Liście brzozy 8-9%

Liście olchy 11-13%

Liści kasztanowca 9-10%

Kora brzozy 5-8%

Kora dębu 10-15%

Drewno kasztana 7-18%

Herbata 17-20%

Związki humusowe nadają wodzie brunatną barwę, a ze względu na swój kwasowy charakter obniżają również jej odczyn. Wpływają korzystnie na procesy fizjologiczne roślin, gdyż zawierają witaminy, hormony wzrostowe roślin (tzw. auksyny) oraz substancje o charakterze antybiotyków. Jednak przy wysokich stężeniach mogą wpływać hamująco na wzrost i rozwój roślin. Niestety określenie stężenia tych substancji nawet metodami pośrednimi w warunkach domowych jest niemożliwe. W tym wypadku liczy się praktyka, aby nie przesadzić z ich stężeniem w wodzie. 

Najwięcej garbników zawierają drzewa mangrowe ok. 50% Związki humusowe zależnie od pochodzenia zabarwiają wodę od jasno żółtej po głęboko herbacianą, a ze względu na kwasowy charakter - lekko zakwaszają. Dużym powodzeniem wśród akwarystów cieszy się torf ze względu na swój skład: 60% węgla, 5% wodoru, 30% tlenu, 4% azotu, jak również: żelazo, potas, fosfor, wapń, krzemionkę. Torf jest przydatny podczas preparowania wody tarliskowej, do tępienia glonów oraz jako podstawa do hodowli ryb z Amazonki. Związki humusowe mają zdolność do tworzenia kompleksów z jonami metali, między innymi z żelazem Fe3+, dzięki czemu przeciwdziałają wytrącaniu się żelaza (w obecności tlenu żelazo tworzy związki nierozpuszczalne w wodzie, które są niedostępne dla roślin), a mała trwałość kompleksów związków humusowych i żelaza decyduje o dostępności tego pierwiastka dla roślin.

Przedawkowanie humusu nie wpływa ujemnie na ryby ale powoduje zahamowanie wzrostu roślin. Kwasy humusowe łatwo łączą się ze związkami żelaza, fosforu, kobaltu, manganu, miedzi, przez co są łatwiej przyswajalne przez rośliny. Mają one działanie buforujące utrzymują odczyn wody na stałym poziomie 6,7-6,9 nawet po dolaniu wody o odczynie 7,5 woda nadal pozostaje kwaśna.

Humusu nie używa się w akwariach gdzie jest jaskrawe oświetlenie i w których obiegu znajdują się tz sterylizatory UV, ponieważ zawarte w wodzie garbniki ulegają rozkładowi, a woda staje się mętna z charakterystycznymi kłaczkami oblepiającymi skrzela ryb. Humus powoduje lekkie zahamowanie wzrostu glonów, ale nie doprowadza do całkowitego ich obumierania. Dawki jakie należało by zastosować do pozbycia się wszelkiego rodzaju glonów z akwarium z roślinami były  by szkodliwe dla tych roślin. 

Bardzo duże ilości garbników zawierają zielone skorupy orzecha włoskiego, podobnie zresztą jak i jego liście, które mają tego związku ponad 30%. Najwięcej jednak garbnika występuje w korzeniach drzew mangrowych - bo blisko 50%.

Związki humusowe, w zależności od stopnia stężenia, zabarwiają wodę naturalną na żółto, a niekiedy do żółtobrunatnej. Ze względu na kwasowy charakter związków humusowych następuje obniżenie odczynu wody (pH) co sprzyja stabilizacji układu koloidalnego, a zarazem zwiększa się stopień dysocjacji związków humusowych fulwokwasów, które prowadzą do pogłębiania barwy wody.

Substancje humusowe stwierdzone w wodzie w stężeniach normalnych (od 0,5 do 1,0 mg/dcm3) nie są szkodliwe dla zdrowia ludzi i zwierząt. Maksymalna dopuszczalna ilość substancji organicznej jaka może znajdować się w wodzie do picia wynosi od 1,8 do 2,5 mg/dcm3, co odpowiada barwie od od 4-24 mg/dcm3 Pt (jednostka barwy). Wody zawierające związki humusowe są w mniejszym lub w większym stopniu dysfotyczne (słabo prześwietlone).

Dużym rezerwuarem związków humusowych są torfy, które prasowane w kostki lub bele przeznaczone są dla celów opałowych czy też ogrodniczych. Torf w stanie naturalnym składa się z silnie uwodnionej mieszaniny rozłożonych szczątków roślinnych i z niewielkiej ilości resztek zwierzęcych. 

Kwasy huminowe - frakcja związków próchnicznych o barwie ciemnobrązowej do czarnej, które mogą być ekstrahowane z gleby za pomocą alkalicznych rozpuszczalników. Są nierozpuszczalne w wodzie w warunkach kwaśnych (pH < 2) i dlatego ulegają strąceniu po zakwaszeniu roztworu. Kwasy huminowe, które nie są rozpuszczalne w wodzie, a jedynie w słabych roztworach alkalicznych (NaOH; KOH) tworząc z nimi ciemnobrunatny roztwór humianów (tj. soli kwasów huminowych i zasad).

Kwasy fulwowe - frakcja związków próchnicznych o barwie żółtej do żółtobrązowej, rozpuszczalnych w wodzie w całym zakresie pH. Pozostają one w roztworze po strąceniu kwasów huminowych w wyniku zakwaszenia roztworu.

Huminy - frakcja związków próchnicznych o barwie czarnej nierozpuszczalnych w wodzie w całym zakresie pH (nierozpuszczalne w zasadach i kwasach). Huminy należą do najmniej zbadanych substancji próchnicznych.

Huminy i ulminy, które nie są rozpuszczalne prawie w żadnych odczynnikach chemicznych. Duża koncentracja związków humusowych występuje w torfach, węglu brunatnym, lignicie, stylicie, korze, drewnie, korzeniach i owocach. Występują one również w niektórych roślinach niższych: glonach, porostach, mchach i grzybach. Garbniki roślinne najobficiej tworzą się w naroślach - tzw. galasach*, w których znajduje się kwas galusowy, dawniej stosowany do wyrobu atramentu i garbnika zwanego taniną. Ciemna barwa garbnika powstaje przez utlenienie barwnika flobafeny, dzięki któremu tworzy się ciemna barwa w korze drzew i herbacie. Dla orientacji przytoczyć można wykaz zawartości garbników w kilku gatunkach roślin:

liście brzozy              8-9%

liście olchy             11-13%

liście kasztanowca   9-10%

kora brzozy                5-8%

kora świerkowa         8-10%

kora dębu               10-15%

drewno kasztanowca 7-18%

herbata                   17-20%

W akwarystyce stosuje się preparaty takie jak Torfin firmy "Tropical" lub Biotorfin firmy "Zoolek". Są one przydatne do zwalczania glonów oraz przyrządzania wody do tarła wielu gatunków ryb tropikalnych, szczególnie z rodziny kąsaczowatych - Characidae.

Przy stosowaniu kwasu humusowego, w przypadku zbyt wysokiej twardości (powyżej 8'n) nie obserwuje się dostatecznej jego skuteczności, ponieważ zachodzi tu proces częściowego strącania kwasu przez związki wapnia i magnezu, które w takiej wodzie się znajdują. Ponadto zbyt duża koncentracja (przedawkowanie) kwasu humusowego działając przez dłuższy czas, wpływa hamująco na uprawę roślin ale nie ujemnie na ryby. 

    

Kwasy humusowe łatwo łączą się ze związkami żelaza, fosforu, kobaltu, manganu, miedzi, które w tej postaci są łatwo przyswajane przez rośliny. Ta zależność objawia się tym, że rośliny dobrze się ukorzeniają, tworzą mocną łodygę, a liście uzyskują ładną, zieloną barwę. Autor na podstawie wieloletnich obserwacji stwierdził, że związki humusowe w umiarkowanej ilości bardzo korzystnie wpływają na kondycję zdrowotna ryb i ich biologiczną aktywność czyli rozmnażanie.

Sposobem na wprowadzenie kwasów humusowych do wody będzie ułożenie na dnie akwarium kawałków tzw. Lignitu czyli stwardniałego węgla brunatnego, który skuteczne buforuje pomiędzy substancjami mineralnymi a hydrobiontami. To oddziaływanie wynika z wydzielających się z lignitu substancji humusowych, które nie zawierają czynników chorobotwórczych jak też wstrzymują dyfuzję związków toksycznych i szkodliwych dla roślin i zwierząt.