Nitrogensyklusen forklart: ammoniakk, nitritt og nitrat

Hva testsettet egentlig måler

En ammoniakktest som viser 1,0 mg/L forteller deg ikke hvor mye gift det er i karet. Den måler total ammoniakk, summen av fri ammoniakk (NH3) og ammonium (NH4+). Bare NH3 passerer gjellemembranen fritt og gjør skade. NH4+ er ladet, tas opp langsomt og regnes som forholdsvis ufarlig i de konsentrasjonene et akvarium ser.

Fordelingen styres av pH og temperatur. Likevekten har pKa rundt 9,25 ved 25 °C, og for hver pH-enhet oppover tidobles den frie andelen. Det er den enkeltopplysningen flest akvarister mangler.

Grensene: kronisk skade på gjeller og nyrer er dokumentert fra 0,06 mg/L fri NH3, og rundt 0,6 mg/L begynner nivåene som tar livet av fisk i løpet av noen døgn.

Praktisk konsekvens: 1,0 mg/L total ammoniakk i et surt planteakvarium på pH 6,8 er ubehagelig, men ikke akutt. Den samme avlesningen i et malawikar på pH 8,2 ligger over grensen for kronisk skade. To akvarister med identisk testresultat har to helt forskjellige problemer, og det er en av grunnene til at det lønner seg å kjenne hardhet og pH i vannet der du bor før du velger fisk.

Den samme mekanismen forklarer en klassisk tabbe. Har du høy ammoniakk og lav pH, og «fikser» pH-en med bufferprodukt eller hardere vann, konverterer du ufarlig ammonium til fri NH3 i løpet av minutter. Fisken kan dø av et vannskifte som isolert sett var riktig.

Tallene fase for fase

Nitrat måles av de fleste hobbytester som nitrationet NO3⁻, mens forskningslitteratur oftere oppgir nitrat-nitrogen. Faktoren mellom dem er 4,43. 50 mg/L NO3⁻ på testkortet tilsvarer 11 mg/L NO3-N. Bruker du en grense oppgitt som NO3-N direkte på avlesningen fra hobbytesten, tillater du i praksis 4,43 ganger så mye nitrat som kilden mente.

Nitrat-taket avhenger av hva som bor i karet. Et robust samfunnsakvarium med guppy og pansermaller holdes under 40 mg/L NO3⁻, helst under 25. Et planteakvarium ligger gjerne på 10–25 mg/L fordi plantene trenger nitrogenet, og der doseres nitrat med vilje. Rekekar og yngeloppdrett holdes under 20 mg/L, revakvarium på 1–10. Ved ukentlig skifte av 25 prosent stabiliserer nitratet seg på omtrent fire ganger ukesproduksjonen, så skal du halvere nivået permanent, må du doble skiftefrekvensen eller fôre og besette karet lettere.

Innkjøring uten fisk, med dosering

Ren ammoniakkløsning selges i norske butikker som salmiakkspiritus, vanligvis 5–10 prosent. Salmiakk er ammoniumklorid i fast form og er noe annet, så les etiketten. Innholdsfortegnelsen skal bare oppgi ammoniakkløsning og vann. Rist flasken: skummer det, er det tilsatt tensider, og da skal den ikke i akvariet.

Med 5 prosent løsning gir 1 ml per 20 liter rundt 2,5 mg/L total ammoniakk. Med 10 prosent halverer du. Doser første gang med halvparten av den beregnede mengden, mål, og juster deg oppover. Konsentrasjonen på flasken er en varedeklarasjon, ikke en kalibrering.

Sikt på 2–3 mg/L og hold deg under 4. Høyere doser gjør ikke prosessen raskere. Fri ammoniakk og høyt nitritt hemmer nitrittoksiderende bakterier, og karene som står fast på nitrittspissen i mange uker er nesten alltid overdosert i starten.

Kjør varmeren på 26–28 °C, hold god sirkulasjon gjennom filteret, og la lyset stå av. Nitrifiserende bakterier er lysfølsomme, særlig for blått og ultrafiolett lys, og mest utsatt de første dagene før de har festet seg i mediet. Test annenhver dag, og doser på nytt hver gang ammoniakken har gått til null, ikke etter kalender.

Syklet betyr én ting: du doserer til 2 mg/L om kvelden, og 24 timer senere måler du 0 ammoniakk og 0 nitritt. To døgn på rad med det resultatet, så er filteret klart. Ta et stort vannskifte før fisken flytter inn, for nitratet ligger gjerne på 100–200 mg/L etter seks ukers dosering, og senk temperaturen til artens eget område, som regel 24–26 °C. Trenger du rekkefølgen på det praktiske oppsettet, står den i gjennomgangen av sykling steg for steg.

kH er det som stopper syklusen i norsk vann

Nitrifikasjon er en syreproduserende prosess. Hvert milligram ammonium-nitrogen (NH4-N) som oksideres til nitrat forbruker 7,14 mg alkalitet regnet som CaCO3, altså rundt 0,4 °dH kH. Det er ikke en detalj i Norge.

Oset vannbehandlingsanlegg, som tar råvann fra Maridalsvannet, leverer alkalitet 0,50–0,64 mmol/L, altså 25–32 mg/L CaCO3 og kH 1,4–1,8. Skullerud, med råvann fra Elvåga, ligger på 0,60–0,70 mmol/L, 30–35 mg/L og kH 1,7–2,0. Én dosering til 3 mg/L total ammoniakk tilsvarer 2,5 mg/L NH4-N og spiser rundt 18 mg/L av den bufferen. En full innkjøring med åtte til tolv doseringer forbruker 145–215 mg/L, fire til ni ganger hele startbufferen i kranvannet. Utenlandske guider skrevet for hardt vann med kH 8–15 nevner sjelden problemet, fordi det ikke finnes der.

Når bufferen tar slutt, faller pH raskt. Under pH 6,5 avtar nitrifikasjonen merkbart, og ved pH 6,0 og lavere stopper den i praksis helt. Symptomet er et kar som sto og jobbet fint i tre uker og så bare frøs: ammoniakken slutter å falle, nitritten står stille, og pH-testen viser 6,0 eller lavere.

Løsningen er natron, altså natriumbikarbonat. Omtrent 1 gram per 100 liter hever kH med 0,33, så et 100-liters kar går fra kH 1,5 til kH 4 med rundt 7–8 gram. Mål pH og kH ukentlig gjennom hele innkjøringen og etterdoser når kH nærmer seg 3. Bruk ikke natriumkarbonat i stedet, som løfter pH langt raskere og kan skyte forbi 8,5. Sammenhengen mellom kH, gH og pH-stabilitet er beskrevet nærmere i gjennomgangen av kH og gH.

Temperatur: den norske vinterfellen

Nitrifiserende bakterier har optimum rundt 25–30 °C. Veksthastigheten er omtrent halvert ved 18 °C og faller videre mot 4 °C, der aktiviteten opphører. Et kar på 22 °C i en kjølig stue bruker merkbart lengre tid enn et på 27.

Vannskiftet er den akutte risikoen. Norsk kranvann ligger på 4–8 °C om vinteren. Skifter du 20 liter av 100 i et kar på 25 °C med vann på 6 °C, lander karet på 21,2 °C, et fall på nesten fire grader på noen minutter. For etablerte fisk er det ubehagelig. For en fersk bakteriekultur er det en bremsekloss som setter innkjøringen tilbake flere dager. Bland varmt og kaldt til innenfor to grader av kartemperaturen, eller la vannet stå i bøtte over natten.

Fem feilmodus, og hva du gjør

Nitritten vil ikke ned. Vanligste årsak er at kH er brukt opp og pH har falt under 6,5. Nest vanligste er overdosering av ammoniakk. Sjekk pH og kH først, hev kH til 4 med natron, skift 50 prosent vann for å ta ned nitritten under 5 mg/L, og gjenoppta dosering på 2 mg/L. Regn med tre til fem ekstra dager.

pH-krasjen. Ser ut som en plutselig stopp i all aktivitet, ofte i uke 3 eller 4. Ikke rett den opp med et stort vannskifte hvis ammoniakken samtidig er høy, for da konverterer du ammonium til fri NH3. Hev kH forsiktig med natron, skift vann i to omganger med noen timers mellomrom.

Nykar-syndrom etter innflytting. Filteret er syklet mot en gitt mengde ammoniakk. Setter du inn dobbelt så mye fisk som kulturen er kalibrert mot, kommer en ny nitrittspiss i løpet av tre til fem dager. Legg inn fisk i to eller tre puljer med to til tre ukers mellomrom. Mattilsynets veiledning sier det samme: begynn med få fisk og øk antallet gradvis.

Filtermediet som tørket ut. Bakteriene tåler noen timer fuktig oppbevaring, men en filtersvamp som har ligget tørt over natten er biologisk sett død. Flytter du et kar, hold mediet i akvarievann hele veien. Samme regel ved rengjøring: skyll svampen i brukt akvarievann, aldri under springen.

Klor og kloramin. Klorbaserte desinfeksjonsmidler dreper bakteriekulturen. De fleste norske vannverk bruker UV-desinfeksjon og lite eller ingen klor til daglig, men klor doseres rutinemessig etter arbeid på ledningsnettet, og da uten at abonnenten nødvendigvis får beskjed. Bruk avklorering på alt vann som går i karet, hele året. Hvordan norsk klorpraksis faktisk ser ut er verdt å lese før du dropper det.

Startkulturer på flaske: hva som er dokumentert

Det dokumenterte er hvilke organismer som faktisk gjør jobben. Hovanec og DeLong viste i 1998 at nitritt i ferskvannsakvarier oksideres av Nitrospira-lignende bakterier, ikke av Nitrobacter, som lærebøkene og en del produktetiketter fortsatt oppgir. Sauder og medarbeidere fant i 2011 at ammoniakkoksiderende arker i gruppen Thaumarchaeota var tallmessig dominerende i 23 av 27 undersøkte ferskvannsfiltre, framfor de ammoniakkoksiderende bakteriene. Et produkt som lister Nitrobacter som virkestoff er derfor med stor sannsynlighet uten effekt på nitritten.

Det omdiskuterte er om produkter med riktige organismer overlever i flaske frem til bruk. Uavhengige, kontrollerte sammenligninger under hobbyforhold finnes det få av, og erfaringene spriker mellom kar som var syklet på ti dager og kar som ikke merket forskjell. Rimelig forventning: en fersk flaske kan korte innkjøringen med en til to uker, en som har stått varmt i lager i to år gjør ingenting.

Metoden med best dokumentasjon er også den billigste: lån en innkjørt filtersvamp, en neve filtermateriale eller en håndfull substrat fra en etablert akvarist. Det gir levende kultur i riktig sammensetning og kan halvere innkjøringstiden. Spør i en lokal akvarieklubb eller i butikken der du kjøper fisk.

Vannbehandlingsmidler som hevder å «avgifte» ammoniakk i 24 til 48 timer er en egen diskusjon. Uavhengige forsøk på å bekrefte effekten gir sprikende resultater, blant annet fordi hobbytester ikke skiller bundet fra fri ammoniakk. Behandle dem som nødhjelp mellom vannskifter, ikke som erstatning.

Fish-in cycling, og hvorfor det er problematisk

Å bruke fisk som ammoniakkilde betyr å utsette dyr for konsentrasjoner som gir dokumentert gjelle- og nyreskade i flere uker. Dyrevelferdsloven gjelder også akvariefisk, og Mattilsynets veiledning slår fast at nitritt og ammoniakk knapt skal være målbare. Fishless cycling gir samme resultat på samme tid uten den belastningen.

Er du allerede midt i det fordi fisken kom hjem før filteret var klart, er dette skadebegrensningen: skift 50 prosent vann daglig så lenge ammoniakk eller nitritt er målbare, fôr annenhver dag og lite, og tilsett vanlig salt mot nitritt. Klorid konkurrerer med nitritt om opptaket over gjellene, og et kloridnivå på 20 ganger nitritt-nitrogenet opphever giftvirkningen nesten helt. Omtrent 1 gram salt per 10 liter gir 60 mg/L klorid, nok til å dekke rundt 10 mg/L nitritt målt som NO2⁻. Salt påvirker ikke bakteriene i disse mengdene.

Vanlige spørsmål

Kan jeg bruke fiskefôr i stedet for ammoniakkløsning?

Ja, men du styrer ikke doseringen. En klype tørrfôr som råtner frigjør ammoniakk over flere dager i ukjent mengde, og resten blir mulm i substratet. Metoden fungerer, tar gjerne en til to uker lenger, og gir deg ikke den rene 24-timers testen.

Hvorfor viser ammoniakktesten min et utslag rett fra kranen?

Enkelte vannverk har lave restnivåer av ammonium, og avklorerere som bryter kloramin frigjør ammonium som testen fanger opp. Mål en prøve av rent kranvann før du legger skylden på karet. Er utslaget lavt og pH under 7,5, har det ingen praktisk betydning.

Kan jeg sette inn planter mens karet sykler?

Ja, og det er en fordel. Planter tar opp ammonium direkte og demper toppene, mest hurtigvoksende stengelplanter og flyteplanter. Et tungt beplantet kar kan gi lave ammoniakkavlesninger uten at filteret er syklet, så hold på 24-timers testen som fasit.

Hvor ofte må jeg teste etter at karet er innkjørt?

Ammoniakk og nitritt kan legges bort som ukentlig rutine når karet har vært stabilt i to måneder. Test dem igjen ved ny fisk, uforklarlig dødsfall, filterbytte, medisinering og etter ferie. Nitrat og pH måles før hvert vannskift, som del av den faste vedlikeholdsrutinen.

Er teststrimler gode nok?

Til nitrat og pH på et innkjørt kar går det an. Til ammoniakk og nitritt under innkjøring er de for upresise, og feilen går i farlig retning: en strimmel som viser «trygt» kan skjule 0,5 mg/L ammoniakk. Bruk dråpetest på de to. Forskjellene står i oversikten over hvilke tester du trenger.