Effetto delle alghe sul pH dell'acqua: dinamica giorno/notte e implicazioni ecologiche
Le alghe (fitoplancton, macroalghe) sono motori biogeochimici degli ecosistemi acquatici. La loro fotosintesi e respirazione guidano fluttuazioni pH giornaliere estreme che stressano o uccidono la fauna acquatica.
Condizioni ottimali crescita alghe
- pH 7-9 (ottimo 8,2-8,7). pH neutro/acido → crescita rallentata.
- Temperatura 16-27°C.
- Luce abbondante + nutrienti (N, P) → fioriture (bloom).
Dinamica pH GIORNO (fotosintesi)
- Alghe assorbono CO₂ disciolto per fotosintesi.
- CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻ ⇌ 2H⁺ + CO₃²⁻.
- Rimozione CO₂ sposta equilibri a destra → ↓ H⁺ → pH sale (fino a 10+ in bloom dense).
- Conseguenza: NH₄⁺ (ammonio, tossico basso) ⇌ NH₃ (ammoniaca, tossico alto) → pH alto spinge a NH₃ → tossicità per pesci/branchi.
Dinamica pH NOTTE (respirazione)
- Nessuna fotosintesi. Alghe respirano: consumano O₂, producono CO₂.
- CO₂ si accumula → equilibri carbonato spostati a sinistra → ↑ H⁺ → pH scende.
- Competizione O₂: alghe + fauna consumano O₂ notturno → ipossia/anoxia → mortalità.
Implicazioni ecologiche
- Stress fisiologico: fluttuazioni pH 7→10→7 in 24h = stress osmoregolatorio, branchiale, enzimatico.
- Mortalità: picchi pH + NH₃ + ipossia notturna = "fish kill" estivi.
- Interferenza crescita/riproduzione specie sensibili.
Gestione bloom algali
- Riduzione input N/P (agricoltura, scarichi, detergenti).
- Piante acquatiche competitor (ninfee, ceratofillo, elodea) → assorbono nutrienti, ombreggiano, stabilizzano pH.
- Aerazione notturna (fontane, diffusori) → rompe stratificazione, ↑ O₂, ↓ CO₂ accumulo.
- Biomanipolazione: zooplancton/erbivori (es. Daphnia, carpe erbivore) → controllo top-down.
Il pH non è un numero statico: in acque eutrofiche, respira con le alghe.