Quando si parla di acquari e della loro chimica, uno degli aspetti fondamentali è il ciclo dell’azoto. I pesci e, in generale, gli altri animali producono scarti; inoltre, il cibo non consumato e gli organismi morti vanno incontro a decomposizione continua – da questi processi derivano ammoniaca e ammonio. In forma semplificata, il ciclo può essere rappresentato così: scarti organici → NH₃/NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻.

Ovvero: l’ammoniaca (NH₃) e lo ione ammonio (NH₄⁺) sono presenti in equilibrio tra loro, in proporzioni che dipendono soprattutto dal pH e dalla temperatura dell’acqua. L’ammoniaca è particolarmente tossica per gli animali acquatici, mentre l’ammonio lo è in misura minore. I microrganismi nitrificanti, presenti soprattutto nei materiali filtranti ma anche sul substrato, sugli arredi e sulle altre superfici dell’acquario, trasformano progressivamente questi composti: per questo un acquario è un piccolo ecosistema. L’ammoniaca e l’ammonio vengono ossidati a nitrito (NO₂⁻), anch’esso tossico; successivamente, il nitrito viene trasformato in nitrato (NO₃⁻), generalmente meno tossici, ma si accumulano nel tempo.

In un acquario maturo, ammoniaca e nitriti dovrebbero idealmente essere prossimi allo zero. I nitrati, invece, possono essere presenti in concentrazioni moderate, dacché vengono in parte assorbiti dalle piante o in parte rimossi attraverso i cambi d’acqua periodici – una situazione simile a quando in un ambiente al chiuso si aprono le finestre.

Accanto ai composti azotati è importante considerare anche il fosfato (PO₄³⁻), che non appartiene propriamente al ciclo dell’azoto ma costituisce comunque sia un altro importante nutriente dell’ecosistema acquatico. Può derivare dal cibo, dalle sostanze di scarto, dalla decomposizione della materia organica e dai fertilizzanti ed è utilizzato sia dalle piante sia dalle alghe – le alghe non sono semplicemente piante acquatiche, ma molte di loro, come le piante, attuano la fotosintesi grazie alla clorofilla.

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