L'ammoniaca nell'acqua: NH₃ o NH₄⁺

Base di conoscenza · 8 agosto 2026

Un risultato di laboratorio o di sonda indica: azoto ammoniacale (N-NH₄) = 1,2 mg/l. È molto o poco? La risposta è: dipende dal pH e dalla temperatura - perché la stessa cifra può designare un’acqua innocua per i pesci o un’acqua nella quale gli organismi cominciano a soffrire. La chiave è che l’azoto ammoniacale è la somma di due forme e che una sola di esse è davvero pericolosa.

Il TAN, somma di due forme

Il risultato di laboratorio TAN (Total Ammonia Nitrogen, azoto ammoniacale totale) è la somma di:

• lo ione ammonio (NH₄⁺) - una forma in pratica poco tossica,
• l’ammoniaca non ionizzata (NH₃) - una forma fortemente tossica, perché, essendo una molecola neutra, attraversa liberamente le membrane branchiali.

Le due forme restano in equilibrio chimico: NH₄⁺ ⇌ NH₃ + H⁺. Da quale parte sia spostato questo equilibrio lo decidono il pH (soprattutto) e la temperatura (in aggiunta).

Quale quota del TAN è ammoniaca tossica

La quota di NH₃ discende dall’equilibrio acido-base:

quota di NH₃ = 1 / (1 + 10^(pKa − pH)), dove pKa = 0,09018 + 2729,92 / T[K]

Questa dipendenza del pKa dalla temperatura proviene da Emerson e coll. (1975) ed è tuttora lo standard di calcolo. In pratica basta leggere la tabella - quota di NH₃ nel TAN [%]:

Due cose saltano subito all’occhio. Primo, comanda il pH: a pH 7 è tossica una frazione di punto percentuale del TAN, a pH 9 dal dieci a diverse decine per cento. Secondo, la temperatura agisce nella stessa direzione, ma più debolmente: riscaldare l’acqua di 20 °C moltiplica la quota di NH₃ per tre o quattro (meno a pH elevato), mentre un aumento del pH di un’unità la moltiplica per dieci circa. D’estate entrambi i fattori crescono insieme, quindi i loro effetti si moltiplicano.

Attenzione alla regola «×10 per unità di pH». Vale finché il pH resta nettamente al di sotto del pKa (circa 9,4 a 20 °C). In prossimità del pKa e oltre, il fattore si riduce - lo si vede in tabella: tra pH 8,5 e 9,0 a 30 °C la quota cresce solo di circa 2,2 volte, non di 3,2.

Lo stesso risultato, due verdetti diversi

Torniamo all’esempio iniziale: TAN = 1,2 mg/l.

• a pH 7,0 e 20 °C → NH₃-N ≈ 0,005 mg/l - innocuo,
• a pH 8,5 e 20 °C → NH₃-N ≈ 0,13 mg/l - più di 25 volte tanto, già nella zona di rischio elevato.

È tutto il senso di questo articolo in due cifre: il TAN da solo non è un risultato finché non lo accompagnano pH e temperatura.

Effetti sugli organismi acquatici

L’ammoniaca non ionizzata danneggia l’epitelio branchiale, ostacola gli scambi gassosi e indebolisce le difese - anche a concentrazioni che non uccidono subito (il meccanismo è descritto tra gli altri da Randall e Tsui, 2002). Intervalli indicativi per NH₃-N usati in acquacoltura e nel monitoraggio:

Da dove vengono questi numeri. La scala qui sopra è una convenzione redazionale di questo sito: una semplificazione adottata perché un risultato possa essere confrontato subito, coerente con il nostro calcolatore. Non è una citazione da alcuna norma né da alcun criterio. I criteri reali sono più complessi: nei criteri US EPA per l’ammoniaca (2013) la concentrazione ammissibile non è un numero fisso ma una funzione di pH e temperatura, e dipende inoltre dalla presenza di bivalvi e gasteropodi sensibili: per le acque che li ospitano le soglie sono nettamente più basse. Se vi serve un valore opponibile (relazione, perizia, contenzioso), fate riferimento al criterio proprio del vostro quadro normativo e del vostro tipo di acqua, non a questa tabella.

Anche la sensibilità varia tra le specie - i salmonidi sono molto più sensibili dei ciprinidi - quindi per un popolamento salmonicolo questi intervalli risultano troppo permissivi.

Non dimenticate i nitriti

L’ammoniaca non scompare: viene ossidata dai batteri nel processo di nitrificazione:

NH₄⁺ → NO₂⁻ (nitrito) → NO₃⁻ (nitrato)

Il passaggio intermedio è spesso il collo di bottiglia. Quando la comunità nitrificante è immatura (uno stagno nuovo, un biofiltro nuovo) o sovraccarica (un aumento di carico, temperatura elevata, dopo una disinfezione), i nitriti si accumulano. La loro tossicità agisce con un meccanismo diverso: ossidano l’emoglobina a metaemoglobina, che non trasporta ossigeno (da cui la «malattia del sangue bruno») e, soprattutto, non dipende dal pH. Non può quindi essere né prevista dalla reazione né mitigata correggendola.

In pratica la regola è semplice: se misurate l’ammoniaca, misurate anche i nitriti, soprattutto nelle prime settimane dopo la semina e dopo ogni intervento sul circuito idrico. Contesto più ampio delle trasformazioni dell’azoto: Ciclo dell’azoto e del fosforo.

Che cosa fare quando il risultato è alto

L’ordine degli interventi in presenza di NH₃ elevato è ben consolidato:

1. Sospendete o riducete l’alimentazione: è il modo più rapido per tagliare l’apporto di TAN.
2. Aerate: l’ammoniaca si presenta il più delle volte insieme a un deficit di ossigeno, che branchie danneggiate sopportano peggio.
3. Ricambiate o rabboccate l’acqua: la diluizione agisce sul TAN, cioè su entrambe le forme insieme.
4. Non «salvate» la situazione con una correzione brusca del pH. Abbassare il pH sposta sì l’equilibrio verso il NH₄⁺ non tossico, ma un salto di reazione è di per sé uno stress per i pesci, e un rimbalzo verso l’alto può ribaltare l’effetto in un istante. Modificate il pH lentamente e solo con cognizione di causa.

Che cosa questa valutazione non copre

• La salinità. La formula qui sopra vale per le acque dolci. In acque di transizione e costiere la forza ionica abbassa la quota di NH₃: applicarvi la formula «per acque dolci» sovrastima il rischio.
• L’esposizione nel tempo. Un picco breve nell’intervallo di «attenzione» non equivale a una settimana in quell’intervallo; gli intervalli descrivono uno stato, non una dose.
• L’interazione con l’ossigeno. Un pesce con branchie danneggiate sopporta peggio un deficit di ossigeno, e viceversa. D’estate entrambi i fattori peggiorano di solito insieme.

Quando il rischio cresce davvero

• Stagni di acquacoltura - densità elevata, alimentazione intensiva → TAN alto dal metabolismo dei pesci e dalla degradazione del mangime,
• Stagni e laghi eutrofici - la fotosintesi delle alghe alza il pH durante il giorno, talvolta oltre 9,
• Dopo un ricambio d’acqua o temporali - variazioni brusche di pH e temperatura possono spostare di colpo l’equilibrio NH₃/NH₄⁺ anche a TAN costante.

Per questo d’estate, nelle acque calde e fertili, si verificano più spesso morie di pesci spiegate con la «mancanza di ossigeno», benché l’ammoniaca possa concorrervi.

In pratica

Un risultato di TAN dice poco senza pH e temperatura misurati nello stesso momento: il pH di uno stagno eutrofico può variare di più di un’unità nell’arco di una giornata, quindi un campione del pomeriggio e uno all’alba descrivono due situazioni tossicologiche diverse. Sulla conversione delle unità del TAN (p. es. NH₄ ↔ N-NH₄) si veda Conversione delle unità di concentrazione.

🧮 Strumento: Calcolatore di tossicità dell’ammoniaca (NH₃/NH₄⁺)

• inserite TAN, pH e temperatura e otterrete la concentrazione di NH₃ tossica insieme alla valutazione secondo la tabella qui sopra. Senza registrazione.

Se seguite un ambiente per più di una stagione, l’essenziale è che TAN, pH e temperatura vengano registrati insieme, come un unico campione - altrimenti, un anno dopo, non sarà più possibile ricostruire in quali condizioni sia stato ottenuto un valore. In LimnoLog li registrate in un’unica campagna di misura, anche offline sul campo, e li vedete su un grafico comune.