Wasserchemie

Jeder Aquarianer sollte sich grundlegendes Wissen über das Wasser und wie es sich verhält aneignen.

Dabei Gilt: "Man muss nicht alles auswendig können, aber man sollte wissen wo es geschrieben steht!"

Ein paar der wichtigen Werte und Begriffe haben wir hier zusammen getragen.

Nitrifikation und die Umkehr Denitrifikation haben wir hier einer besonderem Aufmerksamkeit gewidmet, weil gerade diese Vorgänge im Internet nach unserer Meinung nicht ausreichend verständlich beschrieben sind.

ph-Wert

Der pH-Wert bezeichnet das Verhältnis zwischen Säuren und Basen im Wasser.

Ist von beiden, also von Säure und Base, gleich viel vorhanden, ist das Wasser neutral. Überwiegt die Säure, so ist es sauer, überwiegt die Base, so ist es alkalisch.

Der Begriff "potentia" bezeichnet den negativen Logarithmus, der im neutralen Wasser(pH 7) 10hoch-7 Mol/l H+ beträgt. Der pH-Wert gibt hier etwas verschlüsselt, die Wasserstoffionenkonzentration an. Man vereinfacht diesen Wert, indem man nur die positive Hochzahl, nämlich den pH-Wert 7 angibt.

Da die pH-Wert Skala logarithmisch verläuft, bedeutet jede Stufe eine verzehnfachung der Säure. Der pH-Wert 5 hat also 10 mal soviel Säure wie der pH-Wert 6, und der pH-Wert 6 wiederum 10 mal soviel wie der pH-Wert 7. Hiermit wird klar, daß Änderungen des pH-Wertes um nur eine Stufe gravierende biologische Folgen haben können.

Eine pH-Wertstufe ergibt die zehnfache Konzentration von Lauge und Säure. Bei 2 Stufen beträgt die Konzentration bereits das Hundertfache, bei 3 Stufen das Tausendfache!

Der pH-Wert beeinflußt die Löslichkeit oder gar die Existenz mancher Stoffe. Spurenelemente wie Eisen, Mangan (wichtig für Pflanzen) lösen sich im sauren Milieu wesentlich leichter. Das giftige Ammoniak ist gar erst bei höheren pH-Werten existenzfähig.

Für fast alle Fische in Süßwasseraquarien sind pH-Werte zwischen 6,5 und 7,5 gut geeignet. Einige Arten können auch ph-Werte unter 6,5 oder über 7,5 vertragen, nur sehr wenige unter 4,5 oder über 8,5.

Grundsätzlich sollte man den ph-Wert an die Pfleglinge anpassen und regelmäßig kontrollieren.

Siamesische Kampffische sollten bei ph-Werte zwischen 5 und 7 gehalten und gepflegt werden. Betta splendens Hochzuchten fühlen sich auch bei ph-Werte von bis zu 8 noch wohl.

KH = Karbonathärte / GH = Gesamthärte

Natürliche Wässer enthalten je nach Ihrer Herkunft mehr oder weniger Mengen an Härtebildnern.

Regenwasser ist CO² haltig und nimmt auf seinem Weg durch die unterschiedlichsten Erdschichten Mineralien auf. Die Summe aller gelösten Calcium (Ca) und Magnesium (Mg)-Ionen gibt die Gesamthärte (GH) an.

Harte Wässer stammen meist aus Kalk-, Gips-, oder Dolomitregionen. Weiche Wässer hingegen meist aus Granit-, Gneis-, Basalt, oder Sandsteinregionen. Da diese Ionen als gelöste Salze (Karbonat, Sulfat, Chlorid) vorliegen, bezeichnet man die enthaltene Karbonat-Menge als Karbonathärte (KH).
Die Bildner der Karbonathärte reagieren alkalisch. Aus diesem Grund tendieren Wässer mit höherer Karbonathärte zu höheren pH-Werten. Entsprechend heben Wässer mit niedriger Karbonathärte meist einen niedrigeren pH-Wert, da hier noch mehr CO²(Kohlensäure) enthalten ist.

Die Karbonathärte ist im Aquariumwasser ein wichtiger Stabilisator. In ausreichender Menge vorhanden, kann sie vor gefährlichem Ansteigen des pH-Wertes schützen. Sollte sich die Karbonathärte in Ihrem Aquarium wie auf wundersame Weise von selbst verringern, so ist höchste Vorsicht geboten, und Sie sollten sich an Ihren Fachhändler wenden.

CO² (Kohlendioxid)

Kohlendioxid ist ein farbloses und geruchloses Gas. Es ist schwerer als Luft, und kann eine Bodenschicht bilden. Kohlendioxid ist nicht giftig, solange die Konzentration einen gewissen Wert in unserer Atemluft nicht übersteigt. Natürlich gilt gleiches für unsere Bewohner im Aquarium.

Kohlendioxid + Wasser = Kohlensäure.

Kohlensäure senkt den pH-Wert des Wassers. Durch die Zugabe von CO² kann der pH-Wert im Aquarium eingeschränkt reguliert werden. Aquaristisch gesehen ist die Kohlensäure die wichtigste Säure im Wasser.

Je höher die Karbonathärte, umso mehr Kohlensäure ist erforderlich um den pH-Wert zu senken, und die Kalkaufällungen zu verhindern. Bei geringer Karbonathärte ist auch eine geringere Zugabe von CO² erforderlich.

Auch in Ihrem Aquarium gibt es zahlreiche Orte der Kohlensäureproduktion. Die Fische und Pflanzen atmen, in Ihrem Filter findet Oxidation statt und auch im Bodengrund entstehen durch die Tätigkeit der Bakterien nicht unerhebliche Mengen an Kohlendioxid.

Natürlich wird auch Kohlendioxid verbraucht. CO² wird an die Luft abgegeben, Pflanzen nehmen Kohlendioxid auf und bei starker Bewegung der Wasseroberfläche kann soviel CO² verlorengehen, daß sich der Wert dem der Luft angleicht(Gasgleichgewicht).

Bei Zugabe von CO² mit Düngeanlagen raten wir Ihnen auf jeden Fall zu einer elektronischen Regelung mit Abschaltautomatik. Als optische Kontrolle sollten Sie zusätzlich einen CO² Indikator Dauertest im Aquarium anbringen.

Die Temperatur (°C)

Die meisten tropischen Fische kommen mit einer Temperatur zwischen 23 und 26 Grad Celsius aus. Am Verhalten Ihrer Fische können Sie (falls keine Krankheiten oder Wassermängel vorliegen) erkennen, ob die Wassertemperatur ihren Bedürfnissen gerecht wird. Träge und wenig Bewegung deutet auf eine zu niedrige Temperatur hin. Schwimmen Ihre Fische unruhig, oder hängen an der Oberfläche um nach Luft zu schnappen, liegt die Temperatur wohl zu hoch, da mit steigender Temperatur der Sauerstoffgehalt im Wasser abnimmt. Um solche "Tierversuche" möglichst zu vermeiden, sollten Sie die Temperaturangaben in der Fachliteratur nicht unbeachtet lassen, und Ihr Aquarium mit einem gut funktionierendem Heizsystem ausstatten. Der Fachhandel hält hier eine große Anzahl von unterschiedlichen Heizsystemen für Sie bereit.

Der Betta splendens reagiert wie viele andere Labyinthfische etwas anders auf die Wassertemperaturen. Am wphlsten fühlt er sich bei 27° Grad. Niedrigere Temperaturen bis zu 23 Grad verträgt er oft problemlos, weniger nur für kurze Zeit. Höhere Temperaturen kann er dagegen viel besser vertragen. So ist es möglich Betta splendens auch bei Temperaturen von über 30°Grad noch zu halten wo viele andere Fischarten bereits verstorben sind. Möglich ist dies durch die Luftatmung. Diese hohen Temperaturen sollten jedoch nicht die Regel zur Haltung von Kampffischen dar stellen.

Der Stickstoffabbau (Nitrifikation)

Der Stickstoffkreislauf ist im obigen Bild dargestellt.
In einem ausgewogenen Aquarium, d.h. wenn der Besatz mit der Wassermenge und der Bepflanzung zusammen passt, findet in keinem Stadium eine Anreicherung der Stoffe statt. Hierzu ist auch ein regelmäßiger Wasserwechsel erforderlich, sowie das rechtzeitige Reinigen des Filters.
Da viele Aquarieaner die regelmäßigen Teilwasserwechsel und die Filterreinigung nicht ausreichend Beachtung schenken, oder die Einlaufphase von mindestens 4-5 Wochen nicht einhalten, gibt es in manchen Aquarien Probleme mit den Zwischenstadien des Stickstoffes.
Stickstoff wird hauptsächlich durch Futter ins AQ eingebracht. Fische bauen die Eiweiße im Körper um, verwenden einiges zum Aufbau der Zellen und scheiden einen großen Teil davon in Form Ammonium/Ammoniak über die Kiemen und den Kot wieder aus.
Mäßiger Besatz und sparsame Fütterung ist somit die beste Möglichkeit, in diesen Kreislauf einzugreifen.
Jetzt aber erst einmal zu den einzelnen Stationen des Stickstoffes im Aquarium.

NH4/NH3 = Ammonium/Ammoniak

Ammonium ist das erste Glied in der Nitrifikationskette. Es wird unter anderem direkt von den Fischen ausgeschieden.
Die Angaben erfolgen in mg/l, die Einheit ppm (Parts per Million) ist gleichbedeutend und hauptsächlich im englischen Sprachraum verbreitet.
Ammonium und Ammoniak stehen in einer pH abhängigen Wechselbeziehung: Bei pH-Werten über 7 nimmt der Anteil an stark giftigem Ammoniak zu, was es zu vermeiden gilt. Bei pH-Werten unter 7 steigt der Anteil an Ammonium, welches für Fische nicht giftig ist.

Ammoniak ist schon ab Werten von 0,1 mg/L für Fische giftig!

Gemessen wird der NH4/NH3 Wert normalerweise mit Tropfentests, die durch ein Vergleichen der Indikatorfarbe mit einer Farbtabelle den quantitativen Wert anzeigen. Dabei wird immer die Gesamtmenge an NH4 und NH3 gemessen, was jeweils vorliegt, kann man anhand des pH Wertes ermitteln:

• Bei pH 7 liegt ca. 1% als giftiges Ammoniak vor.
• Bei pH 8 liegt bereits ca. 4% als giftiges Ammoniak vor.
• Und bei pH 9 sind ca. 25% der Messung giftiges Ammoniak.

Durch die biologische Filterung wird mittels der Nitrosomonas- Bakterien das Ammonium/Ammoniak zu Nitrit (NO2) oxidiert. Dabei wird von den Bakterien Sauerstoff, Ammonium/Ammoniak, Kohlenstoff und ein paar Spurenelemente verbraucht. Diese Bakterien leben am liebsten Substrat gebunden und haben in einem Filter entsprechend gute Bedingungen, da hier die Nahrung konstant vorbei schwimmt.
Wird ein AQ neu gestartet, sind wenige Stickstoffe und noch wenige entsprechende Bakterien vorhanden. Erst mit einem Anstieg der potentiellen Nahrung können sich die Bakterien vermehren. Trotzdem kommt es erst mal zu einer Anhäufung der Stickstoffe, bis die Bakterien in entsprechend hoher Zahl zur Verfügung stehen und einen kompletten Umbau des Stoffes bewerkstelligen können.
Ammonium wird auch direkt von den Pflanzen als Stickstofflieferant aufgenommen. Laut Diana Walstad bevorzugen Pflanzen das Ammonium und solange es zur Verfügung steht, wird kein Nitrat verarbeitet, da die Nitrat-Verarbeitung einen höheren Energieaufwand bedeutet.
Erhöhen kann man den Ammonium Anteil mit einer Zugabe von entsprechenden Salzen, wie z.B. Ammoniumnitrat (NH4NO3), dies ist aber selten notwendig.
Eine Verringerung erreicht man in akuten Notfallsituationen am besten durch ausreichend große Wasserwechsel, bis zu 90% des AQ Inhaltes sind möglich.
Im laufenden Betrieb wird durch einen ausgewogenen Besatz, Bepflanzung und eine gute biologische Filterung eine Anhäufung vermieden.

NO2 = Nitrit

Nitrit ist das zweite Glied in der Nitrifikationskette.

Für Fische ist Nitrit sehr giftig. Bereits vergleichsweise geringe Konzentrationen können die Fische töten.

Der Nitrit-Wert sollte idealerweise bei 0,0 liegen, Werte von 0,1 - 0,2 sind kurzfristig tragbar (wenige Stunden), müssen aber umgehend nach dem Nachweis durch einen großzügigen Teilwasserwechsel gedrückt werden.
Langfristig kann Nitrit nur durch eine funktionierende biologische Filterung und mäßigen Besatz dauerhaft klein gehalten werden.
Die Angaben erfolgen in mg/L, die Einheit ppm (Parts per Million) ist gleichbedeutend und hauptsächlich im englischen Sprachraum verbreitet.
Gemessen wird der NO2 Wert normalerweise mit Tropfentests, die durch ein Vergleichen der Indikatorfarbe mit einer Farbtabelle den quantitativen Wert anzeigen.
Leider sind hier auch immer wieder Teststreifen im Umlauf. Diese zeigen in aller Regel einen Nitritgehalt erst ab 1 mg/L an, was für viele Fische bereits tödlich enden kann oder aber zu schweren Schäden führt.
Das Nitrit wird im biologischen Filterkreislauf durch die Nitrobacter- Bakterien zum Nitrat (NO3) oxidiert. Auch diese Bakterien benötigen für ihre Arbeit Sauerstoff, Nitrit, Kohlenstoff und ein paar Spurenelemente.
Die beste Arbeitsstätte bietet eine Oberfläche, die ständig mit der notwendigen Nahrung umströmt wird, meistens ist dies ein Filter.
Beim Start eines Aquariums sollte der Nitrit-Wert mindestens einmal am Tag gemessen werden. Während der Einfahrphase gibt es noch keine Bakterien (Nitrobacter), die den Abbau erledigen. Sie bilden sich erst bei genügend Nahrung, daher kommt es während der Einfahrphase zu einem Nitrit-Peak (Nitrit-Anhäufung).
Diesen Peak sollte man plus einer Woche abwarten bevor man die ersten Tiere einsetzt, da dieser für viele Bewohner tödlich enden kann. Unter Umständen kann dies 4 - 6 Wochen dauern.
Im laufenden Betrieb ist eine gelegentliche Überprüfung des Nitrit Wertes anzuraten, um die Abbauleistungen im AQ zu testen.
Eine Erhöhung des Nitrits ist nie notwendig!
Eine Verringerung erreicht man in akuten Notfallsituationen am besten durch ausreichend große Wasserwechsel, bis zu 90% des AQ Inhaltes sind möglich.
Im laufenden Betrieb wird durch einen ausgewogenen Besatz, Bepflanzung und eine gute biologische Filterung eine Anhäufung vermieden.

NO³ = Nitrat

Das dritte Glied in der Nitrifikationskette ist das Nitrat. Für Fische ist es meistens erst in sehr hohen Dosen (Wert weit höher als 50 mg/l) schädlich.
Nitrat ist das Endprodukt der Nitrifizierung und wird nicht weiter abgebaut, es ist das Endstadium der Oxidation des Stickstoffs.
Die Angaben erfolgen in mg/L, die Einheit ppm (Parts per Million) ist gleichbedeutend und hauptsächlich im englischen Sprachraum verbreitet.
Gemessen wird der NO³ Wert normalerweise mit Tropfentests, die durch ein Vergleichen der Indikatorfarbe mit einer Farbtabelle den quantitativen Wert anzeigen.
Auch Teststreifen sind verfügbar, die aber lediglich zu einer besseren Abschätzung des Nitratwertes reichen.
Nitrat entsteht in der Hauptsache aus dem Abbau der Stickstoffverbindungen in einem AQ. Aber auch das Wasser für den Wasserwechsel kann bereits mit Nitraten belastet sein, laut Trinkwasserverordnung sind in Deutschland bis zu 50 mg/L zugelassen.

Nitrat an sich schadet den Fischen kaum, kann jedoch unter bestimmten Bedingungen durch Denitrifikation zu dem für Fische giftigen Nitrit umgewandelt werden.

Es wird von Pflanzen als "Nahrung" aufgenommen oder verlässt das Aquarium über den regelmäßigen Teilwasserwechsel. In einem ausgewogenen AQ pendelt sich das Nitrat auf einen bestimmten Wert ein und bleibt relativ konstant.
Eine Erhöhung des Nitrat ist selten notwendig. Lediglich in Becken mit nicht nachweisbaren Werten kann aufgrund des Bedarfs der Pflanzen eine Erhöhung Sinn machen. Das erreicht man wiederum durch die Zugabe entsprechender Salze, Kaliumnitrat (KNO3).
Eine Verringerung erreicht man durch einen ausgewogenen Besatz, Bepflanzung, eine gute biologische Filterung und den regelmäßigen Teilwasserwechsel.

Dentrifikation - Nitratreduktion zu Nitrit

Unter anoxischen Bedingungen können bestimmte Bakterien Nitrat als Oxidans anstelle von Sauerstoff (O²) für die Oxidation von organischen Stoffen oder elementarem Wasserstoff (H2) als Energie-liefernde Reaktion nutzen. Nitrat wird dabei zu Nitrit (NO²) reduziert. Nitrit wirkt auf viele Organismen giftig.

Unter Denitrifikation versteht man die Umwandlung des im Nitrat (NO³) gebundenen Stickstoffs zu molekularem Stickstoff (N²) durch Bakterien, die danach als Denitrifizierer bezeichnet werden.
Dies ist ein an Membranen der Bakterien gebundener Prozess, in dessen Verlauf Energie in Form eines Protonen-Konzentrationsunterschieds zwischen den durch die Membran getrennten Räumen konserviert wird. Es handelt sich somit um eine Form der anaeroben Atmung, die auch als Nitratatmung bezeichnet wird. Der im Nitrat gebundene Stickstoff wird so in eine Form überführt, die weitgehend inert (lat. träge, untätig) ist und von den meisten Lebewesen nicht als Nährstoff (Stickstoffquelle) genutzt werden kann. In Gewässern und Böden ist er damit nicht mehr im Sinne eines Düngemittels verfügbar und nicht mehr umweltrelevant. Der entstandene molekulare Stickstoff (N²) entweicht größtenteils in die Atmosphäre, in der er ohnehin Hauptbestandteil ist. Die Denitrifikation und der erst in jüngerer Zeit entdeckte Anammox-Prozess sind die einzigen Stoffwechselwege, bei denen gebundener Stickstoff wieder in die molekulare Form übergeht, und sind daher ein wesentlicher Bestandteil des Stickstoffkreislaufes.

O² = Sauerstoff

Sauerstoff ist für Labyrinthfische nicht ganz uninteressant, da Labyrinthfische auch durch die Kiemen atmen. Larven und Jungfische nehmen in den ersten Wochen den benötigten Sauerstoff nur über die Kiemen auf. Sauerstoff wird durch Planzen produziert und ins Wasser abgegeben, daher ist eine Bepflanzung unumgänglich. Auch kann Sauerstoff über sogenannte Sprudelsteine dem Wasser zugefüht werden. Der Sauerstoffgehalt pro Liter Wasser sinkt mit steigender Temperatur.

PO4 = Phosphat

In einem Aquarium mit vielen Pflanzen ist ein Gehalt von 0,1 bis 0,2 Milligramm Phosphat je Liter Wasser für den Pflanzenwuchs optimal. Phosphat wird von den Pflanzen als Nährstoff verbraucht. Überschüssiges Phosphat, das nicht von den Pflanzen aufgenommen wird, wird von Algen verwertet. Es ist zwar möglich auch bei höheren Phosphatwerten algenfreie Aquarien zu betreiben, jedoch steigt das Risiko, dass zu viele Algen wachsen, mit der Höhe der Phosphatwerts. Durch regelmäßige Teilwasserwechsel wird dem Aquarium ausreichend Phosohat zugeführt, sowie abgeführt.

Fe = Eisen

Eisen ist als Dünger für ein gesundes Pflanzenwachstum im Aquarium wichtig. Durch regelmäßige Teilwasserwechsel wird dem Aquariumwasser in der Regel ausreichend Eisen zugeführt. Bei dicht bepflanzen Aquarien kann es notwendig sein einen entsprechenden Eisendünger zu verwenden. Zu viel Eisen kann den Fischen schaden. Daher sollte man den Eisengehalt so gering wie möglich halten.

Cu = Kupfer

Kupfer ist ein wichtiges Spurenelement für Tiere und Pflanzen, darf allerdings nur in Spuren vorhanden sein. Kupfer ist in höheren Konzentrationen für viele Aquarium Bewohner schädlich, ebenso für Filterbakterien.

Dem Aqurium werden in der Regel ausreichend Spuren von Kupfer für Tiere und Pflanzen durch das Leitungswasser zugeführt. Ein Regelmäßiger Teilwasserwechseln ist daher erforderlich.

Für weitere im Wasser enthaltenen Elemente googlen sie bitte, zum Beispiel im wikipedia.