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1. Die Wasserhärte

2. Der pH-Wert

3. Die Stickstoffverbindungen

4. Die Phosphorverbindungen

5. Die Zusammenhänge von pH-Wert, CO₂ - Gehalt und Karbonathärte

6. Tabelle zur CO₂ -Bestimmung

7. Tabelle zur Ammonium Einstufung

Das Aquarienwasser (Lebensspender  für Pflanze und Fisch)

Da ein Aquarium als ein kleines Ökosystem betrachtet werden kann und eigentlich den gleichen Gesetzmäßigkeiten unterliegt wie in der Natur, kann es durch bestimmte biochemische Prozesse aus dem Gleichgewicht geraten. Aus diesem Grund sollte der Aquarianer zur Regelung eingreifen um dieses Biotop in einem zuträglichen Gleichgewicht zu halten.

Die Voraussetzung hierfür ist jedoch die genaue Kenntnis der Konzertrationen bestimmter Stoffe, die auf die biochemischen Entwicklungen im Wasser Einfluss haben..

1. Die Wasserhärte

Nach der deutschen DIN-Norm 19640 erklärt sich die "Härte" des Wasser durch den Gehalt an Erdalkali-Ionen. Hierbei unterscheidet man zwischen Gesamthärte (GH) und Karbonathärte (KH). Unter der Gesamthärte versteht man alle im Wasser gelösten Erdalkali-Ionen, d.h. Calcium- und Magnesium-Ionen. Seltener vorkommende Ionen werden hierbei nicht berücksichtigt. Die genannten Calcium- und Magnesium-Ionen liegen nicht als reine, sondern als gelöste Salze, wie z.B. Calcium-oder Magnesiumkarbonat, -sulfat oder -chlorid vor. Die Menge der Erdalkali-Ionen, die nun als Karbonat vorliegen, bezeichnen die Karbonathärte. In der Regel liegt die KH niedriger als die GH. Die Wasserhärte nimmt einen Einfluss auf die organischen Funktionen der Fische und Pflanzen. Gemessen wird die Härte in Deutschland in Grad deutscher Härte °d. In der Regel unterscheidet man vier verschiedene Härtebereiche:

unter 7°d    weiches Wasser

7 - 14°d      mittelhartes Wasser

14 - 21°d    hartes Wasser

über 21°d    sehr hartes Wasser

Die Karbonathärte ist der wichtigste Garant für die stabilen Wasserverhältnisse im Aquarium. Da die Karbonathärte Säuren "puffern" kann, wird ein gefährliches Absinken des pH-Wertes verhindert. Sollte man Säure in sehr hartes Wasser hinein gießen, so passiert recht wenig, da die Karbonathärte die Säure bindet und somit unschädlich macht. Bei weichem Wasser hingegen kommt es zu einem eklatanten Abfall des pH-Wertes. In einem Aquarium sollte der Wert von 4-5°d Karbonathärte nicht unterschritten werden, um ein plötzliches Absinken des pH-Wertes zu vermeiden. Die Karbonathärte sollte aus vorgenanntem Grund in regelmäßigen Abständen gemessen werden.

2. Der pH-Wert

An dem pH-Wert lässt sich erkennen, ob eine Flüssigkeit sauer, neutral oder alkalisch (basisch) ist. Die pH-Wert Tabellen reichen von 0 bis 14, sprich von sehr sauer bis sehr basisch. Bei einem pH-Wert von 7 ist die Flüssigkeit neutral. Wichtig hierbei ist zu wissen, dass sich bei einer pH-Wert Änderung um nur eine Stufe, die Konzentration der Ionen um das 10-fache, bei zwei Stufen um das 100-fache und bei drei Stufen sogar um das 1000-fache verändert. Für die meisten Süßwasserfische empfiehlt sich ein pH-Wert zwischen 6 und 8. Die Einhaltung eines konstanten pH-Wertes ist hat daher mehrere Gründe. Wie bereits erwähnt verändert sich die Konzentration der Ionen bei Schwankungen extrem und bedeuten daher auch eine extreme Belastung für Fische und Pflanzen. Bei Fischen erhöht sich die Anfälligkeit gegenüber Krankheiten und bei Pflanzen wird das gesunde Wachstum gebremst. Kleine Organismen können sogar absterben. Der Abbau oder auch Umbau organischer Abfallprodukte zu Nitrat, Nitrit und Ammonium sowie das für Fische hochgiftige Ammoniak ist mit dem pH-Wert gekoppelt. Hier wird  in den nachfolgenden Abschnitten näher auf da Thema eingegangen. Der pH-Wert sollte ebenfalls genauestens beobachtet werden.

3. Die Stickstoffverbindungen

Drei Arten von Stickstoffverbindungen können als Folge organischer Abbauprozesse im Wasser vorkommen. Ammonium (NH₄+) und Ammoniak (NH₃) Dies beiden Stoffe sind durch Analysen nicht trennbar. Nitrit (NO₂) und Nitrat (NO₃). Stickstoff ist ein Bestandteil der Proteine zu lebenswichtigen Elementen. Beim Abbau dieser Proteine wird Stickstoff ins Wasser abgegeben. Zunächst als Ammonium (NH₄+), wobei hier die Chemische Entstehung in unmittelbarem Einfluss des pH-Wertes steht. Die im Wasser lebenden tierischen Organismen liefern zum größten Teil beim Abbau der Proteine Ammonium ab, da sie nur bis zu diesem Stadium abbauen können. Ammonium ist ein für den Organismus nicht verwertbarer Stoff und wird über die Ausscheidungsorgane an das Wasser abgegeben. Verrottende Pflanzenreste bilden ebenfalls Ammonium. Ein Teil des Ammoniums wird von den Pflanzen und Algen als Stickstofflieferant zur Bildung von Proteinen verwendet. Ein weiterer Teil wird von Bakterien baut unter Verwendung von Sauerstoff zu Nitrit abgebaut. Nitrit dient ebenfalls als Pflanzennährstoff. In dem Kreislauf sterben Pflanzenteile wieder ab und bilden erneut Ammonium. Dies ist ein Kreislauf, der in einem natürlichen Ökosystem einwandfrei, ohne zu erwähnende Anhäufungen von der jeweiligen Abbauverbindungen, funktioniert. Dies ist soweit ähnlich wie in einem Aquarium. Dennoch werden in einem Aquarium mehr Stickstoffabfälle produziert, als von den Pflanzen aufgenommen werden können. Demnach kommt es zu einer Anhäufung von Stickstoffverbindungen. Dies sollte sich in einem gut funktionierenden Aquarium jedoch lediglich als Anhäufung des Nitratwertes bemerkbar machen. Wichtig hierfür ist ein einwandfrei laufender biologischer Filter. Da das Ammonium nur zu einem geringen Teil von den Pflanzen aufgenommen werden kann, sollte der Rest durch nitrifiziernde Bakterien unter Sauerstoffverbrauch zu Nitrat "oxidiert" werden. Diese Bakterien siedeln sich überwiegend im Filter an. Dieser Abbau läuft in zwei Schritten ab und wird von zweiunterschiedlichen Bakterienarten ausgeführt. Da die eine Art der anderen als Substratlieferant dient, treten diese Arten gemeinsam auf. Ammonium wird im ersten Schritt von den Bakterien der Nitrosomonas-Gruppe zu Nitrit abgebaut. Sofort im Anschluss wird das Nitrit von den Bakterien der Nitrobacter-Gruppe zu Nitrat weiteroxidiert. Hier sollte erwähnt, dass Nitrat bis zu Konzentrationen von über 200 mg/l von Fischen ohne Schaden toleriert werden kann. Nitrit hingegen stellt bereits in Konzentrationen ab etwa 0,5 mg/l ein starkes Fischgift dar. Wie bereits erwähnt, steht bei Ammonium die Giftigkeit in unmittelbarem Zusammenhang mit dem pH-Wert. In einem gut funktionierenden Aquarium sollten jedoch Ammonium- und Nitritwerte dauerhaft 0,1 mg/l nicht überschritten werden. Eine Anhäufung von Nitrat hingegen stellt bis zu einem gewissen Wert keine Gefahr für die Fische dar. Die Nitratwerte sollten dennoch möglichst niedrig gehalten werden, da ab einem Gehalt von 50 mg/l das Algenwachstum gefördert wird. Ab einem Wert von 200 - 250 mg/l wird stellen die Nitrobacter-Bakterien ihre Arbeit ein. Zu erkennen ist dies an einem ansteigenden Die Enzymaktivität dieser Bakterien wird durch den hohen Wert gehemmt. Dies wird im allgemeinem auch Produkthemmung genannt. Der Mensch wäre ja auch sauer , wenn er im eigenen Dreck schwimmen müsste. Aus diesem Grund ist ein regelmäßiger Wasserwechsel unabdingbar. Ebenso sollte man für ein dichtes Pflanzenwachstum sorgen.

4. Die Phosphorverbindungen

Einige Verbindungen des Phosphors, in erster Linie aber Phosphat, übernehmen sehr wichtige Funktionen im Stoffwechsel aller Lebewesen. Für die Muskelarbeit z.B. spielen energiereiche Phosphate eine wesentliche Rolle. Ebenso benötigen junge, stark wachsende Fische mehr Calcium und Phosphor als ausgewachsene Exemplare.  Phosphate werden ebenfalls im Stoffwechsel von Pflanzen benötigt z.B. zum Aufbau von Zucker. Phosphatverbindungen kommen zunächst in erster Linie durch die Verdauungsvorgänge der Fische in das Aquarienwasser, da sie Phosphorverbindungen über das Futter aufnehmen müssen. Bei angemessener Fütterung jedoch, wird sich dieser Eintrag im Rahmen halten. Unsachgemäß aufgetautes Gefrierfutter kann das Aquarienwasser mit Phosphat regelrecht überfluten. Ebenso kann Leitungswasser nicht unerhebliche Mengen an Phosphat beinhalten. In der Natur ist Phosphor (Phosphat) eher Mangelware, obwohl er einen wichtigen Pflanzennährstoff darstellt. Wenn der Phosphatwert im Aquarium ansteigt; dies kann recht häufig die  hundert- bis tausendfache Menge sein, bildet sich ein optimaler Nährboden für Algen. Algen besitzen die Eigenschaft Phosphat in erheblichen Mengen zu speichern. Sollte zu diesem Zeitpunkt der Nitratwert recht hoch sein, ist eine starke Ausbreitung des Algenwuchses garantiert.  Bedingt durch die Speicherung des Phosphates können die Algen auch bei Mangel an dieser Verbindung sehr lange überleben. Aus diesem Grund wird Phosphat häufig nicht als Ursache des starken Algenbefalls im Aquariums erkannt. Gefrierfutter sollte vor dem verfüttern in einem Gefäß mit etwas Wasser aufgetaut werden, und anschließend durch ein Sieb ( Artemiasieb ) gegossen werden.

5. Zusammenhänge von pH-Wert, CO₂ - Gehalt und Karbonathärte

In dem Kapitel über Wasserhärte wurde erwähnt, dass die Faktoren CO₂ und Karbonathärte wesentlich für das Zustandekommen des jeweiligen pH-Wertes verantwortlich sind. Wie bereits unter den Stickstoffverbindungen abgehandelt wurde, leisten bestimmte Bakterien, die sogen. Nitrifzierer den biologischen Abbau organischer Abfallprodukte im Aquarium und verhindern so eine Vergiftung der Fische durch Ammonium oder Nitrit. Bei pH-Werten um den Neutralpunkt sind optimale Lebensbedingungen für diese Bakterien im Süßwasser gegeben. Werte unter 7 und über 8 haben eine negative Einflussnahme auf das Wachstum und wirken sich somit nachteilig auf die Reinigungsleistung der Bakterien aus. Wichtig ist, in diesem Fall anzumerken, dass nitrifizierende Bakterien sehr langsam wachsen. Aus diesem Grund sollte man darauf achten, möglichst optimale pH-Werte zu erreichen und zu halten. Im Besonderen gilt dies für neu eingerichtete Aquarien, in denen sich die Bakterienkulturen erst langsam aufbauen müssen. Der pH-Wert hat direkten Einfluss auf die Giftigkeit der Ammoniumverbindungen. Um pH 7 und darunter liegen sämtliche Ammoniumverbindungen als das für Fische weitgehend ungiftige Ammonium (NH₄+) vor. Je höher der pH-Wert steigt, desto mehr entsteht aus Ammonium das für Fische hochgiftige Ammoniak (NH₃). In überbesetzten Becken können unter bestimmten Umständen (unzureichender Filter, keine CO₂-Versorgung u.a.) gefährlich hohe Ammoniakkonzentrationen erreicht werden. In jedem Fall muss hier ein sofortiger 50%-iger Wasserwechsel erfolgen. Eine Sofortmaßnahme ist noch die drastische pH-Wert-Senkung auf Werte um 7. Hierfür empfiehlt sich Eichenextrakt oder man filtert über Torf, wobei die erste Maßnahme schnellere Ergebnisse zu Tage fördert. Langfristig muss jedoch die Ursache, die zur Anhäufung von Ammonium bzw. Ammoniak geführt hat, beseitigt werden. Der Fischbesatz ist hier ein entscheidender Faktor. Die Faustregel von 1 cm Fisch pro Liter Aquarienwasser hat sich hier als sehr hilfreich erwiesen. Eine angemessene und nicht übertrieben gut gemeinte Fütterung sollte vorausgesetzt werden. Eine optimale Sauerstoffversorgung (kein Ausströmer!) durch dichten Pflanzenwuchs in Verbindung mit einer Leistungsfähigen biologischen Filterung vermeiden so den Anstieg giftiger Stickstoffverbindungen. Die Nitrifikation selbst, d.h. der bakterielle Umbau von Ammonium zu Nitrat kann erheblichen Einfluss auf den pH-Wert haben , was sehr oft unterschätzt wird. Das Endprodukt Nitrat in Verbindung mit Wasser ist nichts anderes als eine Säure (Salpetersäure) und "verbraucht" deshalb Karbonathärte. In sehr schwach gepufferten Wässern mit niedriger Karbonathärte können schon Nitratgehalte von 20 - 50 mg/l den pH-Wert gefährlich stark absinken lassen. Zu regelrechten Katastrophen kann es kommen , wenn monate- oder gar jahrelang kein Teilwasserwechsel vorgenommen wird. Der ständig steigende Nitrat lässt den Karbonatwert stetig sinken, bis nichts mehr vorhanden ist und der pH-Wert geht in den "Keller" und die Fische in den "Fischhimmel". Auch aus diesem Grund sollte ein regelmäßiger Wasserwechsel durchgeführt werden. Die Karbonatwerte sollten in keinem Fall unter 4 - 5 °d sinken.