Die Gesamthärte im Süßwasseraquarium erhöhen

Auf den Begriff der Wasserhärte stößt jeder Aquarianer früher oder später. Gerade dann, wenn es darum geht, den Fischbesatz auszuwählen, wird der speziell der Gesamthärte eine besondere Bedeutung zugerechnet. Was ist aber die Gesamthärte? Wie kann man sie senken oder erhöhen? Welche Rolle spielt sie im Aquarium? Diese und weitere Fragen soll diese Artikelreihe beantworten.

In anderen Artikeln haben wir uns bereits damit befasst, was die Gesamthärte ist, wie die Gesamthärte gemessen wird und man sie im senken kann. Hier soll es nun darum gehen, die Gesamthärte zu erhöhen.

Gesamthärte erhöhen

Wie bei jeder Wasseraufbereitung und Veränderung der Wasserchemie muss zuerst die Frage gestellt werden, ob dies überhaupt notwendig ist.

Die Gesamthärte (GH) wird durch Zugabe von Calciumsalzen und/oder Magnesiumsalzen wie Gips (Calciumsulphat CaSO4), Calcium- CaCl2 oder Magnesiumclorid (MgCl2) und Kalkstein (Calciumcarbonat CaCO3) erhöt. Alternativ eignen auch handelsübliche Aufhärtesalzemischungen, die auch die GH anheben.
Auch kalkhaltige Dekoration wie Lochgestein, Marmor und andere kalkhaltige Gesteine, Korallensand, Korallenskellete oder Muschelschalen geben Härtebildner ab. In einem Aquarium mit weich-saurem Wasser sollte sie daher nicht eingesetzt werden.
In mittlahartem bis hartem Wasser und alkalischem pH-Wert ist der Anstieg der Wasserhärte durch kalkhaltige Einrichtungsgegenstände bei regelmäßiger Wasserpflege vernachlässigbar.
Nachgwiesen wird Kalk und damit Calcium- beziehungsweise Magnesiumcarbonat, indem man das betreffende Stück GEstein mit Säure beträufelt. Hierzu ist bei hohem Kalkanteil bereits Essigessenz geeignet, ansonsten auch Mineralsäure haltige Präparate (pH-Minus beziehungsweise Eichenextrakt). Ist Kalk vorhanden, so reagiert die Säure mit diesem unter Bildung von CO2, welches sich durch Bläschenbildung oder Aufschäumen bemerkbar macht.
Allerdings gibt es auch andere Gesteine, die zwar die Härte erhöhen können, sich beim Säuretest aber unauffällig verhalten, da es sich nicht um Carbonate handelt. Verdächtige Stücke sollte man in vollentsalztes (destilliertes) Wasser legen und einge Tage darin belassen. Lässt sich danach eine meßbare Gesamthärte im Wasser feststellen, ist der „Übeltäter“ gefunden.

Gesamthärte mit Gips anheben

Gips (Calciumsulfat CaSO4) ist das Calcium-Salz der Schwefelsäure. Es kommt vielerorts als Gestein mit unterschiedlich hohen Anteilen verschiedener Beimengungen vor. Von Gips geprägte Wässer stechen durch ihre hohe Gesamthärte bei gleichsam verhältnismäßig geringer Karbonathärte hervor. Ein Beispiel für stark Calciumsulfat geprägte Gewässer sind einige der Quelltöpfe im Tal von Cuatro Cienegas, Bundesstaat Coahuila, Mexiko.
Calciumsulfat ist zu etwa 2 Gramm pro Liter bei Raumtemperatur in Wasser löslich. Es ist also ein nur schlecht lösliches Salz. Es erscheint als weißes bis hellgraues Pulver. Eine gesättigte Gipslösung enthält damit etwa 0,015 mol/l oder 15 mmol/l Calicum-Ionen (Ca2+).Das etspricht knapp 82° dGH in einem Liter. Ein Liter gesättige Gipslösung erhöht die Gesamthärte in 100 Liter Wasser also um knapp 1°d. Zur Herstellung der Lösung kann ganz simpler Gips herangezogen werden, wie er in kleinen Gebinden als schnellabbindende Spachtelmasse im Baumarkt oder im Modellbauhandel zu bekommen ist.Weiterhin benötigt man destilliertes beziehungsweise vollentsalztes Wasser.
Die zum Anheben der Gesamthärte in einem bestimmten Wasservolumen um den gewünschten Wert benötigte Menge Gips sollte auf jeden Fall vorher ausfgelöst werden.
Um 100 Liter Wasser die Härte um 10°dGH anzuheben, werden beispielsweise knapp 25 Gramm Gips benötigt. Diese lassen sich in 15 Litern Leitungswasser gut lösen, das dauert durch die schlechte Löslichkeit von Calciumsulfat allerdings. Die Lösung trübt zudem stark ein. Man kann den Lösevorgang durch Umwälzung mittels Membranpumpe und Ausströmerstein oder Kreiselpumpe beschleunigen oder von Hand mit einem Stab rühren oder was einem sonst einfällt.
Die fertige Lösung kann dann langsam beim Wasserwechsel zugegeben werden. Wie immer sollte jede größere Veränderung des Wasserchemismus in mehreren Etappen erfolgen.

Gesamthärte erhöhen mit Bittersalz

Ein weiteres Salz, welches leicht im Handel zu beziehen ist und sich zum Anheben der Gesamthärte eignet, ist Bittersalz oder Magnesiumsulfat MgSO4. Man findet es in Plastikbeutel verpackt in der Gartenabteilung von Baumärkten, in Gärtnereien, oder im landwirtschaftlichen Handel (Raiffeisenmärkte). Es sind grobe, milchig-weiße Kristalle. Magnesiumsulfat löst sich deutlich besser in Wasser als Gips.

Referenzen, weiterführende Literatur und externe Links

weiterführende Literatur:

  • Krause, H.-J. (2007) Handbuch Aquarienwasser – Diagnose, Kontrolle und Aufbereitung. 6. Aufl., bede Verlag, Kollnburg, ISBN 978-3800198771

Die Gesamthärte im Süßwasseraquarium senken

Auf den Begriff der Wasserhärte stößt jeder Aquarianer früher oder später. Gerade dann, wenn es darum geht, den Fischbesatz auszuwählen, wird der speziell der Gesamthärte eine besondere Bedeutung zugerechnet. Was ist aber die Gesamthärte? Wie kann man sie senken oder erhöhen? Welche Rolle spielt sie im Aquarium? Diese und weitere Fragen soll diese Artikelreihe beantworten.

In anderen Artikeln haben wir uns bereits damit befasst, was die Gesamthärte ist, wie die Gesamthärte gemessen wird und wie man sie im Süßwasseraquarium erhöhen kann. Hier soll es nun darum gehen, die Gesamthärte gesenkt wird.

Gesamthärte senken durch Verschneiden

Die Gesamthärte senken wir zuverlässig, indem wir Leitungswasser mit Wasser mit weniger gelösten Salzen mischen (verschneiden). Dazu geeignet sind vollentsalztes Wasser, welches man auch zum Beispiel im Supermarkt als „destilliertes Wasser“ kaufen kann, RO-Permeat („Osmosewasser“) und bei guter Qualität auch Regenwasser.
Das Mischungsverhältnis für das gewüschte Ergebnis kann man in einem einfachen Dreisatz errechnen.

Torffilterung

Beim Einsatz von Torf ist immer auch dessen ökologische Brisanz zu berücksichtgn.Zur Gewinnung von Hochmoortorf müssen Moore trockengelegt werden, was die Zerstörung dieser Lebensräume bedingt.
Hochmoortorf ist ein er, schwach-saurer Kationentauscher. Je nach Qualität hat ein Liter Torf eine Kapazität um 250 Härteliter, wobei Schwankungen zwischen 200 und 300 Härteliter normal sind.
Mit einem Liter Torf kann man also die Gesamthärte von 200 bis 300 Liter Wasser um 1°d senken. Äquivalent dazu gilt, dass man ebenso die Härte von 20 bis 30 Liter Wasser um 10° d senken kann. Die als Ionentauscher aktiven Komponeten dabei sind Polygalacturonsäuren in der Zellwand. Sie ermöglicht es den Torfmoosen der Gattung Sphagnum durch Ionentausch auch aus den, nur durch Regen gespeisten und somit extrem nährstoffarmen, Hochmooren Nährstoffe aufzunehmen. Im Tausch gegen, beispielsweise, NH4+ Ca2+, K+, Na+ und Mg2+-Ionen werden äquivalent, also der Ladung entsprechend, Protonen (H+, Wasserstoffionen) an das Wasser abgegeben. Die Torfmoose schaffen so ein sehr saures Milleau, in dem sie, im Gegensatz zu vielen konkurrierenden Arten, überlebenen können.
Diese Eigenschaft des Torfmooses macht man sich in der Wasseraufbereitung zunutze.
Die freigegebene Wasserstoffionen reagieren mit Carbonat- und Hydrogencarbonat-ionen, also der „Karbonathärte“, die dadurch gesenkt wird. Die Gesamthärte kann maximal um den Anteil der Karbonathärte (im eigentlichen Sinne) gesenkt werden.
Torfwasser wirkt nicht nur durch seinen niedrigen pH-Wert, sondern auch durch die enthaltene Fulvosäure sowie Tanninen bakteriozid, also bakterientötend. Ausgeschwemmte, aber unlösliche Huminstoffe wirken des Weiteren als Puffer im Mulm. Auch bereits sehr weiches Regenwasser wurde und wird so aufbereitet, damit es trotz fehlendem Carbonatpuffers einen stabilen pH-Wert im sauren Bereich, um etwa pH 5, erhält.
Ein effektiver Weg, um größere Wassermengen innerhalb eins kurzen Zeitraums mit Torf aufzubereiten ist die Torfkanone. Dabei handelt es sich im Grunde um langes Rohr mit Siebeinsatz und Bohrungen am Ende, welches mit Torf gefüllt wird.
Das in das senkrecht stehende Rohr von oben eingefällte, aufzubereitende Wasser durchläuft eine lange Strecke durch den Torf und wird so aufbereitet. Das aufbereite Wasser fließt am unteren Ende wieder heraus und kann aufgefangen werden. Für einen solch großen Bedarf an Torf sind die üblichen Kleinpackungen im Zoohandel ungeeignet beziehungsweise würden immense Kosten bedeuten und diese Methode unwirtschaftlich machen. Für solche Zwecke eignet sich ungedüngter Torf, beispielsweise Floragard Torfboy.

Gesamthärte durch Kochen senken

Die Gesamthärte lässt sich durch Kochen um den Teil der echten Karbonathärte senken. Beim Erhitzen wird das CO2 ausgetrieben, welches notwendig ist, um die Carbonate in Lösung zu halten. Infolge fallen sie als Kesselstein (Calcium- und Magnesiumcarbonat) aus, was durch einen grälichen Belag erkennbar ist. Kesselstein ist das, was Wasserkocher, Kaffeemaschinen und Durchlauferhitzer verkalken lässt.
Dieses Verfahren ist jedoch zu energieintensiv und für die Aquaristik unpraktisch in der Anwendung.

Die Gesamthärte im Süßwasseraquarium messen

Auf den Begriff der Wasserhärte stößt jeder Aquarianer früher oder später. Gerade dann, wenn es darum geht, den Fischbesatz auszuwählen, wird speziell der Gesamthärte eine besondere Bedeutung zugerechnet. Was ist aber die Gesamthärte? Wie kann man sie senken oder erhöhen? Welche Rolle spielt sie im Aquarium? Diese und weitere Fragen soll diese Artikelreihe beantworten.

In anderen Artikeln haben wir uns bereits damit befasst, was die Gesamthärte ist und wie man sie im Süßwasseraquarium erhöhen und senken kann. Hier soll es nun darum gehen, wie die Gesamthärte gemessen wird.

Nachweisverfahren

Zur Bestimmung der Wasserhärte, sowohl der Gesamthärte als auch der „Karbonathärte“ verwendet der Aquarianer entweder Streifen- oder Tropfentests. Bei den Streifentests sind solche, welche explizit zur Bestimmung einzelner Werte gedacht sind (z. B. Merckoquant Gesamthärte-Test) Multiteststreifen vorzuziehen. Zu genaueren Bestimmung sind Tropfentests besser geeignet. In der Praxis reicht es aber meist aus, sich mit Hilfe der Analyse des Wasserversorgers einen überblick zu verschaffen und durch regelmäßige, ausreichend groß bemessene Teilwasserwechsel die Wasserqualität konstant zu halten.
Will oder muss man sein Wasser aufbereiten, zum Beispiel mit RO-Permeat oder vollentsalztem Wasser verschneiden, ist die Messung der elektrischen Leifähigkeit die praktischte Methode zur Überprüfung.

Wasserhärtebestimmung nach Boutron & Boudet

Dieses Nachweisverfahren für die Gesamthärte macht sich die Eigenschaft von Erdalkalimetall-Ionen zunutze, mit Seife schwerlösliche Kalkseifen zu bilden.
Erst wenn alle Härtebildner zu Kalkseifen gebunden sind, kann sich Seifenschaum bilden. Die Härtebestimmung nach Boutron & Boudet macht sich dieses Phänomen mit einer definierten Seifenlösung zunutze.
Die zu verwendende Seifenlösung nach Boutron-Boudet ist folgendermaßen anzusetzen: 10 Gramm Schmierseife (Kaliseife) werden in einem Gemisch aus 190 ml 90%igem Ethanol und 100 ml destilliertem Wasser gelöst.
Für die Durchführung zitiere ich Frey (1975; S.661):

„Zur Feststellung der Gesamthärte bediente man sich, auch in der Aquaristik, lange Zeit der Schüttelmethode mit einer Seifenlösung nach Boutron-Boudet. Da dieses Seifenverfahren aber verhältnismäßig aufwendig ist und oft auch ungenaue Ergebnisse liefert, geht man mehr und mehr zu anderen Systemen über (Messung mit Tabletten und Farbindikatoren).
Dennoch wird das Verfahren hier ausführlich geschildert, weil es noch immer angewandt wird. Man benötigt dazu eine Schüttelflasche mit Gradeinteilung bis 40 ccm Wasser, eine Pürette mit einer Skala für deutsche Härte, sowie eine einwandfrei eingestellte Seifenlösung nach Boutron-Boudet.
Von dem zu untersuchenden Wasser werden 40 ccm (ml) in die Schüttelflasche gefüllt. Sodenn setzt man zunächst 2 Tropfen Phenolphthalein zu und gibt bis zur Rotfärbung verdünnte Natronlauge nach. Diesem vorbereitetem Wasser wird aus der Bürette unter jedesmaligem Schütteln tropfenweise Seifenlösung zugefügt, bis ein bleibender, kleinblasiger Schaum entsteht, der bei Anhalten an das Ohr nicht mehr knistert. An der Bürette kann man dann die Menge der verbrauchten Seifenlösung ablesen, die zugleich der deutschen Härte (dGH = deutsche Gesamthärte) entspricht. Bei Wässern unter 2° deutscher Härte ist mit 10%, bei Wässern von 2-15° mit 5% Fehlern zu rechnen. Zu Erreichung größerer Genauigkeit ist es zu empfehlen, Wasser mit voraussichtlich über 10° dGH mit destilliertem Wasser zu verdünnen. Bis zu 15° Härte wird die Schüttelflasche nur bis 20 ccm, bei noch größerer Härte bis zu 10 ccm gefüllt, während der verbleibende Rest mit bis 40 ccm mit destilliertem Wasser aufgefüllt wird.
Das Ergebnis ist dann im ersten Fall mit 2, im zweiten Fall mit 4 zu multiplizieren.“

komplexometrische Bestimmung der Gesamthärte

Die Bestimmung der Gesamthärte erfolgt bei komplexometrischen Verfahren mit Titriplexlösung. Titriplex III (auch Komplexon III oder Indranal III bei anderen Herstellern) ist eine wässrige Lösung von des Chelators Ethylendiamin-tetraacetat-dinatrium (EDTA-diNa). Hinzu kommt noch ein Indikator, Eriochromschwarz T. Die im Wasser befindlichen Erdalkalimetall-Ionen, welche die Gesamthärte ausmachen, bilden nun jeweils 1:1 mit dem EDTA einen Komplex. Die Ionen werden dabei praktisch von einem ETDA-Molekül umhüllt. Auch der Indikator ist ein Erdalkalimetall-Ion-Komplex. EDTA ist jedoch ein deutlich stärker Komplexbildner und verdrängt die Metall-Ionen aus dem Indikator-Komplex. Das komplexierte Eriochromschwarz T ist dabei von blauer Farbe, der metallfreie Indikator rot. Gibt man nun EDTA-Lösung bekannter Konzentration langsam in die Probe, deren Gesamthärte bestimmt werden soll, werden die Erdalkalimetall-Ionen nach und nach komplexiert. Wenn alle Erdalkalimetall-Ionen einschließlich derer, welche zuvor am Eriochromschwarz gebunden waren, durch EDTA komplexiert sind, liegt nur noch der metallfreie Indikator vor. Es erfolgt ein deutlicher Farbumschlag von blau nach rot.
Aus dem Verbracuh an EDTA lässt sich die Gesamthärte errechnen. Ein Verbrauch von 0,36 mmol/l EDTA entspricht 1° dGH. Es können auch dere Metall-Komplex-Farbindikatoren mit anderen Farbumschlägen eingesetzt werden (vergl. Follmann & Grahn, 1999, S. 254 ff.).
Die in der Aquaristik üblichen Reagenzien zur Gesamthärtebestimmung im Aquarium enthalten bereits alle Komponenten in einer Lösung, so dass man lediglich eine einzige Reagenz benötigt. Ein Tropfen der Reagenz entspricht dabei bei vorgegebenem Probenvolumen 1°dGH. Calcium- und Magnesium-Ionen lassen sich mit anderen komplexometrischen Verfahren auch selektiv nachweisen.

Belegstellen, weiterführende Literatur und externe Links

  1. Frey, H. (1975). Das Aquarium von A bis Z. 13. Aufl., Verlag J. Neumann-Neudamm, Melsungen, ISBN 978-3788800130
    1. S. 661
  2. Follmann, H. & Grahn, (1999). Chemie für Biologen: Praktikum und Theorie. 2. Aufl., Teubner Verlag, ISBN 978-3519135142
    1. S. 254 ff.

Die Gesamthärte im Süßwasseraquarium verstehen

Auf den Begriff der Wasserhärte stößt jeder Aquarianer früher oder später. Gerade dann, wenn es darum geht, den Fischbesatz auszuwählen, wird speziell der Gesamthärte eine besondere Bedeutung zugerechnet. Was ist aber die Gesamthärte? Wie kann man sie senken oder erhöhen? Welche Rolle spielt sie im Aquarium? Diese und weitere Fragen soll diese Artikelreihe beantworten.

In anderen Artikeln haben wir uns bereits damit befasst, wie die Gesamthärte gemessen wird, wie man sie im Süßwasseraquarium erhöhen und senken kann. Hier soll es nun darum gehen, was die Gesamthärte ist.

Definition der Gesamthärte

Der Begriff Gesamthärte bezeichnet nach DIN 19640 die Summe aller im Wasser gelösten Erdalkalimetall-Salze. Die Erdalkalimetalle, das sind die Elemente der zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der ElementeBeryllium, Calcium, Magnesium, Barium, Strontium und Radium. Im Süßwasser spielen dabei nur Calcium und Magnesium eine Rolle, die drei anderen Metalle sind nur in Spuren im Wasser gelöst. Alle Erdalkalimetalle liegen im Wasser gelöst als zweiwertige Kationen vor, tragen also zwei positive Ladungen.

hartes und weiches Wasser

Je mehr Erdalkalimetall-Salze und damit Erdalkalimetall-Ionen oder Härtebildner in einem Wasser gelöst sind, desto härter ist es. Wässer, in denen wenig Härtebildner gelöst sind, werden folgerichtig als weich bezeichnet.
Traditionell wird die Gesamthärte in Graden (°) angegeben. Dafür gibt es in verschiedenen Ländern verschiedene Skalen, wie sie die folgende Tabelle zeigt:

°dH °e °fH ppm mval/l mmol/l
Deutsche Grad 1 °dH = 1 1,253 1,78 17,8 0,357 0,1783
Englische Grad 1 °e = 0,798 1 1,43 14,3 0,285 0,142
Französische Grad 1 °fH = 0,560 0,702 1 10 0,2 0,1
ppm CaCO3 (USA) 1 ppm = 0,056 0,07 0,1 1 0,02 0,01
mval/l Erdalkali-Ionen 1 mval/l = 2,8 3,51 5 50 1 0,50
mmol/l Erdalkali-Ionen 1 mmol/l = 5,6 7,02 10,00 100,0 2,00 1

Im deutschsprachigen Raum findet vor allem die deutsche Härteskala in °dGH,°dH oder einfach °d, oder die stöchometrische Angabe der Stoffmenge in mmol/l (Millimol pro Liter) Anwendung. Je nach Härtegrad wird Wasser als „weich“ oder „hart“ bezeichnet. Je mehr Erdalkalimetall-Ionen geläst sind, desto „härter“ ist das Wasser. Für die Bestimmung der zu verwendenden Menge Waschmittel wurde, bis zu dessen Novellierung 2007, im Wasch- und Reinigungsmittelgesetz die folgende Abstufung definiert:

  • Härtebereich I: < 3°d = sehr weich
  • Hürtebereich II: 3-7°d = weich
  • Härtebereich III: 7-14°d = mittelhart
  • Härtebereich IV: 14-21°d = hart

Frey (1975) gibt folgende Abstufung an:

  • 0-4°d = sehr weich
  • 4-8°d = weich
  • 8-12°d = mittelhart
  • 12-18°d = hart
  • 18-30°d = sehr hart
  • 30 °d und mehr = außerordentlich hartes Wasser

Baensch & Riehl (1996) teilen die Gesamthärte in diese Stufen ein:

  • < 3°d = sehr weich
  • 3-7°d = weich
  • 7-12°d = mittelhart
  • 12-17°d = hart

Moderne Laboranalysen geben die Konzentrationen von Calcium und Magnesium in mmol/l an. Da man °dGH Angaben nicht anteilig für Calcium und Magnesium umrechnen kann, entspricht 1&⪚dGH 0,18 mmol/l Erdalkaliionen. Durchschnittlich liegt das Verhältnis von Calcium zu Magnesium bei etwa 4:1. Die gemessene Gesamthärte ist auch ein Indiz für den Gesamtsalzgehalt im Wasser.
Man rechnet etwa 35 µS/cm pro 1°dGH. Allerdings kann man so meist nur Näherungen erreichen, da die elektrische Leitfähigkeit, als Indikator für den Gesamtsalzgehalt, durch alle anderen im Wasser befindlichen Ionen ebenfalls beeinflusst wird. Die Relation kann daher je nach tatsächlichem Ionensprektrum eines Wassers zwischen etwa 30 und 60 µS/cm pro 1°dGH schwanken.
Seit der ab dem 01.02.2007 geltenden Neufassung des Wasch- und Reinigungsmittelgesetzes, zur Angleichung an europäische Standards, werden die Härtebereiche wie folgend aufgelistet eingeteilt:

  • Härtebereich „weich“: weniger als 1,5 Millimol Calciumcarbonat je Liter (entspricht 8,4 °dH)
  • Härtebereich „mittel“: 1,5 bis 2,5 Millimol Calciumcarbonat je Liter (entspricht 8,4 bis 14 °dH)
  • Härtebereich „hart“: mehr als 2, 5 Millimol Calciumcarbonat je Liter (entspricht mehr als 14 °dH)

Gesamthärte im Trinkwasser

In der deutschen Trinkwasserverordung (TWO, Stand: 2014) sind weder für die Gesamthärte noch die Konzentration der Härtebildner Calcium und Magnesium Grenzwerte festgelegt.
Die Masse der Trinkwässer in Deutschland dürfte eine Gesamthärte zwischen 5 und 25°dGH aufweisen. Ausreißer nach unten sind beispielsweise die Trinkwässer im Versorgungsgebiet des Zweckverband Wasserversorgung Kleine Kinzig mit 3,2°dGH, Ausreißer nach oben findet man beispielsweise in großen Teilen Würzburgs im Versorgungsgebiet des Hochbehälters Versbach mit 32° dGH.
Die Zusammensetzung Ihres jeweiligen Leitungswassers einschließlich der Gesamthärte können Sie generell vom zuständigen Versorger erfahren. Viele Versorger haben bereits eine Internetpräsenz, auf der auch die Trinkwasseranalyse veröffentlicht wird. Unter suche.wasser.de findet sich eine Versorgersuchmaschine, mit der man die Internetpräsenz seines Versorgers und damit die Trinkwasseranalyse oftmals schnell finden kann. Betreiber von Privatbrunnen zur Trinkwasserversorgung erhalten die Analyse ihres Trinkwassers durch die vorgeschriebene Überprüfung durch das Gesundheitsamt.

Gesamthärte im Aquarium

Die meisten Aquarien werden ohne weitere Aufbereitung mit dem örtlichen Trinkwasser befüllt. Demnach sind die Vorgaben der deutschen Trinkwasserverordnung und die Qualität des örtlichen Trinkwassers entscheidende Anhaltspunkte um die Qualität des Aquarienwassers zu beurteilen.

Belegstellen, weiterführende Literatur und externe Links

  1. Baensch, H. A. & Riehl, R. (1996): Aquarienatlas. Mergus Verlag, Melle. ISBN
    1. S.
  2. Frey, H. (1975): Das Aquarium von A bis Z. 13. Auflage, Verlag J. Neudamm-Neudamm, Melsungen. ISBN 3788800135
    1. S.660-663
  3. Krause, H.-J. (1990): Handbuch Aquarienwasser. 2. Auflage, bede-Verlag. ISBN 3927997005
    1. S. 29-33
  4. Bundesministerium für Justiz – gesetze-im-internet.de: Gesetz über die Umweltverträglichkeit von Wasch- und Reinigungsmitteln (Wasch- und Reinigungsmittelgesetz – WRMG)
  5. Bundesministerium für Justiz – gesetze-im-internet.de: Verordnung über die Qualitüt von Wasser für den menschlichen Gebrauch (Trinkwasserverordnung -TrinkwV 2001)
  6. Bundesgesetzblatt 841, Teil II (1987) :Neufassung des Wasch- und Reinigungsmittelgesetzes.
  7. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2007): Gesetz über die Umweltverträglichkeit von Wasch- und Reinigungsmitteln.
  8. Würzburger Versorgungs- und Verkehrs GmbH (WVV): Trinkwasseranalyse für die Versorgungsbereiche des Hochbehälters Versbach.
  9. Zweckverband Wasserversorgung Kleine Kinzig (WKK): Trinkwasseranalyse (Jahresmittelwerte 2013) Wasserqualität des Trinkwassers aus der Trinkwassertalsperre Kleine Kinzig.

weiterführende Literatur:

  • Geisler, R.: Wasserkunde für die aquaristische Praxis. Alfred Kernen Verlag, Stuttgart.
  • Gonella, H. & Hironimus, H. (2003). Perfektes Aquarienwasser. bede-Verlag, Ruhmannsfelden. ISBN: 3-89860-044-0
  • Hohl, D. (1994). Aquarienchemie. Urania Verlag, Leipzig. ISBN 3-332-00471-9
  • Hückstedt, G.: Aquarienchemie. Frank’sche Verlagshandlung, Stuttgart.
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. III. Die Karbonathärte des Aquariumwassers. In: Aquarium Heute (AH) IV. (3). 33-35
  • Horst, K. & Kipper, H. (1981): Das perfekte Aquarium. 4. Auflage, Tetra Verlag, Melle. ISBN 978-3-88244-177-2
  • Wachtel, H. (1963). Aquarienhygiene. Frank’sche Verlagshandlung, Stuttgart.
  • Sigg, L. & Stumm, W. (1995): Aquatische Chemie: eine Einführung in die Chemie wässriger Lösungen und in die Chemie natürlicher Gewässer. 3. Auflage, B.G. Teubner GmbH, Leipzig. ISBN 978-3519136514
  • Wilhelm, S. (2003): Wasseraufbereitung: Chemie und chemische Verfahrenstechnik. 6. Auflage, Springer-Verlag GmbH, Heidelberg. ISBN 978-3540068488
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. I. Die Härte des Aquarienwassers. In: Aquarium Heute IV. (1), S.36-38

Diskussionsfäden in Foren und Newsgroups:

Die Karbonathärte im Süßwasseraquarium messen

Auf den Begriff der Wasserhärte stößt jeder Aquarianer früher oder später. Gerade im Zusammenhang mit dem pH-Wert spielt dabei die Karbonathärte eine wichtige Rolle. Was aber ist die Karbonathärte? Wie wird sie gemessen? Wie kann man sie im Aquarium senken oder erhöhen? Und welche Bedeutung hat sie eigentlich im Aquarium? Diese und andere Fragen soll diese Artikelreihe beantworten.

Nachdem ich die chemischen Grundlagen und die Bedeutung der Karbonathärte im Süßwasseraquarium erläutert habe und beschreiben habe wie die Karbonathärte gesenkt und erhöht wird, soll es hier nun darum gehen, die Karbonathärte Süßwasseraquarium zu messen.

Karbonathärte messen

Die Karbonathärte bestimmen wir titrimetrisch (altgr. titer=Tropfen).
In die Wasserprobe bekannten Volumens geben wir einen Indikator (Mischindikator nach Mortimer). Nun wird langsam 0,1 normale (= 0,1 mol/l) HCl (Salzsäure) zugetropft und das Probengefäß nach jedem Tropfen leicht geschwenkt, um eine gute Durchmischung zu erzielen. Ist sämtliche „Karbonathärte“ aufgebraucht, schlägt der Indikator von blau nach grün um. Der Verbrauch von 3,6 ml 0,1 n HCl pro Liter Probevolumen entspricht hier also 0,36 mmol/l Hydrogencarbonat oder 1°dKH. Bei der Messung werden in der Praxis kleinere Volumina (z.B. 100 ml) benutzt und das Messergebnis entsprechend auf den Liter umgerechnet.
Mit aquaristischen Tropftests wird die KH nach dem gleichen Prinzip gemessen. Die meisten handelsüblichen Messbestecke haben Indikator und Salzsäure in einer Reagenz vereint. Dabei wird nach Anleitung tropfenweise KH-Testreagenz zugegeben und vorsichtig durch Umschwenken durchmischt, bis ein beständiger Farbumschlag erfolgt. Ein Tropfen Reagenz entspricht in der Regel beim jeweils vorgegebene Probevolumen Aquarienwasser 1°dKH. Nachgewiesen wird dabei allerdings das Säurebindevermögen bis pH 4,3 (SBV).
Auch andere Wasserinhaltsstoffe beeinflussen das Messergebnis des SBV. So täuschen 0,36 mmol (35 mg/l) Dihydrogenphosphat H2PO4 oder etwa 6 mg/l Ammoniak 1°dKH vor. Messfehler der KH durch Phosphat und Ammoniak spielen im Normalfall in der Aquaristik aufgrund der zur Verfälschung nötigen Konzentration eine eher untergeordnete Rolle und beeinflussen das Meßergebnis nicht in bedeutendem, meist sogar nicht einmal merklichem Maße. Unter üblichen Rahmenbedingungen im Aquarium spielen diese Queranfälligkeiten daher keine Rolle.

Kann die Karbonathärte höher als die Gesamthärte sein?

Manchmal wird eine höhere Karbonat- als Gesamthärte gemessen. Dies erscheint zunächst widersprüchlich, da definitonsgemäß die Karbonathärte Teil der Gesamthärte ist und ein Teil nie größer als das Ganze sein kann.
Da die „Karbonathärtetests“ aber nicht die Karbonathärte sondern das Säurebindevermögen bestimmen, löst sich dieser Widerspruch schnell auf. Es werden nicht nur die Carbonat- und Hydrogancarbonat-Ionen erfasst, welche Erdalkalimetall-Ionen gegenüberstehen und so zur Karbonathärte im eigentlichen Sinn gehören, sondern alle, egal aus welchen Salzen sie stammen. Prinzipiell ist es daher sinnvoll, den Wortbestandteil Härte herauszusteichen. Der Test misst einfach (Hydrogen)Carbonat.

Die Karbonathärte im Süßwasseraquarium erhöhen

Die Karbonathärte im Süßwasseraquarium erhöhen

Die Karbonathärte lässt sich im Süßwasseraquarium nicht nur senken, sondern auch erhöhen oder anheben. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die einfachste Methode ist das Verschneiden mit härterem Wasser, das in der Regel auch besser carbonatgepuffert ist. Die Karbonathärte lässt sich auch durch Zugabe von handelüblichen Aufhärtesalzen (z. B. KH/PH Plus-Produkte) anheben. Außerdem wird die Karbonathärte durch Zugabe haushaltsüblicher Salze wie Speisenatron, Waschsoda oder Pottasche gezielt angehoben, welche auch in handelsüblichen pH/KH Plus-Produkten enthalten sind.

Natriumhydrogencarbonat oder Speisenatron

Um die Karbonathärte zu erhöhen eignet sich einfaches Speisenatron (Natriumhydrogencarbonat, doppeltkohlensaures Natron, Natriumbicarbonat, NaHCO3) sehr gut. Die Zugabe von 3 Gramm Speisenatron auf 100 Liter Wasser erhöht die „Karbonathärte“ dabei um 1°d. Es ist empfehlenswert, die benötigte Menge Speisenatron zuvor in Wasser aufzulösen und diese Lösung langsam ins Aquarium oder Wechselwasser zu geben.


Chemikalien zum Anheben der Karbonathärte aus dem Supermarkt - Vorschau


Chemikalien zum Anheben der Karbonathärte aus dem Supermarkt

Eine andere Art der Anwendung von Natron ist die gesättigte Lösung. Sie stellt man durch Zugabe von 100 Gramm (zwei Tütchen à 50g) NaHCO3 auf einen Liter Wasser her. Dazu wird erst das Natron in den Behälter (z. B. skalierter Messbecher) gegeben, in etwa einem halben Liter destilliertem Wasser vorgelöst und dann bis zum 1l-Strich mit destilliertem Wasser aufgefüllt. Es bleibt ein wenig Speisenatron als weißer Bodensatz zurück, welcher sich nicht löst.
100 ml dieser Lösung enthalten etwa 0,1143 Mol Natriumhydrogencarbonat oder 317,5°dKH. 1 ml der Lösung erhöht die „Karbonathärte“ in einem Liter Wasser also um gut 3 °d. Mit 100 ml der Lösung erhöht man somit äquivalent die „Karbonathärte“ in 100 Liter Wasser um 3 ° dKH, mit 30 ml um 1° dKH

  • M NaHCO3 = 84 g/mol
  • Löslichkeit = 96 g/l @ 20°C
  • 96g NaHCO3 = 1,143 Mol = 1143 mmol
  • 0,36 mmol HCO3 = 1°dKH
  • 1143 / 0,36 = 3175° dKH
  • 3175 ° KH in 1000 ml ∝ 3,175 ° KH in 1 ml

Diese Lösung kann auch als kostengünstige Kalibrierlösung für die pH-Elektrode verwendet werden.

Natriumcarbonat oder Soda

Eine alternative Möglichkeit bietet die Verwendung von Natriumcarbonat Na2CO3. Dieses Salz der Kohlensäure ist beispielsweise als „Waschsoda“ im Supermarkt erhältlich. Hier kann man wiederum entweder die benötigte Menge in Wasser auflösen oder aber eine gesättigte Lösung verwenden. Auch hier empfielt es sich, die benötigte Menge in Wasser zu lösen und über einen längeren Zeitraum langsam dem Aquarienwasser zugzugeben oder aber auf das Wecheslwasser zu verteilen.220 Gramm Natriumcarbonat auf einen Liter vollentsalztes Wasser ergeben eine gesättigte (2,05 mol/l = 2050 mmol/l) Lösung. Dies entspricht fast 5700°dKH (2050 : 0,36 = 5694,4). Ein Milliliter der Lösung erhöht die Karbonathärte in einem Liter Wasser also um knapp 6°dKH. Um in 100 Litern Wasser die Karbonathärte um gut 10°dKH anzuheben, werden also 175 ml der gesättigten Lösung zugegeben. Das kann bedingt durch die gute Löslichkeit von Natriumcarbonat in einem kleineren, handlichen Volumen erfolgen. Mit einem Liter dieser Sodalösung kann man also gut einen Kubikmeter Wasser um 5,7°kH „aufhärten“. Ein 500g Paket Waschsoda kostet im Supermarkt um € 1,50.

Xn - Reizend
Schutzbrille ist anzuraten.
Soda ist besonders gut für Aquarien geeignet, in denen ein alkalischer pH-Wert oherhalb pH 8 erwünscht ist, beispielsweise bei einem Aquarium mit Tanganjikasee-Cichliden.
In beiden Fällen kann es, abhängig von der Höhe der Gesamthärte, zu einer geringfügigen Absenkung der Gesamthärte durch Ausfällung von Härtebildnern, insbesondere Calcium, in Form schwer löslicher Carbonate kommen:

  • Ca2+ + 2 HCO3 CaCO3 + H2O + CO2

Im Aquarium erfolgt jedoch wieder eine allmähliche Rücklösung.

Kaliumcarbonat oder Pottasche

Eine weitere Möglichkeit zur Anhebung der Pufferkapazität im Aquarium bietet Kaliumcarbonat, K2CO3. Dieses Kaliumsalz der Kohlensäure wird besonders zur Adventszeit auch in vielen Supermärkten als traditionelles Treibmittel für Lebkuchen angeboten. Zusätzlich zum Anheben der Karbonathärte eignet sich Kaliumcarbonat als Kaliumdünger für die Aquarienpflanzen.

  • M K2CO3 = 138,2 g/mol
  • Löslichkeit = 1120 g/l @ 20°C
  • 112g (in 100ml) K2CO3 = 0,81 mol = 810 mmol
  • 0,36 mmol HCO3 = 1°dKH
  • 810 / 0,36 = 2250° dKH in 100 ml

Xn - Reizend
Wegen ihres hohen pH-Wertes ist auch diese Lösung reizend – beim Umgang ist Vorsicht geboten.
Es ist anzuraten, eine Schutzbrille zu tragen.
Pottasche oder Kaliumcarbonat wird im Supermarkt (Gewürzregal oder Backwaren) in Tütchen zu 50g angeboten. Man erhält die Chemikalie aber auch in der Apotheke. Mit den Tütchen lässt sich sehr gut eine gesättigte Lösung ansetzen. Als Gefäß nehmen wir einen skalierten Behälter, die Genauigkeit eines Küchenmessbechers reicht völlig aus für unsere Zwecke. Etwa 80 ml destilliertes Wasser darin vorlegen, zwei Tütchen Pottasche lösen. Ein gehäufter Teelöffel zusätzlich ergibt nach umrühren mit einem Löffel sicher eine gesättigte Kaliumcarbonat-Lösung. Dann auf 100 ml mit destilliertem Wasser auffüllen und nochmals umrühren. Eventueller Bodensatz kann verbleiben oder auch mit einem Kaffeefilter abfiltriert werden. Die Lösung kann jetzt in eine Vorratsflasche gefüllt werden.
Mit einem Milliliter dieser Lösung kann die KH in einem Liter Wasser um etwas mehr als 3 °dKH anheben. 100 Milliliter genügen also, um die KH in 100 Litern Wasser um gut 3 °dKH anheben.

Aquarienchemie: chemische Wasserparameter und ihre Bedeutung im Süßwasseraquarium

Dieser Bereich widmet sich den chemischen und physikalischen Parametern von Aquarienwasser, ihren Wechselwirkungen mit biologischen Prozessen im Aquarium, sowie der Kontrolle und Manipulation dieser Parameter.
Zu den chemischen Wasserparametern ;hlen insbesondere die Konzentration der verschiedenen Salze und ihrer Ionen. Dabei ist allenvoran die Gesamt- und Karbonathärte zu nennen.Des Weiteren sind auch die Konzentrationenverschiedener Gase, wie Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid, von immenser Bedeutung für das Leben im Aquarium. Außerdem spielenverschiedene Stoffwechsel- und Mineralisationsprodukte, wie Nitrate und andere Stickstoffmetabolite, sowie komplexe organischeverbindungen, beispielsweise Tannine, Humin- und Fulvosäuren, eine wichtige Rolle im Aquarium.
Bei den physikalischen Parametern des Aquarienwassers ist zuallererst die Temperatur zu nennen. Ein weiterer wichtiger physikalischer Parameter von Aquarienwasser ist die elektrische Leitfähigkeit oder Konduktivität. Sie wird allerdings vor allem als Mittel zur Einschätzung des chemischen Parameters Gesamtsaltgehalt im Wasser herangezogen.

chemische Wasserparameter sind abiotische Umweltfaktoren

Alle chemischen und physikalischen Parameter des Wassers sind (abiotische) Umweltfaktoren für sämtliche Lebewesen im Aquarium. Egal ob Fisch, Garnele, Krebs, Alge, Aquarienpflanze, Parasit oder Bakterium. Sie alle sind Teil der Biozönose, der Lebewesen-Gemeinschaft, des Aquariums und bilden zusammen mit den abiotischen Umweltfaktoren das Ökosystem darin. Abhängig von den jeweiligen Bedürfnissen der einzelnen Art, müssen sich die Werte der einzelnen Umweltfaktoren in bestimmten Grenzen bewegen, unter denen die Organismen ihre Lebensprozesse aufrecht erhalten können.
Soll die erfolgreiche und dauerhaft möglichst problemlose Pflege eines Aquariums und seiner Bewohner nicht dem Zufall überlassen sein, sind Kenntnisse über die im Aquarium stattfindenden Prozesse sowie deren Bedeutung für seine Bewohner unabdingbar. Zumindest das Wissen rund um die Basisparameter, wie die Zusammenhänge des Stickstoffkreislaufs, die Bedeutung des pH-Werts sowie der Härte, beziehungsweise des Gesamtsalzgehaltes, sollten verinnerlicht werden. Ohne diese Grundkenntnisse sindviele häufige, im Grunde simple, Probleme der Aquarienpraxis kaum gezielt lösbar, oftmals könnten sie so bereits imvorausvermieden werden.
Die regelmäßige Überprüfung der Wasserwerte gehört für viele Aquarianer zu einer der wichtigsten Pflegemaßnahmen am Aquarium. Die Lebensbedingungen der Fische sind schließlich zum größten Teil an gesunde Wasserwerte gekoppelt. Dabei ist es weniger wichtig, die Werte zu überprüfen, als sie durch entsprechende Pflegema6szlig;nahmen von vornherein im grünen Bereich zu halten.
Missstände, die durch die regelmäßige Messung verhindert werden sollen, sind entweder das Ergebnis mangelnder Pflegemaßnahmen oder eines nicht durchdachten Grundkonzepts des Aquariums. Akute Probleme, wie sie durch technische Defekte wie einen Filterausfall auftreten können, sind durch Messungen im Abstand von Tagen gar nicht verfolgbar. Konsequenterweise müsste hier also eine andauernde In-Line Messung gefordert werden.
Viel zu oft werden bei tatsächlichen oder eingebildeten Problemen im Aquarium Eingriffe in die Wasserzusammensetzung unternommen oder als Ursache benannt, ohne dass überhaupt die Tatsächlichkeit der Probleme oder deren Ursache sowie angemessene Vorgehensweise für deren Behebung bekannt ist. Obwohl es eine ganze Reihe verschiedener Testreagenzien und Hersteller dieser, als auch elektronischer Nachweisgeräte, gibt,vom 5-in-Multistick über ganze Testkoffer bis zu mehrere hundert Euro teuren elektronischen Messinstrumenten, benötigt man hier von nur sehr wenig unbedingt in der Praxis.Grundsätzlich reicht es, sich die Trinkwasseranalyse des Versorgers zu beschaffen, um sich einen Überblick der Wasserzusammensetzung des Trinkwassers zu verschaffen. Bei regelmäßiger Pflege durch Teilwasserwechsel ändern sich die Basiswasserwerte im Aquarium gegenüber denen des Leitungswassers nur geringfügig.
Als wirklich sinnvoll sehe ich die Anschaffung eines Leitfähigkeitsmessgeräts (Conductometer) und eines pH-Meters, am besten mit austauschbarer Elektrode, sowie unter Umständen eines gut auflösenden Nitrit-Tropftest (JBL, Red Sea, Merck, Macherey & Nagel) an. Auf die jeweiligen Nachweisverfahren gehe ich bei den einzelnen Parametern ausführlicher ein.
Zwar sind die aquaristisch üblichen Meßverfahren imVergleich zu modernen Laboranalysen relativ ungenau, jedoch reichen sie aus, um sich ein Bild der Abläufe im Aquarium zu verschaffen und so die Möglichkeit zu erhalten, die Lebensbedingungen im Aquarium einzuschätzen.Es mag widersprüchlich klingen, aber im Endeffekt wird die Messerei und Tröpfelei mit steigender Erfahrung immer mehrvernachlässigbar. Letztendlich erkennt man Probleme schneller amverhalten der Fische oder am Gesamteindruck des Aquariums und es werden Schlauch und Eimer für den Wasserwechsel statt der Messutensilien herausgekramt.
Die Ausgangsbasis zur Beurteilung des Wassers im Aquarium ist, wie oben genannt, das Frischwasser, welches man für Erstbefüllung und Teilwasserwechselverwendet. Dies ist in aller Regel das Trinkwasser aus der Leitung. Die Zusammensetzung des jeweiligen Leitungswassers kann man generellvom zuständigenversorger erfahren.vieleversorger haben bereits eine Internetpräsenz, auf der auch die Trinkwasseranalyseveröffentlicht wird.Unter suche.wasser.de findet sich eineversorgersuchmaschine, mit der man die Internetpräsenz seinesversorgers und die Trinkwasseranalyse oftmals schnell finden kann.Betreiber von Privatbrunnen zur Trinkwasserversorgung erhalten die Analyse ihres Trinkwassers durch dievorgeschriebene Überprüfung durch das Gesundheitsamt.
Dass es auch fast ohne ganz ohne chemische Kenntnisse möglich ist, große Erfolge in der Aquaristik zu erlangen, zeigen die altvorderen Aquaristikpioniere.Dennoch halte ich es für sinnvoll, sich über die Ursachen für Erfolge und Misserfolge, nicht nur auf den Bezug des Wasserchemismus, Gedanken zu machen um Zusammenhänge zu erkennen und so Erfolge reproduzierbar und unnötige Mißerfolgevermeidbar zu machen, damit erfolgreiche Aquaristik nicht auf der Stufe des Zufallsproduktesverbleibt.
Erfahrung ist nicht das reine Praktizieren und Erleben ansich.Erfahrung ist die korrekte Interpretation von gemachten Beobachtungen, mit denen wiederum zukünftige Beobachtungen besser interpretiert werden können.Erfahrung erfordertvielmehr, über sein Handel zu reflektieren, gemachte Beobachtungen mit gesichterten naturwissenschaftlichen Erkenntnissen zu verlgeichen, um durch den sich so ergebenden Erkenntnisgewinn das Beobachtete zu verstehen. Auf diesem Wege kann man seinvorgehenverfeinern und unerwünschte Effekte eines falschen Handels weitestgehend ausschließen.
Jegliche Erfahrung bedarf eines Fundamentes vonvalidem Wissen, auf dem sie aufbauen kann. Ohne dieses Fundament wird jede Interpretation von Beobachtungen zum blinden Herumstochern und Erfahrung mehr eine Frage des Glaubens als des Wissens undverstehens. Ich will mich hier bemühen, dieses Wissen in aufbereiteter und ergänzter Form zur Verfägung zu stellen.

Wasserwerte und Fischbesatz

Eine große Bedeutung wird den Wasserparametern, besonders Gesamthärte, Karbonathärte und pH-Wert, bei der Auswahl des Fischbesatzes beigemessen.Dabei wird immer wieder auf die Wichtigkeit hingewiesen, bestimmte Wertebereiche für die jeweilige Art einzuhalten, um eine artgerechte Unterbringung der Tiere zu gewährleisten ( Bauer, 1991).Oft werden sogar Wasserverhältnisse empfohlen oder gar gefordert, die mit den natürlichen Lebensbedingungenvergleichbar sind ( Etscheid, 1990; 1996).
Schaut man sich aber die Angaben inverschiedenen Quellen an, egal ob in Print oder elektronischer Form im Internet, welche Wasserwerte denn nun die richtigen sind, findet man un;hlige widersprüchliche Angaben. Nach welchen Angaben soll man sich nun bei der Wahl des Fischbesatzes für das Aquarium richten? Welche Wasserwerte, welche Grenzen, sind richtig für eine bestimmte Fischart?
Oft ist die Antwort: Ich weiß es nicht die beste, die man auf diese Frage geben kann. Das gilt insbesondere für die Angabe von Grenzwerten. Ich kann in jedem Fall sagen, wie ich meine Fische halte und wie die Wasserparameter dabei bei mir aussehen.Eventuell sind auch noch Wasseranalysen von natürlichen Standortenverfügbar. Daraus kann man dann ableiten, dass diese beiden Einzelbeispiele in jedem Fall innerhalb der physiologischen Toleranzspanne der Art liegen müssen.Mehr nicht, alles was darüber hinaus geht ist spekulati V. Es sei denn, man kann durch Erfahrung aus der Praxis, sei es durch Umzug und dadurch geänderte Leitungswasserwerte, sei es durch Erfahrungen eines befreundeten Aquarianers oder Haltungs- und Zuchtberichte aus der Fachliteratur, den Erkenntnisbereich weiter stecken.Den Charakter des Absolutheitsanspruchs, denvertreter bestimmter Grenzwerte für sich zu behaupten scheinen, kann man da getrost zumindest äußerst kritisch hinterfragen. Stammen die Angaben der Wasserwerte nicht aus eigener Erfahrung sondern von Dritten, müssen die Quellen angegeben werden.
Tatsächlich sind mir keine Arbeiten bekannt, welche die notwendige Belastbarkeit liefern, um Grenzwerte der verschiedenen chemischen und physikalsichen Wasserparameter für einzelne Fischarten anhand solider Daten festzulegen.Es geht hier schließlich um dauerhaft unbedenkliche und nicht um pessimumnahe Wertebbereiche, die zumindest kurzfristig überstanden werden können.
Die Ausarbeitung der dazu notwendigen Daten müsste grundsötzlich aus einem ökophysiologischen Ansatz heraus geschehen, sowie eine rigerose Kontrolle und Gewährleistung konstanter Rahmenbedingungen gewöhrleisten können, um Wechselwirkungen und Rückkopllungseffkte unterschiedlicher Faktoren aufeinander herauszufiltern oder zu unterbinden.Mag dies bei Fragen zur akuten Akklimatierungsföhigkeit innerhalb kurzer Zeitröume noch gut zu gewöhrleisten sein (beispielweise Letaltemperaturen), ist dies bei den für die Tierhaltung bedeutenden Langzeiteffekten nur schwer bis kaum realisierbar. Allein hoher Arbeitsaufwand und Kosten einer solchen Untersuchung für eine einzelne Fischart stehen gegenüber dem ökonomischen Potential des erarbeiteten Erkenntnisgewinns deutlich im Hintertreffen.
Am Ende ergibt sich auch aus un;hligen anekdotischen Einzelbeobachtungen Stück für Stück ein Gesamtbild.Meist lässt dieses dann erkennen, dass man trotzdem keine exakten Aussagen über die richtigen Wasserwerte machen kann und es kein eindeutiges Schwarz und Weiß gibt.Es zeigt sich aber mindestens genau so oft, dass andere Parameter weitaus bedeutender sind als die chemischen Wasserparameter, beispielsweise die Temperatur.Oft sind aber solche Parameter besonders wichtig, die sich nicht so einfach messen oder ablesen lassen. Diese einzuschätzen erfordert ein biologisches Gespür, einverständnis dafür, welche Parameter für die jeweilige Fischart besonders wichtig sind und wie diese im Aquarium für eine artgerechte Haltung umzusetzen sind.

Belegstellen, weiterführende Literatur und externe Links

  1. Bauer, R. (1992): Tierärtztliche Heimtierpraxis Band 4: Die Erkrankungen der Aquarienfische. Paul Pareyverlag. ISBN 3-48-5206-5
    1. S. 52-55
  2. Etscheid, J. (1990): Die tierhygienischen Grundlagen der Süßwasseraquaristik sowie Untersuchungen über ihre Beachtung in der Zierfischhaltung. Diss. med.vet. J.-L.-Uni V. Gießen. ISBN 78-3-278-350-8
    1. S. 35 ff.
  3. Etscheid, J. (1996): Das Süßwasseraquarium. Falkenverlag, Niedernhausen. ISBN 3-8068-4752-5
    1. S. 30-32

weiterführende Literatur:

  • Loretz, C. A. (2001): Drinking and alimentary transport in teleost osmoregulation. In: Perspective in Comparative Endocrinology: Unity and Diversity (H.J.Th. Goos, R.K. Rastogi, H.vaudry and R. Pierantoni, eds.), Monduzzi Editore, Bologna, pp.723-732.
  • Evans, D. H., Piermarini, P. M., Choe, K. P. (2005): The multifunctional fish gill: dominant site of gas exchange, osmoregulation, acid-base regulation, and excretion of nitrogenous waste. In: Physiolical Reviews 85, pp.7-77
  • Kassebeer, G. (1984): Wie giftig ist das Nitrit im Aquarium? In: Aquarium Heute (AH) II. (4): 45-46.
  • Kassebeer, G. (1985): Sauerstoff im Aquarium – Ein Faktor, der das Leben im Aquarium bestimmt. In: Aquarium Heute (AH) III. (4) 34-36.
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. I. Die Härte des Aquarienwassers. In: Aquarium Heute I V. (): 36-38
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. II. Der pH-Wert des Aquarienwassers. In: Aquarium Heute I V. (2): 36-3
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. III. Die Karbonathärte des Aquariumwassers. In: Aquarium Heute (AH) I V. (3): 33-35
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. IV. Filterbiologie. In: Aquarium Heute I V. 36-38.
  • Kassebeer, G. (1987): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. V. Kohlendioxid im Aquarium. In: Aquarium Heute V. () 3-4
  • Kassebeer, G. (1987): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. VI. Stickstoffverbindungen im Aquarium. In: Aquarium Heute V. (2): 37-40
  • Kassebeer, G. (1987): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. VII. Spurenelemente im Aquarium. In: Aquarium Heute V. (3): 35-37
  • Kassebeer, G. (1987): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. VII. Phosphat im Aquarienwasser. In: Aquarium Heute V. (4): 52-53
  • Kassebeer, G. (1992): Nitrat – ein aquaristisches Problem? In: Aquarium Heute (AH) X. (3): 3-40
  • Kassebeer, G. (1995): Sauerstoff im Aquarium – Zuwenig oder nicht? In: Aquarium Heute (AH) XIII. (): 4-50
  • Kassebeer, G. (1995): Methoden der Nitrateliminierung im Aquarium. In: Aquarium Heute (AH) XIII. (4): 22-25
  • Kassebeer, G. (1997): Die Geschichte vom alten Schlamm. In: Aquarium Heute (AH) XV. (2): 556-558
  • Kassebeer, G. (1999): Hat Ihr Aquarium den richtigen pH-Wert – Müssen Sie ihn überhaupt wissen? In: Aquarium Heute XvII. (4): 448-450

Die Karbonathärte im Süßwasseraquarium senken

Die Karbonathärte lässt sich im Süßwasseraquarium nicht nur erhöhen, sondern auch senken, reduzieren oder vermindern. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Neben den allgemeinen Verfahren zur Wasserentsalzung wie Torffilterung Umkehrosmose oder Ionentausch und dem Verschneiden mit entsalztem („destilliertem“) Wasser eignen sich dazu das Entcarbonisieren mit Mineralsäuren.

Entcarbonisieren mit Mineralsäuren

Wie jede Form der Wasseraufbereitung muss auch das Entcarbonisieren mit Mineralsäuren regelmäßig außerhalb des Aquariums erfolgen. Abhängig von der Stoffmenge des umgesetzten Hydrogencarbonats ensteht CO2, das zuvor ausgasen muss. Der Vorgang wird durch Belüften mittels Membranpumpe und Sprudelstein beschleunigt.
Neben dem Verschneiden mit vollentsalztem („destilliertem“) Wasser, Osmosewasser oder Regenwasser von guter Qualität zum Senken des Gesamtsalzgehalts besteht auch die Möglichkeit, die Karbonathärte direkt zu senken. Dazu verwendet man Mineralsäuren, aus Sicherheitsgründen meist in verdünnter Form. Dies sind Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H2SO4), Phosphorsäure (H3PO4) und Salpetersäure (HNO3). Wird Säure eingesetzt um die Karbonathärte zu senken, läuft dabei das folgende Reaktionsschema ab:

  • H+ + HCO3 ⇒ CO2 + H2O

Salzsäure eignet sich durch das relativ unbedenliche Chlorid-Ion als anorganischen Säurerest am besten. Zudem ist sie als einprotonige Säure auch eins zu eins anwendbar. Es wird ein Mol HCl benötigt, um ein Mol Hydrogencarbonat umzusetzen. Phosphorsäure und Salpetersäure sind bedingt durch die Düngewirkung ihrer Anionen Phosphat beziehungsweise Nitrat ungeeignet für die Senkung der Karbonathärte im Aquarium.
Auch die im Handel erhältlichen Präparate zur pH-Wert und KH Senkung (pH/KH-Minus, Eichenextrakt) basieren auf Mineralsäuren. Schwefelsäure und Salzsäure sind ob ihrer im Aquarium unbeedenklichen Säurereste Chlorid beziehungsweise Sulphat bevorzugt einzusetzen. Produkte auf Basis von Phosphorsäure sind zu vermeiden, da diese zu einem Anstieg des Phosphatwertes führen und unerwünschter Algenwuchs eine mögliche Folge ist. Die Veränderung des Wassers muss bei umfangreicher Entcarbonisierung über mehrere ° dKH außerhalb des Aquariums stattfinden. Zum einen entsteht bei der Reaktion der Säure mit der Karbonathärte im Wasser CO2, pro Grad dKH etwa 16 mg/l CO2, zum anderen sind die einhergehenden plötzlichen Schwankungen in der Wasserchemie nicht förderlich für die Gesundheit der Bewohner.
Man gibt solange Säure zu und rührt um, bis die Karbonathärte auf das gewünschte Maß reduziert ist. Danach das behandelte Wasser abstehen lassen oder mittels Membranpumpe und Sprudelstein belüften, damit überschüssiges CO2 ausgetrieben wird.

Phosphorsäure

Phosphorsäure senkt sowohl Karbonathärte als auch Gesamthärte. Sie ist in einigen Produkten enthalten, die zur pH-Wert beziehungsweise Karbonathärtesenkung angeboten werden.
Die Protonen reagieren wie bei anderen Säuren mit dem Carbonat und Hydrogencarbonat der Karbonathärte. Der Phosphat-Rest fällt teilweise mit Calcium (beziehungsweise Magnesium) als kaum Wasserlösliches Calciumphosphat (Magnesiumphosphat)aus. 0,15 Gramm Phosphorsäure (H3PO4) pro Liter senken die Gesamthärte um etwa 1°d, die Leitfähigkeit erhöht sich dabei aber um 300µS/cm. Zudem wird auch die Phosphatkonzentration im Wasser angehoben, was intensives Algenwachstum nach sich ziehen kann. Für die aquaristische Praxis ist dieses Verfahren also ungeeignet.

organische Säuren

Einfache organische Säuren wie Essigsäure oder Zitronensäure, sind zum Entcarbonisieren ungeeignet. Sie sind immer noch recht energiereiche Verbindungen, welche von Bakterien leicht verstoffwechselt und somit abgebaut werden. Es kann daher zur Bakterien/Infusorienblüte im Aquarium kommen, welche sich durch eine milchig-weiße Trübung des Wassers bemerkbar macht. Damit geht zudem oft Sauerstoffmangel und eventuelle Störungen der Stickstoff-Oxidation (Ammoniak zu Nitrit, Nitrit zu Nitrat) und dadurch bedingter Anstieg der Ammoniak und/oder Nitritkonzentration im Aquarium.

Eichenlaub, Erlenzapfen und Co.

Makromolekulare organische Säuren wie Fulvosäuren, sind zwar einerseits schwer abbaubar, andererseits nur gerade stark genug, um die Kohlensäure aus ihren Salzen zu verdrängen. Für die praktisch sinnvolle Anwendung ist die Differenz (Fulvosäuren pks 4-5, Kohlensäure pks 6,4) daher zu gering. Huminstoffe wie Huminsäuren, Fulvosäuren oder aber Tannine (Gerbsäuren) enhaltende Pflanzenteile (Erlenzapfen, Rinde und Trockenlaub von Buchengewächsen, besonders Eichen) oder Lösungen aus diesen (Erlenzapfenextrakt, Eichenrindenextrakt) können aber zum Ansäuern schwach karbonatgepufferter Wässer (Wässer mit niedriger Karbonathärte) genutzt werden.

Belegstellen, weiterführende Literatur und externe Links

Messverfahren für den pH-Wert im Süßwasseraquarium

Zur Bestimmung des pH-Wertes bieten sich für den Aquarianer grundsätzlich drei Verfahrensweisen: Tauchtests (Teststreifen), Indikatorflüssigkeiten (Tropfentests) oder aber die Benutzung eines pH-Meters. Alle diese Methoden haben individuelle Vorteile, aber auch Nachteile.

Teststreifen

Noch eine Bemerkung vorab: Mit dem Begriff Karbonathärte ist in der Aquaristik gemeinhin die Säurekapazität oder das Säurebindevermögen bis pH 4,3 (SBV) gemeint.
Dies ist in der Praxis quasi-identisch mit der Konzentration von Carbonat-Ionen (HCO32-) und Hydrogencarbonat-Ionen (HCO3). Ich werde hier ebenso verfahren, um der in der Aquaristik gebräuchlichen Terminologie Tribut zu zollen und Verwirrungen beim Leser zu vermeiden. Der Begriff Karbonathärte (in Anführungszeichen) oder dessen Abkürzung KH ist in diesem Text gleichbedeutend mit Säurebindevermögen zu verstehen.
Aquaristische pH-Teststreifen, insbesondere Multisticks (Mehrfachtest-Streifen), sind im Vergleich zu anderen Nachweisverfahren, recht ungenau. Bei pH-Teststreifen fär den Laboreinsatz, beispielsweise von Merck oder Macherey-Nagel, sieht das anders aus. Qualitativ hochwertige pH-Teststreifen kosten allerdings auch um einiges mehr als vergleichsweise einfache Modelle. Aber auch unter den pH-Teststreifen aquaristischer Anbieter gibt es einige erfreuliche Ausreißer, die vergleichsweise gute Ergebnisse liefern.
Der pH Streifentest pH 5-10 Tauchtest von Dennerle ist beispielsweise nach meinem Dafürhalten eine Private Label Variante der pH-Indikatorstäbchen pH 5,0 – 10,0 von Merck. Generell zeigen pH-Teststreifen in gut gepuffertem Wasser mit hoher Karbonathärte genauer an als in nur schwach gepuffertem (niedrige KH, ≤ 5°d) weicherem Wasser. Um auch nach länger Zeit verlässliche Ergebnisse zu erzielen, ist die korrekte Lagerung der Testsreifen besondes wichtig. Kühl und trocken sollte es sein. Der Unterschrank des Aquariums ist nicht der Aufbewahrungsort erster Wahl.

Tropfentests

Am weitesten verbreitet sind Tropftests zur pH-Wert Bestimmung, die auf Indikatorlösungen basieren.
Säure-Base-Indikatoren, von lateinisch indicare = anzeigen, sind Farbstoffe, die abhängig vom pH-Wert ihre Farbe ändern. Ursächlich hierfür ist, dass sie selbst schwache Säuren oder Basen sind und damit Protonen oder Hydroxid-Ionen aufnehmen und abgeben können. Sie können somit jeweils in einer geladenen als auch ungeladen Form vorliegen. Diese Zustandsänderung gibt der Indikator optisch durch eine Farbänderung preis. Als Indikatoren werden beispielsweise Bromthymolblau, Methylrot und Methylorange verwandt. Es gibt aber auch vorkommende Indikatoren. So enthält der Saft des Rotkohls oder Blaukrauts den Farbstoff Cyanidin. Aus dieser Eigenschaft erklärt sich auch, warum das Gemüse regional unterschiedlich entweder Rotkohl oder Blaukraut genannt wird. Je nach Art der Zubereitung, beispielweise sauer mit Äpfeln, oder alkalisch mit Speisenatron, färbt sich der Kohl rötlich oder bläulich.
Als Indikatorlösung wird bei handeslüblichen Testreagenzien in der Regel ein Mischindikator aus verschiedenen Einzelindikatoren verwendet, um eine gute Farbabstufung über den gesamten Meßbereich zu gewährleisten. Nachdem entsprechend der Anleitung die benötigte Probenmenge in den beiligenden Messbehälter (Küvette) gegeben wurde, werden nach Anleitung einige Tropfen der Indikatorflüssigkeit dazu gegeben und durch leichtes Schwenken in der gesamten Wasserprobe gleichmäßig verteilt. Den entstehenden Farbton vergleicht man nun mit den einzelnen Werten auf der beiliegenden Farbkarte. Schwächen zeigen flüssige pH-Indikatoren bei sehr weichen und ungepuffertem Wasser (destilliertes / vollentsalztes / RO-Permeat / Regenwasser), da sie hier oft deutlich saurere Werte anzeigen als tatsächlich gegeben sind. Hervozuheben sind hier besonders die Testssets von JBL, welches durch einen Komparatorblock auch eine mögliche Eigenfärbung des Aquarienwassers berücksichtigen. Je nach Auflösung des Tests fällt die Messgenauigkeit zwischen 0,3 bis 1 pH-Stufen. Dies ist bei den abgelesenen Werten zu berücksichtigen. In der Regel sind Angaben in 0,5er Schritten die sinnvollste Angabe. Zwischenwerte lassen sich abschätzen.
Eine weitere Möglichkeit bietet die Bestimmung des Ergebnisses mit Hilfe eines Photometers.
Hier wird die Funktion des menschlichen Auges durch eine Photozelle übernommen. Die mit Indikator versehene Probe wird dabei inm Gerät mit Licht (entsprechend einer bekannten Energiemenge) durchleuchtet. Eine Photozelle wandelt das Licht, welches die Probe Passiert hat, in elektrischen Strom um. So kann die Energiemenge dargestellt werden, welche bei der Photozelle angekommen ist. Da jeder chromatische (farbige) Stoff bestimmte Teile des Lichtes zurückwirft (reflektiert) und andere absorbiert oder bei Flüssigkeiten auch durchlässt (transmittiert), kann man ihn anhand seines spezifischen Adsorptions- (ausgefiltertes Licht) und Transmissions- (durchgelassenes Licht) Spektrums sowohl identifizieren als auch seine Konzentration bestimmen. Anhand der Differenz von eingesandter Energie durch die Lichtquelle (insgesamt oder auf eine bestimmte Wellenlänge bezogen) und der Energiemenge, welche an der Photozelle angekommen ist, kann man die Energiemenge erkennen, die in der Probe absorbiert wurde. Die absorbierte Energie in einem bestimmten Wellenlängenbereich, die Extinktion bei x nm (Nanometer), ist äquivalent zur Konzentration des Indikator-Farbstoffs in der Probe. Da pH-Indikatoren abhägig vom pH-Wert unterschiedlich gefärbt sind, kann aus der Extinktion bei einer besstimmten Wellenlänge der pH-Wert in der Probe mit entsprechenden Vergleichsmustern bekanntem pH-Wertes (Pufferlösungen) bestimmt werden.

elektronische pH-Meter

Da der pH-Wert sich bereits durch die Probennahme verändert und so neben anderen Anwendungsfehlern verfälschte Ergebnisse produziert werden, ist die genaueste Methode die pH-Wert Messung direkt im Aquarium mit einem elektronischen pH-Meter. Zu bevorzugen sind solche Geräte, bei denen man die die Elektrode austauschen kann. Ich persönlich benutze das GPH014 der Firma Greisinger. Das Gerät ist relativ erschwinglich, leicht zu bedienen und für die aquaristische Praxis hinreichend genau.
Zu beachten ist bei Verwendung von pH-Metern die korrekte Behandlung und Lagerung der Elektrode sowie regelmäßiges Kalibrieren (Eichen) der Messkette. Außerdem ist auch die Haltbarkeitsdauer und korrekte Lagerung der Kalibierlösungen (Pufferlösungen) der Elektrode zu beachten.

Belegstellen, weiterführende Literatur und externe Links

  1. Sigg, L. & Stumm, W. (1995): Aquatische Chemie: eine Einführung in die Chemie wässriger Lösungen und in die Chemie natürlicher Gewässer. 3. Auflage, B.G. Teubner GmbH, Leipzig. ISBN 978-3519136514

Säuresturz im Süßwasseraquarium: Schreckgespenst oder reale Gefahr?

Unter dem Begriff Säuresturz versteht man in der Süßwasseraquaristik das Absinken des pH-Wertes in unphysiologische Bereiche deutlich unter pH 5 innerhalb eines (nicht näher definierten) kurzen Zeitraums. Aus dem Begriff „Säuresturz“ geht bereits hervor, dass es sich um eine plötzliche Absenkung des pH-Wertes in größerem Maßstab handelt. Doch ab welcher Größenordnung spricht man von einem Säuresturz und wie kommt es dazu?

Was passiert beim Säuresturz?

Bei der Nitrifikation, dem oxidativen Abbau von Ammoniak/Ammonium über Nitrit zu Nitrat durch Bakterien, entsteht salpetrige Säure (HNO2, in dissoziierter Form als H+ und NO2).
Die Säure reagiert mit Carbonat- und Hydrogencarbonat-Ionen („Karbonathärte“, KH) zu Wasser (H2O) und Kohlenstoffdioxid (CO2). Durch diesen Zwischenschritt der Nitrifikation wird die „KH“ im Wasser allmählich aufgebraucht, sofern sie nicht, beispielsweise durch Lösung aus Kalkstein, wieder aufgefrischt wird.

    2 NH3 + 3 O2 —Ammonia oxidierende Bakterien→ 2 NO2 + 2 H+ + 2 H2O
    2 H+ + 2 HCO3 → 2 H2O + 2 CO2

Entstehen durch die Nitrifikation ≈ 23 mg/l Nitrat (NO3) im Aquarium, wird die KH um etwa 1° KH reduziert. 1° KH entspricht 0,38 mmol HCO3/l , 0,38 mmol NO3 entsprechen 22,68 mg. Pro Mol Nitrat wird ein Mol Protonen (H+) frei. Gleichzeitig werden ≈ 17 mg CO2 gebildet.
Wird der verbrauchte Carbonat-Puffer nicht beispielsweise durch Frischwasser beim Teilwasserwechsel wieder aufgefüllt, so sinkt die „KH“ allmählich ab. Der pH-Wert sinkt durch die Pufferwirkung der „KH“ nur gering und allmählich ab. Ist der Carbonat-Hydrogencarbonat-Puffer verbraucht, treten, sofern vorhanden, andere Puffersysteme an seine Stelle und der pH-Wert bleibt weiter stabil, wenn auch auf niedrigerem (sprich saurerem) Niveau. Alternative Puffersysteme im Aquarium sind beispielsweise der Phosphat-Puffer, Fulvosäure-Fulvat-Puffer oder der Huminsäure-Humat-Puffer.

Die KH wird nur durch Nitrat verbraucht, welches im Aquarium selbst (autochthon) durch biologische Prozesse entsteht. Nitrat, das bereits im Ausgangswasser (meist örtliches Trinkwasser) vorhanden ist, hat keine vermindernde Wirkung auf die KH.
Erst wenn das Wasser vollkommen ungepuffert ist, sinkt der pH-Wert plötzlich und schnell in den (im aquaristischen Sinn) stark sauren Bereich unter pH 5 ab.
Bei länger laufenden Aquarien, in denen sich bereits einiges an Sediment, Mulm und Schlamm gebildet haben, die zusätzliche Pufferkapizität bereitstellen, ist die Gefahr zusätzlich verringert.
Der Säuresturz im eigentlichen Sinn hat damit im Grunde zwei Ursachen: hohe Besatzdichte und damit einhergehend auch intensive Fütterung sowie mangelnde Wasserpflege, sprich Teilwasserwechsel.

Säuresturz und niedrige Karbonathärte

Besonders bei niedriger KH wird der Säuresturz im Aquarium als drohende Gefahr betrachtet. Ein Indiz dafür sind beispielsweise diverse Empfehlungen zu Mindesthöhe der KH im Aquarium, wie man sie beispielsweise bei KH-Tests oder in der Literatur findet.
Eine Grenze, ab welcher die KH als zu niedrig betrachtet wird und somit die Gefahr des Säuresturzes drohen soll, ist nicht allgemeingültig festgelegt. Zusammengfasst lässt sich somit etwa 5°d KH als im Aquarium kritisch betrachtete Untergrenze der KH definieren. Einen unmittelbaren Zusammenhang, einen Automatismus, der durch niedrige KH zum Säuresturz führt, gibt es aber nicht. Bei regelmäßiger Wasserpflege, sprich ausreichend häufigem und umfangreichen Teilwasserwechsel, wird die Pufferkapazität im Aquarium auch bei nicht mehr nachweisbarer KH immer wieder aufgefrischt.
Hinzu kommen noch verschiedene im Aquarium stattfindende biologische Prozesse, bei denen der Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Carbonat-Puffer wieder aufgefüllt wird.
Auch das am anderen Ende der Skala liegende Extrem eines starken Anstiegs des pH-Wertes durch eine niedrige KH ist eine zwar mögliche, aber eher unwahrscheinliche Folge. Ein realistisches Szenario, bei dem ein starker Anstieg des pH-Wertes in Fogle einer neidrigen KH auftreten kann, ist der starke Verbrauch von CO2 durch die Aquarienpflanzen bei entsprechend starker Beleuchtung. Beispielsweise, wenn das Aquarium direkte Sonneneinstrahlung erhält.

Säuresturz durch CO2-Düngung

Mitunter werden Warnhinweise geäußert, wonach es durch Zugabe von CO2 zum Säuresturz kommen könne. Dabei wird davor gewarnt, dass die beim Lösen von CO2 in Wasser entstehende Kohlensäure die KH zerstöre.
Das ist jedoch grundsätzlich unmöglich, da sich eine Säure nicht selbst aus ihren eigenen Salzen verdrängen, sprich diese „zerstören“ kann. Da Carbonate und Hydrogencarbonate Salze der Kohlensäure sind, kann Kohlensäure keine Carbonate und Hydrogencarbonte, welche die KH ausmachen, zerstören. Es findet gemäß den Regeln des Massenwirkungsgesetzes lediglich eine Verschiebung der Gleichgewichtslage statt, was sich in der Verschiebung des pH-Wertes äußert.
Beim Lösen von CO2 in Wasser reagiert zwar ein kleiner Teil davon zu Kohlensäure H2CO3.
Diese dissoziiert zum Großteil zu einem Proton H+ und einem Hydrogencarbonat-Anion HCO3.

    H2O + CO2 ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3

Kohlensäure selbst ist aber eine sehr schwache Säure, welche gar nicht stark genug dissoziieren und damit Protonen abgeben kann, um einen so niedrigen pH-Wert zu erzielen, dass man von einem Säuresturz sprechen könnte.
In einem vollkommen ungepufferten Wasser (vollentsalzes Wasser) ist durch Kohlensäure prinzipiell ein pH-Wert von etwa 3,9 zu erreichen, wenn sich eine reine Kohlenstoffdioxid Athmosphäre darüber befindet.
Im Aquarienwasser und den im Aquarium herrschenden Rahmenbedingungen muss dehalb ein Säuresturz durch CO2-Düngung zumindest als äußerst unwahrscheinlich bis praktisch unmöglich angesehen werden.

Säuresturz durch unsachgemäße Zugabe von Mineralsäuren

Einen Säuresturz kann der Auqarianer auch selbst durch unsachgemäße Anwendung von Mineralsäuren zur Entcarbonisierung und pH-Wert-Senkung herbeiführen. Wie bei der durch die Nitrifikation entstehende salpetrige Säure zerstören auch andere Mineralsäuren (wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Salpetersäure) den Carbonat-Hydrocencarbonat-Puffer.

Säuresturz und biogene Entkalkung

Ein verbreiteter Irrglaube ist, dass es durch niedrige KH als Folge der biogenen Entkalkung zum Säuresturz kommen könne. Zwar sinkt durch die biogene Entkalkung die KH im Wasser, weil die Pflanzen Hydrogencarbonat als Kohlenstoffquelle nutzen, dabei in Carbonate umwandeln und diese als schwerlöslicher Calcit („Kalkstein“) ausfallen.

    H2O + CO2 ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3 ⇔ 2 H+ + CO32- ⇔ M2+CO32-

In Folge der biogenen Entkalkung der dadurch verursachte niedrigen Pufferkapazität steigt der pH-Wert sogar stark, (bis um pH 10) an. Um jetzt einen Säuresturz auszulösen, muss das chemische Gleichgewicht also von ganz rechts wieder nach ganz links verschoben werden. Dabei erfolgt durch die Säure aber erst eine Rücklösung der ausgefällten Carbonate. Hier fungieren daher die ausgefällten Carbonate als Puffer.
Eine Säuresturz in Folge der biogenen Entkalkung ist daher ebenfalls ein Szenario, das in der aquaristischen Praxis nahezu ausgeschlossen werden kann.

Wiederauffrischung des Hydrogancarbonat-Puffers durch biologische Prozesse

Aquarienpflanzen nehmen unter anderem Nitrat als Stickstoffquelle auf.
Im Gegenzug geben sie wieder gleichermaßen Hydrogencarbonat-Ionen an das Wasser auf. Für 22,7 mg (= 0,36 mmol) aufgenommenes Nitrat wird somit wieder 1°dKH abgegeben. 1°dKH entspricht ja 0,36 mmol Hydrogencarbonat-Ionen. Auf diesem Weg wird die Pufferkapazität wieder aufgefrischt.
Auch bei der DeNitrifikation oder dissimilatorischen Nitratatmung durch Mikroorganismen, wie verschiedenen heteroroganotrophen Bakterien (z. B. Pseudomonas spp. oder Bacillus spp.), geben diese im Gegenzug zum aufgenommenen Nitrat wieder Hydrogencarbonat an das Wasser ab.
Neben der Pufferkapzität von Mulm, Schlamm und Sediment spielen diese Prozesse gerade in Altwasseraquarien eine wichtige Rolle.

Fazit und Folgerungen für die aquaristische Praxis

Der Säuresturz existiert zwar grundsätzlich als reales Problem, tritt jedoch nur unter bestimmten Voraussetzungen ein. Zusammengefasst lässt sich der Säuresturz im Süßwasserquarium als Resultat grober Pflegefehler wie

  • viel Fisch
  • viel Futter
  • zu wenig / zu selten Teilwasserwechsel

subsummieren. Die beste Gegenmaßnahme ist damit der für die Besatzdichte und Futtermenge zugeschnittene, regelmäßige und ausreichend bemessene Teilwasserwechsel. Selbst in Aquarien, welche mit reinem oder nur geringfügig verschnittenem Umkehrosmosepermeat („Osmosewasser“) befüllt werden, tritt der Säuresturz dann praktisch nicht auf.
Die verbreitete Befürchtung, eine niedrige KH im Aquarienwasser führe zum Säuresturz, ist somit in dieser Pauschalität unbegründet.

Belegstellen, weiterführende Literatur und externe Links

weiterführende Literatur:

  • Geisler, R.: Wasserkunde für die aquaristische Praxis. Alfred Kernen Verlag, Stuttgart.
  • Gonella, H. & Hieronimus, H. (2003). Perfektes Aquarienwasser. bede-Verlag, Ruhmannsfelden. ISBN: 3-89860-044-0
  • Hohl, D. (1994). Aquarienchemie. Urania Verlag, Leipzig. ISBN 3-332-00471-9
  • Hückstedt, G.: Aquarienchemie. Frank’sche Verlagshandlung, Stuttgart.
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. III. Die Karbonathärte des Aquariumwassers. Aquarium Heute (AH) IV. (3). 33-35
  • Horst, K. & Kipper, H. (1981): Das perfekte Aquarium. 4. Auflage, Tetra Verlag, Melle. ISBN 978-3-88244-177-2
  • Wachtel, H. (1963). Aquarienhygiene. Frank’sche Verlagshandlung, Stuttgart.
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. I. Die Härte des Aquarienwassers. Aquarium Heute IV. (1): 36-38
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. II. Der pH-Wert des Aquarienwassers. Aquarium Heute IV. (2): 36-39
  • Kassebeer, G. (1986): Ein Analytikkurs für Aquarianer von Dr. Gerd Kassebeer. III. Die KH des Aquariumwassers. Aquarium Heute (AH) IV. (3): 33-35

externe Verweise auf Diskussionsfäden in Foren und Newsgroups: