Chemie im Aquarium [Bearbeiten]pH-Wert [Bearbeiten]
Der pH-Wert gilt in der Aquaristik als wichtiger „Wasserwert“. Er drückt das Verhältnis zwischen sauren und alkalischen Inhaltsstoffen des Wassers aus; genauer gesagt das Verhältnis von Wasserstoffionen und Hydroxidionen. Herrscht eine Überzahl an Wasserstoffionen, so spricht man von einer Säure (sauer, pH-Wert <7), überwiegen die Hydroxidionen, so spricht man von einer Base (alkalisch, pH-Wert >7). Lebewesen haben einen unterschiedlich großen Toleranzbereich für den pH-Wert und können außerhalb von diesem nicht überleben. Die Überprüfung, ob eine Tierart in einem Aquarium geeignete Überlebensbedingungen findet, orientiert sich in aller Regel zuerst am pH-Wert. Der Toleranzbereich von Pflanzen ist meist etwas größer als der von Tieren.
Der pH-Wert wird auf einer logarithmischen Skala mit Werten zwischen 1 und 14 gemessen. Wasserwerte im Aquarium liegen zwischen 4,5 und 9,5, wobei beides Extremwerte darstellen. Ein pH-Wert von sieben gilt als „neutral“, d. h. weder als alkalisch noch als sauer. Logarithmisch bedeutet dabei, dass Wasser mit einem pH-Wert von sechs bereits 10 mal mehr Säuren als solches mit einem pH-Wert von 7 enthält. Wasser mit einem pH-Wert von fünf enthält bereits 100 mal mehr Säuren als solches mit einem Wert von 7. Sogenannte Schwarzwasseraquarien, in denen südamerikanische Fische wie etwa Skalare oder der häufig gehaltene Rote Neon gut gedeihen, haben beispielsweise pH-Werte im Bereich von 5,5 bis 6,5.
Wasserpflanzen gedeihen am besten in Aquarien mit einem pH-Wert unter 7, da bei diesen Werten in aller Regel auch der für das Pflanzenwachstum wichtige Kohlensäurewert höher ist. In Wasser mit einem pH-Wert über 7, das als „alkalisch“ bezeichnet wird, fühlen sich vor allem ostafrikanische Barsche wohl.
Die Carbonathärte (KH) bezeichnet die Menge an Carbonat- und Hydrogencarbonat-Ionen. Damit diese Anionen als Carbonathärtebildner fungieren können, muss eine entsprechende Anzahl von Calcium- und Magnesium-Kationen vorhanden sein. Die Carbonathärte stellt im Wasser einen Säurepuffer dar, der eine starke und schnelle Veränderung des pH-Wertes verhindert. Wasser mit einem niedrigen KH-Wert hat im Allgemeinen einen niedrigen pH-Wert, während Wasser mit einem hohen KH-Wert normalerweise alkalisch ist.
Die Gesamthärte (GH) bezeichnet die Summe aller im Wasser gelösten Ionen der Erdalkalimetalle. Zu diesen zählen neben Magnesium und Calcium (ca. 80 %) unter anderem Strontium und Barium. In der Aquaristik spielt die Gesamthärte meist eine geringere Rolle als die Carbonathärte. Normalerweise ist die Karbonathärte geringer als die Gesamthärte.
Die Stickstoffumwandlung, die durch Pflanzen und Mikroorganismen (einschl. Filter) im Aquarium stattfindet, wird gelegentlich auch als Stickstoffkreislauf bezeichnet. Bei den wenigsten Aquarien liegt jedoch tatsächlich ein Kreislauf vor, bei dem keine Eingriffe mehr notwendig sind. Die Lebewesen im Aquarium sind in der Regel auf Futter angewiesen und zur Nitratreduzierung ist ein regelmäßiger Teilwasserwechsel notwendig.
Stickstoff-Kreislauf. (1) hinzufügung der Nahrung und Nährstoffe, (2) Produktion des Harnstoffs und Ammoniaks durch Fisch, (3) Ammoniak wird durch Nitrosomonas Bakterien zu Nitrit umgesetzt, (4) Nitrit wird durch Nitrobacter-Bakterien zu Nitrat umgesetzt, (5) Verdampfung Evaporation, (6) Licht, (7) Boden, (8) Sauerstoff erzeugt durch Pflanzen, (9) Kohlenstoffdioxid erzeugt durch Fische
Über die Kiemen und aus dem Urin der im Aquarium gepflegten Lebewesen sowie dem unverbrauchtem Futter wird zunächst das giftige Ammoniak freigesetzt. In nicht zu alkalischem Wasser liegt diese Stickstoffverbindung überwiegend als Ammonium vor. Dieses ist für die Fische und Wirbellosen des Aquariums weniger schädlich. Für Pflanzen stellt es sogar einen wertvollen Dünger dar. Lediglich bei hohen pH-Werten und Temperaturen überwiegt Ammoniak. Für Fische stellt Ammoniak ein starkes Gift dar. Ist Ammoniak im Wasser hoch konzentriert, sind diese nicht mehr in der Lage, über die Kiemen Ammoniak abzuatmen. Sie vergiften sich dann letztlich selbst.
Das Ammonium, das von den Pflanzen nicht als Nährstoff verbraucht wird, wird von Mikroorganismen wie z. B. Nitrosomonas-Bakterien, die sowohl im Aquarium als auch im Filter vorhanden sind, in Nitrit abgebaut. Nitrit ist wie Ammoniak für Fische giftig und bereits ab Werten von 1 Milligramm pro Liter tödlich. Ein plötzliches Hin- und Herschießen der Fische im Aquarium, apathisches Verhalten oder hektisches Atmen weisen auf eine mögliche Vergiftung durch Nitrit hin. Nitrit wird allerdings durch z. B. Nitrobacter-Bakterien in der nächsten Stufe zu Nitrat umgewandelt. Dieser Prozess, bei dem unter Verbrauch von Sauerstoff Ammonium zu Nitrit zu Nitrat umgewandelt wird, wird als Nitrifikation bezeichnet. Nitrat ist für Fische nicht giftig. Er sollte jedoch gering gehalten werden, um eine (teilweise) Denitrifikation (s. u.) im Aquarium oder Körper des Fisches zu vermeiden, die letztlich wieder Nitrit freisetzen würde. Nitrat wird daher durch den regelmäßigen Teilwasserwechsel aus dem Aquarienwasser entfernt. Neben der Nitrifikation findet noch ein weiter Prozess statt, bei dem von Mikroorganismen Nitrat als Ersatz für Sauerstoff veratmet wird. Diesen anaerob ablaufenden Prozess bezeichnet man als Denitrifikation. Er findet in den meisten Aquarien kaum statt. Für die Entfernung von Nitrat kann bei Bedarf z. B. ein spezieller Nitratfilter eingesetzt werden.
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27.07.2010 18:36
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