pH-Wert

Der pH-Wert gilt in der Aquaristik als der wichtigste "Wasserwert", der sich aus der Karbonathärte und dem Säuregehalt von Wasser ableitet. 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 üblicherweise zwischen 0 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 gar von fünf enthält bereits 100 mal mehr Säuren als solches mit einem Wert von 7. In der aquaristischen Terminologie wird Wasser mit einem Wert unter sieben als "sauer" bezeichnet. 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 in der Aquaristik als "alkalisch" bezeichnet wird, fühlen sich vor allem ostafrikanische Barsche wohl.

Karbonat- und Gesamthärte

Die Karbonathärte (KH) bezeichnet die Menge an Calcium- und Magnesiumionen, die an Hydrogencarbonat-Anionen (HCO₃) gebunden sind. Wasser mit einem niedrigen KH-Wert hat im allgemeinen einen niedrigen pH-Wert, während Wasser mit einem hohen KH-Wert normalerweise alkalisch ist. Die Karbonathärte stellt im Wasser einen Säurepuffer dar, der eine starke und schnelle Veränderung des pH-Wertes verhindert. Dies kann bei KH-Werten unter 2 eintreten. Eine Zugabe von Kohlensäure führt zu einer Erhöhung des KH-Wertes.

Die Gesamthärte wird als dGH bezeichnet und misst die Summe aller im Wasser gelösten Ionen der Erdalkalimetalle. Zu diesen zählen neben Magnesium und Calcium unter anderem Strontium und Barium. In der Aquaristik spielt die Gesamthärte eine geringere Rolle als die Karbonathärte, da 80% der im Wasser gelösten Ionen aus Calcium und Magnesium bestehen. Generell ist die Karbonathärte geringer als die Gesamthärte.

Leitwert

Mit dem Leitwert wird die Summe aller gelösten Salze im Wasser bezeichnet. Je mehr Salze im Wasser gelöst sind, desto besser ist die Leitfähigkeit. Vollentsalztes Wasser leitet dagegen keinen Strom mehr.

Der Leitwert spielt insbesondere dann eine Rolle, wenn Weichwasserfische gezüchtet werden sollen.

Salzgehalt und Redoxpotential

Eine Bestimmung des Salzgehaltes und des Redoxpotentials wird nur für Brackwasser- und Meereswasseraquarien benötigt. Die Dichte des Salzgehaltes wird mit einem Aräometer gemessen. Süßwasser hat bei einer Temperatur von 4 Grad Celsius ein spezifisches Gewicht von 1,0. Tropisches Meereswasser, also das Meereswasser, das normalerweise in einem Meereswasseraquarium nachgebildet wird, hat dagegen bei dieser Temperatur wegen der gelösten Salze und Spurenelemente ein spezifisches Gewicht zwischen 1,020 und 1,027. Brackwasser liegt zwischen diesen beiden Werten. Die in der Aquaristik verwendeten Aräometer sind auf 24 Grad Celsius geeicht.

Das Redoxpotential (rH-Wert) sagt aus, wie hoch das Wasser mit organischen Substanzen belastet ist und welchen Gehalt an Sauerstoff es aufweist. Hohe Werte deuten auf einen hohen Sauerstoffgehalt und einen geringen Gehalt an organischen Stoffen hin. Gemessen wird der rH-Wert mit elektronischen Messgeräten. Bei der Ermittlung der Werte muss auch der pH-Wert sowie die Wassertemperatur berücksichtigt werden.

Stickstoffumwandlung im Aquarium

Die Stickstoffumwandlung, die durch Pflanzen, Filter und Mikroorganismen 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.

Aus den Exkrementen der im Aquarium gepflegten Lebewesen sowie dem unverbrauchtem Futter wird zunächst das giftige Ammoniak freigesetzt. Durch die Ammonifikation reagiert das Ammoniak im Wasser sofort zu Ammonium. Dieses ist für die Fische und Wirbellosen des Aquariums unschädlich. Für Pflanzen stellt es sogar einen wertvollen Dünger dar. Lediglich bei hohen pH-Werten und Temperaturen läuft die Umwandlung von Ammoniak in Ammonium nicht ab. 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 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 Nitrobakter-Bakterien in der letzten Stufe des aeroben Stickstoffabbaus in Nitrat umgewandelt. Dieser gesamte Prozess, bei dem unter Verbrauch von Sauerstoff Nitrit in Nitrat umgewandelt wird, wird als Nitrifikation bezeichnet. Nitrat ist für Fische nicht giftig. Er sollte allerdings einen Wert von 50 Milligramm pro Liter nicht übersteigen. Nitrat wird durch den regelmäßigen Teilwasserwechsel aus dem Aquarienwasser entfernt. Daneben findet jedoch ein weiter Prozess statt, bei dem von Mikroorganismen Nitrat als Ersatz für Sauerstoff veratmet wird. Diesen anaerob ablaufenden Prozess bezeichnet man als Denitrifikation. Er wird im Aquarium durch sehr poröse Filtermaterialien unterstützt, die den Nitrat abbauenden Mikroorganismen Lebensräume bieten.