Wasserparameter
Die Überwachung und Berechnung von Wasserparametern ist essenziell in der Fischhaltung und bei allen Tieren, die Zugang zu Wasserbecken haben. Falsche Wasserwerte können innerhalb weniger Stunden zum Tod der Tiere führen. Tierpfleger müssen die wichtigsten Parameter kennen, messen und bei Abweichungen korrigieren können. Die relevanten Parameter sind pH-Wert, Wasserhärte, Temperatur und die Stickstoffverbindungen im Rahmen des Stickstoffkreislaufs.
pH-Wert
Der pH-Wert gibt die Konzentration der Wasserstoffionen (H+) in einer Lösung an und bestimmt, ob diese sauer, neutral oder basisch (alkalisch) ist. Die Skala reicht von 0 (stark sauer) bis 14 (stark basisch). Der Wert 7,0 ist neutral.
Mathematische Definition: pH = -log10(c(H+))
Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration in mol/l. Das bedeutet:
| pH-Wert | H+-Konzentration (mol/l) | Bezeichnung | Beispiele |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,1 | stark sauer | Magensäure |
| 3 | 0,001 | sauer | Essig, Zitronensaft |
| 5 | 0,00001 | schwach sauer | Schwarzwasser, Regenwasser |
| 7 | 0,0000001 | neutral | Reines Wasser |
| 8 | 0,00000001 | schwach basisch | Meerwasser (pH 8,1 bis 8,3) |
| 10 | 0,0000000001 | basisch | Seifenlösung |
| 14 | 0,00000000000001 | stark basisch | Natronlauge (konzentriert) |
Die logarithmische Skala verstehen
Die pH-Skala ist logarithmisch. Das bedeutet: Ein pH-Unterschied von 1 entspricht einem 10-fachen Unterschied in der Wasserstoffionenkonzentration. Ein pH-Unterschied von 2 entspricht einem 100-fachen Unterschied.
Beispiel: Wasser mit pH 6 hat 10-mal mehr H+-Ionen als Wasser mit pH 7. Wasser mit pH 5 hat 100-mal mehr H+-Ionen als Wasser mit pH 7. Deshalb kann schon eine scheinbar kleine pH-Änderung von 7,0 auf 6,0 für empfindliche Fischarten katastrophal sein.
pH-Wert und Ammoniak-Toxizität
Die Toxizität von Ammoniak hängt stark vom pH-Wert ab. In Wasser liegt Ammoniak in zwei Formen vor: als ungiftiges Ammonium (NH4+) und als giftiges Ammoniak (NH3). Bei niedrigem pH (sauer) überwiegt das ungiftige NH4+. Bei hohem pH (basisch) steigt der Anteil des giftigen NH3 stark an. Bei pH 7 liegen etwa 1% als NH3 vor, bei pH 8 etwa 4%, bei pH 9 bereits 25%. Deshalb ist Ammoniak bei hohem pH-Wert besonders gefährlich.
Wasserhärte
Die Gesamthärte (GH) des Wassers wird in Grad deutscher Härte (°dH) angegeben. Sie wird hauptsächlich durch die gelösten Calcium- und Magnesiumionen bestimmt. Die Karbonathärte (KH) ist ein Teilwert der Gesamthärte und misst die gelösten Karbonate und Hydrogenkarbonate. Die KH ist der wichtigste Puffer im Aquarienwasser und stabilisiert den pH-Wert.
Formel für die Gesamthärte
°dH = (Ca (mg/l) x 1,4 + Mg (mg/l) x 2,307) / 10
Einstufung der Wasserhärte
| °dH | Bezeichnung | Geeignet für |
|---|---|---|
| 0 bis 4 | sehr weich | Diskus, Neons, Schwarzwasserfische |
| 4 bis 7 | weich | Die meisten Salmler, Bärblinge |
| 7 bis 14 | mittelhart | Guppys, Platys, Schwertträger |
| 14 bis 21 | hart | Malawi-Buntbarsche, Tanganjika-Arten |
| über 21 | sehr hart | Einige Schnecken, wenige Fischarten |
Umrechnung Härtegrade
| Von | Nach °dH | Faktor |
|---|---|---|
| °dH (deutsch) | °dH | x 1 |
| °fH (französisch) | °dH | x 0,5604 |
| °eH (englisch) | °dH | x 0,7986 |
| ppm CaCO3 | °dH | x 0,056 |
| mmol/l | °dH | x 5,6 |
Stickstoffkreislauf (Nitrifikation)
Der Stickstoffkreislauf ist das zentrale biologische Prinzip der Wasserfilterung im Aquarium. Er beschreibt den Abbau giftiger Stickstoffverbindungen durch Bakterien:
- Ammoniak/Ammonium (NH3/NH4+): Entsteht aus Fischausscheidungen, Futterresten und abgestorbenen Pflanzenteilen. Ammoniak (NH3) ist für Fische ab 0,02 mg/l giftig. Ammonium (NH4+) ist weniger giftig. Das Verhältnis hängt vom pH-Wert und der Temperatur ab.
- Nitrit (NO2-): Nitrosomonas-Bakterien oxidieren Ammonium zu Nitrit. Nitrit blockiert den Sauerstofftransport im Blut der Fische (Methämoglobinbildung). Bereits ab 0,5 mg/l ist Nitrit für die meisten Fischarten kritisch. Ab 1,0 mg/l können Fische sterben.
- Nitrat (NO3-): Nitrobacter-Bakterien oxidieren Nitrit zu Nitrat. Nitrat ist deutlich weniger giftig und sollte im Süßwasser unter 50 mg/l bleiben (im Meerwasser unter 20 mg/l). Nitrat wird durch Wasserwechsel oder denitrifizierende Bakterien (in sauerstoffarmen Zonen) abgebaut.
Grenzwerte Stickstoffverbindungen
| Parameter | Idealwert | Kritisch | Tödlich |
|---|---|---|---|
| Ammoniak (NH3) | 0 mg/l | ab 0,02 mg/l | ab 0,2 mg/l |
| Ammonium (NH4+) | unter 0,5 mg/l | ab 1,0 mg/l | artabhängig |
| Nitrit (NO2-) | 0 mg/l | ab 0,5 mg/l | ab 1,0 mg/l |
| Nitrat (NO3-) | unter 25 mg/l | ab 50 mg/l | ab 200 mg/l (Langzeitwirkung) |
Regelmäßige Wasserwechsel (wöchentlich 20 bis 30% des Beckenvolumens) sind die wichtigste Maßnahme zur Senkung des Nitratgehalts und zur Stabilisierung aller Wasserparameter.
Temperaturumrechnung
In der Aquaristik und bei der Pflege wechselwarmer Tiere (Reptilien, Amphibien, Fische) ist die Temperatur ein kritischer Parameter, der den Stoffwechsel, das Immunsystem und das Verhalten direkt beeinflusst.
| Umrechnung | Formel |
|---|---|
| °C nach °F | °F = °C x 1,8 + 32 |
| °F nach °C | °C = (°F - 32) / 1,8 |
| °C nach K | K = °C + 273,15 |
| K nach °C | °C = K - 273,15 |
Rechner 1: Wasserhärte
Rechner 2: Temperaturumrechner
Optimale Wasserparameter nach Biotop
Süßwasser-Tropenaquarium
| Fischart / Biotop | Temperatur (°C) | pH-Wert | GH (°dH) | KH (°dH) |
|---|---|---|---|---|
| Diskus (Amazonas) | 26 bis 30 | 5,5 bis 7,0 | 2 bis 8 | 1 bis 4 |
| Neonfisch (Amazonas) | 22 bis 26 | 5,0 bis 7,0 | 2 bis 10 | 1 bis 6 |
| Skalar (Südamerika) | 24 bis 28 | 6,0 bis 7,5 | 5 bis 15 | 3 bis 8 |
| Guppy (Mittelamerika) | 22 bis 28 | 6,5 bis 8,0 | 10 bis 25 | 5 bis 15 |
| Betta splendens (Südostasien) | 24 bis 28 | 6,0 bis 7,5 | 5 bis 15 | 3 bis 8 |
Ostafrikanische Seen
| Biotop | Temperatur (°C) | pH-Wert | GH (°dH) | KH (°dH) |
|---|---|---|---|---|
| Malawisee-Buntbarsche | 24 bis 28 | 7,5 bis 8,5 | 10 bis 20 | 8 bis 15 |
| Tanganjikasee-Buntbarsche | 24 bis 27 | 7,8 bis 9,0 | 12 bis 20 | 10 bis 18 |
Kaltwasser und Teich
| Art | Temperatur (°C) | pH-Wert | GH (°dH) |
|---|---|---|---|
| Goldfisch | 10 bis 22 | 6,5 bis 8,0 | 8 bis 20 |
| Koi | 4 bis 26 | 7,0 bis 8,5 | 8 bis 18 |
| Axolotl | 14 bis 20 | 6,5 bis 8,0 | 8 bis 18 |
| Europäische Sumpfschildkröte | 20 bis 28 (Sommer) | 6,5 bis 8,0 | 8 bis 15 |
Meerwasser
| Parameter | Optimaler Bereich |
|---|---|
| Temperatur | 24 bis 27°C (tropisch) |
| pH-Wert | 8,0 bis 8,4 |
| Salinität | 34 bis 36 Promille (1.023 bis 1.025 Dichte) |
| KH | 7 bis 10 °dH |
| Calcium | 400 bis 450 mg/l |
| Magnesium | 1.250 bis 1.400 mg/l |
| Nitrat | unter 20 mg/l (besser unter 5 mg/l) |
Beispielaufgaben
Aufgabe 1: Wasserhärte berechnen
Eine Wasserprobe enthält 60 mg/l Calcium und 12 mg/l Magnesium. Berechne die Gesamthärte und beurteile, ob das Wasser für Diskusfische geeignet ist.
Lösung: °dH = (60 x 1,4 + 12 x 2,307) / 10 = (84 + 27,68) / 10 = 11,17 °dH (mittelhart).
Diskusfische benötigen 2 bis 8 °dH. Das Wasser ist mit 11,2 °dH zu hart. Es muss mit Osmosewasser verschnitten werden.
Aufgabe 2: pH-Unterschied verstehen
Das Wasser in einem Becken hat pH 7,5. Nach einem Wasserwechsel sinkt der pH auf 6,5. Um welchen Faktor hat sich die H+-Konzentration geändert?
Lösung: pH-Differenz = 7,5 - 6,5 = 1,0. Da die Skala logarithmisch ist: Faktor = 101 = 10. Die H+-Konzentration ist 10-fach gestiegen.
Aufgabe 3: Temperaturumrechnung
Ein amerikanisches Fachbuch empfiehlt für eine Fischgattung eine Temperatur von 77°F. Rechne in °C um.
Lösung: °C = (77 - 32) / 1,8 = 45 / 1,8 = 25,0°C.
Aufgabe 4: Wasserwechsel zur Nitratreduktion
Ein Aquarium mit 200 Liter Wasser hat einen Nitratgehalt von 80 mg/l. Frisches Leitungswasser enthält 10 mg/l Nitrat. Wie hoch ist der Nitratgehalt nach einem 30%igen Wasserwechsel?
Lösung:
Altes Wasser: 200 x 0,70 = 140 Liter mit 80 mg/l = 11.200 mg Nitrat
Frisches Wasser: 200 x 0,30 = 60 Liter mit 10 mg/l = 600 mg Nitrat
Gesamt: 11.200 + 600 = 11.800 mg in 200 Litern
Neuer Nitratgehalt: 11.800 / 200 = 59 mg/l
Der Nitratgehalt sinkt von 80 auf 59 mg/l. Weitere Wasserwechsel sind nötig, um unter 50 mg/l zu kommen.
Aufgabe 5: Härte umrechnen (°fH in °dH)
Ein französisches Testkit zeigt eine Härte von 18 °fH an. Rechne in °dH um.
Lösung: °dH = 18 x 0,5604 = 10,09 °dH (mittelhart).
Sofortmaßnahmen bei kritischen Wasserwerten
Nitrit über 0,5 mg/l: Sofortiger Wasserwechsel (50%), Fütterung einstellen, Filter prüfen, Belüftung verstärken.
Ammoniak nachweisbar: Sofortiger großer Wasserwechsel, pH senken (NH3 wird zu NH4+), Ursache finden (totes Tier, Filterausfall).
pH-Sturz (unter 6,0): Vorsichtig mit KH-Puffer (Natriumhydrogencarbonat) anheben. Nie mehr als 0,5 pH-Einheiten pro Tag ändern.
Prüfungshinweis
In der Prüfung werden häufig Fragen zum Stickstoffkreislauf gestellt: Die Reihenfolge NH3/NH4+ zu NO2 zu NO3 und die beteiligten Bakterien müssen bekannt sein. Auch die logarithmische pH-Skala und die Wasserhärteberechnung sind prüfungsrelevant. Die Tabelle der optimalen Wasserwerte für verschiedene Fischarten sollte in Grundzügen bekannt sein.
Quellen: Handbuch Zierfischkrankheiten, Ulmer Verlag; Baensch Aquarienatlas; Gutachten über Mindestanforderungen an die Haltung von Zierfischen (BMEL); EHEIM Wasserchemie-Ratgeber