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Zur Hydrologie des Süßwasser-Aquariums |
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Aquaristik:
Die Grundlagen verstehen
3. BIOLOGISCHE ASPEKTE
a. Mikro-Biologie
Mikroben
Desinfektion
Naturalisieren
Mikroben
Bakterien - Viren - Pilze
sowie Algen und Algensporen
Eine
nähere Differenzierung ist hier überhaupt nicht notwendig. Es genügt,
das Mikrobiom, den Lebensraum der Mikroben, in der Gesamtheit zu
betrachten. Die Lebensformen der Mikroben, ihre Stoffwechsel, ihr
Zusammenwirken sind extrem vielfältig,
und ohne sie ist höheres Leben, wie wir es sofort erkennen können, gar
nicht möglich. Ohne Mikroben keine Verdauung, kein natürlicher
Stoffwechsel, keine Immunität gegen Störungen. Manche Mikroben bewirken
Störungen im lebenden Organismus ("Krankheiten"), aber das sind nur
sehr wenige gegenüber der Unzahl, die auf Oberflächen, in Wasser und
Luft, aber auch in und nicht nur auf den Körpern von Pflanzen
und Tieren leben, sich vermehren und das System "Lebewesen"
erhalten. Wegen ihrer Vielfalt, Vielzahl, Kleinheit ist eine
aquaristisch sinnvolle Wasseranalyse ohne Laborgerät nicht möglich.
Wenngleich weniger auf das Wasser bezogen, findet sich hier
eine gut verständliche Einführung in diese Mikrowelt:
Die allermeisten Probleme im Süßwasser-Aquarium,
Krankheiten - Schmarotzer - Algenblüte - Wassertrübung
sind zurückzuführen auf massive
Störungen des
physikalisch-chemisch-biologischen Öko-Systems
und sie verschwinden, wenn das Systemgleichgewicht wiederhergestellt wird.
Den wichtigsten, am wenigsten bekannten, am schwierigsten zu nutzenden Schlüssel bildet das Mikrobiom.
Der Stickstoff-Kreislauf
Ohne diese spezifischen Organismen
in ihrer spezifischen Umgebung
gibt es keine Umwandlungen!
Desinfektion
In der Unzahl der Mikro-Organisman im Wasser befinden sich nur wenige wirklich schädliche, manche aber sind unerwünscht.
In panischer Angst vor Krankheitserregern gerät so mancher in eine Ausrottungsmanie (bei Aquarianern schließt das auch Algen und ihre Sporen ein) und stürzt sich völlig unüberlegt in einen Vernichtungskrieg gegen die mikro-biologische Welt. Aber es ist
ein blind geführter Krieg: Der Feind ist nach Art, Ort und Konzentration
weitestgehend unbestimmt und von den Freunden nicht trennbar. Das Ziel
ist deshalb, alle herumschwirrenden Mikroben zu vernichten -
ausnahmslos. Eine Möglichkeit, die Microben-Konzentration gezielt zu
reduzieren oder gar Mikroben-Gruppen auszunehmen, ist in praxi nämlich nicht
gegeben, zumal die Wirkung mit einfachen Mitteln nicht hinlänglich
messbar ist.
[aus W. Busch "Max und Moritz"]
Bei den nicht-chemischen Verfahren sind die an der Nitrifikation beteiligten Bakterien weniger betroffen, weil sie sich in Masse nicht im freien Wasser aufhalten - leider glauben viele, das genüge. Im Allgemeinen sind Desinfektionen im Süßwasser-Aquarium nicht nur nicht erforderlich, sondern schädlich - zumal bei Dauereinsatz.
[ Prinzip-Skizze ]
Die Wirksamkeit ist abhängig von
--- Das ordnungsgemäß behandelte Wasser ist tot ---
Salicylsäure und Kupfervitriol
Salicylsäure C7H6O3 mit 1,25 [mg/l] Kupfersulfat CuSO4.5 mit 0,252 [mg/l]
Beispiele aus dem Aquaristik-Angebot:
Zwei natürliche Eigenschaften des Wassers können zur Verbesserung des Wassers und auch der Gesundung beitragen:
der Säuregrad pH und das Redox-Vermögen
von "Aktiv-Sauerstoff" H2O2
(= Wasserstoffsuperoxid = Wasserstoffperoxid), der im Wasser dissoziiert zu atomaren Sauerstoff O1
H2O2 = O1 + (OH- + p+)
oder von Ozon O3, das im Wasser dissoziiert ebenfalls auch zu atomaren Sauerstoff O1
O3 = O2 + O1
Im Oxydator wird die nachzufüllende H2O2-Lösung im Wasser dissoziiert, im Ozonisator wird elektrisch O3 erzeugt und zugeführt
Nicht unwichtig: Im Gegensatz zum Oxydator kann der Ozonisator über einen Redox-Controller angesteuert werden!
Bei nicht vollständiger Lösung sieht das in praxi so aus:
4x H2O2 = H2O2 + O2 + O1 + (3x HO- + 3x p+)
bzw
2x O3 + H2O= O3 + O2 + O1 + (OH- + p+)
Elektrolyse des Wassers
H2O = 2xH1 + O1
und
4x H2O = 8x H1 + 4x O1 = 4x H2 + O2 + 2x O1
3. BIOLOGISCHE ASPEKTE
a. Mikro-Biologie
Mikroben
Desinfektion
Naturalisieren
Mikroben
Natürliches
Wasser ist nicht tot,
in jedem Wassertropfen tummeln sich viele höchst
lebendige Mikro-Organismen, "Mikroben", die sich gegenseitig, über die
Artgrenzen hinweg, beeinflussen. Die wichtigsten Gruppen sindBakterien - Viren - Pilze
sowie Algen und Algensporen
eine gut verständliche Einführung in diese Mikrowelt:
Einige wichtige Gemeinsamkeiten:
1. Eine Analyse nach Art und Menge ist schwierig
2. Mikroben bilden artübergreifende Kolonien ("Teppiche")
3. Die Beeinflussung erfolgt ebenfalls über die Arten und Formen hinweg
4. Die Wirkung einer Kolonie hängt ab von Artenstruktur und -priorität
5. Je vielfältiger die Mikrobiome, desto natürlicher der Lebensraum
2. Mikroben bilden artübergreifende Kolonien ("Teppiche")
3. Die Beeinflussung erfolgt ebenfalls über die Arten und Formen hinweg
4. Die Wirkung einer Kolonie hängt ab von Artenstruktur und -priorität
5. Je vielfältiger die Mikrobiome, desto natürlicher der Lebensraum
Die allermeisten Probleme im Süßwasser-Aquarium,
Krankheiten - Schmarotzer - Algenblüte - Wassertrübung
sind zurückzuführen auf massive
Störungen des
physikalisch-chemisch-biologischen Öko-Systems
und sie verschwinden, wenn das Systemgleichgewicht wiederhergestellt wird.
Den wichtigsten, am wenigsten bekannten, am schwierigsten zu nutzenden Schlüssel bildet das Mikrobiom.
Der Stickstoff-Kreislauf
wird zwar als chemischer Vorgang
beschrieben, es handelt sich aber in Wirklichkeit um biologische
Prozesse, bei denen Mikroben in ihrem Stoffwechsel die chemischen
Umsetzungen durchführen.
Ohne diese spezifischen Organismen
in ihrer spezifischen Umgebung
gibt es keine Umwandlungen!
Notwendig beteiligt sind verschiedenartige Mikro-Organismen - und zwar solche, welche leben
im aeroben Umfeld, also im Sauerstoff-Überschuss
im anaeroben Umfeld, also im Sauerstoff-Mangel
im anaeroben Umfeld, also im Sauerstoff-Mangel
Aerobe Bakterien
oxidieren Ammonium/Ammoniak zu Nitrit
(NH4+) + 5*O2 + 2*e- = NO2- + H2O
NH3 + 4*O2 = NO2- + 3*H2O
NH3 + 4*O2 = NO2- + 3*H2O
oxidieren Nitrit NO2- zu Nitrat NO3-
2*NO2- + O2 = 2*NO3-
Anaerobe Bakterien
zersetzen Urea N2H4CO zu Ammonium und Ammoniak
N2H4CO + H2O = NH4+ + NH3 + HCO3
N2H4CO + H2O + p+ = 2*NH4+ + HCO3-
N2H4CO + H2O + p+ = 2*NH4+ + HCO3-
verarbeiten Nitrat NO3- und Nitrit NO2- den molekularen Gasen Stick- und Sauerstoff
2*NO3- = N2 + 3*O2
2*NO2- = N2 + 2*O2
2*NO2- = N2 + 2*O2
Desinfektion
In der Unzahl der Mikro-Organisman im Wasser befinden sich nur wenige wirklich schädliche, manche aber sind unerwünscht.
[aus W. Busch "Max und Moritz"]
Bei den nicht-chemischen Verfahren sind die an der Nitrifikation beteiligten Bakterien weniger betroffen, weil sie sich in Masse nicht im freien Wasser aufhalten - leider glauben viele, das genüge. Im Allgemeinen sind Desinfektionen im Süßwasser-Aquarium nicht nur nicht erforderlich, sondern schädlich - zumal bei Dauereinsatz.
Die
wirkungsvollste Waffe ist
die tödliche Bestrahlung durch
energiereiches UV-C-Licht
Das zu behandelnde Wasser wird an einer Strahlenquelle vorbeigeströmt:[ Prinzip-Skizze ]
Die Wirksamkeit ist abhängig von
- der Strahlungsleistung [W],
- dem Abstand von der Strahlungsquelle [m],
- der Einwirkdauer [s], i.e.
- dem Abstand von der Strahlungsquelle [m],
- der Einwirkdauer [s], i.e.
= dem Strömungsweg [m]
= der Strömungsgeschwindigkeit [m/s]
--- Das ordnungsgemäß behandelte Wasser ist tot ---
Zudem ist zu beachten:
Starke UV-Strahlung
spaltet Chlor und seine
Verbindungen auf, wobei sich Chlorid-Ionen bilden
Cl2 = 2*Cl- + 2*p+
spaltet Nitrat auf zu Nitrit plus Sauerstoff
2*NO3 = 2*NO2 + O2
In
dem ungezielten Vernichtungskrieg gegen Mikroben werden zumeist
eingesetzt, auch Antibiotika, wobei nicht einmal die Wirkstoffe, geschweige denn weitere Inhaltsstoffe bekanntgegeben werden - das betrifft ganz besonders Antialgen-Mittel. Man kann gar nicht sicher wissen, wogegen und wie vorgegangen werden soll - gezielt ist das nicht möglich, die "Kollateralschäden" sind enorm. Vorsicht!
Dass echte Desinfektionsmittel wie Chlor und seine Verbindungen im Aquarium keinesfalls in Frage kommen, muss nicht betont werden. In der Wasserwirtschaft werden vorwiegend eingesetzt:
chemische Mittel
eingesetzt, auch Antibiotika, wobei nicht einmal die Wirkstoffe, geschweige denn weitere Inhaltsstoffe bekanntgegeben werden - das betrifft ganz besonders Antialgen-Mittel. Man kann gar nicht sicher wissen, wogegen und wie vorgegangen werden soll - gezielt ist das nicht möglich, die "Kollateralschäden" sind enorm. Vorsicht!
Dass echte Desinfektionsmittel wie Chlor und seine Verbindungen im Aquarium keinesfalls in Frage kommen, muss nicht betont werden. In der Wasserwirtschaft werden vorwiegend eingesetzt:
Salicylsäure und Kupfervitriol
Salicylsäure C7H6O3 mit 1,25 [mg/l] Kupfersulfat CuSO4.5 mit 0,252 [mg/l]
Beispiele aus dem Aquaristik-Angebot:
Zwei natürliche Eigenschaften des Wassers können zur Verbesserung des Wassers und auch der Gesundung beitragen:
der Säuregrad pH und das Redox-Vermögen
In
saurem Wasser pflegen sich Mikroben weniger wohl zu fühlen (allerdings
auch diejenigen, die für die Stoffwechsel gebraucht werden), so dass es
notwendig sein dürfte, Fischen aus saurem Milieu dieses auch zu
gewähren, weil ihr Immunsystem darauf eingestellt ist. Die Anpassung
des pH-Wertes wird später besprochen...
Die Erhöhung der Redox-Spannung durch Zufuhr aggressiven Sauerstoffs ist ein bewährtes Verfahren. Wirkungsvoller als die einfache Luftverwirbelung (zumal da nur wenig Sauerstoff und der auch noch in der weniger aggressiven molekularen Form O2 vorliegt) ist die
direkte Zufuhr von Sauerstoff in Form vonDie Erhöhung der Redox-Spannung durch Zufuhr aggressiven Sauerstoffs ist ein bewährtes Verfahren. Wirkungsvoller als die einfache Luftverwirbelung (zumal da nur wenig Sauerstoff und der auch noch in der weniger aggressiven molekularen Form O2 vorliegt) ist die
von "Aktiv-Sauerstoff" H2O2
(= Wasserstoffsuperoxid = Wasserstoffperoxid), der im Wasser dissoziiert zu atomaren Sauerstoff O1
H2O2 = O1 + (OH- + p+)
oder von Ozon O3, das im Wasser dissoziiert ebenfalls auch zu atomaren Sauerstoff O1
O3 = O2 + O1
In
beiden Fällen zerstört das einzelne extrem bindungswillige
Sauerstoff-Atom O1 in großem Umfang Spuren-Ionen, organische
Verbindungen
und Mikroben. Da sich zwei Sauerstoff-Atome schnell zu einem Sauerstoff-Molekül verknüpfen,
O1 + O1 = O2wird gleichzeitig das Wasser auch stark mit Sauerstoff angereichert, die Redox-Spannung steigt.
Im Oxydator wird die nachzufüllende H2O2-Lösung im Wasser dissoziiert, im Ozonisator wird elektrisch O3 erzeugt und zugeführt
Nicht unwichtig: Im Gegensatz zum Oxydator kann der Ozonisator über einen Redox-Controller angesteuert werden!
Bei nicht vollständiger Lösung sieht das in praxi so aus:
4x H2O2 = H2O2 + O2 + O1 + (3x HO- + 3x p+)
bzw
2x O3 + H2O= O3 + O2 + O1 + (OH- + p+)
Ein
weiteres Verfahren, aggressiven Sauerstoff zuzuführen - besonders die reaktionswilligen Sauerstoff-Atome -, um insbesonders
Pilze und Algen mit ihren Sporen zu dezimieren, ist die
Elektrolyse des Wassers
H2O = 2xH1 + O1
und
4x H2O = 8x H1 + 4x O1 = 4x H2 + O2 + 2x O1
Neumünster, 24.07.2025 *
Egbert W Gerlich *
egbert@ew-gerlich.de