Montag, 18. Juni 2018

Phosphat i. Meerwasser Aquarium VI


Liebe Meerwasser Aquarianerinnen und Aquarianer ich begrüße Euch zum letzten Teil Phosphat im Meerwasser Aquarium Teil VI. Das Thema Dosierautomaten.

Ein Urlaubserlebnis


Bei meinem letzten Urlaub an der Cote d’ Azur fielen sie mir sofort wieder auf. Die johlenden Menschentrauben, die man überall am Strand sieht, bis die anrückende Polizei die Versammlungen auflöst. Es dauert aber nicht lange, da haben sich wieder neue neugierige Menschen um einen kleinen Klapptisch versammelt. Es sind die Hütchenspieler, die die Menschen magisch anziehen. Auch ich wollte mal einen Versuch starten. Mit äußerster Konzentration und Anspannung habe ich versucht mir die Schale zu merken, unter der die rote Kugel sich befindet. Nach zwei Stunden habe ich mich frustriert zurück gezogen mit der Einsicht den Trick mit den flinken Händen nicht zu erkennen.

Die Verbindung zu Dosierautomaten


Was hat meine Urlaubsgeschichte mit Dosierautomaten zu tun? Auch diese Automaten üben eine magische Anziehungskraft aus und man weiß nie was und wie viel von einem Spurenelement dosiert wird. Vom Spurenelement Eisen ist der Bedarf ca. 2 µg/100 L Tag. Eine zu geringe Dosierung zeigt keinen Effekt. Außerdem kann eine Überdosierung unerwünschtes Algen Wachstum beschleunigen.
Wie wir die Dosierautomaten einstellen müssen, damit genau 2 µg/100 L dem Aquarium zugeführt werden, wissen wir nicht, die verwendeten Lösungen haben keinerlei Gehaltsangaben.
Wenn Sie jetzt denken o. k. dann zurück in den Laden damit, warten Sie mal ab. Mit diesen Automaten kann man viel Zeit sparen, wenn man sie richtig nutzt.

Die Idee


Die Idee kam mir bei einem YouTube Video. Es ging dabei um die Präzision der Pumpen. Alle Dosierautomaten müssen vor dem Einsatz kalibriert werden, also das Volumen ermittelt werden, das reproduzierbar, also täglich ohne Abweichungen, dosiert werden kann. Ob man die Pumpe so einstellt, dass Sie 5 ml bei jedem Start Dosieren oder 3 ml, 7 ml oder, liegt an dem Aquarianer. Das gewählte Volumen muss er von Zeit zu Zeit überprüfen, ob es bei der gewählten Einstellung über einen längeren Zeitraum konstant bleibt. 
Wieso man so einen Arbeitsschritt macht, wenn man den Gehalt der Lösung nicht kennt; hat wohl eher was mit Marketing zu tun und nicht mit seriösen Arbeiten.
Eins haben die Verkäufer aber nicht bedacht!
Statt einer Lösung mit unbekanntem Wirkstoff Ggehalt kann man ja auch eine Lösung mit bekanntem Wirkstoff Gehalt nehmen, wie wir sie anbieten.

Die Umsetzung


Wie man eine Lösung für den Dosierautomaten herstellt, möchte ich im Folgenden am Beispiel des essenziellen Spurenelementes Eisen zeigen.
Zunächst kalibriert man seine Pumpe, der Einfachheit halber nehme ich mal 5 ml an, dies ist die Menge, die bei jedem Pumpen Start (einmal am Tag) gefördert wird. Die Kalibrierung kann auch ein anderes Volumen ergeben, dies muss dann in der Rechnung berücksichtigt werden!!
Unsere Empfehlung ist ein Tropfen je 100 L Aquarium Wasser für ein 400-l-Aquarium also 4 Tropfen am Tag

Der Clou


Statt die 4 Tropfen ins Aquarium zu geben, kann man sie auch zu dem Volumen geben, das die Pumpe in einem Arbeitsschritt fördert, also in meinem Beispiel zu den 5 ml.
Der Automat kann einem jetzt die Arbeit erleichtern, wenn man eine Lösung für mehrere Tage herstellt. Wir bleiben der Einfachheit halber bei unserem Aquarium mit 400 L Volumen.
Um das Volumen für einen größeren Zeitraum zu ermitteln, multipliziert man die gefundenen Werte Pumpen Volumen bei einem Arbeitsschritt und Zahl der Tropfen für das gewählte Aquarium am Tag mit der Anzahl der Tage für die die Vorrats Lösung ausreichen soll.

1.Beispiel



Möchte man einen Vorrat für 10 Tage, so multipliziert man das Pumpen Volumen mal 10 ebenso, wird die Zahl der Tropfen mit 10 multipliziert. 


Pumpen Volumen (5 ml)   *  10 =  50 ml Vorrats Volumen für 10 Tage
4 Tropfen  (Element Dosierung am Tag bei einem 400 L Aquarium)  *  10  =  40  Tropfen (zum Vorrats Volumen geben)

2.Beispiel


Möchte man einen Vorrat f. einen größeren Zeitraum herstellen z.B. für 50 Tage geht man wieder wie folgt vor:
Multiplikation des kalibrierten Pumpen Volumen mit 50 und Multiplikation der Zahl der am Tage notwendigen Tropfen in einem 400 L Aquarium ebenfalls mit 50.


Pumpen Volumen(5 ml)   *  50 =  250 ml ( Vorrats Volumen für 50 Tage )
4 Tropfen (Element Dosierung am Tag bei einem 400 L Aquarium)  *  50  =  200 Tropfen (Zur Vorrats Lösung geben.)


Zur Vereinfachung: 20 Tropfen = 1 ml, 200 Tropfen = 10 ml.


Die einzelnen Elemente sollten nicht miteinander gemischt werden und die Vorratsflasche sollte lichtundurchlässig sein.
Wenn man jetzt 2 Automaten hat, kann man sein Aquarium mit allen verbrauchten Spurenelementen/Nährstoffen versorgen. Das spart viel Zeit und beim Einsatz unser sparsamen Lösungen auch viel Geld!

Ausblick


Beim nächsten Mal gebe ich einen Spar Tipp. Es geht um die Karbonat Härte im Aquarium.
Danach mache ich ein paar Tage Urlaub bei meiner Freundin Marie in Frankreich. Der nächste Blog kommt daher etwas später.

Bis dahin verbleibe ich.

MfG Ihr Dr. Andreas Pilz


Montag, 11. Juni 2018

Phosphat i. Meerwasser Aquarium Teil V


Willkommen liebe Meerwasser Freundinnen und Freude zu meinem 5.ten Beitrag zum Thema Phosphat im Meerwasser Aquarium.
Das Spurenelement Eisen ist ein lebensnotwendiges Spurenelement für alle Tiere und Pflanzen in unserem Aquarium. Wenn es ich jedoch mit Phosphat verbindet landet ist im Abschäumer und steht unseren Korallen dann nicht mehr zur Verfügung. Die Kernfrage ist daher:

 Wie kann man Eisen vor dem Angriff des Phosphates schützen.


Wir erreichen dies, wenn die Eisen Ionen sich mit organischen Molekülen umgeben. Dies wird auch als Chelatisierung bezeichnet, wobei Chelat keine Bezeichnung für ein bestimmtes Molekül ist, sondern nur die Eigenschaft eines Moleküles „Chelatisierung“ beschreibt. Die Auswahl solcher Moleküle, die auch in der Aquaristik eingesetzt werden, ist sehr groß. Häufig kommen dabei verschiedene Carbonsäuren zum Einsatz.

Die Schwierigkeit die wir überwinden müssen.


Wenn das Phosphat Ion nicht mehr in der Lage ist die Eisen Ionen zuerkennen, dann sind auch die Korallen nicht mehr dazu in der Lage.

Die Lösung.


Algen haben an ihrer Oberfläche Spezifische Rezeptoren für EiseIIIcitrat. Hier wird der Chelat Komplex gebunden und das dreiwertige Eisen zum zweiwertigen reduziert. Das zweiwertige Eisen diffundiert durch die Kanäle in der Zellmembran ins Innere der Zelle, wo es an verschieden Stoffwechselvorgängen beteiligt ist.

EisenIIIcitrat ist nicht gleich EisenIIIcitrat.


EisenIIIdicitrat (häufig verkürzt nur als EisenIIIcitrat bezeichnet) ist eine einfach herzustellende Lösung und wird oft in Spurenelement Lösungen für die Meerwasser Aquaristik eingesetzt. Für den Aquarianer sind solche Lösungen leicht an ihrer, zum Teil intensiven, gelben Farbe zu erkennen.
Dieser EisenIII Komplex hat leider keine biologische Bedeutung.


Der biologisch aktive Komplex ist das Eisen[III)monocitrat. Die Lösungen dieses Komplex sind nur sehr schwach gefärbt und eher als farblos zu bezeichnen.



Diese recht aufwendig herzustellende Lösung bieten wir auf unserer Seite an.

(zuzügl. Versand)


Dabei haben 50ml unsere konz. Lösung eine Reichweite von 100.000L Aquarium Wasser.

Ich freue mich, wenn Ihnen mein kleiner blog gefallen hat und ich Sie am nächsten Montag wieder hier begrüßen kann. Dann geht es um die Frage, wie kann man das Spurenelement Eisen automatisch mit Dosierautomaten dosieren, oder geht es gar nicht? Die Antwort im nächst Blog

Machen Sie es gut bis dahin.

Ihr Dr. Andreas Pilz

Montag, 4. Juni 2018

Phosphat i. Meerwasser Aquarium Teil IV

Liebe Freundinnen und Freunde nachdem wir das Kapitel Phosphat Reduktion mit Hilfe von Algen und Bakterien hinter uns gelassen haben, kommen wir jetzt zu den chemischen Absorbern. Dies sind die stärksten Absorber, die im Meerwasser Aquarium eingesetzt werden. Der erste Vertreter dieser Gruppe war, Kalkwasser eine gesättigte Lösung von Kalzium Hydroxyd.


Wirkungsweise:


Das positive Kalzium bindet sich an das negative Phosphat Ion, das dabei entstehende Salz wird dann über den Abschäumer exportiert.Leider ist diese Methode nicht nebenwirkungsfrei. Denn die negativen OH- Ionen, die man auch mit dem Kalkwasser in das Aquarium einbringt, suchen ihrerseits nach positiv geladenen Kationen mit denen sie sich verbinden können, diese Kationen finden sie auch in vielen Spurenelementen. Sie verbinden sich mit diesen zu unlöslichen Salzen die dann ebenfalls über den Abschäumer das Aquarium verlassen. Infolgedessen verarmt das Aquarium an Spurenelementen.



Becken, die mit dieser Methode betrieben werden, sind daher häufig äußerst farblos. Dies hat schon Dietrich Stüber in seinem Buch „Das Korallenriff im Wohnzimmer“ beklagt. Die chemischen Hintergründe hat er noch nicht erkannt.

Allerdings haben wir von dieser Methode gelernt. Wir haben gelernt, dass das negativ geladene Phosphat Ion sich mit positiv geladenen Kationen verbindet. Die dabei entstehenden schwerlöslichen Verbindungen werden über den Abschäumer exportiert.

Die Suche nach Alternativen


Sicherlich fällt das Auge bei der Suche nach möglichen Alternativen als Erstes auf das Magnesium. Magnesium ist das Kation mit der höchsten Konzentration im Meerwasser Aquarium. Der Einsatz des praktisch unlöslich Magnesium Hydroxid würde aber zu den gleichen Problemen führen, wie wir es für Kalkwasser beschrieben haben.
Wenn man alle infrage kommenden Kationen durchgeht, die zudem in konzentrierter Lösung ungiftig für Meerwasser Organismen sind, bleibt man beim Eisen stehen.
Der Einfachheit halber unterscheide ich jetzt mal in feste und flüssige Phosphat Absorber auf Basis von Eisen. Mit Eisenhydroxid Granulaten kann man den Phosphat Wert weit absenken. Damit die maximale Wirksamkeit erreicht wird, werden die Granulate in einem Reaktor, der von Aquarium Wasser durchströmt wird, kontinuierlich verwirbelt. Die abnehmende Wirksamkeit muss der Aquarianer mit entsprechend empfindlichen Phosphat Tests begleiten. Diese, zugegeben elegante Methode, ist jedoch nicht preiswert. Zum einen ist die Anschaffung eines Reaktors notwendig, der bei seinem Einsatz permanent Strom verbraucht. Das Granulat muss nach Erschöpfung, die abhängig vom Belastungsgrad ist, getauscht werden, was ebenfalls mit einigen Euro zu Buche schlägt. Einfacher wäre es Lösung von Eisen Salzen zu verwenden. Bei der Balling Methode haben wir schon das Eisensulfat kennengelernt.

Eisensalze als Phosphat Absorber


Eisensulfat ist ein hervorragendes Fällungsmittel für Phosphat, wie auch Eisen(III)chlorid, die daher auch bei der industriellen Wasser Aufbereitung eingesetzt werden. Da Lösungen dieser Salze jedoch stark sauer sind, können sie höchstens in sehr kleinen Mengen im Meerwasser Aquarium eingesetzt werden.
Es gibt allerdings ein Eisensalz, dass nicht so stark sauer reagiert, und eine millionenfach höhere Affinität zum Phosphat hat wie die beschriebenen EisenIIIsalze.
Welches Eisensalzes das ist? Es sind dies die Eisen(II)salze. Also Eisen(II) statt Eisen(III).  Beim Vergleich der Löslichkeitsprodukte von Fe(II) und Fe(III) fällt der große Unterschied in der Löslichkeit leicht auf:

Löslichkeitsprodukt von Eisen(II)phosphat 1,9 * 10-29  

Löslichkeitsprodukt von Eisen(III)phosphat 9,91 * 10-16  


Einsatz von Eisensalzen im Aquarium


Jetzt fragen Sie sich sicherlich o. k., dann können wir ja eine Eisen(II)-Lösung als Phosphat Absorber einsetzen, analog zu den Eisen(III) Lösungen, die wir bei der Balling Methode kennengelernt haben.
Gute Idee. Geht nicht. Wieso? Eisen(II) ist sehr reaktiv und die Lösungen damit instabil. Die Lösung verändert sich sofort beim Zutritt von Sauerstoff und verliert dann an ihrer Wirksamkeit.
Wir haben lange mit den Lösungen experimentiert und schließlich eine Lösung gefunden in dem wir die Eisen(II)Lösung für die Anwendung portionieren. Es sind jetzt jeweils 3 ml zum einmaligen Einsatz im Aquarium. Die Lösung wird nach der Beleuchtungs Phase im Filter Becken zugesetzt. Den Abschäumer sollte man vorher gut reinigen. Meistens reicht der einmalige Einsatz aus. So wird der Phosphat Level im wahrsten Sinne des Wortes über Nacht reduziert.

Ich freue mich, wenn Ihnen mein kurzer Post gefallen hat und ich Sie am nächsten Montag wieder hier begrüßen kann. Dann geht es um die Frage, wie kann man das essenzielle Spurenelement Eisen dosieren, damit es nicht vom Phosphat gefällt wird. Danach folgt der letzte Post zum Thema Phosphat im Meerwasser Aquarium Teil VI. Hier geht es um Dosierautomaten mit Schlauchpumpen und der Frage ob man damit auch das Spurenelement Eisen richtig dosieren kann?
Machen Sie es gut bis dahin. Ihr Dr. Andreas Pilz