CO2 im Korallenriffaquarium und im Ozean
Teil I
wenn CO2 ins
Meerwasser kommt spielen sich folgende 3 Gleichgewichtsreaktion ab:
C02 +
H20 Û H2C03 Û H+ +
HC03- Û H+ +
H+ + CO3-
|
1% 93% 6%
|
Zusammenfassung: Es entstehen bei der Einleitung von CO2 drei
Ionen: H+, CO32-, HCO3-.
Das Verhältnis der 3 Ionen ist „stabil“ und bedingt den pH-Wert von 8,1 der
Ozeane.
Biologische Prozesse im Aquarium, die den pH-Wert
beeinflussen:
durch die Aktivitäten von Algen im Aquarium kommt es zu
Schwankungen des pH-Wertes im Tagesverlauf.
Diese Prozesse treten in allen eingefahrenen Meerwasserbecken
auf.
Fotosynthese betreibende Algen entziehen dem Wasser CO2. In der
Beleuchtungsphase des Aquariums steigt daher der pH-Wert an. Dabei kann der pH-Wert
bis auf 8,5 ansteigen.
In der Dunkelphase (keine Beleuchtung), wird der pH-Wert durch Organismen
bestimmt, die CO2 an das Wasser abgeben. Der pH-Wert fällt auf
niedrigere Werte. Der pH Wert kann dabei bis auf 8,0 fallen.
Diese
Schwankung des pH-Wertes im Aquarium ist also eine natürliche Reaktion im
Aquarium und braucht den Aquarianer nicht zu beunruhigen.
Löslichkeit von Atmosphärengasen im Meerwasser
wie viel
CO2 sich im Meerwasser löst hängt von verschiedenen Faktoren ab
(pH-Wert, Temperatur, Salzgehalt etc.). Die Löslichkeit von CO2 ist
dabei in Meerwasser etwa 50ml so hoch wie in der Atmosphäre. Einen Überblick
über die Löslichkeit wichtiger Atmosphärengase im Meerwasser gibt nachfolgende
Tabelle.
Gas
|
Chemische
Formel
|
Gehalt in der
Atmosphäre
[%]
|
Gehalt im Meerwasser
[%]
|
Gehalt in [ml/Liter]
|
Gehalt in [mg/kg]
|
Stickstoff
|
N2
|
71
|
47,5
|
10
|
12,5
|
Sauerstoff
|
02
|
21
|
36,0
|
5
|
7
|
Kohlen-dioxid
|
C02
|
0,03
|
15,1
|
90
|
80-90
|
Argon
|
Ar
|
1
|
1,4
|
0,4
|
Verfahren zur Anreicherung von CO2 im
Meerwasser Aquarium
Methode reefconcept
hier macht man es sich zunutze, daß die Algen (Mikroalgen sind in allen
Meerwasser Aquarien!) beim Wachstum CO2 verbrauchen. Bei ihrem
Wachstum verbrauchen sie außerdem Nitrat und Phosphat. Nach dieser Methode
betriebene Becken haben daher sehr niedrige Werte an Nitrat und Phosphat. Damit
die Algen beim Absterben nicht auf den Boden sinken läuft kontinuierlich ein
Mikrofilter mit dem die Algen exportiert werden. Durch den kontinuierlichen
Algenexport gewinnt das Wasser eine sehr hohe Transparenz.
Anders als bei der Methode von Fossa & Nielsen, bei der man mit der
Einleitung von CO2 den pH –Wert gesteuert hat, wird bei der
Algendüngung mit CO2 nur sehr wenig CO2 benötigt, etwa
1-3 Bläschen je 100L je Minute. Eine pH –Kontrolle ist nicht notwendig, zudem
gibt es sehr preiswerte DIY CO2 Reaktoren (~20 €) im online Handel.
Die CO2 Dosierung kann man mit allen Verfahren der
Kalkversorgung kombinieren.
CO2 in Kombination mit der Kalkwassermethode
wenn man CO2 ins
Aquarium einleitet, wird der größte Teil des Gases (93%) zu Hydrogencarbonat
(HC03-).
Dies machten sich Fossa &
Nielsen (Autoren des Korallenriff-Aquarium) zunutze.
Sie leiteten in ein Aquarium, das
mit der Kalkwasser Methode betrieben wurde CO2 ein.
Damit haben Sie versucht, den
sehr niedrigen kh Wert anzuheben und Ausschläge zu sehr niedrigen pH Werten im
Tageslauf zu verhindern. Die Methode ist jedoch sehr teuer (und hat sich nicht
durchgesetzt). Da man den pH-Wert kontinuierlich mit einer geeigneten Sonde
überprüfen muss, um bei Überschreitung eines festgelegten pH-Wertes, den CO2
Zufluss mit Hilfe von einem Magnetventil absperren kann. Das Ventil öffnet sich
erst wieder, wenn der pH-Wert-unter den eingestellten Grenzwert gefallen ist.
CO2 bei Verwendung eines Kalkreaktors
beim Einsatz eines Kalkreaktors
im Meerwasseraquarium, gelangt bei der Auflösung von Kalkmaterial immer auch CO2
in geringem Umfang ins Aquarium. Diese kleine Menge ist als Algendünger
ausreichend. Schnellfilter zum Abfiltrieren abgestorbener Algen werden
zusätzlich benötigt. Da der pH-Wert etwas niedriger ist, wie in Becken ohne
Kalkreaktor/CO2 Einleitung, ist die Löslichkeit der Spurenelemente
höher und sind besser für Korallen verfügbar. Dies zeigt sich in hoher
Farbigkeit und Wachstumsraten in Becken die so betrieben werden. Fast alle
kommerziellen Korallenzüchter, die wir kennen arbeiten mit Kalkreaktoren, z. T.
in gewaltigen Dimensionen.
CO2 in der Atmosphäre und der pH der Ozeane
seit Beginn der industriellen
Revolution hat sich der CO2 Gehalt der Atmosphäre zu höheren Werten
verschoben; etwa von einem Gehalt von 0,03 ppm zu Beginn der industriellen
Revolution auf einen Wert von 0,04 ppm heute. Der pH-Wert der Ozeane hat sich
dabei erniedrigt, etwa von 8,2 auf 8,1.
ACHTUNG. Die pH Skala ist eine logarithmische Skala, d.h. ein Sinken des
pH-Wertes um 0,1 bedeutet einen Anstieg der Acidität von 30%!
Diesen Prozess bezeichnet man
auch als Versauerung der Meere. Die Folge ist eine Zunahme des Algenwachstums
und eine Abnahme der Zahl der Organismen die ein Kalkskelett ausbilden wie die Korallen. In der Folge verliert das
Korallenriff damit viele seiner Korallenarten. Dies wurde auch durch
verschiedene Studien an lebenden Korallenriffen bestätigt.
Empfehlenswerte
Literaturquellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffdioxid_in_der_Erdatmosph%C3%A4rehttps://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/atmosphaerische-treibhausgas-konzentrationenhttps://bildungsserver.hamburg.de/klimawandel/https://www.climate.govhttp://www.seafriends.org.nz/oceano/seawater.htmhttps://www.max-wissen.de/80877/overview.pdf
Hallo liebe Besucherinnen und Besucher meines Blogs,
AntwortenLöschendamit die Lesbarkeit gesteigert wird, habe ich die Schriftfarbe in den Tabellen geändert. Freue mich über Ihre Kommentare.
BLEIBEN SIE GESUND A.Pilz