CO2 im Korallenriffaquarium und im Ozean TEIL I

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⁺, CO₃^2-, 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

flatworms und andere Plagen im Riffaqua.

Plagen im Korallenriff (Flatworms) (Der Beitrag ist zu Ende mit dem Wort ENDE.)

Aquarianer versuchen seit vielen Jahren Plagen wie diese in ihrem Riff mit Produkten namhafter Hersteller Herr zu werden. Durch die Foren geht daher schon eben so lange eine intensive Diskussion, was wohl die Inhaltsstoffe dieser Produkte sind. Und kontinuierlich wird nach einem Produktdatenblatt gefragt, was darüber Auskunft gibt. Bisher ist es niemanden gelungen ein SDS/MSDS zu bekommen, was über die Inhaltsstoffe aufklärt. Um es kurz zu machen auch ich konnte kein SDS/MSDS finden.

(Ev. ist der Hersteller auf schriftl. Anfrage verpflichtet so ein Dokument auszuhändigen, ich bin aber Chemiker und kein Jurist.)

Die Vorgehensweise bei meiner Recherche habe ich dann einmal umgekehrt und nicht mehr nach einem MSDS/SDS gesucht, sondern Kriterien formuliert, die ein Mittel erfüllen muss, damit man es bedenkenlos und wirksam gegen flatworms im Aquarium einsetzen kann. So ein Mittel muss hochwirksam gegen die Plage sein und dabei empfindliche SPS/LPS nicht schädigen.

Das sind schon außergewöhnlich spezifische Parameter, wirksam gegen Würmer und die empfindlichen Korallen im Riffbecken verschonen. Ich war davon überzeugt, dass es so ein Mittel wohl nicht geben kann, und die Suche erfolglos verläuft.

Bis ich auf den Blog von Dustin Anson gestoßen bin (www.reefaholic.com): Witzig, oder Duplizität der Ereignisse, hat er diesen Beitrag im November 2013 veröffentlicht, also heute vor 5 Jahren.

Er beschreibt ein hochwirksames Verfahren, das auf dem Einsatz einer Lösung von Bayer Insektiziden beruht. Dieses Verfahren erfüllt alle spezifischen Kriterien. Nach meiner Einschätzung als Naturwissenschaftler kann ich mir nur schwer vorstellen, das es ähnlich wirksame Mittel gibt, die keine Insektizide enthalten und nur aus Vitaminen und Algenextrakten bestehen. Die Inverkehrbringer sind aber echt fantasiebegabt und sehr kreative Menschen und versuchen mit allen Mitteln die Wirkstoffe zu verschleiern.

Da der Blog in den USA erscheint, wundert es nicht, dass er in dem Land mit den höchsten Schadensersatzansprüchen, keine Hersteller genannt werden.

Am Ende ist es die Verantwortung und Entscheidung des Aquarianers, ob er ein Mittel in seinem Becken einsetzt, deren Zusammensetzung er nicht kennt und das wahrscheinlich hochwirksame Insektizide enthält. Das Insektensterben in unseren Tagen wird als eine der größten ökologischen Katastrophen des Jahrhunderts gesehen. Muss die Nachfrage nach solchen Produkten wirklich sein?

Happy Reefing Andreas

In eigener Sache unsere Seite www.marine-chemistry.de ist jetzt wieder online.

 (PS: Wenn Euch der Post gefällt teilt ihn gerne in anderen Foren.) ENDE

Explosion der Wasserhärte

Vorgeschichte.

Eine Explosion des kh im Aquarium, aus scheinbar unerklärlichen Gründen, haben schon viele Meerwasseraquarianer in ihrem Riffbecken erfahren. Die Folge ist häufig der Verlust von Korallen, insbesondere SPS können diesen rasanten Anstieg des kh Wertes nicht verkraften. In der Folge können große SPS Bestände verloren gehen.

Was ist die Ursache für den plötzlichen Anstieg der Wasserhärte?

Häufig ereignen sich solche Vorfälle, wenn der Aquarianer im Urlaub ist und nicht in das Geschehen eingreifen kann.

Dazu ein paar Grundüberlegungen um Licht in dieses scheinbare „Phänomen“ zu bringen.

Entstehung der Wasserhärte.

Die Wasserhärte bildet sich (vereinfacht) wenn man Kalk, Kalkgestein, mit Kohlensäure auflöst. Die Kalzium Ionen gehen dann als Hydrogenkarbonate in Lösung und der kh Wert steigt. Die Kohlensäure wiederum entsteht durch Einleitung von Kohlendioxid in Wasser.

Ohne CO2 geht es nicht!

Um die Menge an löslichen Karbonaten zu erhöhen, benötigt man CO2.

Die Frage ist allerdings, wo kommt das CO2 her, wenn man keinen Kalkreaktor verwendet?

Der Ursprung vom CO2 in Becken ohne Kalkreaktor.

Bei einer Literatur Recherche habe ich folgendes heraus gefunden. Die Kohlensäure stammt überwiegend aus der Atmung der Organismen im Boden, insbesondere der mikrobielle Abbau von organischer Substanz erhöht die CO2-Konzentration. z.T. erheblich.

Möglicherweise begünstigt eine Überfütterung der Fische durch Unkenntnis des Ferienpersonals den Eintrag von organischem Material oder der Verlust eines großen Tieres. Leider alles schon erlebt.

Vorbeugende Maßnahmen für die Ferienzeit.

Der CO2 Zustrom zum Reaktor sollte reduziert werden und Freund, die als Ferienhelfer engagiert werden, genau instruiert werden. Zur Sicherheit noch die Futterintervalle reduzieren und einen Messlöffel bereitlegen mit genauen Mengenangaben zur Fütterung.

Die Strömungspumpen sollten auf voller Leistung laufen.

Zur Sicherheit noch einmal AS und Filter vor dem Urlaub reinigen.

So sollte es dann klappen und der Spaß mit dem schönen Hobby Riffaquaristik erhalten bleiben.

Bis zum nächsten Mal

tschüss

Ihr

Dr. Andreas Pilz