Wie mache ich eine ICP-Analyse?

Moderne chemische Verfahren erweitern die Bandbreite an Informationen, die wir über unser Aquarium erhalten können enorm. Hierzu gehört seit 2012 auch die ICP-OES, namentlich „inductively coupled plasma optical emission spectrometry“. Hierbei wird ein über 6000 °C heißes Plasma genutzt, um eine Meerwasserprobe komplett zu atomisieren. Dabei entstehend charakteristische Lichtspektren, deren Peaks abhängig von der Menge des betreffenden Elements in der Probe sind. Das Verfahren wurde durch die Firma Triton im Meerwasserbereich eingeführt und über die letzten Jahre optimiert. Mittlerweile können über 30 Elemente des Meerwassers nachgewiesen und ihre Konzentration bestimmt werden. Die mengenmäßige Erfassung der für die marinen Lebewesen relevanten Spurenelemente (wie z.B. Iod, Mangan, Schwermetalle) macht diese Methode daher für den Aquarianer so interessant. Bisher konnten Spurenelemente nur anteilsmäßig nach Verbrauch von Massenelementen wie Carbonaten oder Calcium oder nach Polypenbild der Korallen dosiert werden. Die Spurenelement-Substitution gleichte daher eher einem Blindflug und hat nicht selten fatale Folgen durch Überdosierung nach sich gezogen. Wie bei jeder Messung von Wasserparametern sollte man die ICP regelmäßig durchführen oder wenn man Abweichungen z.B. aufgrund von schlecht stehenden Korallen vermutet. Bei einem stabil laufenden Becken sind monatliche bis vierteljährliche Messungen aber in aller Regel ausreichend. Mittlerweile gibt es aufgrund des Erfolgs der Methode auch weitere Firmen, die ICP-Analysen anbieten. Aufgrund der mehrjährigen Erfahrung mache ich meine Analysen bei Triton und möchte daher hier einmal den Weg von der Probe bis zur fertigen Analyse für euch darstellen.

  1. Triton ICP-OES Test bestellen (z.B. hier) oder beim Händler erwerben (Kostenpunkt: ca. 35 Euro).
  2. In der Packung sind zwei 15 ml Falcon-Tubes enthalten. Diese nach 3-maligem ausspülen im Becken mit 10-15 ml Meerwasser füllen. Darauf achten, dass keine größeren Schwebstoffe im Wasser vorhanden und die Hände dabei sauber sind.
  3. Die zwei in der Packung enthaltenen Barcode-Aufkleber auf die beiden Falcon-Tubes aufkleben (Bild 1).
  4. Online bei www.triton-lab.de registrieren und das eigene Aquarium mit korrekter Füllmenge anlegen (Bild 2). Die Füllmengenangabe ist wichtig, damit man nach erfolgter Analyse korrekt berechnete Korrekturvorschläge erhält. Es können auch mehrere Aquarien pro Benutzer angelegt werden.
  5. Das gewünschte Aquarium in der Aquarienverwaltung auswählen und „Barcode verbinden“ klicken (Bild 3). Dann die Barcodenummer eingeben oder einscannen.
  6. Die Proben in der beiliegenden Versandtasche verpacken, beiliegenden Adressaufkleber außen aufkleben und frankieren (in Deutschland aktuell 1,45 €). Dann ab in den Briefkasten.
  7. Nach erfolgter Analyse erhält man in ca. 3-6 Tagen eine email-Benachrichtigung mit Link zum eigenen Konto und der Analyse (Bild 4).
  8. Bei Triton erhält man sehr umfassende Tipps zur Wichtigkeit der gefundenen Abweichungen und korrekte Dosierangaben, wenn bestimmte Elemente/Stoffe nachzudosieren sind (Bild 5). Bei Detektion von Überdosierungen oder z.B. Schwermetallverunreinigungen gibt es entsprechende Tipps zur Suche der Quelle der Verunreinigung, zum Wasserwechsel oder einer nötigen Detox-Behandlung.
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Bild 1: Befüllte Falcon-Tubes mit Barcode-Aufklebern

 

aquarium anlegen
Bild 2: Aquarium mit korrektem Füllstand (inkl. Technikbecken) anlegen

 

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Bild 3: Aquarienverwaltung – für neuen Test auf „Barcode verbinden“ klicken

 

analyse
Bild 4: Nach einigen Tagen erhält man das Ergebnis als Link per email. Hier sind nur die ersten 7 Messungen dargestellt (aktuell 32 Elemente).

 

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Bild 5: Bei Triton vorbildlich ist die Dosierungshilfe zu jedem einzelnen Element. Hier wird dargelegt, wie wichtig eine Korrektur der jeweiligen Konzentration ist und wie diese zu erfolgen hat (mit korrekter Dosieranweisung).

 

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Versorgungssysteme für Meerwasseraquarien

Übersicht

Immer wieder stellt sich insbesondere Anfängern der Riffaquaristik die Frage: Wie versorge ich meine Tiere im Aquarium eigentlich mit den am häufigsten verbrauchten Massen- und Spurenelementen bzw. organischen Stoffen? Welche der diversen Methoden ist die Beste für mein Becken und insbesondere mich als Aquarianer? Nicht jeder Hobbyist hat schließlich die gleichen Tiere im Becken, die gleiche Menge an Zeit und Muße für sein Hobby, die gleichen finanziellen Vorraussetzungen und insbesondere die gleichen Ansprüche an sein Becken. Ein Weichkorallenbecken ist in der Versorgung viel unkomplizierter als ein vollgepacktes SPS-Becken. Dieses wiederum ist meist einfacher zu versorgen als ein Mischbecken mit Korallen unterschiedlichster Ansprüche. Die Methode der Versorgung mit Stoffen wie Calciumcarbonat, Magnesiumsalzen, Spurenelementen, organischen Stoffen und ggf. diversen anderen Produkten (z.B. Korallenfutter, Plankton), die man ins Meerwasser hinzugibt, kann man auch als Versorgungssystem bezeichnen. Nahezu jeder der großen Herzsteller hat sein eigenes Versorgungssystem entwickelt. Die meisten dieser Systeme sind Abwandlungen bzw. mehr oder weniger ausgebaute Formen der  Ballingmethode, die ich hier sehr ausführlich beschrieben und erklärt habe. Sie ergänzt auf einfachem Wege Calcium, Karbonate („KH“) und Magnesium im Becken. Da dies die in Steinkorallenaquarien am stärksten verbrauchten Massenelemente sind, hat die Ballingmethode (oder „Two-Part“ / „Three-Part“ im angloamerikanischen Raum) eine weite Verbreitung gefunden. Eine Alternative zur Ballingmethode stellt in großen Aquarien (>500l) der Kalkreaktor dar. Da ein vollumfängliches Versorgungssystem über den Eintrag ins Wasser i.d.R. auf die Filtermethode des Beckens abgestimmt werden muss, gibt es mittlerweile einige Versorgungssysteme, die sich als „ganzheitlich“ bezeichnen. Damit meint der jeweilige Anbieter, dass nicht nur einzelne Stoffe mit der Methode ergänzt werden, sondern das gesamte ökologische Gleichgewicht im Meerwasserbecken über einen balancierten Austrag erhalten wird. Damit für den interessierten Aquarianer die Entscheidung zwischen den einzelnen Versorgungssystemen leichter wird und sich jeder die „richtige Methode“ für sein Becken und die eigenen Ansprüche heraussuchen kann, habe ich die gebräuchlichsten Versorgungssysteme inkl. der wichtigsten Pro`s- und Contra`s hier einmal zusammengestellt. Aufgrund der Komplexität der einzelnen Methoden handelt es sich im Folgenden nicht um vollständige Anleitungen oder Dosierangaben, diese überlasse ich mit entsprechenden Links den Originalanbietern – viel Spaß beim Lesen.

Balling

Die Mutter aller Versorgungsmethoden geht auf Hans-Werner Balling zurück, der eine Methode entwickelt hat, welche die bei der Kalkbildung von Steinkorallen verbrauchten Substanzen Calcium und Hydrogencarbonat in stöchiometrisch korrekter Menge wieder dem Becken hinzuzufügen. Hierzu werden Lösungen mit definierten Mengen an Calciumchlorid und Natriumhydrogencarbonat verwendet. Bei der klassischen Ballingmethode kommt als dritte Lösung noch natriumchloridfreies Meersalz hinzu, über das Magnesium sowie Spurenelemente dem Wasser zugeführt werden. Einem logischerweise stattfindenden Dichteanstieg durch die Ballinglösungen muss man mit entsprechend feuchter Abschäumung oder der regelmäßigen Entnahme von Aquarienwasser und Ersatz mit Osmosewasser entgegenwirken. Die Ballingmethode ist leicht durchführbar und einfach mit Dosierpumpen zu automatisieren. Fast jeder Hersteller bietet Ballinglösungen an, die Salze sind auch günstig bei Großhändlern zu erwerben. Eine detaillierte Anleitung und Erklärung der Details der Ballingmethode, ihrer Abwandlungen sowie Berechnungsbeispiele findet ihr hier.

Pro:

  • Grundlage vieler anderer Methoden, daher sollte man die Balling-Methode beherrschen und auch mal selbst angewendet haben
  • einfach durchzuführen und mit Dosierpumpen zu automatisieren
  • die wichtigsten Elemente werden substituiert
  • günstig
  • mit allen Filtermethoden kombinierbar
  • jahrzehntelange Erfahrungen vorhanden

CONTRA:

  • Verbrauch von Calcium und „KH“ nicht immer stöchiometrisch, dies führt bei manchem Becken zu Verwirrung/Berechnungsproblemen
  • Spurenelemente werden nicht verbrauchsorientiert ergänzt
  • keine Versorgung mit organischen Stoffen, diese kann aber additiv von einem Anbieter der Wahl erfolgen (z.B. spezielle Korallennahrung)
  • bei größeren Becken mit hohem SPS-Besatz wird viel Ballinglösung benötigt (z.T. über 1l pro Tag und Lösung), damit können Platzprobleme bei engem Unterschrank entstehen

Balling light als Beispiel für „Balling-Plus“

Offizielle Webseite von Balling light:

http://static.faunamarin.de/manuals/manual_balling-methode_de.pdf

http://static.faunamarin.de/manuals/manual_balling-methode_de.pdf

balling light

Balling light ist eine recht beliebte Abwandlung der Ballingmethode und ein Produkt der Firma Fauna Marin. Hier werden die Ballingsalze Calciumchlorid-Dihydrat, Natriumhydrogencarbonat und Magnesiumchlorid-Hexahydrat mit einzelnen Spurenelementlösungen versetzt und dann dosiert. Das Vorgehen, Ballinglösungen mit Spurenelementen anzureichern, wird mittlerweile auch von vielen anderen Herstellern angeboten und kann ganz generell als „Balling Plus“ bezeichnet werden.

PRO

  • zusätzlich zu Balling gezielter Eintrag von Spurenelementen
  • einfache Dosierung

CONTRA

  • keine verbrauchsorientierte Spurenelementzugabe, daher Wasserwechsel nötig und explizit empfohlen
  • wie bei Balling große Produktmengen in SPS-Becken notwendig (Balling light Salze etwas konzentrierter als Balling classic)
  • teurer als Balling

ATI-Essentials

ati essentials

Die ATI-Essentials sind ein neues und kontrovers diskutiertes Produkt der Firma ATI. Es handelt sich hierbei wahrscheinlich um komplexer formulierte Ballinglösungen mit verschiedenen Karbonatquellen in ATI-Essentials #1, der Calciumzufuhr (+ div. Spurenelemente) in Lösung #2 sowie der Magnesiumzufuhr (+ div. Spurenelemente) in Lösung #3. Die Lösungen werden verdünnt und dann manuell oder mit Dosierpumpe dosiert. Es wird die Verwendung eines Abschäumers sowie von Aktivkohle im Filter empfohlen. Kontroverse Diskussionen hat das Produkt hervorgerufen, da der Hersteller sehr aktiv damit geworben hat, durch dieses Vorgehen und regelmäßige Essentials-Dosierung Wasserwechsel unnötig zu machen. In der Bedienungsanleitung sind letztlich einige Einschränkungen hierzu beschrieben und sogar der Hinweis eingefügt, dass bei bestimmten Abweichungen in der Dosierung der einzelnen Komponenten komplette „Resets der Meerwasserchemie“ alle 2 Jahre notwendig sind. Obwohl ich die Essentials selbst getestet habe und grundsätzlich für ein gutes Versorgungssystem im Sinne „Balling plus“ halte, finde ich das fragwürdige Werbeverhalten und die Intransparenz des Herstellers bzgl. der Inhaltsstoffe zumindest fragwürdig. Zudem hatte ich einige Cyanoprobleme unter den Essentials, die allerdings theoretisch auch anderer Herkunft gewesen sein könnten.

PRO:

  • einfach zu verwenden
  • hochreine Salze ohne Verunreinigungen (selbst getestet per ICP)
  • Spurenelemente werden mit dosiert
  • keine regelmäßigen Wasserwechsel nötig (bei gutem Filter, mit Einschränkungen)

CONTRA:

  • intransparentes und daher kontrovers diskutiertes Produkt (kein Wasserwechsel durch Zauberformel oder nur „gutes“ Marketing?)
  • teurer als Balling
  • keine Langzeiterfahrungen

Zeovit

Zeovit-System: https://cms.korallen-zucht.de/files/zeovitguide_deutsch_1_03_final_german.pdf.

Zeovit-Forum: http://www.zeovit.com/modules/Jig/index.php.

Das Zeovit-System des Händlers Korallenzucht.de ist die sicherlich bekannteste Verkörperung eines Zeolith-Systems. Hier handelt es sich um eine ganzheitliche Methode, die neben dem eigentlichen Versorgungssystem auch einen ganz speziellen Filter umfasst. Das Zeovit-System besteht aus 2 „Säulen“. Die erste Säule oder das Grundversorgungssystem umfasst:

  1. Abgestimmtes Zeolithgemisch (ZEOvit® 1l / 400l Wasservolumen)
  2. Mikroorganismenlösung (ZEObak)
  3. Kombiprodukt Bakterien & Korallennahrung (ZEOfood)
  4. Bakteriennahrung (ZEOstart)
  5. Ständige Filterung über Aktivkohle

Zeolithe sind natürliche Mineralien unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, die auch synthetisch hergestellt bzw. modifiziert werden können. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Eigenschaften als Absorber oder Ionenaustauscher. Durch die Zeovit-Bakterienpräparate wird auf der großen inneren Oberfläche der Zeolithe ein effektiver Baktierenfilter etabliert. Damit dieser effektiv arbeitet, darf das Zeolithgemisch im Zeolithfilter nur mit max. 400l/h durchströmt werden, anfangs am besten mit 200l/h. Durch die Aktivkohle werden weitere unerwünschte organische und anorganische Substanzen aus dem Wasser gefiltert. Zudem werden bei der Zeovit-Methode gefordert:

  • Starke Abschäumung
  • Ausreichende Beleuchtung
  • Optimierung des Nährstoffeintrags
  • Zufuhr von Elementen in geringen Mengen
  • Optimale Wasserwerte (Ca, Mg, KH, K+ Salinität)
  • Regelmäßiger wöchentlicher Wasserwechsel
  • Ausreichende Strömung
  • Verwendung von lebendem Gestein ect.
  • keine Verwendung von Phosphatabsorbern, insbesondere zu Beginn nicht

Das Zeovit-Prinzip stellt also im Gegensatz zu reinen Kalk- bzw. Spurenelement-Versorgungssystemen sehr genaue und hohe Anforderungen an das gesamte Aquariensystem. Dadurch ist die Methode ein Stück weit standardisiert und Erfolgte werden reproduzierbar. Das Ziel des Systems ist ein sehr nährstoffarmes Wasser, wie es insbesondere in SPS-Becken benötigt wird.

zeovit

PRO

  • extreme Farbgebungen bei SPS möglich (s. Bildbeispiel)
  • sehr nährstoffarme Becken möglich
  • ganzheitliche Methode (Versorgung + Filtersystem)
  • sehr gutes Forum und viele Langzeiterfahrungen

CONTRA

  • unnatürliches „Bleichen“ von Korallen
  • Gefahr der Fehl-/Überdosierung mit der Folge der Nährstofflimitation und rapid tissue necrosis (RTN) von SPS
  • relativ viele kleine blaue Zusätze, daher viel Handarbeit und relativ hohe Kosten
  • geringe Transparenz (Inhalte unbekannt), keine verbrauchsabhängige Dosierung von Spurenelementen
  • nicht für Weichkorallenbecken geeignet

Sangokai

Im Gegensatz zu Balling oder dem auf Nährstofflimitation ausgelegten Zeovit-System ist das Sangokai-System von Erfinder Jörg Kokott (www.sangokai.org) nicht primär auf die Kalkversorgung oder Nährstoffkontrolle ausgelegt, sondern auf die Versorgung mit Mikronährstoffen wie Nitrat und Phosphat sowie einzelnen anderen Massen- sowie Spurenelementen, partikulären Mineralstoffen und organischen Stoffen zur Korallenernährung. Das Prinzip ist hier, die heterotrophe Ernährung von Korallen zu stärken. Zudem soll die Bakterienflora sowie die Menge und Diversität an Kleinstorganismen gefördert werden.

sangokai

Durch die effektive Bakterienernährung ist für eine Kontrolle der Nährstoffe durch das Basis-System gesorgt. Erst im zweiten Schritt wurde mit dem Balance-System auch eine Kalkhaushaltversorgung im Sangokai-System mit integriert, die Wasserwechsel bei gutem Filtersystem teilweise überflüssig machen soll, da hier anteilig alle wichtigen Spurenelemente enthalten sind. Je nach aktuellen Bedingungen im Becken kann man weitere Spurenelementmischungen nachdosieren. Im Clean-System werden zur Optimierung des Filters noch Absobermaterialien (Phosphat-/Silikatabsorber, Aktivkohle,  Zeolith) mit angeboten.

PRO:

  • sehr natürliches und komplettes Versorgungssystem, Förderung eines ganzheitlichen Ökosystems
  • Langzeiterfahrungen vorhanden
  • gutes Forum und Informationsmaterial, klare Dosieranweisungen
  • für alle Beckentypen geeignet

CONTRA

  • ähnlich Zeovit recht viele Produkte zu dosieren
  • wenig transparent bzgl. der Produktzusammensetzung
  • keine verbrauchsabhängige Dosierung von Spurenelementen
  • relativ teuer

Triton

Offizielle Website der Tritonmethode:

https://www.triton.de/produkte-service/triton-methode/

Triton-Supportforum:

http://www.forum-triton.de

Gute Übersichtsseite zur Tritonmethode:

https://www.natur-riff.de/triton-handling/

Die Tritonmethode wurde von Ehsan Dashti 2008 entwickelt und seither immer weiter optimiert. Sie geht ähnlich wie die Zeovit-Methode deutlich über eine reine Versorgung der Riffbewohner hinaus. Die Tritonmethode stellt eine sehr logische Herangehensweise an das Thema Riffaquaristik dar. Sie ist grundsätzlich betrachtet eine konsequente Weiterentwicklung der bewährten Ballingmethode und des altebekannten Berliner Systems. Zu den Ballinglösungen wurden sämtliche wichtigen Spurenelemente in den sog. „Base-Elements“ hinzugefügt. In dem neuen Produkt „Core7“ wurden die Lösungen 7-fach aufkonzentriert, was nur unter grundsätzlicher Abänderung der chemischen Zusammensetzung der Ballinglösungen möglich war. Daher bezeichnet Triton die Core7-Reihe, die auch ohne komplette Tritonmethode als sog. „Core 7 other Methods“ zur Riffversorgung mit Calcium, Carbonaten und Magnesium verwendet werden kann, als „Dashti-Methode“. Hierdurch wird deutlich weniger Platz für die Lösungen im Unterschrank benötigt, was den meisten Aquarianern sehr gelegen kommen sollte. Im Rahmen der Tritonmethode werden die Konzentrationen von 32 Spuren- und Massenelementen regelmäßig (i.d.R. alle 3 Monate) mittels ICP-OES überprüft. Triton ist der Vorreiter dieser Technik und hat sie 2012 erstmalig der breiten Masse zur Verfügung gestellt. Diese Messmethode ist sehr komplex und wurde anhand tausender Proben aus Aquarien der ganzen Welt und echtem Meerwasser überprüft und verfeinert. Die Triton ICP-Analyse deckt 95% der Inhaltsstoffe natürlichen Meerwassers ab und macht das Innenleben des Aquariums für den Aquarianer so sehr transparent. Fehlende Elemente kann man gezielt aus einem großen Portfolio reinster von Triton hergestellter Elemente ergänzen, falls dies tatsächlich notwendig sein sollte. Anleitung gibt hier ein einfaches Ampelsystem bei jeder ICP-Analyse . Um einen Anstieg ungewünschter Elemente zu verhindern, stellt die Tritonmethode besonders hohe Ansprüche an den Filter des Beckens. Neben einer starken Abschäumung wird ein großes und sehr gut durchströmtes Algenrefugium gefordert. Zusätzlich werden Aktivkohle und Phosphatabsorber genutzt, um sehr niedrige Nährstoffwerte  zu erzielen. Das Algenrefugium soll vor der Abschäumerkammer positioniert sein (s. Skizze), damit ein möglicher O2-Verbrauch der Alge während der Dunkelphase ausgeglichen wird, bevor das Filterwasser das Hauptbecken erreicht. Zudem gelangen dann sämtliche Nährstoffe zur Alge und dienen hier dem Wachstum. Dieses wird zudem über spezielle Inhaltsstoffe der Base-Elements/Core7 gefördert. Die Alge wiederum gibt organische Substanzen ans Wasser ab, die den Korallen als Nahrung dienen. Zudem bildet sich im Refugium eine reiche Flora an Kleinstlebewesen und Plankton für Fische und Filtrierer. Eine zusätzliche Fütterung mit der Gefahr des Eintrags von Schwermetallen oder anderen ungewünschten Substanzen entfällt somit. Es entsteht ein Ökosystem, das chemisch und biologisch sehr nahe am natürlichen Ökosystem des Korallenriffs angesiedelt ist.

triton

PRO

  • ganzheitliche Methode (Filter + Versorgung), sehr logisch aufgebaut und auf das Notwendigste reduziert
  • natürliche Methode sehr nahe am natürlichen Ökosystem Korallenriff
  • hohe Transparenz der verwendeten Produkte
  • kein regelmäßiger Wasserwechsel notwendig
  • einfach durchzuführen und zu automatisieren (meist nur Dosierung von 4 Lösungen, keine Wasserwechsel, keine Fütterung bis auf Frostfutter)
  • geringeres Volumen der Stammlösungen als bei allen anderen auf Balling basierenden Methoden
  • hervorragende Einzelergebnisse (z.B. eigenes Showbecken) und Langzeiterfahrungen über mehrere Jahre seit 2008
  • klare Handlungsempfehlungen nach ICP-Testung
  • gutes Supportforum

CONTRA

  • spezielles Technikbecken/Filter mit relativ großem Algenrefugium benötigt
  • etwas unübersichtliche Homepage
  • teuer in großen SPS-Becken >800l
  • nicht für Weichkorallenbecken geeignet

Fazit

Auch wenn die obige Darstellung der meistverwendeten Versorgungssysteme keinen Anspruch auf Vollständigkeit hat, bietet sie hoffentlich eine gute Orientierung und Vergleichsmöglichkeit insbesondere für Anfänger im Dickicht der Meerwasseraquaristik. Für welches System man sich entscheidet, hat neben persönlicher Präferenz und eigenen Ansprüchen insbesondere aber auch mit dem Besatz zu tun. Während der anspruchsvolle SPS-Halter eher zwischen Triton und Zeovit auswählen wird, machen dieses Versorgungsmethoden bei reinen Weichkorallenbecken keinen Sinn. Hier kann man sich je nach Anspruch einfache Wasserwechsel oder einer Versorgung mit Sangokai überlegen. Die Ballingsysteme machen generell nur bei der Pflege von Steinkorallen mit relevantem Calcium- und Carbonatverbrauch Sinn.

CO₂, Alkalinität und Carbonatgleichgewicht im Meerwasseraquarium

Die Zusammenhänge rund um das gasförmige Kohlendioxid, seine gelöste Form im Meerwasser und die weitere Reaktion in Hydrogencarbonat (HCO₃⁻) sowie Carbonat CO₃⁻) ist wahrlich keine ganz einfache chemische Kost. Und doch müssen wir uns als Aquarianer daran machen, diese Zusammenhänge zu verstehen um konstante und gute Lebensbedingungen für unsere Beckenbewohner zu schaffen. Also: los geht’s mal wieder mit ein bisschen Meerwasserchemie!

Was hat CO₂ mit dem pH-Wert im Meerwasseraquarium zu tun?

Kohlendioxid (CO₂) ist der wesentliche pH-bestimmende Faktor im Meerwasseraquarium. Eine erhöhte CO₂-Konzentration geht nach der Gleichung CO₂ + H₂O ⇄ HCO₃⁻ + H⁺ mit einem Anstieg der H⁺-Konzentration und daher einem Abfall des pH-Wertes einher. CO₂ wird während der Beleuchtungsphasen durch die Zooxanthellen (Symbiosealgen der Korallen) und andere Algen im Rahmen der Photosynthese verbraucht. Während der Dunkelphasen wird es durch Fische und andere heterotrophe Organismen gebildet. Entsprechend ist der pH-Wert am Ende der Beleuchtungsperiode (i.d.R. am Abend) am höchsten, da hier am wenigsten CO₂ vorliegt. Umgekehrt ist er morgens am niedrigsten. Sind diese tageszeitlichen pH-Schwankungen zu extrem, kann man sehr gut mit einem Algenrefugium entgegenwirken, das antizyklisch zum Hauptbecken (also i.d.R. nachts) beleuchtet wird. Die Algen verwerten in der Nacht dann das CO₂, sodass ein relevanter pH-Abfall über Nacht verhindert wird. Die zahlreichen Vor- und (wenigen) Nachteile eines Algenrefugiums werden hier demnächst in einem weiteren Blogartikel von mir beschrieben.

Die CO₂-Gleichgewichte im Meerwasseraquarium

Gelöstes CO₂(aq) steht an den Grenzflächen (Beckenoberfläche, Abschäumer) im Gleichgewicht mit dem gasförmigen CO₂ der Umgebungsluft. Gelöstes CO₂ steht im Beckenwasser mit den Carbonaten im Reaktionsgleichgewicht und bildet das wichtigste Puffersystem im Meerwasser:

CO₂ + H₂O ⇄ HCO₃⁻ + H⁺ ⇄ CO₃²⁻ + 2H⁺

Die Lage dieses Gleichgewichts ist pH-abhängig. Bei einem pH von 8,2 liegen knapp 90% des CO2 in Form von HCO₃⁻ vor, ca. 9% in Form von CO₃²⁻ und nur ca. 1 % in Form von CO₂. Je höher der pH-Wert, desto mehr CO₃²⁻ ist vorhanden, je niedriger der pH, desto mehr ist das Gleichgewicht auf Seite des CO₂ verschoben. HCO₃⁻ liegt im pH-Bereich zwischen 6 und 9 als vorherrschende Carbonatspezies (stets > 50%) vor. Die Reaktionen des Carbonatgleichgewichts laufen kinetisch betrachtet sehr schnell ab. Zuführung von CO₂ senkt den pH ab, das Carbonatgleichgewicht verschiebt sich in Richtung von CO₂. Als Folge kommt es zur CO₂-Übersättigung (s.u.), sodass das eingeleitete CO₂ über Grenzflächen das Beckenwasser in Richtung Umgebungsluft verlässt (langsame Reaktion). Zuführen von Laugen (z.B. Kalkwasser, Ca(OH)₂) erhöht den pH und verschiebt das Carbonatgleichgewicht des Beckenwassers in Richtung CO₃²⁻. Das Wasser ist jetzt CO₂-untersättigt, sodass sich zusätzliches CO₂ der Umgebungsluft im Beckenwasser löst.

Wie entsteht eine Über- oder Untersättigung von CO₂?

CO₂ steht nur bei guter Oberflächenbewegung des Wassers und guter Abschäumung in einem Gleichgewicht zur Umgebungsluft. Zur Konstanthaltung des pH-Wertes sowie dem Austragen von CO₂ und gleichzeitigem Oxygenieren des Wassers ist daher eine gute Lüftung des Raumes, eine gute Abschäumung und eine gute Oberflächenbewegung des Aquarienwassers elementar. Die Umgebungsluft enthält in einem gut gelüfteten Raum etwa 0,036% CO₂. Gute Lüftung ist wichtig, da die Ausatemluft des Menschen etwa 4,5 % CO₂ enthält. Da der Gastaustausch im Meerwasseraquarium häufig nicht optimal ist und dann sehr langsam (über Tage) abläuft, kann eine CO₂-Über- oder Untersättigung entstehen. Die Menge von gelöstem CO₂ im Meerwasser (CO₂(aq)) ist abhängig vom pH-Wert und der Alkalinität. Sie kann einem Löslichkeitsdiagramm entnommen werden:

CO2 Sättigung

So kann man von einer vollständigen CO2-Sättigung ausgehen bei einem pH-Wert von 8,2 und einer Alkalinität von etwa 5,5. Da wir bei pH 8,2 meist eine Alkalinität von 7-8 im Becken vorliegen haben erkennt man, dass das Wasser fast immer CO₂-übersättigt ist (Bereich unterhalb der CO₂-Sättigungskurve). Liegt im Becken eine deutliche CO₂-Übersättigung vor, kann das folgende Ursachen haben:

  • schlechter Gasaustausch -> Gasaustausch verbessern
  • schlechte Raumlüftung -> Lüftung verbessern, Luftzufuhr in Abschäumer optimieren, Vorschalten von Atemkalk in die Luftzufuhr des Abschäumers (bindet CO₂ der Umgebungsluft)
  • zu hohe CO₂-Zufuhr im Kalkreaktor -> Zufuhr reduzieren
  • zu hoher Tierbesatz -> Besatz reduzieren

Liegt im Becken eine CO₂-Untersättigung vor, ist meist eine zu starke Photosynthese verantwortlich. Hier muss man manchmal ebenfalls entgegenwirken:

  • Kalkreaktor verwenden bzw. CO₂-Zufuhr erhöhen
  • besserer Gasaustausch

Ein guter Gasaustausch wirkt also sowohl einer CO₂-Über-, als auch einer CO₂-Untersättigung entgegen. Zudem verbessert er die Oxygenierung im Becken. Dies ist insbesondere nachts sehr wichtig, da hier keine Photosynthese stattfindet.

Was ist ein „Puffer“ und wie funktioniert der (Bi-)Carbonat-Puffer?

pH-Wert, CO₂-Konzentration und Alkalinität hängen im Riffbecken eng zusammen: Die CO₂-Konzentration bestimmt im Wesentlichen den pH-Wert, gleichzeitig bildet das Carbonatgleichgewicht das wichtigste Puffersystem im Meerwassers (ca. 97% der Pufferwirkung). Es verhindert, dass der Ein- oder Austrag von Säuren (H⁺) oder Laugen (OH⁻) zu extrem auf den pH-Wert auswirken. So wird z.B. entstehendes H⁺ gebunden: H⁺ + HCO₃⁻ ⇄ H₂CO₃ ⇄ H₂O + CO₂. Das Wassermolekül geht in Lösung, CO₂ verlässt über den Gasaustausch das Becken. Man erkennt, wie wichtig ein guter Gasaustausch für die Aufrechterhaltung des pH-Wertes ist. Andererseits entsteht bei Pufferung von Hydroxidionen nach OH⁻ + HCO₃⁻ ⇄ H₂O + CO₃²⁻. Beide Reaktionen führen zur Entstehung von Stoffen, die den pH-Wert nicht beeinflussen. Da bei der Zellatmung von lebenden Organismen v.a. Säuren anfallen, die den pH-Wert verringern würden, ist im Aquarium vor allem das Säurebindungsvermögen („Säurekapazität“ oder „Alkalinität“) von Bedeutung. Weitere, deutlich unwichtigere Puffersysteme im Meerwasseraquarium sind der Borsäure-Borat-Puffer, der Kieselsäure-Silicat-Puffer, der Phosphatpuffer und der Magnesiumpuffer. Sie machen zusammen aber nur ca. 3% der Pufferkapazität des Wassers aus.

Was ist die „KH“ und welchen Einfluss hat sie auf den pH-Wert?

Die Karbonathärte (KH) ist ursprünglich ein Begriff der Trinkwasseranalytik und definiert als der Teil der Erdalkalimetalle (Ca, Mg, Sr, Ba, etc.), der durch Erhitzen unter Bildung von Carbonaten ausgefällt werden kann. In der Meerwasserchemie sollte man eher von Alkalinität sprechen. Sie wird in Grad deutscher Härte (°dH) gemessen und entspricht im Wesentlichen der Menge an HCO₃⁻-, CO₃²⁻- und OH⁻-Ionen weniger der Menge an H⁺-Ionen. Ca. 97% der KH werden durch HCO₃⁻ und CO₃²⁻ (=Carbonatalkalinität) ausgemacht. Aufgrund der Tatsache, dass das Carbonatgleichgewicht im Meerwasseraquarium das wichtigste Puffersystem zur Bindung saurer oder basischer Valenzen darstellt, ist die KH direkt korreliert mit der Pufferkapazität des Wassers. Je höher die KH, desto stabiler also der pH-Wert des Wassers. Die KH kann man chemisch auf unterschiedlichem Wege erhöhen. Es kann durch Zugabe von Kalkwasser (Ca(OH)), Natriumcarbonat (beide eher bei niedrigem pH-Wert empfohlen) oder durch Zugabe des Ballingsalzes Natriumhydrogencarbonat (bei normalem pH-Wert) erfolgen. Auch ein Kalkreaktor kann insbesondere in großen Aquarien sinnvoll zum Anheben von KH (und Ca) eingesetzt werden.

Wie beeinflussen sich Calcifikation und pH-Wert?

Die Bildung von Kalk (Calcifikation) im Rahmen des Wachstums von Steinkorallen führt entsprechend der Reaktionsgleichung Ca²⁺ + HCO₃²⁻ ⇄ CaCO₃ + H⁺ zu einem Abfall des pH-Wertes (Bildung von H⁺). Löst sich Kalk im Meerwasser auf, dann steigt der pH-Wert entsprechend der Reaktionsgleichung CaCO₃ + H₂O ⇄ Ca²⁺ + HCO₃⁻ + OH⁻. Da Carbonate bei höherem pH-Wert weniger löslich sind als bei niedrigem pH, wirkt die Fällung und Lösung der Carbonate pH-Änderungen entgegen, sie puffert (s.u.). In der Süßwasseraquaristik ist Ca²⁺ das häufigste Kation und HCO₃⁻ das häufigste Anion. Das Gleichgewicht zwischen Kalkbildung und -Lösung ist ausgeglichen. Im Meerwasseraquarium ist das Löslichkeitsprodukt von Ca²⁺ und CO₃²⁻ fast immer überschritten. Lediglich Phosphate und andere vorhandene Ionen hemmen die Kalkausfällung kinetisch.

Die Balling-Methode verstanden – so funktioniert die wichtige Kalkversorgung im Riffaquarium

Was ist die Balling-Methode?

Bei der Ballingmethode handelt es sich um eine Methode Calcium-, Hydrogencarbonat- und Magnesiumionen dem Meerwasser zuzusetzen. Diese 3 Mengenelemente werden insbesondere in Steinkorallenaquarien (SPS>LPS) zum Skelettwachstum der Korallen benötigt und daher in großer Menge verbraucht. Die Haltung anspruchsvollen SPS Korallen wurde im Zuge der Beschreibung der Balling-Methode durch Hans-Werner-Balling sowie die Erfindung von Kalkreaktoren als alternativer Methode in den frühen 90er Jahren überhaupt erst möglich. Generell muss man wissen, dass aus der „klassischen“ Balling-Methode über die Jahre mehrere Spielarten erwachsen sind, deren wichtigste Vertreter hier kurz als „verbrauchsorientierte Ballingmethode“, „Balling Light“ und „Balling Plus“ mit ihren Vor- und Nachteilen erklärt werden sollen. Zudem soll dieser Blog ganz konkret das Vorgehen der Riffversorgung im Rahmen der Ballingmethode beschreiben und Vor- und Nachteile ggü. anderen Methoden der Kalksubstitution erläutern. Die chemischen Zusammenhänge werden so einfach wie möglich erklärt, aber auch so, dass sie jeder zu Hause selber nachrechnen und nachvollziehen kann.

Was brauche ich für die Balling-Methode und wie ist das Grundprinzip?

Die klassische Balling-Methode besteht grundsätzlich aus 3 chemischen Stammlösungen, welche dem Meerwasser täglich zugesetzt werden:

  • Teil A: Calciumchlorid-2-hydrat
  • Teil B: Natriumhydrogencarbonat
  • Teil C: Natriumchloridfreies Meersalz

Die Grundlage der Ballingmethode ist folgende Reaktionsgleichung:

CaCl + 2 NaHCO3 -> CaHCO3 + 2 NaCl + H2O + CO2

Es entsteht also aus Calciumchlorid und Natriumhydrogencarbonat Calciumcarbonat (Kalk), Kochsalz, Wasser und Kohlendioxid. Alle chemischen Stoffe sind im Meerwasser natürlich gelöst, also in Ionenform vorliegend. CO2 wird von den Korallen und Algen zur Photosynthese verwendet. Das entstehende Wasser (H2O) schadet in einem Aquarium ebenfalls nicht. Das eigentlich Geniale an den verwendeten Ausgangssalzen ist aber, dass als weiteres Nebenprodukt Kochsalz entsteht, welches sowieso den wesentlichen Massenanteil am Meersalz ausmacht. Insgesamt führt insbesondere das entstehende NaCl (zu 70%) aber zu einem leichten, langsamen Dichteanstieg im Meerwasser. Das CaHCO3 wird insgesamt nur in dem Maße zugeführt, wie die Korallen es in ihr Steinskelett einbauen.

Das NaCl-freie Meersalz dient zum Ausgleich der Ionenbalance. Es enthält kein NaCl und wird in dem Maße dosiert, dass eine Ionenbalance aus anderen Ionen (z.B. Magnesium, Kalium, Fluorid, Bromid, Iodid, etc) und NaCl hergestellt wird, wie sie in natürlichem Meersalz vorkommt. Würde man nur CaCl und NaHCO3 dosieren, würde langsam aber sicher der Anteil an NaCl im Becken ggü. sämtlichen anderen im Meerwasser vorkommenden Ionen zunehmen. Das NaCl-freie Meersalz trägt zu 30% des Dichtenanstiegs durch die Ballingmethode bei.

Im Falle von „verbrauchsorientierter Ballingmethode“ und „Balling Light“ wird das NaCl-freie Meersalz, dessen wichtigste Aufgabe die Supplementation des Beckens mit Magnesiumionen ist, durch Magnesiumchlorid oder -sulfat ersetzt. Die Ergänzung des Beckens mit Spurenelementen (die eben auch im NaCl-freien Meersalz vorkommen), muss man dann aber zusätzlich durchführen oder darauf verzichten. Insgesamt sind solche Methoden dann auch mehr von Wasserwechseln abhängig, um die Ionenbalance im Meerwasser aufrecht zu erhalten. Bei Durchführung von regelmäßigen Wasserwechseln (ca 5-10% pro Woche), bei denen der Dichteanstieg berücksichtigt wird, muss man sich um die Ionenbalance aber bei egal welcher Ballingmethode keine Gedanken machen.

Was sind die Vor- und Nachteile der Balling-Methode?

Gegenüber den früher weiter verbreiteten Kalkreaktoren und organischen Calciumlösungen (z.B. Tropic Marin Carbocalcium) als Alternativmethoden zur Kalksubsitution von Riffaquarien bieten die Balling-Methode folgende Vorteile:

  • keine technische Ausstattung benötigt
  • keine Ionenverschiebung/chemische Missverhältnisse bei korrekter Anwendung
  • gleichzeitige individuelle Dosierung von Spurenelementen in den Lösungen möglich („Balling Plus“)
  • individuelle Einstellung von Calciumkonzentration, KH und Magnesiumkonzentration möglich („verbrauchsorientierte Ballingmethode“)
  • günstig

Folgende Nachteile hat die Balling-Methode

  • für sehr große Becken (>2000 Liter) werden sehr große Mengen an Stammlösungen benötigt, da die Löslichkeit der Ballingsalze nur gewisse Höchstkonzentrationen in Osmosewasser zulässt
  • langsamer Dichteanstieg durch die zusätzlich zugeführten Ionen – dieser muss beim regelmäßigen Wasserwechsel mit berücksichtigt werden
  • ganz ohne Wasserwechsel kommt die Methode daher meist nicht aus (ausser wenn in kleineren Becken der Salzaustrag durch Abschäumung und andere Verluste gleich dem Dichteanstieg durch die Ballingmethode ist)
  • Die Zugabe von CaCl- und NaHCO3-Lösung muss im Abstand von ca. 1-5 Minuten erfolgen, um Ausfällungen zu vermeiden
  • zur Konstanthaltung der Ca,- KH-, und Magnesiumkonzentrationen ist eine mind. tägliche Zugabe der Ballinglösungen notwendig, diese wird durch eine Dosieranlage erleichtert (ist aber kein Muss)

Ingesamt liest sich die Liste der Nachteile zwar lang, dies sind aber nur Kleinigkeiten ggü. den großen Vorteilen der Ballingmethode (günstig, einfach, individualisierbar), zumindest in kleinen und mittelgroßen Becken.

Klassische Ballingmethode vs. „verbrauchsorientiert“, „Light“, „Plus“ & Co

Klassische Ballingmethode:

Alle 3 Teile werden zu gleichen Mengen dosiert, nachdem die idealen Konzentrationen von Ca, NaHCO3 und Mg im Meerwasser eingestellt wurden. Wenn das für die Wasserwechsel verwendete Meersalz diese Konzentrationen auch besitzt, sind keine Veränderungen der Konzentrationen der Ballingsalze zu erwarten, da Korallen diese stöchiometrisch nach der Reaktionsgleichung verbrauchen.

Balling verbrauchsorientiert:

Individuelle Mengendosierung von Teil A, B und C. Notwendig bei nicht idealen Meersalzmischungen.

Balling Light:

Methode von Fauna Marin mit speziellen Salzmischungen. Keine Verwendung von NaCl-freiem Salz, regelmäßige Wasserwechsel notwendig.

Balling Plus:

Balling klassik + Zugabe von Spurenelementen über die Ballinglösungen. Somit vollständige Supplementationsmethode zur vollwertigen Elementdosierung von Riffaquarien. Die Zugabe der Spuris erfolgt in Teil A und/oder B je nach Angabe des Herstellers (z.B. A- und K+ Elements von Tropic Marin) und gewünschter Konzentration. Vorteil: kontinuierlicher Spuriersatz, der verbrauchsorientiert an die Massenelemente Ca und NaHCO3 gekoppelt ist.

Wie dosiere ich die Balling-Salze in der klassischen Ballingmethode?

Die klassische Ballingmethode ist m.E. die Methode der Wahl, kann individualisiert werden durch Zugabe von Spuris („Balling plus“) und führt bei korrekter Anwendung und Verwendung von gutem, möglichst natürlichem Meersalz nicht zu einer Verschiebung der Konzentrationen von Ca und KH. Die „verbrachsorientierte Ballingmethode“ ist dann nicht notwendig. Man benötigt keinen Online-Rechner, Aqua Calculator oder andere Tools sondern geht einfach vor wie weiter unten erläutert. Um den Rahmen hier nicht zu sprengen, werden daher nur „Balling klassik“ und „Balling plus“ im Detail erläutert. Guides für „Balling Light“ gibt es auf der Fauna Marin Website.

Klassische Balling-Dosierung – Menge pro 1 l Umkehrosmose-Wasser:

  • Calciumchlorid-2-hydrat (Teil A): 73,5 g
  • Natriumhydrogencarbonat (Teil B): 84 g
  • Natriumchloridfreies Meersalz (Teil C): 25 g

Daraus ergeben sich folgende Konzentrationen der Stammlösungen:

  • Calciumchlorid-2-hydrat (Teil A): 20.000 mg/l  (ppm) Ca
  • Natriumhydrogencarbonat (Teil B): 2800° dKH/l
  • Natriumchloridfreies Meersalz (Teil C): 3350 mg/l Mg; 980 mg/l  K

Diese Mengen ergeben sich aus dem stöchiometrischen Verbrauch der Elemente nach der obigen Reaktionsgleichung und der maximalen Löslichkeiten von NaHCO3 und NaCl-freiem Meersalz, welche bei 90g/l bzw. 25 g/l liegen.

Max. Löslichkeiten:

  • CaCl*2H2O: 800 g/l
  • NaHCO3: 90 g/l
  • NaCl freies Salz: 25 g/l

Wie kommt HWB auf 25g NaCl-freies Meersalz?

  • in der Reaktion entstehen pro 1/2 mol CaCl (=73,5g) 1 Mol NaCl (=58,4 g/mol)
  • 70% des Dichteanstiegs macht dieses NaCl aus, etwa 30% entfallen auf das NaCl-freie Meersalz: 58,4/70*30 = 25 g

Welche Konzentrationen sind in einem Steinkorallen-Aquarium empfohlen?

  • Calciumchlorid-2-hydrat (Teil A) erhöht Calcium: 400 – 450 mg/l (ppm) Ca (z.B. 420 mg/l)
  • Natriumhydrogencarbonat (Teil B) erhöht KH: 6 – 9° dKH (z.B. 7 °dH)
  • Natriumchloridfreies Meersalz (Teil C) erhöht Magnesium und Kalium: 1250-1350 mg/l Mg; ~400 mg/l K+

Da immer nach der obigen Reaktionsgleichung stöchiometrisch verbraucht wird, die NaHCO3- und NaCl-freie-Meersalzlösungen aber schon an der Sättigungsgrenze sind, kann man zu Reduktion der Ansetzhäufigkeit die CaCl-Lösung auch doppelt oder 4-fach konzentriert ansetzen und entsprechend nur die Hälfte oder 1/4 des Volumens der NaHCO3- bzw. der NaCl-freien-Meersalzlösung dosieren zu lassen. Viel gewinnt man aber nicht, da man sowieso NaHCO3- und Meersalz-Lösung ansetzen muss. Somit machen auch verbrauchsorientierte Ballingdosierungen (z.B. mehr Teil A als Teil B) wenig Sinn, sie führen nur leichter zu einer Ionenverschiebung, da man nicht immer nach der Balling-Gleichung stöchiometrisch zudosiert. CAVE: Sie werden notwendig, wenn man ein Meersalz zum Wasserwechsel verwendet, dass nicht die gewünschten Zielkonzentrationen der Elemente hat. Dann bringt man mit jedem Wasserwechsel die eigentlich gewünschten Konzentrationen aus dem Gleichgewicht.

Dosierung

Vorgehen beim Start:

Einstellen der idealen Werte (höhere Werte abfallen lassen, niedrigere durch entsprechende Zugabe von Salzen erhöhen):

  • Dichte 1,0233 oder 34,8 Promille
  • Ca 420 mg/l
  • KH 7° dH
  • Mg 1325 mg/dl

(das verwendete Meersalz für die Wasserwechsel sollte bei der entsprechenden Dichte möglichst genau diese gewünschten Werte ergeben, da sonst die Balling-Methode gestört wird! Ideales Meersalz hierzu ist Tropic Marin Pro Reef, es enthält zudem Spuris in optimalen Dosierungen und keine Verunreingungen mit Schwermetallen o.ä. Dies wurde von mir via ICP-OES Analyse überprüft.)

Dann Start der Stammlösungen, z.B. nach meiner Empfehlung:

  • 20 ml / 100 l Aquarienvolumen (oder Berechnung der notwendigen Ca-Menge (s.u.) mittels Calcium-Bestimmung nach 3-5 Tagen)
  • Nachmessen der KH am Folgetag und nachjustieren
  • Nachmessen von KH/Ca/Mg nach 3 Tagen, wenn KH konstant
  • so wird die Dosierung für ein konstantes Äquilibrium ermittelt, stets auch nachkontrollieren bei Besatzänderungen sowie regelmäßig z.B. jeden Monat Messung von Ca/Mg (grundsätzlich reichen regelmäßige KH-Kontrollen).

Ein bisschen Chemie & Mathe – Balling verstehen…

Um ohne Ballingrechner klarzukommen, kann man bei regelmäßigen Messungen von Ca, Mg und KH einfach nach Gefühl die Dosierung der Stammlösungen um einige ml verändern und einen Tag später nachmessen, ob man sich in die richtige Richtung bewegt. Einfacher wird es aber mit etwas chemischem Verständnis. Dann ersetzt man ad hoc einfach die Fehlende Menge des Elements bei bestehenden Defiziten und stellt die dauerhafte Dosierung nur etwas nach oben. Max. sollte man Ca um ca 20 mg/l, Magnesium um 100 mg/l und KH um 2° dH pro Tag anheben. Bei zu hohen Konzentrationen einfach Dosierung pausieren und den Wert abfallen lassen. Um etwas Balling rechnen zu können, muss man nur folgende Formeln parat haben:

Gleichung 1:

  • M (Molmasse) = m (Masse) / n (Mole)

Gleichung 2 – Dreisatz:

  • 56 g = 100%
  • x g = 30 %
  • -> x = 30 x 56 g / 100 = 16,8 g

Gleichung 3 – Balling-Reaktionsgleichung:

  • CaCl + 2 NaHCO3 -> CaHCO3 + 2 NaCl + H2O + CO2

Molmassen der Ballinglösungen:

  • Teil A: CaCl*2H2O: 147 g/mol
  • Teil B: NaHCO3: 84 g/mol

Molmassen der Zielsubstanzen:

  • Ca: 40,1 g/mol
  • CaCl: 111 g/mol
  • NaHCO3: 84 g/mol
  • NaCl: 58,4 g/mol

Ausgleich von Defiziten

z.B. in einem 165 l Becken nach den Gleichungen 1 und 2:

Anheben von Ca um 10 mg/l in 165l: 1,65 g Ca benötigt -> 1,65/40,1*147,0 = 6,05 g CaCl*2H2O -> 6,05*1000/73,5 = 82 ml von Lösung A

Anheben von KH um 1 ° dH in 165l: (Angabe von TM, s.o.) 2800 °dH/l / 165l = 17 ° dH -> 1000/17 = 59 ml von Lösung B

Der Verbrauch ist also in ml relativ hoch. Da Ionenlösungen ewig haltbar sind, macht es, wenn im Unterschrank wenig Platz ist, also Sinn, gleich größere Mengen in Kanistern im Keller anzusetzen, z.B. 10l:

  • CaCl*2H2O: 735 g
  • NaHCO3: 840 g
  • NaCl-freies Salz: 250 g

Muss man bei der Zudosierung von Lösung A oder Lösung B auch Lösung C zudosieren? Und wenn, wieviele ml?

grundsätzlich nein, ausser man will auch gleichzeitig (stöchiometrisch) Mg mit anheben und den Spuriverbrauch ausgleichen

Nach Gleichungen 1,2 und 3 ergibt sich dann:

Zugabe von 59 ml KH-Lösung (=1000/59=4,96g NaHCO3 -> 0,059 mol NaHCO3 = 0,059 mol NaCl *58,5 g/mol = 3,45 g NaCl = 70% des Dichteanstiegs -> 3,45*30/70=1,4785g durch Lösung C -> 1,4785*1000/25=59 ml.

-> q.e.d.

d.h. man müsste immer die gleiche Menge an Lösung C zusetzen, die man von Lösung A oder B zugegeben hat!

(wenn man nach obiger Dosieranleitung die Ballingsalze angesetzt hat)

Wie begegne ich dem Dichteanstieg bei der Ballingmethode?Den Dichteanstieg durch die NaCl-Zudosierung der Ballingmethode (NaCl entsteht neben CaHCO3 und CO2) muss man ausgleichen: Wenn man 1l der original Balling-Lösungen zudosiert mit 73,5 g Calciumchlorid-Dihydrat je Liter, 84 g Natriumhydrogencarbonat je Liter und 25 g NaCl-freiem Meersalz je Liter, dann beim nächsten Wasserwechsel je Liter dosierter Lösungen 41,5 g Meersalz weglassen oder 1,1 l Meerwasser aus dem Aquarium entnehmen und durch Umkehrosmose-Wasser ersetzen. Soweit die berechnete Theorie. Aufgrund von weiteren Salzausträgen wie z.B. durch Abschäumung kann die zu reduzierende Menge an Meersalz aber abweichen. Daher einfach regelmäßige Dichtemessungen durchführen und beim Wasserwechsel mit berücksichtigen. Hierzu z.B. einfach das Tool bzw. die App „Aqua Calculator“ benutzen. Generell wird man durch die Ballingsalze weniger Meersalz in den Wasserwechseln benutzen müssen.

So, ich hoffe, der Ausflug in die Balling-Chemie war nicht zu anstrengend. Damit schließe ich dieses „Profi-Tutorial“ mal und hoffe, dass die Aufrechterhaltung einer idealen Meerwasserchemie nun keine Schwierigkeit mehr für euch sein wird. Damit ist ein wesentlicher Baustein für die erfolgreiche Steinkorallenhaltung geschaffen! Next: „Easy-to-go SPS Aquarium“ – Besatzvorschläge für Einsteiger in die Pflege von kleinpolypigen Steinkorallen“.