20.07.2006

Wasserwechsel – Leitfähigkeit vs. pH-Wert Messung zur Abschätzung des Nitratgehalts

Immer wieder werden die Möglichkeiten der indirekten Nitratmessung diskutiert, um eine einfach Messmöglichkeit für die Notwendigkeit eines Wasserwechsels zu finden.

Wenn in der Süßwasseraquaristik über die Leitfähigkeit gesprochen wird, steht meistens ihre Verwendung bei der Herstellung von weichem Wasser im Vordergrund. Tatsächlich lässt sich hiermit sehr schnell und einfach Wasser mit einer bestimmten Härte mischen und testen.

Der pH-Wert wird vor allen Dingen in Zusammenhang mit der CO2 Düngung und den Haltungsbedingungen von Aquarienfischen diskutiert.

Beide Werte verändern sich aber auch im Laufe des Betriebs eines Aquariums durch die Verschmutzung des Wassers durch Fischfutter bzw. den Ausscheidungsprodukten der Fische und deren Abbauvorgänge. Wenn man davon ausgeht, dass die biologische Filterung funktioniert, fällt bei längerer Versäumnis des Wasserwechselns besonders der erhöhte Nitratpegel ins Gewicht. Das man mit Salzsäure die Karbonathärte zerstören kann und damit den pH – Wert herabsenkt, ist vielen bekannt:

2 HCl + Ca(HCO3)2 → CaCl2 + 2 H2O + 2 CO2 ↑

Bei der Eutrophierung übernimmt die Salpetersäure diesen Teil.

Diese chemische Formel zeigt deutlich den Zusammenhang vom Abbau der Karbonathärte, der Zunahme des Nitratpegels und des Absinken des pH-Wertes:

2 HNO3 + Ca(HCO3)2 → Ca(NO3)2 + 2 H2O + 2 CO2 ↑

Hier soll der Frage auf den Grund gegangen werden, ob man mit Hilfe der Messung von pH – Wert oder Leitfähigkeit den Gehalt des Wassers an Nitrat und somit den Zeitpunkt für einen Wasserwechsel bestimmen kann, oder nicht.

Leitfähigkeit:

Da bei der Leitfähigkeitsmessung alle geladenen Teilchen (Kationen und Anionen) gemessen werden, wird auch der Nitratgehalt mitgemessen.

Folgende Tabelle veranschaulicht die Beiträgen der einzelnen Ionenarten an der Leitfähigkeit des Wassers.

Leider wird bei der Nitrifikation, d.h. der Umwandlung von Nitrit in Nitrat in gleichem Maße Karbonathärte verbraucht. Deshalb erhöht sich die Leitfähigkeit in der Differenz nur um 27,4 µS/cm für 1 mmol/l Nitrat.

Hierzu mal eine Beispielrechnung:

In Düsseldorf hat das Leitungswasser nach der Analyse der Stadtwerke einen Leitwert von 769 µS/cm und ist somit ziemlich hart mit einer Gesamthärte von 14,7 und einer Karbonathärte von 9,3. Der pH – Wert liegt bei 7,5 und der Nitratwert bei 14,2 mg/l. Wenn wir davon ausgehen, dass wir vor einem Nitratgehalt von 35 mg/l zum Wasserwechsel schreiten wollen, können wir den Leitfähigkeitsanstieg, der von ca. 20 mg/l Nitrat hervorgerufen wird, messen. Diese Nitratmenge bewirkt aber nur eine Erhöhung der Leitfähigkeit um ungefähr 9 µS/cm. Selbst wenn man erst bei Werten um die 80 mg/l Nitrat Wasser wechseln wollte, was man seinen Fischen nicht zumuten sollte, könnte man nur einen Anstieg von ca. 30 µS/cm erwarten.

Fazit: Der zu erwartende Leitfähigkeitsanstieg sollte sehr gering ausfallen. Aber die Änderung der Leitfähigkeit sollte unabhängig von der Härte des Wassers erfolgen.

pH – Wert

Bei gleichbleibender CO2 Konzentration sollte sich der pH – Wert um ca. 0,3 bei einer Halbierung der Karbonathärte ändern. Durch die Nitrifikation wird ja die Karbonathärte abgebaut.

Wie viel macht das nun wirklich aus ?

Ein mmol/l KH entspricht einer Härte von 2,8 dKH. Um eine pH – Wert Änderung von 0,3 messen zu können, müsste der Nitratgehalt bei einer KH von 9,3 schon um ca. 120 mg/l steigen.

In weichem Wasser ist dieser Effekt sehr viel ausgeprägter. Bei einer KH von 2 führen schon 20 mg/l Nitratanstieg zu einer pH- Wert Änderung von 0,3.

Fazit: Für hartes Wasser ist nur eine sehr geringe pH – Wert Änderung zu erwarten. Für weiches Wasser sollte die pH –Wert Messung ein gutes Maß für den Belastungsgrad mit Nitrat darstellen.

© Andreas Jäger