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Tipp des Monats

Aquarium : Wasserhärte -
Warum die Karbonathärte größer sein kann als die Gesamthärte

Es gibt Fälle bei denen die gemessene Karbonathärte (KH) größer oder höher ist als die Gesamthärte (GH). Das klingt zunächst unlogisch, denn normalerweise ist der GH -Wert größer als der KH -Wert. Die Karbonathärte (KH) liegt dann durchschnittlich bei 80% der Gesamthärte (GH).

Leider musste ich mich selbst eine Weile mit diesem Thema beschäftigen, da der Pflanzenwuchs in meinem Natur-Aquarium einfach nicht zufriedenstellend war und das Ausbreiten der Algen außer Kontrolle geriet.

Nachdem alle Experimente mit der Beleuchtung, CO2-Versorgung und Düngerdosierung fehlgeschlagen waren, kam ich auf die Idee, dass vielleicht eine mögliche Ursache für den schlechten Pflanzenwuchs im Ausgangswasser zu suchen ist, dass im Haus mit Hilfe einer Enthärteranlage aufbereitet wurde.

Also wurden die Härtegrade vor der Enthärteranlage und nach der Enthärteranlage gemessen. Der Calzium-Gehalt wurde mit einem Reagenz analysiert, das eigentlich für die Meerwasseraquaristik vorgesehen ist und sich daher weniger eignet, um geringe Calzium-Werte zu bestimmen. Für die hier angestrebte Vergleichsmessung lieferte der Test aber auch für Süßwasser ein zufriedenstellendes Ergebnis:

Wasserwerte vor der Enthärteranlage

Gesamthärte: ca. 16 °dGH (gemessen)
Gesamthärte: 16,7 °dGH (laut Angabe der Wasserversorgung)
Karbonathärte: ca. 12 °dKH (gemessen mit Tröpfchentest)
Karbonathärte: ca. 15,0 °dKH (laut Angabe der Wasserversorgung)
Calziumgehalt: 107 ppm (laut Angabe der örtlichen Wasserversorgung)
Calziumgehalt: ca. 100 ppm (gemessen)
Magnesiumgehalt: 7,5 ppm (laut Angabe der Wasserversorgung)
pH-Wert: 7...7,5

Wasserwerte nach der Enthärteranlage

Gesamthärte: ca. 8 °dGH
Karbonathärte: ca. 10 °dKH
Calziumgehalt: ca. 40 ppm
pH-Wert: 7,5

Die Enthärtungsanlage funktioniert also wie gewünscht. Die Gesamthärte wird stark reduziert (von 16,7 auf 8 °dGH). Der Calziumgehalt sinkt auf weniger als die Hälfte. Die Karbonathärte ändert sich hingegen kaum, und der pH-Wert bleibt auf dem neutralen Niveau.
Was ist aber die Erklärung dafür, dass die Karbonathärte größer wird als die Gesamthärte?

Um das besser verstehen zu können folgt hier nochmal die Definition der Wasserhärte:

Die Gesamthärte

bezeichnet die Konzentration an Ionen von Erdalkalimetallen, die im Wasser gelöst sind. anteil erdalkali metalle im wasser

Erdalkalimetalle (Härtebildner) sind die chemischen Elemente Barium, Beryllium, Calzium, Magnesium, Radium und Strontium.
Alkalimetalle (keine Härtebildner) sind Wasserstoff, Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium und Francium.

Die Gesamthärte wird vor Allem durch Calzium und Magnesium bestimmt (siehe Abbildung links).

Bei der Gesamthärte-Bestimmung werden die Kationen Ca++ und Mg++ gemessen.

Die Karbonathärte

ist gem. Definition der Gehalt an Erdalkali-Ionen, der zusammen mit Carbonat-Ionen (CO32-) und Hydrogenkarbonat-Ionen (HCO3-), im Wasser gelöst sind. Die Karbonathärte umfasst also nur die Erdalkali-Ionen, die als gelöste Karbonate oder Hydrogencarbonate vorliegen. Sie bildet demnach einen Teil der Gesamthärte.

In der Aquaristik wird der Begriff Karbonathärte jedoch oft missverständlich verwendet:

Die "Aquaristische" Karbonathärte

Tests für die Karbonathärte in der Aquaristik messen alle Karbonat- und Hydrogenkarbonat-Ionen (HCO3) ohne Rücksicht auf die Erdalkali-Ionen. Gemessen wird also nicht die zuvor definierte Karbonathärte sondern die Säurekapazität. Diese wird auch als Säurebindungsvermögen (SBV) bezeichnet.

In der Aquaristik wird unter der Karbonathärte deshalb der Gehalt an den Hydrogenkarbonaten verstanden, die die Zugabe von Säure abpuffern können. Und weil auch andere Kationen als C Calzium und Magnesium Hydrogenkarbonate binden, wie z. B. Natrium, kann die "Karbonathärte" in besonderen Fällen höher sein als die Gesamthärte, was laut Definition für die eigentliche Karbonathärte nicht möglich wäre. Korrekterweise ist dann das Säurebindungsvermögen größer als die Gesamthärte.

Der besondere Fall tritt tatsächlich bei dem Einsatz einer Enthärteranlage ein, da hier die Härtebildner Ca und Mg entzogen werden und dafür wiederum das Kation Na eingebracht wird. Dies geschieht, um einem Abfall des pH-Wertes entgegenzuwirken und damit eine vorzeitige Korrosion der Rohre zu verhindern.

Nach Krause [1] können im Aquarium Probleme entstehen, wenn der hier vorliegende Fall eintritt und das Wasser überwiegend Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3) enthält, was in diesem Fall aufgrund der beobachteten Mangelerscheinungen (Missbildungen) bei den Wasserpflanzen bestätigt werden kann.

Eine Abhilfemaßnahme bestand nun darin, das Leitungswasser beim Teilwasserwechsel mit einem hohen Anteil von Osmosewasser zu verschneiden, das mit einem Aufhärtesalz, welches das Wasser mit einer definierten Menge an notwendigen Mineralstoffen versorgt, gezielt angereichert wurde. Geeignete Aufhärtesalze sind u.a. Duradrakon und Sera mineral-salt.

Nach 3 bis 4 Wochen konnte daraufhin auch in meinem Aquarium ein zufriedenstellendes Pflanzenwachstum erzielt werden, da durch die Bereitstellung eines günstigen Ca/Mg-Verhältnisses die Lücke in der Nährstoffversorgung geschlossen wurde.