Stickstoffkreislauf im Aquarium

Eine große Bedeutung für das Verständnis und die Funktion eines Aquariums haben die Stickstoffverbindungen Ammonium, Nitrit und Nitrat. Nitrit ist direkt und Ammonium unter bestimmten Umständen für die Fische gefährlich. Den Abbau von Stickstoffverbindungen fasst man als „Stickstoffkreislauf“ zusammen. Durch die Ausscheidungen der Fische, Futterreste, abgestorbene Pflanzenreste und andere organische Substanzen gelangt der Stickstoff ins Aquarienwasser. Eine weitere Quelle ist das Leitungswasser.

 

Ammonium NH4+ und Ammoniak NH3

Organischer Abfall wird im Aquarium durch heterotrophe Mikroorganismen, sogenannte „Destruenten“ zersetzt. Dabei entsteht unter anderem  NH3 / NH4+. Ammonium wird ebenfalls von den Fischen als Stoffwechsel­endprodukt über die Kiemen ausgeschieden. Ammonium ist für die Fische ungiftig und ein wichtiger Pflanzennährstoff, zerfällt jedoch bei einem pH-Wert >7 schnell wieder in freies Ammoniak. Dann haben Ihre Fische ein großes Problem, denn NH3 ist die giftigste der hier vorgestellten Stickstoffverbindungen. Bereits 0,1 mg/l freies Ammoniak können tödlich sein. Bei einem plötzlichen pH-Anstieg kann diese bedrohliche Situation eintreten. Die folgenden beschriebenen Schritte nennt man Nitrifikation. Im ersten Schritt werden Ammoniak oder Ammonium von Nitrosomonas-Bakterien unter Sauerstoffverbrauch zu Nitrit (NO2-) umgewandelt (unter Sauerstoffverbrauch = oxidiert).

 

Nitrit NO2-

Nitrit ist weniger giftig als Ammoniak, jedoch reicht weniger als 1 mg/l, um eine lebensbedrohliche Situation für Ihre Fische zu schaffen. Die Giftigkeit von Nitrit nimmt mit sinkendem pH-Wert  und Chlorid-Gehalt zu. Schnappen Ihre Fische mit schwerer Atmung nach Luft, sind lustlos und schießen manchmal ohne Grund und Motivation durch das Aquarium, liegt mit großer Wahrscheinlichkeit eine Nitritvergiftung vor und Sie sollten unbedingt den Nitrit-Wert testen.

 

Nitrit-Vergiftung!

Viele Neu-Aquarianer und auch einige alte Hasen verlieren ihre Fische und die Lust am Hobby durch Nitrit-Vergiftung! Es ist unerlässlich, beim Neueinfahren eines Aquariums oder nach Medikamentenzugabe den Nitrit-Wert zu kontrollieren. Durch die unterschiedliche Vermehrungsgeschwindigkeit von Nitrosomonas und Nitrobacter entsteht zwangsläufig eine Nitritspitze nach ca. 10 – 14 Tagen. Deshalb sollte das neu eingerichtete Aquarium erst nach vollständigem Abklingen der Nitritspitze mit Fischen besetzt werden. Sofortige Abhilfe bei einem hohen Nitrit-Wert schafft ein Teilwasserwechsel bei gleichzeitiger Verwendung von z. B. AmQuel Plus der Firma Kordon. Das Zugeben von Filterbakterien schafft im Filter wieder optimale Bedingungen zum Schadstoffabbau.

 

Nitrat NO3-

Im nächsten Schritt der Nitrifikation arbeiten Nitrobacter-Bakterien Nitrit in Nitrat (NO3-) um. Bei diesem Schritt wird ebenfalls Sauerstoff verbraucht. Nitrat ist ca. 2.000 mal weniger giftig als Nitrit, jedoch sollte der Nitrat-Wert nicht dauer­haft über 30 mg/l steigen. Bei höheren Werten sinkt das allgemeine Wohlbefinden (besonders Jungfische wachsen schlecht bis gar nicht), die Immunabwehr der Fische wird schwächer und Algenwachstum wird begünstigt. Für den verantwortungsbewussten Aquarianer sowie bei Intensivfischhaltung empfiehlt sich die regelmäßige Kontrolle des Nitrat-Wertes durch einen Tropfentest. Nitrat ist das Endprodukt der Nitrifikation und wird nur durch gut wachsende Wasserpflanzen (CO2-Düngung!), Wasserwechsel, an­aerobe Prozesse (z. B. im Bodengrund) oder durch einen Bypass-Filter biologisch sinnvoll entfernt. Die beiden oben beschriebenen Schritte der Nitrifikation bilden die Basis der biologischen Filterung und sind die am stärksten sauerstoffzehrenden Abbauprozesse in unserem Aquarium. Da für beide Abbaustufen Sauerstoff notwendig ist, darf der Durchfluss des Filters nicht zu niedrig sein. Ein guter Sauerstoffgehalt ist für das gesamte Aquarium lebensnotwendig.

 

Nitratabbau

Die gelben Pfeile im Schaubild zeigen den Weg des Nitratabbaus. Hierbei wird unter anaeroben Bedingungen (sauerstoffarm) Nitrat von verschiedenen Bakterienarten „veratmet“. Es entsteht gasförmiger Stickstoff, der einfach „verfliegt“. Dieser Vorgang ereignet sich da, wo wenig Sauerstoff vorliegt, also im Boden, in verschlickten Bereichen des Filters usw. Simuliert wird dieses Milieu von sogenannten Nitratfiltern. Ein Filtermaterial, welches durch seine besondere Struktur auch anaerobe Zonen besitzt und sowohl in einem normalen Filter oder noch besser in einem Bypass Nitratabbau ermöglicht, ist unser Zacomax. Vom Funktionsprinzip  anders ist Nitrex. Eingesetzt im Filter, als Langzeit-Medium irgendwo in der Dekoration versteckt oder in der speziellen Nitrex-Box eingegraben im Bodengrund, kann es Nitrat abbauen. Der Trick bei Nitrex ist, dass es Bakterien nicht nur eine optimale Oberfläche bietet, sondern die benötig­ten Nährstoffe gleich mitliefert.