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Wasserwechsel und die Ergänzung von Elementen


Ziemlich oft werden wir mit der Meinung konfrontiert, dass in der Meerwasseraquaristik die regelmäßige Ergänzung von Neben- und Spurenelementen mit Hilfe von Zusätzen nicht nötig ist und dieses Problem durch regelmäßigen Wasserwechsel gelöst wird.

Folgender Beitrag soll beweisen, dass das nicht der Fall ist.

  

Einführung

Nehmen wir das Wasserwechsel und die Anwendung von Zusätzen als Maßstab, können wir die Aquarianer in folgende Gruppen teilen:

Alle Aquarianer ergänzen Ca, Mg und Karbonate. Davon wechseln die Meisten regelmäßig das Wasser und dazu anwenden die Zusätze.

Nur eine Minderheit von Aquarianern verlässt sich auf Wasserwechsel ohne Zugabe von Zusätzen. 

Im folgenden Text möchten wir uns vor allem jenen Aquarianern widmen, die einen bestimmten Teil des Meerwassers im Aquarium regelmäßig wechseln, ohne dass sie regelmäßig Zusätze anwenden. Becken, die langfristig ohne Wasserwechsel betrieben werden, gibt es zwar auch, aber ihre Anzahl ist unerheblich.

  

Die Grenzfälle

Stellen wir uns einen hypothetischen chemischen Element X, dessen Konzentration im Meerwasser z.B. 1% sein kann und der Gesamtverbrauch im Becken 15% pro Monat beträgt vor. Im Fall des Wasserwechsels können 2 Grenzsituationen folgen:

  • 100% Wasserwechsel

Regelmäßig – z.B. monatlich – wird der ganze Beckeninhalt gewechselt:


Wie unsere Graphik darstellt, ist beim 100%-tiger Wasserwechsel die Konzentration von X in der Zeit konstant und richtig.

(Würden wir die Daten in der Graphik täglich notieren, hätte die Konzentrationskurve einen zahnförmigen Charakter – die Konzentration würde stetig sinken und nach dem Wasserwechsel wieder auf das richtige Niveau steigen.)

In diesem Fall haben natürlich alle Bestandteile des Meerwassers die richtige und konstante Konzentration – egal, wie hoch die Konzentrationen und der Gesamtverbrauch an Elementen sind, weil das Becken nach jedem Wasserwechsel mit neuem Meerwasser mit richtiger Zusammensetzung komplett ausgestattet ist. Es handelt sich nicht um eine übliche Praxis, ganz sicher ist es aus ökonomischen Gründen ein hypothetischer Zustand.

  • 0% Wasserwechsel

 Das Wasser wird gar nicht gewechselt:


 

Der in der Graphik dargestellte Rückgang der X-Konzentration ist wahrscheinlich keine große Überraschung. Die Kurve illustriert die Dynamik des Konzentrationrückgangs des Elements X im Becken ohne Wasserwechsel, bei Anfangskonzentration 1% und relativem Verbrauch von 15% pro Monat. Nach 24 Monaten sinkt die Konzentration von X auf 10% des natürlichen Wertes und nähert sich der Null.

Wir würden aber die Konzentrationskurven von X bei regelmäßigem Wechsel eines Teiles des Meerwassers aussehen?

 

Welche Wirkung hat beim Wasserwechsel die Menge des gewechselten Meerwassers? 

 

   


Die Kurven illustrieren die Dynamik des Konzentrationrückgangs des Elements X im Becken bei Anfangskonzentration 1% und relativem Verbrauch von 15% pro Monat bei regelmäßigem Wechsel von 5% - 10% - 25% der gesamten Wasservolumen im Becken.

  1. Werden 5% Wasser gewechselt, sinkt die Konzentration des Elements schon nach 6 Monaten auf die Hälfte und nähert sich weiter zu 25% der natürlichen Konzentration.
  2. Werden 10% Wasser gewechselt, ist die Situation im Vergleich zu dem oberen Beispiel etwas besser – die Konzentration von X sinkt auf die Hälfte um 3 Monate später und nähert sich zu 40% der natürlichen Konzentration.
  3. Bei Wasserwechsel von 25% sinkt die Konzentration von X innerhalb von 7 Monaten auf 70% und die weitere Konzentration kann für konstant gehalten werden. Auch wenn wir uns mit diesem Zustand von niedrigerer X-Konzentration im Becken zufrieden geben, ist die ökonomische Haltung dieses Beckens schwer vorstellbar.

 

Welche Wirkung hat im Becken das Verbrauchsmaß an einem Element?

 

   


Diese Graphik illustriert die Dynamik der Konzentrationen von 3 hypothetischen Elementen (die Anfangskonzentration jedes Elements im Becken beträgt 1%) mit unterschiedlichem Verbrauch pro Monat (2,5% - 10% - 40%) bei regelmäßigem Wasserwechsel von 10% des Gesamtvolumens.

 

Schlussfolgerung

 

Aus dem oben Angeführten sind eindeutig folgende Konsequenzen zu ziehen:

  • Das regelmäßige Wechseln nur eines Teiles des Meerwassers ohne zusätzliche Applikation von Zusätzen kann NICHT die Haltung von natürlichen Konzentrationen der Neben- und Spurenelemente im Meerwasseraquarium sichern.
  • Je kleiner der Anteil des gewechselten Wassers ist, desto niedriger wird der Wert, an dem sich die Konzentration der Elemente stabilisiert (dem sie sich nähert). Je schneller der Verbrauch eines Elements im Becken ist, desto niedriger wird der Wert, an dem sich die Konzentration des Elementes stabilisiert (zu dem sie sich nähert) und desto steilerer wird sein Konzentrationsrückgang.
  • Werden standardmäßig 10% der Gesamtvolumen des Meerwassers monatlich gewechselt, stabilisieren sich nach 8-18 Monaten die Konzentrationen aller Neben- und Spurenelemente im Becken auf einem konstant Niveau zwischen 25-75 % ihrer Konzentrationen im natürlichen Meerwasser.
  • Dieser Zustand muss sich vor allem an dem Wachstum und gesunder Entwicklung der Korallen und anderen Wirbellosen widerspiegeln.
  • Die Konzentration von Neben- und Spurenelementen stabilisiert sich umso schneller und auf umso niedrigerem Niveau, je schneller ihr Gesamtverbrauch im Becken ist. In diesem Zusammenhang ist noch zu bedenken, dass den Gesamtverbrauch eines Elementes im Becken nicht nur biologische Prozesse beeinflussen, sondern auch die angewandte Technologie – z.B. Abschäumer – und die Bindemittel. Diese Problematik betrifft vor allem die Elemente, die sich an der Skelettbildung von Wirbellosen beteiligen und im Becken schnell verbraucht werden (z.B. Strontium), und auch die Elemente (eine große Menge von Spurenelementen), die mit gelösten organischen Stoffen im Meerwasser Komplexe bilden und aus dem Aquarium über Abschäumer oder Absorption entfernt werden können.
  • Das Gleiche gilt natürlich nicht nur für die Neben- uns Spurenelemente, sondern natürlich auch für Stoffe, die DOM (Gelösten organischen Stoff) bilden.

coral-shop, Ing. Frantisek Floder

[zum Originaltext]


Dieser Artikel ist am 13.05.2009 erschienen

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Kommentare

Jochen_P
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Hallo Helik,

ich glaube wir reden aneinander vorbei. Eure Rechnung stimmt natürlich wenn man immer einen prozentualen Verbrauch der übriggeblieben Menge annimmt, aber warum sollen sich die Verbraucher im Becken immer weniger des Stoffes x gönnen wenn sie wie am Anfang beispielsweise sich 10 g pro Monat einverleibt haben?
Zum Thema Anreicherung bestimmter Stoffe stimmt leider auch nicht so ganz, da ja nie mehr Stoffe ins Becken kommen wie anteilmäßig im frischen Wasser enthalten sind. Je größer der WW desto mehr stellt man sogar wieder dessen Grundverhältnisse ein.
Ich will die Grundaussage des Artikels nicht in Frage stellen, bin allerdings der Meinung, daß ein Zugeben von Spurenelementen auch nicht ganz ohne ist, da genau dadurch eine starke Verschiebung bestimmter Elemente stattfindet wenn man dabei keinen regelmäßigen WW durchführt.
Es bleibt spannend.

Grüßle Jochen
Beitrag vom 06.06.2009 - 08:18 

coral-shop
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Hallo Sepi!
Hier noch eine Antwort von Herrn Floder für dich:

- einen Beispiel mit einem greifbaren Element lassen wir uns einfallen.

- und zu der 100-facher Konzentration der Spurenelemente im Salz vor ihrem Lösen:

o um aus diesem Salz eine Kopie des Meerwassers erzeugen zu können, mit richtiger Konzentration der Spurenelemente, müssten wir 1kg des Salzes in 100 L Wasser lösen.

o die meisten Salze haben aber Dosierung 1kg/ca 30L Wasser

o und wenn die Konzentration tatsächlich höher wäre:
Die Spurenelemente werden nicht alle gleich schnell verbraucht, einige schneller, einige langsamer. Durch regelmäßiges WW kann ich nur die Elemente auf dem richtigen Niveau halten, wo der Verbrauch genau der höheren Konzentration im Salz entspricht. Alle anderen Elemente werden entweder unter oder - in meisten Fällen - über dem natürlichen Wert sein, der sich nach jedem WW erhöhen wird. Und je langsamer ein Spurenelement im Aquarium verbraucht wird, desto markanter dieses Problem wird.

LG Helik
Beitrag vom 20.05.2009 - 14:42 

coral-shop
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Hallo Jochen!

Hier eine Antwort von Herrn Floder:
Ist der richtige Inhalt eines Elements X im Aquarium z.B. 100 g und es werden 10 % des Elements pro Monat verbraucht:

1. bleiben vor dem ersten WW im Becken 90g vom Element X
2. Wechsele ich 10% Wasser, entferne ich mit den 10% des gewechselten Wassers weitere 10% von den übrigen 90g des X, also 9g - im Becken bleiben 81g des Elements X
3. Wir setzen voraus, dass das neue Wasser die richtige X-Konzentration hat. Durch die Wasserzugabe kommen ins Aquarium 10g von X.
4. Nach dem 1. WW ist im Becken 91g des Elements X

2.WW - gleiches Prizip:
· Verbrauch im letzten Monat: 10% = 9,1g = cca 9g
· Stand vor WW = 82g
· durch Entfernung 10% Wasser, entferne ich auch 10% vom 82g X = 8,2g = cca 8g, es bleiben 74g
· Zugabe vom frischen Wasser und 10g des Elements X
· nach 2. WW ist im Becken 84g des Elements X

3.WW – gleiches Prinzip:
· Verbrauch im letzten Monat: 10% = 8,4g = cca 8g
· Stand vor WW = 76g
· durch Entfernung 10% Wasser entferne ich auch 10% auf übrigen 76g = 7,6g = cca 8g, also es bleiben 68g
· Zugabe vom frischen Wasser und 10g des Elements X
· nach 3. WW ist im Becken 78g des Elements X

Am Anfang was im Becken 100g der Elements X - es fehlten 0 g
Nach 1. WW 91 g - Verbrauch 9g - es fehlen 9g
Nach 2. WW 84 g - Verbrauch 7g - es fehlen 16g
Nach 3. WW 78 g - Verbrauch 6g - es fehlen 22g
usw.

Der Verbrauch des Elements X wird immer kleiner und die X-Konzentration nähert sich einem konstanten Wert - nicht der Null

Gruß Helik

Beitrag vom 20.05.2009 - 14:01 

denis811
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HI

wie Seppi schon schrieb ,leider fehlen zuviele gesicherte Erkenntnisse was ,wie und wo von Korallen benötigt oder gebraucht wird ,oder aber auch ob manche Elemente in zu hohen Konzentrationen sogar toxisch sind.Auch sind die meisten Mischungen zu allgemein und nich Beckenspeziefisch ausgelegt,auch eine Einzeldosierung kommt bei vielen net in Frage da wir uns net zum Sklaven unseres Hobby´s machen wollen.Oder mal den Beitrag anders herrum betrachtet,würde es ja bedeuten ich gebe das Element "X" zu und brauche keinen WW mehr machen,aber dann müsste doch ein Verbrauch ermittelt werden was bei vielen Elementen garnicht machbar ist.Für mich bleiben diese Zugaben (Mischungen ) immer ein "Fischen im Trüben" .
Beitrag vom 20.05.2009 - 12:00 

Seppi
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Hallo,

interessant wäre es gewesen wenn man dieses Rechenbeispiel anhand eines greifbaren Elements gemacht hätte unter dem kann man sich was vorstellen kann. So bleibt es irgendwie eine Wolke von der man nicht weis was sich darin verbirgt.

Im übrigen gibt es von hochqualifizierten Chemikern Analysen und Aussagen die davon ausgehen dass in den erhälltlichen Meersalzmischungen die meisten Spurenelemente in bis zu 100 facher Konzentration vorliegen als es im Meerwasser üblich ist. Wenn dem so ist, wovon ich ausgehe, dann erübrigt sich oben genanntes Beispiel bei den meisten Elementen. Die Krux an der Sache ist jedoch dass bisher keine wissenschaftlich gesicherten Erkenntnisse darüber herschen welche Elemente nun tatsächlich von Meeresbewohnern in welcher Konzentration benötigt werden.
Beitrag vom 18.05.2009 - 19:38 

Jochen_P
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Also irgendwie scheint mir das unlogisch. Wenn ich bei 1000 Liter Wasser 1% eines Elements habe sind das 10 kg. Davon ein Verbrauch von 15% sind also 1,5 kg. Jetzt wechsle ich sagen wir mal 10% Wasser, also 100 Liter, welche wiederum 1 kg des Elements einbringen, dann komme ich früher oder später immer auf 0! Das ist immer der Fall, wenn der Verbrauch im Gesamtsystem höher ist als der anteilmäßige Wasserwechsel. Es sei denn, im Salz wäre ein höherer Anteil des entsprechenden Elements enthalten.

Viele Grüße Jochen
Beitrag vom 16.05.2009 - 10:44 

Frank Cours
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Ja jetzt hauts hin. Interessanter und informativer Artikel.
Beitrag vom 15.05.2009 - 16:28 

coral-shop
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Hallo!
Das Bild ist schon in Ordnung!
GH
Beitrag vom 15.05.2009 - 10:52 

coral-shop
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Hallo Frank!
Tatsächlich! Die %-Angaben sind vertauscht! Danke für den Hinweis. Im Originaltext ist es schon richtig und hier hoffentlich auch bald korrigiert.
Gruß Helik
Beitrag vom 14.05.2009 - 22:54 

Frank Cours
Dabei seit:04.11.2007
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Müssen bei der Grafik
Welche Wirkung hat beim Wasserwechsel die Menge des gewechselten Meerwassers?
nicht 5% und 25% getauscht werden?
ansonsten verstehe ich die Beschreibung der Grafik nicht.
Beitrag vom 13.05.2009 - 12:22 

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