Kohlendioxid
In der Aquaristik wird hauptsächlich von CO2 (meistens CO2 geschrieben) gesprochen. Damit ist das farb- und geruchslose Gas Kohlenstoffdioxid oder halt etwas kürzer Kohlendioxid gemeint.
Die feinen Gasbläschen bei der Einleitung sind die nicht in Wasser gelöste Form. Wenn wir Messungen durchführen oder berechnen, ist aber in der Regel die in Wasser gelöste Form gemeint.
Im Aquarium ist CO2 ein sehr wichtiger Parameter, da die Pflanzen für die Photosynthese Kohlenstoff benötigen. Pflanzen nehmen Kohlenstoff und Wasser auf. Durch das Licht werden diese Stoffe in Glukose (Zucker) umgewandelt und dienen so der Pflanze als Nahrung. Bei Dunkelheit “atmet” die Pflanze zwar weiter, jedoch kann keine Photosynthese stattfinden. In dem Fall nimmt die Pflanze nur noch Sauerstoff auf und gibt CO2 wieder ab. Das jedoch in deutlich geringerem Umfang.
CO2 im Verhältnis zu KH und pH-Wert
CO2 wird in Pflanzenaquarien in der Regel zusätzlich über einen Ausströmer ins Wasser eingebracht. Hin und wieder wird das CO2 auch genutzt um den pH-Wert zu senken. Im Grunde ist dafür aber nicht das Kohlendioxid selbst verantwortlich. Nur ein sehr sehr kleiner Teil (deutlich unter 0,5%) reagiert mit dem Wasser zu Kohlensäure. Diese Säureanteil sorgt für die Senkung des pH-Werts.
In der oberen Tabelle kann die theoretisch berechnete Menge an CO2 im Wasser abgelesen werden. Dazu muss nur die Karbonathärte und der pH-Wert bekannt sein. Natürlich ist das eine rein theoretische Berechnung. Real können die Werte abweichen. Sie sollte aber für die Praxis hinreichend genau sein. Die Nachkommstellen hätte man sich daher durchaus sparen können. Die Formel für die Berechnung lautet:
CO2 = KH / 2,8 * 10(7,91-pH)
Der grüne Bereich ist meiner Ansicht nach für Pflanzenaquarien zu empfehlen. Den roten Bereich möchte ich als schädlich kennzeichnen, auch wenn die Gefahr nicht direkt vom CO2 ausgeht und auch bei deutlich niedrigeren Werten unter Umständen Probleme auftreten können. Die Wahrscheinlichkeit von Schwierigkeiten steigt aber deutlich an. Dazu komme ich aber etwas später.
Wie gelangt CO2 ins Wasser?
Kohlendioxid wird aber nicht nur durch den normalen Gasaustausch an der Oberfläche und speziellen CO2-Anlagen ins Wasser eingebracht. Pflanzen bringen wie oben schon angeführt ohne ausreichend Licht, ebenfalls Kohlendioxid ins Wasser ein. Die Menge ist aber relativ gering. Die Tiere dagegen produzieren durch die Atmung deutlich mehr. Laut dem Handbuch Aquarienwasser von Hanns-J. Krause sind das bei Fischen ca. 25 bis 60 mg/l täglich pro 1 Gramm Lebendgewicht.
Dies ist einer der Gründe warum ein hoher Besatz zu Schwierigkeiten führen kann. Ein hoher Besatz wird in der Regel aber auch mehr gefüttert. Und auch das bringt CO2 ins Wasser. Genau wie andere organische Substanzen, z.B. verrottende Pflanzenreste, CO2 produzieren. Der Filter ist dabei ganz vorne mit dabei. 1 Gramm Flockenfutter (zugegeben schon eine sehr große Menge, aber wer hat noch nicht mal aus Versehen deutlich zuviel Futter ins Becken gegeben?) ergibt mehr als 2500 mg CO2.
Nimmt man alle diese Kohlendioxidquellen, ist klar, dass nicht alle Aquarien eine CO2 Anlage benötigen. Wer jetzt aber meint “Prima, dann kann ich ja einfach mehr Fische einsetzen und spare mir die Ausgabe für die teure CO2 Anlage” der liegt falsch. Mehr Fische bringen halt nicht nur mehr CO2 . Ein stabiles Aquariensystem funktioniert am besten bei relativ geringem Besatz. Gerade für Einsteiger ins Hobby kann ich nur einen wirklich geringen Besatz empfehlen. Eine hohe Besatzdichte führt ansonsten oft eher zu Frust und Aufgabe des Hobbies.
Und wie wieder hinaus?
Das CO2 wird aber nicht nur von den Pflanzen aufgenommen, sondern auch an die Umgebungsluft abgegeben. Je mehr die Oberfläche bewegt wird, desto mehr CO2 wird aus dem Wasser gelöst.
Eine zu sehr bewegte Oberfläche treibt CO2 sehr schnell wieder aus. Somit ist bei zusätzlichem Einbringen von CO2 eine bewegte Oberfläche eher kontraproduktiv. Bewegt man die Oberfläche aber nicht, kann es vor allem Nachts sehr schnell zu einem Sauerstoffmangel kommen. Vor allem, wenn relativ viel Kohlendioxid und wenig Sauerstoff im Becken ist, kann es recht unvermittelt zu Fisch- oder Garnelensterben führen, da die Tiere nicht mehr genug Sauerstoff aufnehmen können und das CO2 nicht mehr ausatmen können.
Daher muss hier ein guter Kompromiss gefunden werden. Alternativ kann man auch über einen Sprudelstein Luft ins Aquarium einbringen. Auch das treibt natürlich CO2 wieder aus dem Becken, aber in der Regel deutlich begrenzter als bei einer stark bewegten Oberfläche. Hier eine gute Balance zu finden erfordert etwas Fingerspitzengefühl. Mit der Zeit geht das aber in Fleisch und Blut über und man macht das ganz automatisch.
CO2-Vergiftung?
Unter einer CO2-Vergiftung versteht der Aquarianer eigentlich keine echte Vergiftung, da CO2 auch in recht hohen Dosierungen keine toxische Wirkung hat.
Trotzdem können unter Umständen bereits in Pflanzenaquarien übliche Konzentrationen zu Schwierigkeiten und auch toten Tieren führen.
Die Bewohner nehmen über die Kiemen Sauerstoff auf und geben CO2 ab. Ist zu viel CO2 im Wasser und zu wenig Sauerstoff, dann kann der Sauerstoff nicht mehr, bzw. nur stark vermindert aufgenommen werden. Die Bewohner des Aquariums “ersticken” quasi. Da alle Fische und Garnelen unterschiedliche Ansprüche haben, kommen manche ganz gut klar, während andere schon sterben. Je niedriger der CO2-Gehalt desto besser kann die Sauerstoffaufnahme der Tiere funktionieren.
Meist tritt diese Problematik nachts auf, da dann die Pflanzen keinen Sauerstoff produzieren. Ein Überbesatz verschärft die Problematik meistens noch.
Eine CO2-Vergiftung ist also im Grunde keine Vergiftung, sondern ein Sauerstoffmangel, der durch den CO2-Gehalt des Wassers begünstigt wird.