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Ammoniak

From Korallen Wiki - Arten, Haltung, Vermehrung, Zucht, DIY, Meerwasser
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Einleitung

Ammoniak (NH3) ist eine chemische Verbindung von Stickstoff und Wasserstoff. Es entsteht bei der Zersetzung von abgestorbenen Pflanzen und tierischen Exkrementen. Das Gesamtammonium ist die Summe aus Ammoniak und Ammonium.

Nur wenige Mikroorganismen sind in der Lage, Ammoniak in der sogenannten Stickstofffixierung direkt aus dem Stickstoff der Luft zu gewinnen. Beispiele hierfür sind Cyanobakterien oder Proteobacterien wie Azotobacter. Aus diesem über das Enzym Nitrogenase gewonnenen Ammoniak werden von den Bakterien Aminosäuren synthetisiert, die von allen Lebewesen benötigt werden. Biologisch hat Ammoniak also eine wichtige Funktion als Zwischenprodukt beim Auf- und Abbau von Aminosäuren.

Ammoniak ist für alle Organismen giftig, das gilt insbesondere für Fische, Bakterien und andere höhere Lebensformen.

Im Detail

Auch im Stoffwechsel beim Auf- und Abbau von Aminosäuren spielt Ammoniak, das unter biochemischen Bedingungen als Ammonium vorliegt, eine wichtige Rolle. Aus Ammonium und α-Ketoglutarat entsteht durch reduktive Aminierung Glutamat, aus dem wiederum durch Transaminierung weitere Aminosäuren synthetisiert werden können. Während Mikroorganismen und Pflanzen auf diese Art alle Aminosäuren synthetisieren, beschränkt sich dies bei Mensch und Tieren auf die nicht-essentiellen Aminosäuren.

Ebenso erfolgt der Abbau von Aminosäuren zunächst über eine Transaminierung zu Glutamat, das durch das Enzym Glutamatdehydrogenase wieder in α-Ketoglutarat und Ammoniak gespalten wird. Da größere Mengen Ammoniak toxisch wirken und auch nicht vollständig für den Aufbau neuer Aminosäuren verwendet werden können, muss es eine Abbaumöglichkeit geben. Der Weg, das überschüssige Ammoniak aus dem Körper zu entfernen, entscheidet sich je nach Tierart und Lebensraum. Wasserbewohnende Lebewesen können Ammonium direkt an das umgebende Wasser abgeben und benötigen keinen ungiftigen Zwischenspeicher.

Eine besondere Bedeutung hat Ammoniak in der Ökologie der Gewässer. Da Ammoniak für die meisten Organismen der Gewässer toxisch ist, kann bei einer Überschreitung des kritischen pH-Wertes plötzliches Fischsterben auftreten.

Ammonium - Ammoniak

Ammonium wird durch steigenden pH und Temperaturen zu sehr giftigem Ammoniak (NH3) gewandelt. Da ist Süßwasser-Aquarien der pH niedrig genug, entsteht so weniger Ammoniak als im Meerwasser.

Im Folgenden wird noch öfter vom Gesamtammonium geschrieben, der Summe aus Ammonium und Ammoniak.

Die angezeigten Werte in der Tabelle und Diagramm gelten für 25 °C.

Verhältnis in Abhängigkeit vom pH-Wert
pH Ammonium (%) Ammoniak (%)
7,5 96,6 3,4
7,6 96,4 3,6
7,7 96,1 3,9
7,8 95,8 4,2
7,9 95,4 4,6
8,0 94,6 5,1
8,1 94,3 5,7
8,2 93,5 6,5
8,3 92,5 7,5
8,4 91,3 8,7
8,5 89,9 10,1
8,6 88,1 11,9
8,7 85,9 14,1

Folgende Tabelle zeigt den Gehalt an Ammoniak bei 0,5 mg/l Gesamtammonium

Temperatur 8,0 pH 8,5 pH
20,0 °C 0,0191 mg/l 0,0560 mg/l
25,0 °C 0,0269 0,0765
30,0 °C 0,0373 0,1015

Folgende Tabelle zeigt den prozentualen Gehalt an Ammoniak am Gesamtammonium.

Temperatur 8,0 pH 8,5 pH
20,0 °C 4 % 11 %
25,0 °C 5 % 15 %
30,0 °C 7 % 20 %

Auf die richtige Menge kommt es an

Ammoniak ist stark toxisch, die Grenzen liegen bei

  • 0,075 mg/l eine Schädigung kann für verschiedene Tiere beginnen
  • 0,1 mg/l für Phytoplankton, lebensbedrohliche Schädigung bei Jungfischen möglisch
  • 0,2 mg/l für Bei Fischen wird die Atmung und andere lebenswichtige Funktionen blockiert

Makroalgen (z.B. diverse Caulerpa-Arten), Korallen und vor allem Bakterien ernähren sich von Ammoniak.

Ammoniak ist giftiger für Fische als Nitrit.

Um einen Überblick über die Wasserwerte zu bekommen, gibt es hier eine Liste.

Zu viel Ammoniak

Eine erhöhte Ammoniak-Konzentration sollte nur auftreten wenn:

Ammoniak reduzieren bevor es entsteht

  • Nur Frischwasser ohne Nitratbelastung zuführen, dazu Verwendung Umkehrosmose-Anlage oder Vollentsalzer bei Ausgangswasser mit hohem Nitrat-Gehalt
  • Fischbesatz reduzieren
  • weniger füttern
  • tote Lebewesen schnellstmöglich aus dem Becken entfernen
  • Detritus entfernen
  • Ausreichende gut verteilte Strömung im ganzen Becken
  • Riff-Hinterspülung
  • Biobälle und biologische Filter reduzieren, häufig reinigen und nicht Trockenlaufen lassen
  • Lebendgestein hat den Vorteil in einem geschlossenen System Ammoniak in Nitrat zu wandeln, und das ein Großteil der Nitratproduktion dort abläuft, wo das Nitrat auch gleich zu elementarem Stickstoff weiterverarbeitet werden kann.

Vorhandenes Ammoniak abbauen

Ammoniak Konzentration können reduziert werden durch

Sofortmaßnahmen, mit absteigender Empfehlung:

  • Zeolith als Sofortmaßnahme ist ausgezeichnet wirksam gegen das Gesamtammonium und gleichzeitig ungefährlich. Dazu das Zeolith in einen Mischbettfilter oder in einen gut durchströmten Bereich in einem Beutel / Nyolonstrumpf geben. Gegen einen langfristigen Einsatz spricht die Gefahr, den nützlichen Bakterien für die Nitrifikation die Nahrungsgrundlage zu entziehen.
  • Ozon oxidiert das Gesamtammonium zu Nitrit. Als Sofortmaßnahme wäre eine große Menge Ozon nötig, die allerdings auch schädlich für alle Lebewesen sein kann.
  • Wasserstoffperoxid oxidiert ebenfalls ähnlich dem Ozon das Gesamtammonium, doch durch die direkte Zugabe in das Aquarium können Tiere in der Nähe der Dosierung Schaden nehmen - das trifft allerdings weniger auf Korallen zu. Die Dosierung von 3 prozentiger Lösung beträgt 50 ml / 100 Liter Netto - dabei tropfenweise in direkt in die Strömung dosieren. Dabei immer darauf achten, das keine Fische davon direkt beströmt werden. Nach einer Stunde ist eine Messung durchzuführen und ggf. der Vorgang zu wiederholen.

Zu wenig Ammoniak

Aufgrund seiner Toxizität und dem nicht vorhanden Vorteil welches zu haben entfällt der Bedarf davon etwas zu wenig zu haben.

Messung

Die üblich erwerblichen Tests sind ausreichend genau genug. Eine Übersicht über die am Markt vorhandenen Wassertests finden sie hier.

Alle Tests ermitteln das Gesamtammonium, auch wenn manchmal auf der Verpackung nur Ammonium erwähnt wird. Durch die zusätzlich pH Messung kann dann mit Hilfe der Tabelle das Verhältnis bestimmt und die einzelnen Werte berechnet werden. Sollte jedoch das Gesamtammonium Null sein, dann ist eine pH Messung nicht mehr nötig.

Die häufige Messung ist in der Einfahrphase besonders wichtig. Zunächst wird es zu einem deutlichen und möglicherweise auch gefährlichen Anstieg kommen, solange die Nitrifikation noch nicht richtig funktioniert. Bei bestehenden Becken ist eine Messung kaum noch nötig, da die biologischen Prozesse etabliert und stabil sind.

Einzelnachweise


Weblinks