Biogene Entkalkung

Als Biogene Entkalkung bezeichnet man einen Prozess, bei dem submerse Wasserpflanzen und Phytoplankton durch ihren photosyntetischen Verbrauch an Kohlendioxid das Gleichgewicht von gelöstem Calciumhydrogencarbonat und Kohlensäure so verschieben, dass es zur Kristallisation und Fällung von Calciumcarbonat kommt.

Ein Teil der Algen- und Pflanzenarten kann seinen Bedarf an Kohlenstoffdioxid auch aus Hydrogencarbonat decken. Sie beziehen ihren Kohlenstoffbedarf zunächst aus freien Kohlendioxid, da sie hierfür weniger Energie aufwenden müssen. Erst wenn diese Kohlenstoffquelle weitgehend verbraucht ist, entnehmen sie den im Hydrogencarbonat gebundenen Kohlenstoff und geben dabei unmittelbar Hydroxidionen ab.

Sowohl beim Entzug des Kohlendioxids aus dem Dissoziationsgleichgewicht als auch bei der Nutzung von Hydrogencarbonat kommt es zu einer Steigerung des pH-Wertes mit der Folge einer Verschiebung des Massenverhältnisses zwischen Hydrogencarbonat und Carbonat zugunsten des Carbonats. Dabei überschreiten die Konzentrationen an gelöstem Calcium und Carbonat mit einander multipliziert das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat, welches folglich kristallisiert und ausfällt.

Der Vorgang findet regelmäßig statt in Seen und Teichen. Die in Alpenseen oft im Sommer beobachtbare milchige Trübung des Wassers geht darauf zurück. In Karpfenteichen ist die biogene Entkalkung an der Tagesordnung und man versucht oft, sie durch die Ausbringung von Kalk auszugleichen. Dieser Maßnahme liegt allerdings ein Denkfehler zugrunde. Der pH-Wert wird zwar momentan durch Sekundäreffekte gesenkt, aber die Gefahr einer erneuten pH-Steigerung wird mittel- und langfristig erhöht.

Aquaristik

Auch im Aquarium ist dieser Effekt der Steigerung des pH-Wertes durch die Photosynthese der Pflanzen und durch den CO2-Verlust durch die Belüftung unerwünscht. Übersteigt der pH-Wert den Toleranzbereich der im Aquarium gepflegten Lebewesen, kann dies zu einer Schädigung sowohl von Fischen wie auch anderen Lebewesen führen. Eine dichte Bepflanzung eines Aquariums, die so den Sauerstoffbedarf sicherstellt, geht bei ausreichender Beleuchtung immer einher mit einem hohen Kohlendioxidverbrauch. Weitere Einflussfaktoren sind der auf die Fütterung zurückgehende Nährstoffgehalt, der Fischbesatz, Temperatur, Bodengrund, Wasserbewegung und die Häufigkeit des Teilwasserwechsels. Kleine Aquarien sind erfahrungsgemäß eher einer biogenen Entkalkung mit einer entsprechenden pH-Wert-Steigerung ausgesetzt als große. Der Kohlendioxidgehalt des Wassers, der den pH-Wert steuert, kann durch einen CO2-Dauertest überprüft werden.

Quellen

Literatur

  • Kurt Bauer: Zur Bedeutung der Kohlensäure in Karpfenteichen. In: Österreichs Fischerei. 44, 1991, ISSN 0029-9987, S. 49–64.

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