Der Stickstoffabbau (Nitrifikation)

Stickstoff gehört als Bestandteil der Proteine zu den lebenswichtigen Elementen. Von den grünen Pflanzen wird er vor allem in Form von Ammonium und Nitrat aufgenommen. In den meisten natürlichen Gewässern kommen diese Stoffe nur in sehr geringen Mengen vor. Stickstoff stellt dort einen Minimumfaktor für das pflanzliche Leben dar. Anders ist es im Aquarium. Hier werden auf engstem Raum Pflanzen, Fische und andere Tiere gehalten. Durch deren Ausscheidungen (Kot, Urin), Pflanzenreste und Futterreste kann es zu einem starken Anwachsen der Stickstoffverbindungen kommen. Diese Stickstoffverbindungen haben in stärkeren Konzentrationen eine mehr oder weniger schädliche Wirkung auf die Organismen. Der Aquarianer muß deshalb immer bemüht sein, den Anteil der schädlichen Stickstoffverbindungen im Aquarium möglichst gering (niedrig) zu halten.
Der Abbau der organischen stickstoffhaltigen Substanzen erfolgt stufenweise und immer nur im Beisein von Sauerstoff (oxidativer Abbau). Dabei entstehen verschiedene Stickstoffverbindungen.

Der Abbau läuft folgendermaßen ab:
Organische Stickstoffverbindungen -> Ammoniak und Ammonium -> Nitrit -> Nitrat.

Die ersten Abbauprodukte sind das giftige Ammoniak und das ungiftige Ammonium. Der pH-Wert bestimmt weitgehend, welche der beiden Verbindungen überwiegend gebildet wird. Bei einem pH-Wert von 7 und mehr entsteht Ammoniak, bei einem pH-Wert unter 7 Ammonium. Schon in leicht saurem Wasser kann es deshalb zu keiner Ammoniak-Vergiftung kommen. Daraus kann man ersehen, wie wichtig die regelmäßige PH-Wert-Kontrolle ist. Ammoniak ist von allen Stickstoffverbindungen die weitaus giftigste. Der Schwellenwert für die Giftigkeit des Ammoniaks liegt für die Elritze bei 0,6 mg/l. Das Ammonium ist dagegen eine gute Stickstoffdüngung für die Wasserpflanzen. Die zweite Stufe im Stickstoffabbau ist das Nitrit. Dieses entsteht durch bakterielle Oxidation (,,Verbrennung") aus Ammoniak oder Ammonium. Die Bakterien, die die Nitritation vornehmen, gehören zu der Gattung Nitrosomonas Nitrit ist ebenfalls giftig und sehr schädlich für die Fische. Für den Guppy (Poecilia reticulata) ist Nitrit ab 1 mg/l schädlich. Doch für viele andere Fische liegt der Schwellenwert für die Giftigkeit wesentlich niedriger.
Die dritte und letzte Stufe der Nitrifikation ist die Nitratation, die bakterielle, oxidative Überführung von Nitrit in Nitrat. Diese geschieht durch Nitrobacter-Bakterien. Nitrat ist wesentlich weniger giftig. Es sammelt sich im Wasser an und wirkt erst bei hohen Konzentrationen schädlich. Über die Wirkung von Nitraten auf Fische liegen bisher erst wenige Beobachtungen vor. Werte ab 150 mg/l werden für die Fische bedenklich, da die Gefahr der Nitrat-Reduktion (Denitrifikation) zu Nitrit und Ammoniak zunimmt.
Ohne Sauerstoff ist ein Stickstoffabbau im Aquarium nicht möglich. Bei Sauerstoffmangel werden die organischen Verbindungen entsprechend langsamer abgebaut, und es kommt im Wasser zu einer Anreicherung mit den giftigen Zwischenprodukten Ammoniak und Nitrit. Es kann sogar eine bakterielle Denitrifikation einsetzen, die das relativ unschädliche Nitrat in die schädlichen Zwischenstufen Nitrit und Ammoniak überführt. Ein Teil dieser Denitrifikation kann im Körper der Fische ablaufen. Das Nitrit lagert sich an die roten Blutkörperchen an. Auf diese Weise werden Sauerstoffaufnahme und Sauerstofftransport behindert.
Bei der Neueinrichtung eines Aquariums sind die nitrifizierenden Bakterien (Nitrosomonas, Nitrobacter) noch nicht sofort vorhanden. Sie müssen sich erst aufbauen und entwickeln. Solche Bakterien findet man hauptsächlich im Filter und im Bodengrund älterer Aquarien. Es dauert einige Wochen, bis sich genügend Bakterien angesammelt haben und somit ein ausreichender Abbau von organischen Stickstoffverbindungen gewährleistet ist. Die Menge der im Aquarium jeweils vorkommenden Bakterien unterliegt großen Schwankungen. Jeder Wasser- und Filterwechsel führt zu einer Verminderung der Bakterienzahl und zu einer Störung des eingestellten Gleichgewichts. Aus diesem Grund sollte man niemals Wasser und Filtermaterial gleichzeitig wechseln, sondern in einem Mindestabstand von einer Woche. Der Wasserwechsel erfolgt immer vor dem Wechsel des Filtermaterials.

<zurück> <Startseite> <weiter>