Ammonium (NH4) ist eine anorganische Stickstoffverbindung, die entsteht, wenn im Zuge des Stickstoffkreislaufs Bakterien Eiweiße abbauen - es ist die erste Abbaustufe, die später zu Nitrit und Nitrat weiter verstoffwechselt wird. Naturgemäß steigt im einlaufenden Aquarium der Ammoniumwert zunächst einmal an - dass ein Ammoniumpeak auftritt, ist hier zunächst normal. So lange das Aquarium noch nicht mit Tieren besetzt ist, spielt dieser Wert keine Rolle. Für Pflanzen im Aquarium ist der Stoff unbedenklich.
Ammonium wandelt sich in Abhängigkeit vom pH-Wert zum giftigen Ammoniak (NH3) um. Der Anteil des Ammoniaks steigt mit zunehmenden pH-Wert. Bei einem pH von 9,4 liegt das Verhältnis von NH4 zu NH3 bei 1:1, bei einem neutralen pH-Wert von 7,0 liegt der Gehalt von Ammoniak bei ca. 1%.
1 Ammoniakgehalt des Wassers
Zur Berechnung des Ammoniakgehaltes im Wasser wird die folgende Formel angewendet:
Einfacher für Nicht-Mathematiker ist es allerdings sicherlich, den Wert in der nachfolgenden Tabelle abzulesen.
2 Ammonium / Ammoniak als Düngergrundstoff
Ammoniak ist eine der meist produzierten Chemikalien, es ist der Grundstoff für die Herstellung anderer Stickstoffverbindungen, und es wird häufig zur Düngemittelherstellung verwendet – unter anderem wird daraus Urea (Harnstoff - CH4N2O) produziert.
3 Ammoniak in der Natur
In der Natur tritt Ammoniak als Zwischenprodukt des Eiweißstoffwechsels von Mensch und Tier auf, jedoch wird es aufgrund seiner Giftigkeit schnell wieder ausgeschieden oder - wie beim Menschen - in den ungiftigen Harnstoff umgewandelt (und dann ausgeschieden). Bakterien sind an Ammoniak interessiert: Cyanobakterien etwa können den Stickstoff (N) aus der Luft in Ammoniak umwandeln (Stickstofffixierung), welches sie dann wiederum zur Eiweißherstellung nutzen. Besonders eiweißreiche Pflanzen wie z.B. Bohnen bilden mit solchen stickstofffixierenden Bakterien eine Lebensgemeinschaft, um an ausreichend Stickstoff für die Proteinproduktion zu gelangen.
4 Problematik im Aquarium
Ammoniak (NH3) wirkt als starkes Zellgift, vor allem - aber nicht nur - im Nervensystem. Im Aquarium kann Ammoniak durch die Abhängigkeit vom pH-Wert recht plötzlich auftreten. NH3/NH4 wird dabei einerseits von den Fischen und anderen Wassertieren als Abfallstoff ihrer Verdauung über Natrium-Ammoniumpumpen in den Kiemen abgegeben, andererseits entsteht es auch im Aquarium, wenn Bakterien Eiweißverbindungen abbauen.
4.1 Hoher Besatz in Aquarien mit hohem pH-Wert
Ammoniak kann besonders dann in schädlichen Dosen vorkommen, wenn grundsätzlich ein hoher Besatz (und damit eine hohe Ausscheidung von Eiweißen im Kot) vorhanden ist und der pH deutlich im alkalischen Bereich liegt, also über 7,0. In einem Leitungswasser-Aquarium mit hartem Wasser kann das zutreffen, aber auch bei speziellen Wasserwerten mit hohem pH-Wert, wie er bei Malawi- oder Sulawesiaquarien angestrebt wird. Liegt der pH-Wert des Aquariums im alkalischen Bereich, sollte man den Gehalt an NH4 / NH3 besonders im Blick behalten.
4.2 pH-Wert steigt an
Plötzliche pH-Wert Erhöhungen sind eher selten. Vorkommen können sie jedoch zum Beispiel beim Wasserwechsel. Liegt der letzte Wasserwechsel bereits eine Weile zurück, oder bringt das Leitungswasser entsprechend hohe pH-Werte mit, oder bringt man in weiches, saures Wasser kalkhaltiges Material ein, kann der pH in die Höhe schießen. Bei einem pH von 7,0 liegt lediglich 1% der Gesamtkonzentration (NH4 und NH3) in Form von Ammoniak vor. Je höher der absolute Ammoniumgehalt des Wassers, umso eher wird auch Ammoniak zum Problem.
5 Tödliche Dosis Ammoniak
5.1 Fische
Die tödliche Dosis bei Fischen liegt bei etwa 1 mg/l Ammoniak, für Jungtiere beginnen die Probleme bereits viel früher: hier wirken bereits 0,2-0,3 mg/l tödlich. Aber bereits Ammoniakwerte etwa von 0,03-0,05 mg/l, die nicht sofort tödlich sind, führen bei Fischen bereits zu starken chronischen Schäden. Besonders empfindlich sind Tiere aus fließenden Gewässern, wie etwa Forellen.
5.1.1 Symptome bei Fischen
Die Fische hängen bei einer Ammoniakvergiftung schwer atmend an der Wasseroberfläche und schnappen verzweifelt nach Luft. Ihre Farbe wird blass. Manche Fische legen sich auch auf den Boden oder schießen panisch durchs Wasser.
5.2 Garnelen
Bei Garnelen wirkt bereits der relativ geringe Wert von 0,2 mg/l Ammoniak tödlich giftig. Insbesondere Bachgarnelen wie die Bienengarnele haben eine noch geringere Toleranz gegenüber dem Nervengift.
5.2.1 Symptome bei Garnelen
Bei zu hohen Ammoniakkonzentrationen im Aquarienwasser zucken die Garnelen, sie fallen um und sterben.
6 Maßnahmen
6.1 Sofortmaßnahme Wasserwechsel
Wie bei vielen Problemen im Aquarium ist die Maßnahme Nummer eins bei einer Ammoniakvergiftung ein großzügiger Wasserwechsel. Dadurch wird das Ammoniak im Wasser verdünnt. Zur Not wiederholen, bis die Tiere im Aquarium keine Symptome einer Vergiftung mehr zeigen.
6.2 Ursachen finden
Mögliche Ursachen für einen dauerhaft erhöhten Gehalt an Ammonium / Ammoniak sind:
- Zersetzungsprozesse (besonders häufig: im Aquarium herumliegendes Futter)
- Überfütterung
- zu hoher Besatz
- fürs Aquarium nicht geeignete Dünger
- Soil-Bodengrund (Plant Soil)
- Nährboden
Wird der hohe Ammoniakwert durch vorgedüngten Soil-Bodengrund verursacht, werden häufige Wasserwechsel durchgeführt, bis sich die Werte normalisieren. Das kann je nach Setup etwa 8 Wochen, aber auch länger dauern.
Ein Nährboden kann auch später noch Ammonium abgeben, vor allem, wenn sich Gammelstellen entwickeln. Bei dauerhaft erhöhten Ammoniumwerten im Wasser sollte er daher vorsichtshalber entfernt werden.
7 Vorbeugung durch Pflanzenwachstum
Ammonium ist eine gute Nährstoffquelle für die Pflanzen im Aquarium, NH4 liefert Stickstoff und wird von den Pflanzen ganz besonders gern aufgenommen. In einem ordentlich bepflanzten Aquarium mit gutem Pflanzenwuchs und gesunden Pflanzen wird Ammonium / Ammoniak direkt verwertet, wie es auftritt - so kann es gar nicht erst zu kritischen Konzentrationen kommen. Insbesondere Starkzehrer und schnell wachsende Pflanzen wie Wasserpest, Hornkraut oder Nixkraut sorgen für eine schnelle Beseitigung dieses Nährstoffs. Neben einem gut funktionierenden biologischen Filter sind gesunde Pflanzen die Vorbeugung Nummer eins gegen eine Ammoniakproblematik im Aquarium.
Autor(en)
Ricardo Castellanos
Co-Autor(en)
Ulli Bauer
Fotos: Tabelle und Formel: Ricardo Castellanos