pH vs. Alkalinität im Riffaquarium: Was ist der Unterschied, und welcher Wert ist wirklich falsch?
Deine pH-Sonde zeigt um sieben Uhr morgens 7,85. Jemand im Forum sagt, das sei zu niedrig, und schickt dir den Link zu einem pH-Puffer. Deine Alkalinität liegt seit drei Monaten bei 8,6 dKH. Ein Wert sieht falsch aus, einer sieht gut aus, und das empfohlene Produkt verändert ausgerechnet den, der gut aussieht.
Das passiert, weil über pH und Alkalinität geredet wird, als wären sie ein und dasselbe mit zwei Namen. Sind sie nicht. Der pH-Wert ist eine Momentaufnahme davon, wie sauer das Wasser gerade ist. Die Alkalinität ist die Reserve an Carbonat und Hydrogencarbonat, die pH-Änderungen abfedert und die deine Korallen für den Skelettaufbau verbrauchen. Das eine ist ein Messwert, das andere ein Vorrat. Du kannst einen vollen Vorrat haben und trotzdem einen niedrigen Messwert sehen, und dann ist der Vorrat nicht das, was du reparieren musst.
Was ist der pH-Wert
Der pH-Wert misst die Wasserstoffionenkonzentration, also den Säuregrad in der Sprache der Chemiker, auf einer logarithmischen Skala: 7,8 ist nicht „ein bisschen niedriger“ als 8,8, sondern zehnmal so sauer. Natürliches Riffwasser liegt bei etwa 8,1 bis 8,3. Im Becken fahren die meisten tagsüber ein Ziel von 8,0 bis 8,4, alles zwischen 7,8 und 8,5 ist akzeptabel, und unter 7,8 wird die Kalkbildung so weit gebremst, dass es sich lohnt, das Problem anzugehen.
Er bewegt sich den ganzen Tag. Unter Licht zieht die Photosynthese CO2 aus dem Wasser, und über Nacht bringt die Atmung es zurück, also steigt der pH-Wert über die Beleuchtungsphase an und fällt nach Licht aus wieder ab. Eine Schwankung von 0,15 bis 0,40 Einheiten zwischen dem Tief vor Sonnenaufgang und dem Hoch am Abend ist normal, ein 7,85 um 7 Uhr morgens ist also oft ein 8,15 um 20 Uhr.
Und nichts verbraucht ihn. Der pH-Wert ist keine Reserve, sondern das Ergebnis dessen, was gerade im Wasser gelöst ist, und der größte Einfluss ist Kohlendioxid, das sich löst und Kohlensäure bildet. Außenluft hat etwa 420 ppm CO2. Ein Haus mit geschlossenen Fenstern kommt ohne jede Anstrengung auf 800 bis 1500 ppm, und das Becken stellt sich auf den Raum ein, nicht auf den Planeten. Daher kommt der niedrige pH-Wert in den meisten Riffaquarien, und kein Pulver im Technikbecken ändert etwas an der Luft.
Was Alkalinität im Riffaquarium wirklich ist
Alkalinität ist die Fähigkeit des Wassers, Säure aufzunehmen, ohne dass sich der pH-Wert bewegt. Im Meerwasser besteht diese Kapazität fast vollständig aus Hydrogencarbonat und Carbonat. Gemessen wird sie in dKH: 1 dKH entspricht 17,9 ppm Calciumcarbonat-Äquivalent, und 2,8 dKH sind 1 meq/L, falls dein Test-Kit diese Skala verwendet.
Natürliches Meerwasser hat etwa 7 dKH. Becken werden meist zwischen 7 und 11 gefahren, die meisten Mischriffe pendeln sich bei 8 bis 9 ein, und den gewählten Wert zu halten ist wichtiger als der exakte Wert selbst.
Die Alkalinität im Riffaquarium erledigt zwei Aufgaben gleichzeitig.
Sie puffert. Gelangt Säure ins Wasser, egal ob CO2 aus dem Raum oder die Säure, die nitrifizierende Bakterien produzieren, fängt das Hydrogencarbonat sie ab, und der pH-Wert bewegt sich weniger. Ein Becken mit 9 dKH steckt denselben CO2-Schub mit einem kleineren pH-Abfall weg als eines mit 6.
Und sie wird aufgezehrt. Korallen und Kalkrotalgen ziehen Carbonat aus dem Wasser, um Skelett aufzubauen. Ein Mischriff verbraucht 0,3 bis 1,0 dKH pro Tag, ein SPS-lastiges Becken 1 bis 3, und jedes verbrauchte 1 dKH nimmt rund 7 ppm Calcium mit. Deshalb ist die Alkalinität der meistgetestete Wert im Hobby, und deshalb sinkt sie zwischen den Wasserwechseln, während der pH-Wert einfach nur meldet, was gerade da ist.
Der Unterschied zwischen pH und Alkalinität in einem Bild
Ein Auto hat eine Tankanzeige und einen Tacho. Die Alkalinität ist der Sprit: eine Menge, die beim Fahren verbraucht und nach Plan nachgefüllt wird. Der pH-Wert ist die Geschwindigkeit: ein Messwert von jetzt, und der hängt von vielem ab, nicht nur davon, wie viel Sprit im Tank ist.
Ein Auto, das mit vollem Tank 30 in einer 50er-Zone fährt, braucht kein Benzin. Ein Riffaquarium mit pH 7,8 und 8,6 dKH braucht keine Alkalinität. Es braucht jemanden, der sich das CO2 anschaut.
Die Beziehung zwischen pH und Alkalinität im Aquarium
Sie hängen zusammen, aber nur schwach, und die Verbindung läuft über das CO2.
Bei gleichbleibendem CO2-Gehalt bedeutet mehr Alkalinität tatsächlich einen höheren pH-Wert, aber nicht viel höher. Ein Becken bei unveränderter Luft von 7 auf 11 dKH zu bringen, hebt den Gleichgewichts-pH um etwa 0,2 Einheiten. Das CO2 zu ändern bewirkt viel mehr: Dasselbe Wasser mit 8 dKH pendelt sich in Außenluft bei 8,2 bis 8,3 ein und kann in einem Raum mit 1000 ppm unter 8,0 liegen. CO2 ist der große Hebel. Die Alkalinität ist der kleine.
Auch die andere Richtung zählt, denn womit du die Alkalinität anhebst, entscheidet darüber, was der pH-Wert macht:
- Natriumhydrogencarbonat (Natron) hebt die Alkalinität an und drückt den pH-Wert minimal nach unten. Greif dazu, wenn der pH-Wert ohnehin schon hoch ist.
- Natriumcarbonat (Soda, oder eine Stunde lang im Ofen gebackenes Natron) hebt die Alkalinität an und schiebt den pH-Wert um ein paar Zehntel nach oben. Der pH-Schub verpufft über Stunden, während das Becken wieder CO2 aus dem Raum aufnimmt. Die Alkalinität bleibt.
- Kalkwasser (Calciumhydroxid) hebt Alkalinität, Calcium und pH-Wert zusammen an und ist der stärkste pH-Heber der drei. Im Behälter liegt es über pH 12, es muss langsam eingetropft werden und darf nie auf einmal hineingekippt werden, denn ein Schwall davon kann den pH-Wert über 8,5 treiben und Calciumcarbonat als Schnee aus dem Wasser fallen lassen.
Alle drei gehören in eine strömungsreiche Zone des Technikbeckens, nie in eine ruhige Ecke des Hauptbeckens, damit sie sich verteilen, bevor sie etwas Lebendiges berühren. Jedes Produkt, das als pH-Puffer verkauft wird, ist eines dieser drei oder eine Mischung davon, also wisse, was du in der Hand hältst, bevor es ins Becken geht.
Welcher Wert ist falsch: die Entscheidungstabelle
Nimm beide Messwerte aus derselben Stunde, idealerweise ein bis zwei Stunden vor Licht aus, und such deine Zeile. Normaler pH bedeutet hier 8,0 bis 8,4 am späten Nachmittag, normale Alkalinität bedeutet 7 bis 11 dKH und höchstens etwa 0,5 dKH von deinem eigenen Zielwert entfernt.
| pH | Alkalinität | Was meistens dahintersteckt | Hebel | Was zu tun ist |
|---|---|---|---|---|
| Niedrig (7,7 bis 7,9) | Normal | CO2 in der Raumluft. Mit Abstand der häufigste Fall. | Die Luft | Außenluft oder ein CO2-Scrubber am Abschäumer, ein nachts beleuchtetes Refugium oder Kalkwasser als Alkalinitätsquelle. Kein Puffer. |
| Niedrig | Niedrig (unter 7) | Der Verbrauch hat die Dosierung überholt, eine Pumpe ist stehen geblieben, oder ein neues Becken hat beim Nitrifizieren Alkalinität verbrannt. | Die Alkalinität | Nicht schneller als 1 dKH pro Tag anheben, besser halb so schnell, mit Soda oder Kalkwasser, damit der pH-Wert mit hochgeht. Dann den Verbrauch messen. |
| Normal | Niedrig | Der Gasaustausch ist gut, die Reserve ist dünn. | Die Alkalinität | Wie oben. Hydrogencarbonat ist hier völlig in Ordnung. |
| Normal | Hoch (über 11 oder deutlich über Ziel) | Überdosierung, oder die Korallen haben aufgehört zu verbrauchen. | Die Alkalinität | Dosierung stoppen, den Verbrauch den Wert senken lassen, herausfinden, warum der Verbrauch gesunken ist. |
| Niedrig | Hoch | Die Pufferfalle: Der pH-Wert wurde mit Alkalinitätsprodukten gejagt, während sich am Raum-CO2 nie etwas geändert hat. | Die Alkalinität, dann die Luft | Puffer absetzen. Die Alkalinität durch den Verbrauch auf den Zielwert fallen lassen. Dann das CO2 angehen. |
| Hoch (ab 8,5) | Normal | Sonde nicht kalibriert, oder eine große Kalkwasser- oder Soda-Dosis, die sich noch verteilt. | Erst prüfen | Sonde kalibrieren. Wenn echt, das Kalkwasser über mehr Stunden verteilen oder einen Teil davon durch Hydrogencarbonat ersetzen. |
| Hoch | Hoch | Kalkwasser- oder Soda-Überdosis. Ausfällungsgefahr. | Beides, langsam | Dosierung stoppen. Nicht zur Säure greifen. Wasserwechsel mit einem Salz, das zu deinem Zielwert passt. |
| Hoch | Niedrig | Starker CO2-Entzug (Scrubber, großes Refugium), und darunter ist die Reserve aufgebraucht. Selten. | Die Alkalinität | Natriumhydrogencarbonat, das den pH-Wert nicht weiter nach oben treibt. |
Zwei Zeilen decken den Großteil aller Fragen zu diesem Thema ab: niedriger pH bei normaler Alkalinität und niedriger pH bei hoher Alkalinität. Die zweite ist das, was passiert, wenn die erste falsch behandelt wird.
Repariere den pH-Wert nie mit Alkalinitätspuffer, wenn die Alkalinität schon stimmt
Sagen wir, der pH-Wert liegt morgens bei 7,85, die Alkalinität bei 8,6 dKH, und du gibst einen pH-Puffer dazu, der fast immer Natriumcarbonat oder eine Mischung aus Carbonat und Hydrogencarbonat ist. In einem System mit 200 Litern (53 Gallonen) sind 1 dKH davon etwa 4 Gramm Soda. Der pH-Wert kratzt vielleicht an der 8,2. Über die nächsten Stunden löst sich das CO2 des Raums wieder im Wasser, der pH-Wert rutscht dorthin zurück, wo die Luft ihn haben will, und du hast 9,6 dKH statt 8,6.
Morgen zeigt die Sonde 7,9. Du gibst mehr dazu. Eine Woche davon, und du stehst bei 12 oder 13 dKH, der pH-Wert hat sich kaum bewegt, Calciumcarbonat verkrustet Heizer und Pumpenrotor, weil hohe Alkalinität neben normalem Calcium das Rezept für Ausfällung ist, und deine SPS haben Sprünge von fünf vollen dKH an einem Tag hinter sich und zeigen das auch.
Der Puffer hat die Ursache nie angerührt. Das CO2 kommt aus der Luft, die Luft ist unverändert, und das Wasser driftet immer wieder ins Gleichgewicht mit ihr zurück. Gegen ein geschlossenes Fenster kannst du nicht andosieren.
Auch die Prioritäten sind anders, als sie sich anfühlen. Ein stabiler 7,9 ist ein kleines Handicap, mit dem viele gut geführte Becken jahrelang leben. Eine Alkalinität, die innerhalb einer Woche um 2 dKH in beide Richtungen springt, ist eine echte Bedrohung und eine weit häufigere Ursache für Gewebeverlust bei SPS als ein niedriger pH-Wert, also schütze die Alkalinität, auch während du am pH-Wert arbeitest.
Was den pH-Wert tatsächlich bewegt, ist ein anderer Werkzeugkasten: Außenluft oder ein CO2-Scrubber am Luftansaug des Abschäumers, ein Refugium mit umgekehrtem Lichtrhythmus oder Kalkwasser als Alkalinitätsquelle. Wie du den pH-Wert im Riffaquarium anhebst geht sie alle der Reihe nach durch, sortiert nach Aufwand.
So testest du beide, damit der Messwert etwas bedeutet
pH. Farbtests lösen bestenfalls 0,2 Einheiten auf, und das ist die gesamte Tagesschwankung, also lohnt sich hier eine Sonde. Kalibriere sie monatlich mit Pufferlösungen 7,0 und 10,0, halte die Spitze feucht und lies sie jedes Mal zur selben Stunde ab. Ein pH-Wert ohne Uhrzeit dazu ist so gut wie wertlos.
Alkalinität. Ein Titrationstest mit 0,1 dKH Auflösung, zur selben Stunde durchgeführt, 2- bis 3-mal pro Woche ohne Dosierung und täglich mit, und immer bevor die Dosis läuft. Verschiedene Marken weichen beim selben Wasser um 0,3 bis 0,5 dKH voneinander ab, also notiere es, wenn du das Test-Kit wechselst. Der Testplan für das Riffaquarium hat den Rhythmus für jeden Parameter.
Der Belüftungstest. Nimm 250 mL (eine Tasse) Beckenwasser, miss den pH-Wert und belüfte es dann eine Stunde lang mit einem Ausströmerstein, der seine Luft von draußen vor dem Fenster bekommt. Steigt der pH-Wert, war der Raum das Problem. Wenn nicht, prüf als Nächstes die Alkalinität.
Beide Werte, dieselbe Stunde, nebeneinander protokolliert: Das ist die ganze Diagnose. Ein pH-Wert, der Woche für Woche über einer flachen Alkalinitätslinie niedrig bleibt, ist CO2. Eine Alkalinitätslinie, die abrutscht, während der pH-Wert ein Stück hinterherhinkt, ist Verbrauch: Wie du den täglichen Alkalinitätsverbrauch berechnest macht aus dieser Steigung eine Dosis, oder der Alkalinitätsverbrauch-Rechner erledigt das aus deinen Messwerten. Wenn die Alkalinität wirklich angehoben werden muss, erklärt Wie du die Alkalinität im Riffaquarium anhebst, wie du sicher dosierst, und Riffaquarium-Parameter hat die komplette Tabelle und die Reihenfolge, in der du Dinge korrigierst.
Protokolliere beide und lies sie zusammen
Aus einem einzelnen Test siehst du die Beziehung nicht. Aus einem Monat voller Wertepaare, die zur selben Stunde genommen wurden, schon, denn genau daran erkennst du, ob der pH-Wert niedrig ist, weil die Alkalinität gefallen ist, oder niedrig, während die Alkalinität gehalten hat, und das ist die ganze Entscheidung, um die es in diesem Beitrag geht.
Hol dir die Tabelle
Kopie in Google Sheets erstellen (Google-Konto nötig)
Excel-Version herunterladen (kein Konto nötig)Kostenlos, ohne E-Mail, ohne Quellenangabe. Messwerte werden innerhalb deines Zielbereichs grün und außerhalb rot, und die Diagramme zeichnen deinen Zielbereich als gestrichelte Linien ein.
Setz deinen pH-Zielbereich auf 8,0 bis 8,4 und deinen Alkalinitäts-Zielbereich auf ein halbes dKH zu beiden Seiten deines Zielwerts. Eine rote pH-Zelle über einer grünen Alkalinitätszelle ist die erste Zeile der Tabelle.
pH und Alkalinität auseinanderzuhalten heißt, beide zur selben Stunde zu protokollieren und als Paar zu lesen, statt auf den Wert zu reagieren, der heute Morgen gerade falsch aussah. Recif ist die Riffaquarium-App, die wir genau dafür gebaut haben: Sie protokolliert jeden Test, zeichnet jeden Parameter gegen deine eigenen Zielbereiche auf, sodass ein niedriger pH-Wert über einer flachen Alkalinitätslinie auf einen Blick auffällt, berechnet deinen Alkalinitätsverbrauch als Trend, erinnert dich, wenn ein Parameter zu lange nicht getestet wurde, und fasst das ganze Becken in einem einzigen Stabilitätswert zusammen. Sie ist im App Store und bei Google Play erhältlich.