Stickstoff

Stickstoff (Kurzzeichen N) ist weit verbreitet und in der Aquaristik in unterschiedlichen Formen relevant. Er kommt als Luftstickstoff, Ammoniak, Nitrit, Nitrat und als organischer Stickstoff vor.

Stickstoff liegt in der Atmosphäre als molekularer Stickstoff N₂ vor und dementsprechend auch gelöst im Wasser. Von wenigen aquatischen Organismen kann er als Stickstoffquelle verwendet werden, z.B. Cyanobakterien mit Heterocysten. Dieser Prozess wird Stickstofffixierung genannt. Molekularer Stickstoff ist auch Endprodukt bei der Denitrifikation von Nitrit und Nitrat zu Stickstoff.

Von heterotrophen Organismen (Tiere, viele Bakterien) wird der zu viel aufgenommene Stickstoff als Ammoniak/Ammonium NH₃ / NH₄ abgegeben (ammoniotelisch). Vorzugsweise nehmen Pflanzen, Algen, Bakterien und Korallen die NH₄-Form des Stickstoffs auf = Ammoniakassimilation. Ammoniak und Ammonium stehen in einem Gleichgewicht, das stark abhängig vom pH-Wert ist, ferner von Temperatur und Salzgehalt. Ammoniak ist bei höheren pH-Werten schnell giftig, hingegen das Ammonium nicht.

Die erste Stufe der Nitrifikation verwandelt Ammoniak/Ammonium zu Nitrit/salpetrige Säure um.

Nitrit NO₂ steht mit der salpetrigen Säure HNO₂ im Gleichgewicht (pH-Wert, Temperatur, Salzgehalt). Bei niedrigen pH-Werten - viele Süßwasserbiotope - liegt die giftige salpetrige Säure vor - bei Nitritmessungen über 0,1 mg/l im Süßwasser sollte Vorsicht geboten sein. Im Meerwasser mit hohem pH-Wert spielen Konzentrationen bis 10 mg/l Nitrit keine Rolle. Auch Nitrit kann von Algen und Zooxanthellen aufgenommen und verwertet werden (Nitritassimilation). Trotzdem sollten hohe Nitritkonzentrationen im Meerwasser als Zeichen einer unvollständigen Filterleistung angesehen und behoben werden.

Die zweite Stufe der Nitrifikation wandelt Nitrit/salpetrige Säure zu Nitrat/Salpetersäure um.

Auch Nitrat NO₃ liegt mit einer Säure im Gleichgewicht, nämlich Salpersäure HNO₃. Jedoch muss der pH-Wert so niedrig sein, damit die giftige Salpersäure vorliegt, dass sie in der Praxis keine Rolle spielt. Nitrat wird in hohen Konzenration toleriert, zeigt jedoch den Zustand eines überdüngten (eutrophierten) Aquariumsystems an.

Neben den oben aufgeführten anorganischen Stickstoffverbindungen, gibt es ebenso organische Stickstoffverbindungen. Die Zahl der Verbindungen ist so gewaltig, dass hier nur die wichtigsten Gruppen genannt sind: Aminosäuren, Harnstoff, Proteine (Eiweiße), Huminstoffe (Gelbstoffe), Aminozucker und viele Biopolymere.
Wichtig für die Riffaquaristik ist die Rolle der gelösten organischen Stickstoffverbindungen (DON = dissolved organic nitrogen) und der partikulären organischen Stickstoffverbindungen (PON = particular organic nitrogen). Sie dienen als Futter für Korallen und Filtrierer. Selbstverständlich gilt auch jede Form des Planktons und Aquarinefutters als verfügbare organische Stickstoffquelle.

Die Summe des organischen und anorganischen Stickstoffs wird Gesamtstickstoff bezeichnet (TN = total nitrogen).