Mit der ICP-Analyse (inductively coupled plasma) ist es möglich, auch für den Laien Ergebnisse über Spurenelemente und Schwermetallbelastung zu einem vernünftigen Preis zu bekommen.

Funktion:
In einem erzeugten Argon-Plasma herrschen Temperaturen von 6000...12000°C. Bei diesen Bedingungen zerfallen nahezu alle in das Plasma gespritzten Probenbestandteile zu ionisierten (aufgeladenen) Atomen. Diese können mit zwei unterschiedlichen Methoden analysiert werden.
ICP-OES = inductively coupled plasma - optical emission spectrometry: Die erzeugten ionisierten Atome werden aufgrund ihres optischen Emisionsspektrum analysiert. Wenn die ionisierten (angeregten) Atome wieder in ihren Normalzustand fallen, senden diese eine spezifische Lichtfarbe aus.
ICP-MS = inductively coupled plasma - mass spectrometry: Die erzeugten ionisierten Atome werden aufgrund ihrer Masse ("Gewicht") in einem Magnetfeld "sortiert" und detektiert ("gezählt"). Es können sogar die unterschiedlichen Isotope gemessen werden.
Die ICP-MS ist aufwendiger, allerdings können geringere Mengen erfasst werden.

Was kann ein ICP nicht messen?
Weil Stickstoff im Wasser gelöst ist, können keine Aussagen über die aquaristisch wichtigen Stickstoffverbindungen gemacht werden. Zusätzliche Photometermessungen sind notwendig.
Auch ist es nicht möglich zu unterscheiden, ob die gemessenen Atome aus anorganischen oder organischen Verbindungen stammen. Insbesondere Phosphor liegt als anorganisches Phosphat und organisch gebunden in vielen wichtigen Verbindungen vor.

Bei dem Ausdruck Karbonathärte handelt es sich um eine historische Größe, die eine Aussage über das Puffervermögen (Alkalinität, Säurebindungsvermögen, Säurekapazität bis pH 4,3) macht. Ein Puffer vermag bei Säure- oder Laugenzugabe den pH-Wert mehr oder weniger konstant zu halten. Da in der Aquaristik der Hauptpuffer aus Kohlensäure, Hydrogencarbonat und Carbonat besteht, wird mit dem Ausdruck Karbonathärte einigermaßen das Säurebindungsvermögen bzw. Alkalinität abgebildet. Die Karbonathärte ist neben Kohlendioxid und Kohlensäure der gelöster anorganischer Kohlenstoff (DIC) im Wasser.

In der Meerwasseraquaristik wird von kalkbildenen Organismen (Korallen, Muscheln, Kalkalgen u.v.m.) der Karbonatpuffer zusammen mit Calcium verbraucht. Das Wasser verliert somit bei sinkender Karbonathärte die Fähigkeit, den pH-Wert stabil zu halten. Deswegen ist die Karbonathärte einer der wichtigsten Faktoren in der Meerwasseraquaristik.

Der Umrechnungsfaktor von Karbonathärte (°dH) zu Alkalinität (mmol/l oder mM) ist: 0,357. Von der Alkalinität zur Karbonathärte: 2,8. Achtung! Es gibt auch französische Härte (°fH) oder englische Härte (°eH) mit anderen Faktoren.

Es gibt unterschiedliche Methoden, um die Karbonathärte zu erhöhen oder zu erniedrigen. Achten Sie darauf, dass jedwede Änderung immer nur langsam geschehen sollte. Weitere Infos: siehe Links: Checkliste-KH-pH.

Eine Dosierung von Härtebildnern und/oder der Einsatz eines Kalkreaktors sollte tagsüber erfolgen, da tagsüber die Karbonathärte vermehrt verbraucht wird.

Optimale KH-Werte:
SPS-Aquarium mit sehr niedrigen Phosphatkonzentrationen: 6,5...7,5 °dKH (2,3...2,7 mmol/l)
SPS-Aquarium mit höheren Phosphatkonzentrationen: 7...9°dKH (2,5...3,2 mmol/l)
Weichkorallen, Fische: 8...10°dKH (2,9...3,6 mmol/l)

Calcium ist neben der Karbonathärte im Meerwasseraquarium der wichtigste Faktor für das Gedeihen von kalkbildenden Organismen wie Korallen, Kalkalgen, Muscheln und viele mehr.

Es gibt einige Möglichkeiten, die Calciumkonzentration im Meerwasseraquarium anzuheben:
- Kalkreaktor
- Kalkwassermethode / Kalkwasserreaktor
- flüssige oder pulverförmige Calciumprodukte

Achten Sie darauf, dass jedwede Änderung immer nur langsam geschehen sollte. Bei Magnesiummangel ist es nicht möglich, die Calciumkonzentration auf das gewünschte Maß zu erhöhen.

Optimale Calcium-Werte im Meerwasseraquarium: 450...470 mg/l bei 35 PSU

Magnesium wird von alle Organismen in geringen Mengen benötigt. Einige Gruppe wie z.B. Kalkrotalgen und Gorgonien nehmen es in erhöhten Mengen auf, so dass in einigen Aquarien ein Magnesiummangel entstehen kann. Die wichtigste Eigenschaft des Magnesiums im Meerwasseraquarium ist, als Calciumfällinhibitor zu dienen. Das bedeutet: Ist nicht genügend Magnesium im Wasser vorhanden, fällt Calcium schnell als Calciumcarbonat aus und ist nicht mehr für die Korallen in der optimalen Konzentration zur Verfügung. Selbst große Mengen an Calciumzugabe können die Konzentration nicht anheben, solange Magnesium fehlt. - Bei zu niedrigen Magnsiumkonzentrationen kann sich Aragonit schneller zu Calcit umwandeln.

Es gibt einige Möglichkeiten, die Magnesiumkonzentration im Meerwasseraquarium anzuheben:
- Kalkreaktor mit Magnesiumstufe
- flüssige oder pulverförmige Magnesiumprodukte

Achten Sie darauf, dass jedwede Änderung immer nur langsam geschehen sollte.

Optimale Magnesium-Werte im Meerwasseraquarium: 1250...1350 mg/l bei 35 PSU
Die natürliche Konzentration liegt um die 1300 mg/l.

Die Temperatur ist ein essentieller Faktor für den Betrieb eines Meerwasseraquariums. Aquatische Organismen kommen im Normalfall bei Wassertemperaturen von -2 bis ca. 30°C vor. Einige wenige spezialisierte Bakterien und Archaeen (Extremophile) fühlen sich bei extremer Hitze bis 130°C wohl.

Die Temperatur hat Einfluss auf viele Faktoren / Parameter. Aquarienrelevante Parameter sind:

• Löslichkeit von Gasen: je höher die Temperatur desto weniger können sich Gase im Wasser lösen.
• pH-Wert
• Dichte: bei steigender Temperatur (über 4°C) dehnt sich Wasser aus.
• Elektrische Leitfähigkeit: Je höher die Temperatur desto niedriger die elektrische Leitfähigkeit (nicht zu verwechseln mit dem Leitwert).
• Löslichkeit von Salzen: Je höher die Temperaturen desto besser lassen sich Salze lösen.
• Verdunstung: Je höher die Temperaturdifferenz zwischen Wasser- und Lufttemperatur desto schneller verdunstet das Wasser.
• Chemische Reaktionen: Je höher die Temperatur desto schneller laufen chemische Reaktionen ab.
• Elektronische Bauteile: Je höher die Temperatur desto mehr leiden elektronische Bauteile, insbesondere LEDs.
• Korrosion: Je höher die Temperatur desto mehr Korrosion.

Möglichkeit zur Beheizung von Aquarien:

• Heizmatten (nur für kleine Aquarien)
• Stabheizer: gibt es von wenigen Watt bis zu einigen kW.
• Wärmetauscher: kann mit der Zentralheizung verbunden werden.
• Über die Raumtemperatur: die meisten Riff-Aquarien benötigen keine zusätzliche Heizung. Der Wärmeeintrag von Raumtemperatur, Pumpen und Beleuchtung ist i.A. vollkommen ausreichend.

Möglichkeiten zur Kühlung von Aquarien:

• Luft, die über die Wasseroberfläche streicht (Ventilatoren)
• Kühlgerät mit Wärmetauscher
• Wärmetauscher: kann mit einer zentralen Klimaanlage verbunden werden.
• Über die Raumtemperatur: Ist eine Klimaanlage im Raum installiert, muss ein Riffaquarium im Normalfall nicht zusätzlich gekühlt werden.
• Ein Beutel mit Eiswürfeln gefüllt hat nur bei sehr kleinen Aquarien (Nanoaquarien) eine Wirkung.

Eine Änderung der Temperatur sollte immer nur langsam durchgeführt werden.

Optimale Temperaturen:
tropisches Korallenriffaquarium: um die 20...27°C,
Temperaturen über 30°C sollten nie überschritten werden.

Vereinfacht gesagt, beschreibt der pH-Wert, ob eine wässrige Lösung sauer, neutral oder basisch reagiert. Säuren besitzen einen pH-Wert unter und Laugen einen solchen über dem Neutralwert von 7. Das Leben spielt sich im allgemeinen bei pH-Werten von ca. 5 bis 10 ab. Einige extremophile Bakterien können Werte über 10 und andere wiederum Werte unter 0 vertragen.

Wichtig ist zu wissen, dass der pH-Wert eine logarithmische Skala hat, d.h. eine Änderung um den Wert 1 ist eine Veränderung der pH-Wert-verursachenden Stoffkonzentration um den Faktor 10. Für den aquaristischen Alltag gilt: Der pH-Wert sollte so gleichmäßig wie möglich sein und im richtigen Bereich liegen. Tägliche pH-Wertschwankungen (delta-pH-Wert) von bis zu 0,3 sind normal. Bei höheren Schwankungen sollten Gegenmaßnahmen erwogen werden. Möglichkeiten dazu sind in der "Checkliste KH-pH" zu finden.

Möglichkeiten zur Bestimmung des pH-Wertes:
Tropfentests/Teststäbchen: einfach, günstig, aber recht ungenau, keine Dauermessung möglich
Reflektometer: einfach, genau, keine Dauermessung möglich
Photometer: genau, keine Dauermessung möglich
Messketten ("Elektroden"): hohe Genauigkeit, Dauermessung möglich, eine regelmäßige Kalibrierung mit frischen Pufferlösungen ist jedoch erforderlich
Ionenselektive Chips: noch zu aufwendig

Optimale pH-Werte:
Meerwasser: 8,0...8,4
Süßwasser - afrikanische Buntbarsche: 7,5...9,0
Süßwasser - Amazonas-Typ: 6,0...7,0
Süßwasser - Schwarzwasserbiotope: weit unter 5

Optimaler delta-pH-Wert (tägliche pH-Schwankungen): kleiner 0,3

Die Salinität ist ein Maß für den Salzgehalt für stark salzhaltige Lösungen und ist dimensionslos (keine Einheit). Sie wird angegeben in ppt = Promill = g/kg = PSU (practical salinity unit) oder Prozent. Die Salinität ist eine temperaturunabhängige Größe. Den Salzgehalt durch Eindampfen zu bestimmen, ist außerordentlich aufwendig und wird im aquaristischen Alltag nicht angewendet.

Eine weit verbreitete Möglichkeit, den Salzgehalt anzugeben, ist die Dichte der Lösung. Die Dichte ist jedoch temperaturabhängig. Ohne die Angabe der Temperatur und einer passenden Umrechnungstabelle ist eine Dichtemessung, z.B. mit einer Spindel, nicht zielführend. Die Spindel, genauer gesagt das Aräometer, sollte eine hohe Bauform haben, damit eine präzise Ablesung gemacht werden kann. Die Spindel sollte immer nur zur Messung mit Wasser in Kontakt kommen. Lagert sie längere Zeit im Meerwasser, bildet sich Bewuchs, der die Ergebnisse verfälscht. Vorzugsweise sollte das Aräometer in einem passenden Meßzylinder abgelesen werden.
Schwimmkörpermessgeräte nutzen den gleichen Effekt.

Die zweite praktikable Lösung ist die Messung der temperaturabhängigen elektrischen Leitfähigkeit. Diese steigt proportional zum Salzgehalt des Wassers. Das Messgerät sollte für den Meerwasserbereich geeignet sein und zumindest jährlich mit einem frischen Standard (Referenz) überprüft werden. Auch bei dieser Methode wird zur Berechnung der Salinität eine Tabelle benötigt. Einige Messgeräte können die Salinität auch berechnen.

Auch über den Brechnungsindex des Meerwassers kann der Salzgehalt bestimmt werden. Mit einem Refraktometer wird diese Messung einfach und schnell durchgeführt. Es ist darauf zu achten, dass das Gerät die passende Skala hat und kalibriert werden kann. Auch der Brechnungsindex ist eine temperaturabhängige Größe. Deshalb ist ein temperaturkompensiertes Gerät vorzuziehen.

Das Redoxpotential gibt an, ob das Wasser mehr oxidierende oder reduzierende Eigenschaften hat. Gemessen wird das Redoxpotential - auch ORP genannt - mit einer Redoxmesskette und einem passenden Messgerät. Das Potential wird in mV (Millivolt) angegeben. Das ORP ist von vielen Faktoren abhängig: Sauerstoffkonzentration, Temperatur, pH-Wert, Konzentration von organische Substanzen, u.a.. Es ist deshalb ein sogenannter Summenparameter.

Die Redoxmesskette sollt immer eine saubere Platinoberfläche haben. Aufwuchs verändert drastisch den Messwert (es wird zu wenig angezeigt). Für präzise Messungen sollte die Platinfläche täglich abgewischt werden. Die Redoxmesskette benötigt auch eine längere Zeit, bis ein realistischer Wert angezeigt wird. Deshalb sollte grundsätzlich eine Dauermessung durchgeführt werden. Die Redoxmesskette sollte an einer gut durchströmten Stelle im Aquarium oder Filtersystem installiert sein.

Die Redoxmessung ist nicht ganz einfach; der Messwert ist abhängig vom benutzten Gerät und der Messkette. So sind über den Messwert keine absolute Aussagen machbar. Defekte Messketten können irgendeinen Wert anzeigen.
Der Trend der Redoxmessung zeigt jedoch sehr gut die Entwicklung eines Aquariums oder Filters an. Steigt der Wert im Aquarium ist das ein Zeichen, dass das Wasser weniger organische Substanzen enthält, also sauberer ist. Zu hohe Redoxwerte im Aquarium können nur bei Ozonzugabe vorkommen. Zu tiefe ORPs können ein Zeichen von verblockten Filtern oder gammeligen Böden sein.

Redoxbereiche (gelten nur für Platinmessketten):
unter -200 mV: es entsteht giftiger Schwefelwasserstoff (in Nitratfiltern oder in ungepflegten Bodenschichten)
-200...-50 mV: ideal in Denitrifikationsfiltern (Nitratfiltern)
200...300 mV: ideal für Süßwasseraquarien
300...400 mV: ideal für Riffaquarien
größer 400 mV: eine Überdosierung von Ozon kann stattfinden
größer 600 mV: in dieser Größenordnung wird Wasser desinfiziert

TDS = total dissolved solids ist ein Maß für den Gelöstsalzgehalt von Süßwasser. Gemessen wird dieser Parameter meist über die Leitfähigkeit und wird im Gerät auf die TDS-Einheit umgerechnet.

Meist wird der Gelöstsalzgehalt in ppm (part per million) angegeben. Das entspricht nahezu der Einheit mg/l. Es ist möglich, die Einheit ppm (TDS) in µS/cm (Leitfähigkeit) umzurechnen. Es gibt allerdings unterschiedliche Umrechnungsfaktoren. Deshalb ist es sinnvoller, die elektrische Leitfähigkeit anzugeben anstatt den Salzgehalt einer theoretischen Salzlösung.

Europa: µS/cm * 0,64 = ppm
USA (KCl-Skala): µS/cm * 0,55 = ppm
USA (NaCl-Skala): µS/cm * 0,50 = ppm
Australien: µS/cm * 0,70 = ppm

Barium hat ähnliche chemische Eigenschaften wie Calcium und wird ebenfalls in Korallenskeletten als Witherit während des Ausfällprozesses eingebaut (Okklusion). Das artspezifische Barium-Calcium-Verhältnis im Skelett steigt mit zunehmender Bariumkonzentration und sinkender Temperatur. Das Verhältnis unterschiedlichen Bariumisotope im Korallenskelett gibt Hinweise auf den Salzgehalt, bei dem die Korallen gewachsen ist.

Biologische Relevanz: gelöstes Barium ist grundsätzlich in relativ niedrigen Konzentrationen giftig und ist nach heutigem Kennisstand nicht essentiell (lebensnotwendig). Barium fällt sehr schnell zu unlöslichen Verbindungen aus und verliert somit die Giftigkeit. Ob es im Bodengrund oder Riffgestein von Meerwasseraquarien Rücklöseprozesse gibt und somit die Bioverfügbarkeit wieder ansteigt, ist nicht bekannt.

Barium kann durch Leitungswasser, Futter, Salzmischungen, Aquarienzement oder durch Aktikohle und Zeolith in das Aquarium eingetragen werden. - Barium im Trinkwasser lässt Umkehrosmosemembranen extrem schnell verblocken und sollte durch einen passenden Vorfilter unschädlich gemacht werden.

Am einfachsten und sichersten sind zu hohe Bariumkonzentrationen durch Wasserwechsel zu senken. Adsorber wirken zu unspezifisch.

Natürliche Meerwasserkonzentration: 2-93 µg/l
Empfehlung für Meerwasseraquarien: 10...100 µg/l
Bei ICP-Messungen wird nicht zwischen gelöstem (giftig) und ungelöstem (ungiftig) Barium unterschieden.