In den natürlichen Ökosystemen der meisten tropischen Fische sind giftige Mengen stickstoffhaltiger Verbindungen relativ selten. In Aquarien hingegen kommt es häufig zu Überfütterung und Überbelegung in einem kleinen, geschlossenen Raum. Diese vollständig geschlossenen Umgebungen begünstigen eine Stickstoffverschmutzung, die Ihre Aquarienfische krank machen oder sogar töten kann. Dies sind die grundlegenden Verbindungen und Prozesse, die den Stickstoffkreislauf ausmachen.
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Stickstoffkreislauf
Der natürliche Stickstoffkreislauf ist ein geschlossener Kreislauf, in dem Stickstoff von der Luft zu Pflanzen, Tieren, Bakterien und wieder zurück in die Luft gelangt; ein solches System benötigt kein menschliches Eingreifen. In einem Aquarium ist der Stickstoffprozess jedoch weniger ein Kreislauf als vielmehr eine biochemische Kaskade, die den kontinuierlichen chemischen Abbau von Stickstoffverbindungen von Ammoniak über Nitrit zu Nitrat beinhaltet. Die endgültigen Nitrate werden dann von Aquarienpflanzen aufgenommen oder auf andere Weise aus dem Wasser entfernt.
Diese Kaskade beschreibt, wie natürliche Abfälle im Wasser in natürlichen Ökosystemen verarbeitet werden. Und selbst in einem geschlossenen Aquarium muss diese Kaskade vom Hobbyisten aufgebaut und gepflegt werden. Ammoniak, Nitrit und Nitrat sind die wichtigsten biologischen Giftstoffe, die in einem Aquarium vorkommen. Daher muss der Stickstoffkreislauf effektiv funktionieren, um alle diese Abfallnebenprodukte umzuwandeln und zu entfernen.
In einem lebenden Aquarium etabliert sich diese Kaskade mit der Zeit. Normalerweise dauert es bis zu drei Monate, bis ein neues Aquarium seine Abfallstoffe vollständig in Nitrat umgewandelt hat. Die Methode, Ihr neues Aquarium langsam im Laufe der Zeit mit jüngeren, kleineren Fischen zu besetzen, soll den Stickstoff umwandelnden Bakterien Zeit zum Wachsen geben, um mit der allmählichen Zunahme der Abfallstoffe Schritt zu halten.
Ammoniak
Fischharnstoff und Proteine werden von Bakterien sofort in Ammoniak umgewandelt (Schritt 1). Unter normalen Bedingungen ist Ammoniak ein farbloses, stechend riechendes Gas, das hochgiftig ist. Wenn der Ammoniakspiegel zu hoch wird, liegt das daran, dass sich zu viele Fische im Aquarium befinden oder die Fische mehr Futter bekommen, als sie für ein gesundes Überleben benötigen. In einem Aquarium, das im Gleichgewicht gehalten wird, fressen (oxidieren) Bakterien, sogenannte „stickstoffbindende Bakterien“, dieses Ammoniak (Schritt 2) und wandeln es in Nitrit um.
Nitrit
Nitrite sind die häufigsten Todesursachen bei Aquarienfischen und daher die Verbindungen, vor denen im Stickstoffkreislauf gewarnt werden muss. Nitrite entstehen im Aquarium durch die teilweise Oxidation von Ammoniumionen. Nitritliebende Bakterien wandeln das Nitrit dann in Nitrat um (Schritt 3) und machen es so weitgehend unschädlich.
Der einfachste erste Schritt zur Vermeidung von Nitritansammlungen besteht darin, sparsam zu füttern und darauf zu achten, dass sich nicht zu viele Tiere im Becken befinden. Zweitens sollten Sie regelmäßig einen Teilwasserwechsel (nicht mehr als 20 % des Gesamtvolumens) mit gut abgelagertem Wasser durchführen, nicht mit Leitungswasser.
Drittens sollten Sie darauf achten, dass sich nicht zu viele lebende Tiere im Aquarium befinden. Viele Aquarianer vergessen, dass Welse, Algenfresser und Schnecken zwar „Putzfische“ sind, aber dennoch Abfall produzieren und zum Gesamtnitrit beitragen.
Nitrat
Nitrate sind das Endprodukt der Oxidation von Stickstoffverbindungen. Im Aquarium entstehen Nitrate vor allem beim Abbau tierischer Eiweiße und Ammoniumverbindungen. Beispiele hierfür sind Urin, Kot, Futterreste, Überreste toter Fische, Schnecken und Pflanzenblätter.
Die meisten Süßwasser-Tropenfische und andere Aquarienbewohner vertragen selbst große Mengen Nitrat sehr gut. Vorsichtsmaßnahmen, um eine zu hohe Nitratanreicherung zu verhindern, sind jedoch eine sparsame Fütterung und die Haltung eines kleinen Tierbestands.
Pflanzen
Da sie Stickstoff aktiv nutzen, können Wasserpflanzen den Nitratgehalt in einem gut angepassten Aquarium ebenfalls erheblich senken. In einem natürlichen Ökosystem entfernen und nutzen die Pflanzen Nitrate. In einem unbepflanzten Tanksystem muss der Tankbesitzer die Entfernung in dieser letzten Phase der Kaskade vornehmen.