Spurenelemente im Meerwasser

Spurenelemente – eines der am meisten diskutierten Themen in der Riffaquaristik. Viele Aquarianer berichteten nach der regelmäßigen Zugabe von Spurenelementpräparaten von den positiven Effekten. Gleichzeit kursieren aber auch Schreckensmeldungen vom Crash ganzer Systeme. Im folgenden Beitrag erfährst Du was Spurenelemente sind, welche Rolle sie in biologischen Systemen spielen und was Du bei ihrer Zugabe unbedingt beachten solltest . . .

Was sind Spurenelemente?

Unter dem Begriff Spurenelemente werden Elemente zusammengefasst, die im natürlichen Meerwasser nur in äußerst geringen Konzentrationen vorkommen. Alle Elemente deren Konzentration niedriger als 1 mg/l ist, werden als Spurenelemente bezeichnet. Neben den Spurenelementen gibt es noch Mikro- (1-10 mg/l) und Makroelemente (> 10 mg/l). In der Meerwasseraquaristik werden aber teilweise alle diese Elemente als Spurenelemente verstanden. So werden zum Beispiel Strontium und Bor meist als Spurenelemente gelistet obwohl deren Konzentration in der Regel über 1 mg/l vorliegt. Also alles eine Frage der Definition.

Wo kommen Spurenelemente vor und was tun sie?

Spurenelemente sind wichtige Bestandteile biologischer Systeme. Dort sind sie vor allem an Proteine und Enzyme gebunden. Bei Enzymen handelt es sich eigentlich ebenfalls um Proteine, die aber aktiv an der Ausführung biochemischer Reaktionen beteiligt sind. Ohne die lebenswichtigen Enzyme wäre es unter normalen Bedingungen nicht möglich, eine biochemische Reaktion ablaufen zu lassen. Für diese Funktion benötigen die Enzyme allerdings spezifische Spurenelemente. Sie dienen den Enzymen als sogenannte Katalysatoren. So sorgen die Spurenelemente dafür, dass weniger Energie aufgebracht werden muss, um eine biochemische Reaktion in Gang zu setzen.

Spurenelemente in der Meerwasseraquaristik

Verbrauch von Spurenelementen im Meerwasseraquarium

In geschlossenen Systemen, wie beispielsweise Deinem Aquarium, werden Spurenelemente aufgrund verschiedener biotischer und abiotischer Prozesse verbraucht. So werden Spurenelemente durch das Wachstum der Aquarienbewohner verbraucht, von spezifischen Filtermaterialen aufgenommen, durch den Abschäumer entfernt oder lagern sich aufgrund von Ausfällungsreaktionen in und auf dem Dekorationsmaterial ab.

Eintrag von Spurenelementen im Meerwasseraquarium

Allerdings findet nicht nur ein Austrag von Spurenelementen statt, sondern auch ein Eintrag. Spurenelemente gelangen beispielsweise durch die Fütterung, das Auffüllen des Verdunstungswassers mit Leitungswasser (Anmerkung: wir empfehlen grundsätzlich Osmosewasser dafür zu verwenden), den Wasserwechsel oder aber die Balling-Methode und den Betrieb eines Kalkreaktors in Dein Becken.

Welche Spurenelemente sind wichtig für Dein Meerwasseraquarium?

Zu den für Dich als Meerwasseraquarianer wichtigen Spurenelementen zählen: Barium (Ba), Bor (B), Brom (Br), Cadmium (Cd), Chrom (Cr), Cobalt (Co), Fluor (F), Iod (I), Eisen (Fe), Mangan (Mn), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Selen (Se), Silicium (Si), Strontium (Sr), Vanadium (V) und Zink (Zn). All diese Elemente spielen eine wichtige Rolle für die biologischen Prozesse in Deinem Aquarium. Ist ihre Konzentration zu niedrig oder fehlen sie komplett, so können sich Mangelerscheinungen zeigen. Diese erkennst Du beispielsweise daran, dass Deine Korallen nicht mehr richtig wachsen oder sich ihre Polypen nicht mehr vollständig öffnen.

Wenn Korallen kaum noch wachsen, ein schlechtes Polypenbild oder Änderungen der Farbigkeit zeigen, so können das Anzeichen für einen Spurenelementemangel sein.

Spurenelemente messen - die ICP-Analyse

Die Bestimmung der Spurenelementkonzentrationen in Meerwasser ist äußerst schwierig und kann nur von erfahrenen Fachlaboren durchgeführt werden. Glücklicherweise haben sich in den vergangenen Jahren einige Unternehmen auf die Analyse von Wasserproben aus Meerwasseraquarien spezialisiert und bieten diesen Service relativ kostengünstig an.

Induktiv gekoppeltes Plasma (ICP)

Die Methode der Wahl zur Ermittlung der Spurenelementkonzentrationen in Deinem Meerwasseraquarium, ist das so genannte induktiv gekoppelte Plasma, oder kurz: ICP.

Bei der ICP wird ein Gas, in der Regel Argon, in ein starkes Magnetfeld eingebracht und dort erhitzt (~ 10.000 °C). Aus den Gasteilchen werden dadurch Ionen. Die entstandene Ionengaswolke wird nun als Plasma bezeichnet. Wird Deine Wasserprobe in diese Wolke eingebracht, so nehmen die Teilchen darin viel Energie auf und gehen in einen „angeregten“ Zustand über, der aber nur für eine kurze Zeit anhält.

Induktiv gekoppeltes Plasma mit optischer Emissionsspektrometrie (ICP-OES)

Die zuvor aufgenommene Energie wird von den angeregten Teilchen in Form von Licht an die Umgebung abgegeben. Je nachdem von welchem Teilchen in Deiner Probe dieses Licht ausgeht, weist es eine spezifische Wellenlänge auf. Mithilfe optischer Sensoren können nun sowohl die unterschiedlichen Wellenlängen als auch deren Häufigkeiten ermittelt werden. Deshalb spricht man bei dieser speziellen Methode auch von der optischen Emissionsspektrometrie.

Spurenelemente dosieren - die Dosis macht das Gift

Spurenelemente haben nicht nur eine positive Wirkung auf Deine Beckenbewohner. Ist ihre Konzentration zu hoch, so können sie großen Schaden anrichten. Im Allgemeinen wird dieser Effekt als der dualistische Charakter von Spurenelementen bezeichnet. Ist ihre Konzentration zu gering, ergeben sich negative Auswirkungen, und ist ihre Konzentration zu hoch, so ergeben sich ebenfalls negative Auswirkungen. Demnach gibt es einen optimalen Bereich, in dem Du die Konzentration Deiner Spurenelemente halten solltest.

Der regelmäßige Wasserwechsel ist sehr wichtig für die Versorgung mit Spurenelementen

In einem schwach bis normal besetzten Meerwasseraquarium sollte der regelmäßige Wasserwechsel vollkommen ausreichen um die Versorgung mit Spurenelementen sicherzustellen. Wir empfehlen Dir hierfür einen wöchentlichen Wasserwechsel von 10 %. Verwende dabei nur qualitativ hochwertige Meersalzmischungen, deren Zusammensetzung speziell auf die Ansprüche der modernen Meerwasseraquaristik abgestimmt wurde.

Ist Dein Aquarium allerdings dicht oder mit schnellwachsenden SPS-Korallen besetzt, so kann es durchaus sein, dass der Wasserwechsel nicht mehr ausreicht um es mit Spurenelementen zu versorgen.

Was solltest Du beim Auftreten von Mangelerscheinungen tun?

Als erstes solltest Du Ruhe bewahren, denn Übereifer ist hier fehl am Platz. Hast Du den Verdacht, dass es sich tatsächlich um eine Mangelerscheinung handeln könnte, so solltest Du unbedingt eine ICP-Analyse durchführen lassen, bevor Du irgendwelche Veränderungen vornimmst.

Die ICP-Analyse wird Dir zeigen, ob die Konzentration eines bestimmten Elementes zu gering ist. Sollte dies der Fall sein, dann erhältst Du von den meisten Fachlaboren zusätzlich eine Anweisung, wie Du weiter vorgehen solltest um den Spurenelementmangel zu beheben.

Beachte bei der Auswertung Deiner Analyse, dass es Elemente (z.B. Kupfer und Zink) gibt, deren natürliche Konzentration unterhalb der Bestimmungsgrenze einer ICP-OES liegen. Die Messmethode kann diese niedrigen Werte einfach quantitativ nicht erfassen.

Kombiprodukte vs. Einzellösungen

Kombiprodukte eignen sich für eine Grundversorgung in Aquarien, wo Wasserwechsel alleine nicht mehr ausreichen. In der Regel sind die Konzentrationen der einzelnen Elemente in der Lösung im Verhältnis zueinander abgestimmt, wobei sich die Rezepturen der Hersteller unterscheiden können. Eine sinnvolle Anwendung ist die Spurenelementdosierung an den Calciumverbrauch zu koppeln. Eine genaue Anleitung dazu findest Du im Info-Text der Balling-Methode und der Spurenelement-Lösungen von Tropic Marin. Sollten nur einzelne Spurenelemente mangelhaft vorliegen, so eignen sich Einzellösungen besser um die Konzentration eines Elements gezielt anheben zu können. Natürlich kannst Du auch Kombiprodukte und Einzellösungen in Kombination verwenden. Taste Dich in jedem Fall langsam an die Dosierung ran.

In Meerwasseraquarien mit mittlerem bis starken Korallenbesatz empfiehlt es sich die Grundversorgung von Spurenelementen über Kombipräparate wie die A- und K+ Elements von Tropic Marin zu realisieren. Anpassungen einzelner Elemente können problemlos zusätzlich vorgenommen werden.

Was solltest Du beim Auftreten einer Überdosierung tun?

Ebenfalls erst einmal Ruhe bewahren! Solltest Du aktuell Spurenelementlösungen verwenden, ist es ratsam die Zugabe vorrübergehend einzustellen. Einen ersten Hinweis auf eine mögliche Überdosierung liefert Dir ein Ausbleichen Deiner Korallen. Auch hier ist es ratsam eine professionelle ICP-Analyse durchführen zu lassen. Entsprechend der Ergebnisse und Hinweise die Dir das Fachlabor liefert, kannst Du geeignete Gegenmaßnahmen einleiten. Beispielsweise können große Wasserwechsel oder die Verwendung von speziellen Absorbern und/oder Aktivkohle dabei helfen die Konzentrationen einzelner Elemente zu senken. Desweiteren wird von der Firma Triton ein Produkt vertrieben, welches speziell für Entfernung von toxischen Schwermetallen entwickelt wurde: Triton Detox.

Welche Rolle spielen Nährstoffe und organische Verbindungen bei der Dosierung von Spurenelementen?

Vor allem im Zusammenhang mit der Ernährung von Nutztieren in der Landwirtschaft, gibt es viele wissenschaftliche Untersuchungen, die sich mit Spurenelementen beschäftigen.

Diese Untersuchungen haben gezeigt, dass die alleinige Zugabe von anorganischen Spurenelementverbindungen keinen Effekt auf die Konzentration der zugegebenen Elemente im Blut bzw. in den Geweben der Tiere hatte. Erst die gleichzeitige Zugabe von Spurenelementen und organischen Verbindungen, wie beispielsweise Zitronensäure oder spezielle Aminosäuren, brachte Erfolg.

Außerdem haben Wissenschaftler beobachtet, dass einzellige Algen Spurenelemente nur in Anwesenheit bestimmter Nährstoffe (Ammonium, Nitrit, Nitrat und Phosphat) aufnehmen konnten.

Dies liefert einen ersten Hinweis darauf, dass Spurenelemente eventuell nur in Anwesenheit von organischen Verbindungen und/oder Nährstoffen von Korallen aufgenommen werden können.

Für Dich als Meerwasseraquarianer bedeutet das, dass Du die Dosierung von Spurenelementen beispielsweise durch Zugabe eines Aminosäure-Präparats positiv unterstützen kannst. Stelle außerdem die Konzentration der Nährstoffe in Deinem Aquarium auf ein angemessenes Niveau ein. Sie sollten zwar sehr niedrig sein aber nicht unter der Nachweisgrenze liegen.

Mit Spurenelementen die Farben von Korallen verbessern - wirklich?

Viele erfahrene Aquarianer berichten nach der Zugabe von Spurenelementen über eine Farbsteigerung bei ihren Korallen. Leider gibt es keine wissenschaftlichen Belege für das beobachtete Phänomen. Was aber auch daran liegt, dass Farbe schwer objektiv zu messen ist. Willst Du es einmal ausprobieren, so solltest Du bei der Dosierung der handelsüblichen Spurenelementlösungen vorsichtig sein. Beginne beispielsweise mit der Hälfte der empfohlenen Dosierung, beobachte Deine Tiere dabei ganz genau und überwache die Zugabe durch regelmäßige ICP-Analysen.Bevor Du mit der Dosierung von Spurenelementen beginnst, um die Farben Deiner Korallen zu steigern, solltest Du einige Dinge bedenken.

Spurenelemente sind nur ein Aspekt, der bei der Farbausbildung eventuell eine wichtige Rolle spielen könnte. Viel wichtiger ist allerdings die Stabilität Deiner Wasserparameter, denn Korallen reagieren äußerst empfindlich auf Veränderungen. Überprüfe deshalb Deine Wasserwerte regelmäßig, um bei Abweichungen frühzeitig eingreifen zu können.

Außerdem sollten die Nährstoffkonzentrationen in Deinem Becken sehr niedrig sein. Sind sie hoch, so vermehren sich die symbiontischen Algen Deiner Korallen stark und überdecken die Pigmentmoleküle. Dies führt letztendlich dazu, dass sich Deine Korallen braun färben.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist Licht. Achte darauf, dass Deine Beleuchtung stark genug ist und sie einen hohen Blauanteil aufweist. Die Stärke des Lichts, also dessen Intensität, lässt sich mit einem PAR-Messgerät ermitteln. Deine Beleuchtung sollte Dir PAR-Werte liefern, die im Durchschnitt im Bereich von 250 µmol/m²/s liegen.

Und nun zum wichtigsten Punkt: Geduld. Führe Veränderungen immer langsam durch und gib Deinen Korallen Zeit sich an die Veränderungen anzupassen.