pH: de zuurgraad van water
De letters pH betekenen Pondus hydrogeni: gewicht van water. Met de letters pH wordt de zuurtegraad van het water aangegeven. Deze schaal loopt van 1 tot 7 en van 7 tot 14. Een pH van 7 betekent neutraal, lager dan 7 is zuur en hoger dan 7 is alkalisch. Bij een pH van 7 zijn er net zoveel negatieve hydroxy-ionen (OH-) als positieve waterstofionen (H+)=, dus de waarde is in evenwicht. Dit is een logaritmische schaal: 7,1 betekent tien keer zoveel ionen en 7,2 is honderd keer zoveel ionen. Dit betekent ook dat een kleine schommeling in deze waarden een grote verandering teweegbrengt. Een pH van 7 of van 6,9 wil zeggen, dat het water plotseling tienmaal het aantal inonen verandert.
De meeste planten prefereren een pH in de buurt van de 7.
De pH en de carbonaathardheid zijn aan elkaar verbonden, doordat carbonaten koolzuur aan zich binden. Hoe hoger de carbonaathardheid, des te minder vrij oplosbaar koolzuur bevindt zich in het water. Planten hebben koolzuur nodig voor de groei. Ze onttrekken dit aan het water. Het gevolg is dat de pH begint te stijgen en de plantengroei stagneert.
Planten hebben verschillende behoeften aan koolzuur. De meeste planten groeien goed bij een koolzuurgehalte dat tussen de 10 en 20 mg/l ligt. Sommige planten kunnen met veel minder toe, bijvoorbeeld Vallisneria spiralis. Die groeit al bij 2 mg/lt. Daarom is deze plant vaak te vinden in Malawi-aquaria (harder water).
eg: elektrische geleidbaarheid van water (µS ofwel microSiemens)
Samen met de hardheid van het water kan ook de totale belasting van water worden gemeten: hoeveel geladen deeltjes (ionen)? Deze geleidbaarheid geeft geen inzicht in de carbonaat- of bi-carbonaathardheid. Het zegt wel alles over de belasting van water. In een normaal gezelschapsaquarium (zoet water) mag de µS niet boven de 500 komen. Rond de 300 µS is hier het beste.
Gemeten wordt met een geleidsbaarheidmeter (elektronisch).
Over algen:
Voorbeeldaquarium
Boven een aquarium van 130 x 40 x 40 hangen drie lampen van 120 cm lang à 36 Watt. Planten zijn bruin bealgd.
Ontstaan algen
Algen kunnen ontstaan onder invloed van:
* Te weinig licht. Dat zijn over het algemeen bruine algen. Althans ze zien er bruin uit. In feite zijn het roodwieren.
* Te veel licht. Dat zijn over het algemeen de groenige en de grijzige algen.
* Te veel afvalstoffen.
Lichthoeveelheid (te weinig licht)
In een gemiddeld aquarium is de lichtbehoefte ca 3 Watt per dm2 bodemoppervlak. Dat geldt tot een aquariumhoogte van 45 cm. Is het aquarium hoger, dan zal er ook meer licht boven moeten. Een andere formule, die al rekening houdt met de hoogte van een aquarium: 10 Watt per 20 liter water. Voor het voorbeeldaquarium van 130 x 40 x 40 geldt dan 13 x 4 x 4 is 208 Watt (gerekend in dm dus, dus de uitkomst is in liters). Van deze uitkomst trekken we 5% af voor de verschillende decoratiematerialen en de loze ruimte boven in het aquarium onder de dekruiten. Het aquarium bevat dus ca 200 liter water. Er moet dus 200 : 20 x 10 is 100 Watt aan verlichting boven. Boven het voorbeeldaquarium hangt in totaal 3 x 36 Watt = 108 Watt. Ogenschijnlijk is dit voldoende licht. Maar het is beter voor wat meer te kiezen dan deze minimale hoeveelheid. Immers, de bruine kleur van de bealging wijst op een gebrek aan licht. En wel om de volgende redenen:
 |
|
| Dichter bij het licht neemt de biogene ontkalking toe. Hier zit kalkafzetting op een stuk kienhout, daarop weer weelderige groei van bepaalde draadalgen. Torenslakjes komen hier - zelfs midden op de dag - hun tekort aan kalk aanvullen (foto Frans Maas). |
· De lichtopbrengst van een lamp neemt af naarmate hij ouder wordt. Na een jaar gebruik, dat is ongeveer 3000 branduren, is de lichtopbrengst teruggevallen tot 35%. (Met lampen uit de productieseries vanaf 1999 is dit bezwaar overigens ondervangen. De lichtintensiteit neemt gedurende lange tijd nauwelijks af. Na verloop van 2 jaar kan een lamp het beste worden vervangen. Met twee lampen moet dus om het jaar een lamp worden vervangen. Met 3 lampen om de 9 maanden een lamp enz.)
· Verder is het nog van belang te weten dat een lamp met een hoger wattage een grotere doordringingscapaciteit heeft dan een lamp met een lager wattage. Op 40 cm diepte is er nog 50% van het uitgestraalde licht over. Dus 18 Watt per lamp.
De kleur van licht
Het rendement van lampen voor aquariumplanten is iets wat niet door het wattage of het kleurnummer wordt aangegeven. Men spreekt dan van groeirendement. Dat is - van afhankelijk van de fabrikant - per kleurnummer verschillend. Het is algemeen bekend dat bv. het rendement van een Gro-lux lamp heel laag ligt. Planten reageren op de kleur blauw in het spectrum met groei in de breedte. En op rood met groei in de lengte. Voor een plantenaquarium is een combinatie van die kleuren dus aan te raden. Bovendien geeft het rood zo'n warme kleur. We kiezen dus voor twee rood (Philips 830 of een vergelijkbare kleur), één wit, één blauw (Philips 840 of een vergelijkbare kleur). Algen die je in een Malawi- of Tanganjika-bak graag hebt, reageren gunstig op blauw licht. Dus voor een dergelijk aquarium kiezen we een combinatie met meer blauw: Philips 84 (of een vergelijkbare kleur).
Te veel licht
Algenbestrijding door middel van de CO2-balans
Planten in een aquarium functioneren dank zij licht. In alle delen van de plant liggen bladgroenkorrels (chlorofyl). Eigenlijk zijn het hele kleine zonnecollectoren, omdat ze in staat zijn de energie van het zonlicht op te slaan: zonlicht samen met CO2 wordt koolstof. Daarnaast hebben planten natuurlijk nog een paar andere stoffen nodig. Maar wel in zeer geringe hoeveelheden: sporenelementen. Veelal zijn die voldoende in aquariumwater voorhanden. Als daar gebrek aan is (ontstaat), kunnen we ze in de vorm van een goede aquariumplantenmest toedienen. Dit is voor algenbestrijding verder niet van belang.
CO2 is de scheikundige benaming voor koolstofdioxide. Dat weer is de belangrijkste bouwstof voor planten. Groeien die, dan hebben ze bouwstof nodig voor de opbouw van de nieuwe delen. Groeien ze hard, dan hebben ze veel nodig. Groeien ze langzaam, dan kunnen ze met wat minder toe. De nodige CO2 wordt onder invloed van het licht aan het water onttrokken. Die is namelijk evenals zuurstof in het aquariumwater 'opgelost' aanwezig.
Bij veel licht groeien planten hard, bij weinig licht groeien ze minder hard. Bij veel licht is de koolzuuropneming van de planten hoog. Bij weinig licht is de koolzuuropneming laag. 's Nachts groeien planten niet. Ze leven en ademen wel. Een plant is een levend wezen. Dus ze leven o.a. door zuurstof op te nemen voor de verbranding van de voedingsstoffen. Bij die verbranding komt koolzuur, CO2, vrij.
 |
|
| Biogene ontkalking op het blad van een Echinodorus-soort. Duidelijk valt de korrelige structuur van de neergeslagen kalk te zien. Op de bladrand een begin van alggroei (foto Frans Maas). |
Adviezen:
-
Begin met:
- Voldoende water te verversen (eenmaal per twee weken 20%).
- Neem zoveel mogelijk afvalstoffen mee bij het uithevelen.
- Laat tussen de planten in een plantenbak gerust wat plantenresten en str... (excrementen) liggen. Daar maken bacteriën zich meester van, die het verbranden en daarbij komt... juist ja, CO2 vrij.
- In een bak zonder planten (cichlidenbak) dient nog heel secuur alle afval te worden verwijderd. Ook tussen en 'onder' de stenen. Eigenlijk kan het niet zonder een biologisch filter.
- Breng een extra rij lampen aan.
- Zorg voor de juiste spectra, opdat een plantenbak voldoende rood
licht krijgt, een cichlidenbak voldoende blauw.
Hebt u dat allemaal voor elkaar, wacht dan een week of drie, vier en wacht af hoe de planten en de algen reageren. Vervolgens en in de wachttijd: - Maak de lampenrijen afzonderlijk schakelbaar. Per rij een schakelaar of een snoer met stekker en een tijdklokje.
- Bedien de lampen rij voor rij met behulp van het tijdklokje.
- Maak een schakelschema voor de lampen en experimenteer daarmee tot
het geheel tevreden stelt. Als kijkspel, maar ook voor de plantengroei.
Bijvoorbeeld:
Rij 1: lampen helemaal voorin, kleur Gro-Lux a. Aan 18.30 uur. Uit 23.30 uur (als u naar bed gaat...). Deze lampen dienen voor de sfeer, de vissen kleuren zo mooi.
Rij 2: kleur 84 (blauw). Aan 10.00 uur. Uit 20.00 uur.
Rij 3: lampen in het midden. Kleur rood. Aan 08.00 uur. Uit 22.00 uur.
Rij 4 kleur blauw. Aan 11.00 uur. Uit 22.00 uur.
Rij 5 lampen helemaal achter kleur rood. Aan 09.30 uur. Uit 22.30 uur. - Schaf een meetsetje aan om minstens pH en KH te kunnen meten en om er conclusies aan te kunnen verbinden.
- Meet in het begin dagelijks 's morgens en 's avonds de pH en KH en noteer de gevonden waarden. Meet ook 's avonds omstreeks 20.00 uur en noteer de gevonden waarden. Bekijk hoe het met het verloop van de CO2 gedurende de dag is.
- Bedenk dat een pH hoger dan 7 duidt op een gebrek aan CO2: logische conclusie: minder licht. En andersom. Omdat de lampen met de tijdklokjes gemakkelijk langer of korter kunnen branden, is het geheel beheersbaar.
Tot slot nog dit: een aquariumclub in de buurt weet vast hoe met dit soort problemen om te gaan. Bovendien heeft een NBAT-vereniging meestal wel een handig lid, dat met alle bovengenoemde werkjes kan/wil helpen. De contributie is dus zo weer terugverdiend. Bovendien hebben we een prachtig aquariumhobbyblad.
Over filters:
In principe bestaan er twee soorten filters:
Mechanische filters
Die gedragen zich als het ware als een zeef. Ze vangen dus het vuil uit het passerende water. Dat kunnen heel grove vuildeeltjes zijn, maar ook zeer fijne. In een diatoomfilter is de 'zeef' zo fijn, dat zelfs ziektekiemen uitgezeefd kunnen worden. In de meeste gevallen zal men zo proberen te filteren, dat je mooi helder water overhoudt. Op de waterkwaliteit heeft zo'n filter bijna geen invloed. Alleen, een zuiver mechanisch filter is bijna niet mogelijk. Altijd zullen er wel bacteriën in zitten, die bepaalde ballaststoffen afbreken. Het is verstandig zo'n mechanisch filter regelmatig schoon te maken. Vooral ook omdat het anders verstopt raakt. Meestal maakt men het niet al te goed schoon om de bacteriën, die erin leven, in stand te houden. Dus: watten spoelen e.d., zand, grind, pijpjes, kool en wat men er verder al niet in stopt, vluchtig spoelen en terug in het filter.
Biologische filters
Die zijn erop gericht om de afbraak van eiwitten via nitriet (zwaar giftig), nitraat (zwak giftig) naar fosfaat (niet giftig, maar voeding voor planten) te bespoedigen. Daarvoor vestigen zich mettertijd hele legers bacteriën in zo'n filter. Grofweg zijn ze te verdelen in twee types: a. zuurstofminnende (aërobe) bacteriën en b.zuurstofschuwende (anaërobe) bacteriën. Als het goed is, vullen zij elkaar in hun afbrekende werking aan. Deze beestjes moeten ergens op zitten. Ze vestigen zich overal op, ook op glad glas. Maar naarmate er meer oppervlak is, zullen er ook meer zitplaatsen voor bacteriën zijn. Dus grind, lavasteen, afgewerkte filterkool. Kortom, spullen met een ruw en groot oppervlak zijn wat dat betreft het beste. Voor het behoud van alle bacteriën kan zo'n filter kan beter niet worden schoongemaakt. Om te voorkomen dat het filter dichtslibt, gebruikt men een voorfilter bestaande uit plastic schuim, filterwatten o.i.d. Dat voorfilter moet natuurlijk wel regelmatig worden schoongemaakt. Om de zuurstofminnende bacteriën aan voldoende zuurstof te helpen houdt men het water stromende, waarbij sommige aquariumliefhebbers een aantal luchtsteentjes voor extra zuurstof in een biologisch filter leggen.
Bij de processen in een biologisch filter wordt nogal wat koolzuur verbruikt. Ook het 'bruissteenteje' werpt nogal wat CO2 uit het water. Wat de ideale vulling is en wat de beste doorstroomsnelheid, heeft men nog nooit echt uitgezocht.
Nog meer filterinformatie: Waterbeheersing door techniek.
Over 'onbruikbaar' grind:
Hoe het kan, dat KH en GH enorm (GH 17 in een gezelschapsaquarium) enorm oplopen ondanks het continu toevoeren van CO2. Zijn stukjes schelp tussen het grind van een bekend merk de oorzaak? Ze lossen op in azijn, zoals blijkt uit een test.
De redelijk ingewikkelde geschiedenis van zuurgraad, zuurbuffer en al wat ermee samenhangt, komt kort en goed hierop neer:
Behalve regenwater bestaat er eigenlijk geen zuiver water of het moet worden gemaakt. Door destillatie (verhitten, verdampen, condenseren) ontstaat gedestilleerd water. Dan is er nog osmosewater, dat verkregen wordt met behulp van osmose. Een techniek, waarmee men water door een semi-permeabel (= half doordringbaar) vlies laat gaan, waardoor de mineralen achterblijven. Het is qua samenstelling wel allemaal ongeveer hetzelfde water - water bijna zonder opgeloste stoffen erin - maar men is er op verschillende manieren aangekomen. De namen zeggen wat dat betreft genoeg. Volledigheidshalve moet hieraan worden toegevoegd, dat vooral in de 'geciviliseerde' wereld, waar veel industriële activiteit is, regenwater onderweg naar de aarde ook nog wel een en ander opneemt. Denk maar aan zure regen, die het gevolg is van de industriële vervuiling van de lucht en CO2-uitstoot.
Als water uit de hemel valt, is het op sommige plaatsen nog gedestilleerd water - dus zonder erin opgeloste stoffen. Maar het zal door waterloopjes, waterlopen, beken, stroompjes, riviertjes en rivieren worden afgevoerd naar zee. Op die tocht zullen er uit de bodem, waarover het stroomt, allerlei stoffen in het water worden opgelost. Calcium, magnesium, kalium enz. Zij zijn de veroorzakers van de GH, de totale hardheid. Een deel ervan kan door koken worden verwijderd. Dat is de tijdelijke hardheid. De zouten blijven in de vorm van ketelsteen achter. Dat is de blijvende hardheid. Verder zitten er in water deeltjes met een elektrische lading.
Negatieve (ionen), positieve (protonen) en neutrale (neutronen) zijn de veroorzakers van de zuurgraad. Calcium kan zich aan de negatieve ionen binden. Wie dus koolzuur aan water toevoegt, zorgt tevens voor de oplossing van kalk en binding aan die ionen. De KH loopt op. De toegevoegde koolzuur is gebufferd en niet meer zonder meer beschikbaar voor planten. Dus als er kalk in water (het bodemmateriaal) zit, blijft de KH oplopen tot er geen vrij koolzuur meer is.
Er zijn in de aquaristiek diverse gelegenheden, waarbij juist de aanwezigheid van kalk op prijs wordt gesteld. Voor water voor allerlei alkalische milieus en zeewater. Deze bodemmaterialen behoren tot het basisassortiment van de aquariumzaak. Men moet er wel op de juiste manier mee omgaan. Maar als u niks vraagt, hoe weet de verkoper dan wat u wenst/bedoelt? Grind met stukjes schelp is dus alleen onder bepaalde omstandigheden onbruikbaar grind.
Over de bodem:
Er zijn al heel wat verhalen en artikelen geschreven, vragen gesteld en beantwoord over de juiste samenstelling van een aquariumbodem. Het verschijnen van allerlei producten in de aquariumhandel maakt het er allemaal niet duidelijker op. Daarom is het misschien handig om de eisen, waaraan een bodem moet voldoen, op een rijtje te zetten.
Op de eerste plaats moet de bodem hechting bieden aan de gebruikte planten. Een te grote diameter van de korrel maakt ze daarvoor minder geschikt. Op de tweede plaats moet de bodem de plant het voedsel in de vorm van meststoffen en sporenelementen bieden, waar-ie behoefte aan heeft. Die stoffen kunnen voor een deel in de bodem verankerd liggen, maar kunnen ook via het water worden aangevoerd. Daarvoor moet de bodem voldoende poreus zijn om dit transport goed te doen plaatsvinden. Bij een te kleine korrelgrootte verloopt dat minder goed en bestaat het gevaar, dat de korrels aan elkaar gaan klonteren: de bodem 'slaat dicht'. Het geschiktst is gebleken grind met een korrelgrootte van circa 3 mm. Als je twee verschillende korrelgroottes door elkaar gebruikt, kruipen de kleine korrels in de ruimtes tussen de grote korrels en het gevaar dat de bodem dichtslaat, is weer heel duidelijk aanwezig.
De bodem moet plezierig aandoen voor de levende have (dieren in het aquarium). In het algemeen voldoet een donkere bodem het best. Let op, dat het geen scherpe korrels zijn, waardoor vissen die in de bodem woelen kunnen beschadigen; geen gebroken grind of lavagruis. De beste bodem bestaat dus uit grind met een korrelgrootte van circa 3 mm. Kies die zo donker mogelijk. Laat de bodem naar achteren toe flink oplopen en gebruik bepaalde materialen om te voorkomen, dat de bodem op den duur vlak gaat 'liggen'. In een plantenaqquarium kun je op plaatsen waar planten moeten groeien wat klei met wat turfsnippers aanbrengen. Overigens kan klei, waarvan een papje is gemaakt ook later nog met een injectiespuit op de goede plaats in de bodem worden aangebracht.
Donker gekleurd zand? Dat komt in de natuur ook voor. Toch zie je daar meer, dat de bodem donker is, doordat er materialen op liggen. Zo vinden we in een bladvalbiotoop afgevallen bladeren, takjes e.d. Ook kun je platte stukken turf in de bodem drukken alsof een veenachtige bodem door het zand heen komt. Dat kan ook met donker gekleurd gesteente. Het gebruiken van rivierzand samen met epifyten als Javavaren en/of Anubias is overigens geen probleem.
Voor een Amazonebiotoopaquarium vervalt wat hier is geschreven over het inbrengen van meststoffen in de bodem.
over de relatie pH en plantengroei:
Als de pH niet op het juiste niveau wordt gehouden, kunnen planten sommige essentiële elementen, die noodzakelijk zijn voor een gezonde groei, niet meer opnemen. Voor een plant is er een optimaal pH-niveau, waarbij er optimale resultaten behaald worden. Deze optimale pH-waarde is voor elke plant verschillend, maar over het algemeen geven de planten de voorkeur aan een iets zurige omgeving (zeg tussen pH 6.0 en 6.5). De meeste planten kunnen echter ook overleven in een omgeving die een pH heeft van 5.0 tot 7.5. Natuurlijk zijn er ook uitzonderingen, denk maar aan de planten die in het Tanganyikameer groeien. Hoe kan het nu dat de pH zo'n grote invloed heeft op het groeien van planten? Dit komt doordat bij een pH hoger dan 6.5 bepaalde voedingstoffen beginnen neer te slaan, zodat ze voor de planten niet meer beschikbaar zijn. IJzer bijvoorbeeld zal bij een pH van 7.3 voor de helft neergeslagen zijn en bij pH 8.0 is er vrijwel geen ijzer meer opgelost. Als de planten voedingsstoffen (en sporenelementen) willen opnemen en gebruiken, moeten deze opgelost zijn in het water. Zodra de nutriënten zijn neergeslagen, kunnen de planten deze niet meer absorberen en zullen zij honger lijden (en uiteindelijk doodgaan). Er zijn ook voedingstoffen die neerslaan als de pH zakt. Planten weten dit natuurlijk zelf ook, en aangezien zij met hun wortels de meeste voedingsstoffen opnemen, zorgen de planten er zelf voor dat er een optimale omgeving rond de wortels ontstaat. De oplossing van de planten is een zogenaamde zuurmantel. De wortels scheiden citroenzuur af, zodat er een zuur milieu ontstaat, waarin de stoffen beter oplossen.
De verschillende plantenvoedingen hebben altijd een lage pH om de voedingstoffen in oplossing te houden. Dit geldt voor zelfgemaakte plantenvoeding, die in sommige verenigingen populair is. Controleert u de pH van zo'n plantenvoeding maar eens. Om een goede pH te krijgen in uw bak kunt u uw waterverversingen doen met regenwater of osmosewater; 50/50 gemengd met kraanwater. Bijkomend voordeel is, dat ook de hardheid een stuk lager wordt. Als u dit doet, dan zult u merken, dat u ook nog eens veel minder CO2 hoeft toe te voegen (als u dat al doet) om de pH omlaag te krijgen. Pas ervoor op, dat u geen pH-min spul gebruikt waar fosfaat in zit. Een klein beetje te veel fosfaat zorgt er al voor, dat u een algenkwekerij krijgt in plaats van een mooie bak.
De pH van het water zal de neiging hebben te stijgen, doordat de planten de nutriënten (waaronder CO2) verbruiken en zuurstof (O2) produceren. U zult dus regelmatig de pH in de gaten moeten houden. De pH kunt u het best naar beneden brengen door middel van de toevoeging van CO2. Dit zorgt er niet alleen voor dat de pH naar beneden gaat, maar is meteen ook een (onmisbare!) voedingsstof voor de planten. U kunt op een aantal manieren CO2 toevoegen: de doehetzelf-gistmethode, waarbij u handmatig CO2 maakt, maar natuurlijk kunt u ook de pH automatisch op niveau houden door apparatuur, die een continue meting doet en als de pH te hoog wordt CO2 injecteert. (In de aquariumvakhandel zijn diverse sytemen te verkrijgen. Daar zullen ze u ook graag over de voors en tegens van alle systemen vertellen.)
Zorg ervoor, dat u vooral in het begin de pH dagelijks controleert, zodat deze mooi stabiel blijft. Een stabiele omgeving zorgt voor een mooie bak!
over 'eigen' koolzuur maken:
Doe in een vaatje van 5 liter 4 liter water, 400 gram suiker en 8 gram droge gist (bakkersgist). Als het geheel op kamertemperatuur is, zal de vloeistof gaan gisten, waardoor CO2 vrijkomt. Als we de dop van het vaatje doorboren en er een luchtslangetje in lijmen, kan we de vrijkomende CO2 naar het aquarium worden geleid om via een bruissteentje in het water te worden opgenomen. Daarbij gaat veel CO2 verloren. Als boven in het aquarium een omgekeerde plasticbeker wordt aangebracht, kan de CO2 daaronder/in worden opgevangen. De CO2 zal worden opgenomen tegen het vlak in de beker, waar de CO2 tegen het wateroppervlak aan staat. De hoeveelheid opgenomen CO2 hangt af van de grootte van het oppervlak Met een pH-metertje valt dan te bepalen of het voldoende is. [Er bestaat natuurlijk ook wel een formule, waarmee het oppervlak te berekenen valt dat nodig is om een bepaald aantal liters water op een bepaalde pH (7 in dit geval) te brengen/houden.]
 |
In het begin is er een geweldige productie van CO2, die naar het einde toe afneemt om vervolgens te stoppen als het alcoholpercentage in de vloeistof zo hoog is, dat de gist wordt gedood. Van tijd tot tijd wat water verversen kan de productie gunstig beïnvloeden. Als - zoals op de tekening is aangegeven - twee vaatjes in het circuit worden opgenomen, die om de circa vier weken afwisselend worden aangezet, dan levert het systeem vrij gelijkmatig voldoende CO2 voor een 400-literaquarium. Voor een kleiner aquarium, kleinere vaatjes gebruiken.