Die Wasserhärte ist ein weiter Parameter zur Bestimmung der Wasserqualität, dabei wird traditionell in Gesamthärte und Karbonathärte unterschieden. Ursprünglich stammen beide Begriffe aus dem Haushalt und der Waschmittelindustrie.Calcium und Magnesium haben die Eigenschaft mit Seifen schwerlösliche Kalkseifen zu bilden, die sich in Form von Flocken absetzen. Ein Teil des verwendeten Waschmittels steht daher gar nicht mehr für den eigentlichen Reinigungsvorgang zur Verfügung. s muss also entsprechend mehr dosiert werden, um eine Reinigungswirkung erzielen zu können.Erst wenn der im Wasser gelöste „Kalk„ als Kalkseife gebunden ist, bildet sich reinigungsaktiver Schaum. Dieses Phänomen wurde als eines der ersten Analyseverfahren in der Aquaristik verwendet und als Härtebestimmung nach Boutron-Boudet bekannt.In diesem Zusammenhang wird die Wasserhärte in Gesamthärte, Nichtkarbonathärte und Karbonathärte unterschieden.Daraus ergibt sich, dass die Gesamthärte die Summe aus Karbonathärte und Nichtkarbonathärte ist.Die Gesamthärte beschreibt dabei alle im Wasser gelösten Erdalkalimetallsalze. Ein Teil der Gesamthärte lässt sich durch Kochen in Form von schwer Wasserlöslichen Carbonaten ausfällen. Diesen Teil bezeichnet man als Karbonathärte.Der nach dem Kochen im Wasser verbleibende Teil der Wasserhärte, der sich großteils aus Sulfat und Chlorid zusammensetzt, wird als permanente Härte bezeichnet. Allerdings entsprechen diese Definitionen nicht den in der Aquaristik angewendeten Begriffen.Es werden zwar weiterhin die traditionellen Begriffe verwendet, allerdings mit den modernen chemischen Hintergründen.Dadurch kommt es häufiger zu Verwirrungen und widersprüchlichen Aussagen.Zwar geht es immer noch um im Wasser gelöste Salze, jedoch werden diese unter Beachtung ihrer Eigenschaft, sich im Wasser im Form von Ionen zu lösen, behandelt. Salze lösen sich im nahezu salzfreien und daher „weichen„ Regenwasser, mit Hilfe des aus der Luft aufgenommenen CO2 nach dem Versickern aus dem Boden. Die Zusammensetzung der gelösten Salze im Wasser ist also geogen bedingt, das heißt von der Zusammensetzung der Gesteine abhängig, durch die das versickerte Regenwasser fließt. Da man aber nach dem Lösen der Salze (Mineralien) im Wasser nicht mehr feststellen kann, aus welchen Verbindungen die Ionen stammen, ist der ursprüngliche Begriff der Wasserhärte für chemische Nachweismethoden unbrauchbar.
Gesamthärte
Der Begriff Gesamthärte im aqaristischen Sinn bezeichnet die Summe aller im Wasser gelösten Erdalkalimetall-Ionen, Calcium, Magnesium, Barium und Strontium. Im Süßwasser spielen dabei nur Caclium und Magnesium eine Rolle, die beiden anderen Metalle sind nur in Spuren im Wasser gelöst.Traditionell wird die Gesamthärte in ° angegeben, dabei gibt es in verschiedenen Ländern verschiedene Skalen. Im deutschsprachigen Raum findet vor allem die deutsche Härteskala in °dGH,°dH oder einfach °d, Anwedung. 1° dGH entspricht dabei 10 mg Calciumoxid, CaO, pro Liter Wasser. Die Angabe der Menge in mg CaO pro Liter dient dabei lediglich zur Veranschaulichung der Menge, die als fester Abdampfrückstand zu erwarten ist, da Branntkalk ansich nicht im Wasser vorliegen kann.Daneben gibt es auch französische Härtegrade °fH, der in der Schweiz regulär verwendet wird. 1°fH entspricht dabei 0,56°dGH.Auch andere Länder wie Großbritannien (englische Härte, °eH) und die USA (amerikanische Härte °aH) verfügen über eine eigene Härteskala.Je nach Härtegrad wird Wasser als „weich„ oder „hart„ bezeichnet. Je mehr Erdalkalimetall-Ionen gelöst sind, desto härter das Wasser. Für die Bestimmung der zu verwendenden Menge Waschmittel findet man diese Tabelle, die auch in der Aquaristik übernommen wurde:
- Härtebereich 1: < 3°d = sehr weich
- Härtebereich 2: 3-7°d = weich
- Härtebereich 3: 7-14°d = mittelhart
- Härtebereich 4: 14-21°d = hart
- Härtebereich 5: >21°d = sehr hart
Moderne Laboranalysen geben die Konzentrationen von Calcium und Magnesium in mmol/l (Millimol pro Liter) an. Da man °dGH Angaben nicht anteilig für Calcium und Magnesium umrechnen kann, entspricht 1°dGH 0,18 mmol/l Erdalkaliionen . Durchschnittlich liegt das Verhältnis von Calcium zu Magnesium bei etwa 4:1.Die gemessene Gesamthärte ist auch ein Indiz für den Gesamtsalzgehalt des Wassers. Man rechnet etwa 35 µS/cm pro 1°dGH. Allerdings kann man so meist nur Näherungen erreichen, da die elektrische Leitfähigkeit, das Maß für den Gesamtsalzgehalt, durch alle anderen im Wasser befindlichen Ionen ebenfalls beeinflusst wird.
Beeinflussung der Gesamthärte
Senken kann man die Gesamthärte, indem man das Leitungswasser mit Wasser mit weniger gelösten Salzen verschneidet. Dazu geeignet sind vollentsalztes Wasser, welches man auch z.B. im Supermarkt als „destilliertes Wasser„ kaufen kann, Osmosewasser und bei guter Qualität auch Regenwasser. Das Mischungsverhältnis für das gewüschte Ergenis kann man in einem einfachen Dreisatz errechnen.Erhöhen lässt sich die Gesamthärte durch Zugabe von Calciumsalzen und/oder Magnesiumsalzen wie Gips (Calciumsulphat CaSO4) oder Kalkstein (Calciumcarbonat CaCO3)Auch kalkhaltige Dekoration wie Lochgestein, Marmor und andere kalkhaltige Gesteine, Korallensand, Korallenskellete oder Muschelschalen geben Härtebildner ab. In einem Aquarium mit weichsaurem Wasser sollte sie daher nicht eingesetzt werden.Nachweisen kann man auf Kalk (Also Calcium- beziehungsweise Magnesiumcarbonat), indem man das betreffende Stück mit Säure beträufelt. Hierzu ist bereits Essigessenz geeignet. Ist Kalk vorhanden, so reagiert die Säure mit diesem unter Bildung von CO2, welches sich durch Bläschenbildung oder Aufschäumen bemerkbar macht. Allerdings gibt es auch andere Gesteine, die zwar die Härte erhöhen können, sich beim Säuretest aber unauffällig verhalten, da es sich nicht um Carbonate handelt. Verdächtige Stücke sollte man in vollentsalztes (destilliertes) Wasser legen und einge Tage darin belassen. Lässt sich danach eine meßbare Gesamthärte im Wasser feststellen, ist der „übeltäter„ gefunden.
Karbonathärte
Mit dem Begriff Karbonathärte beschreibt man in der Aquaristik die Konzentration von Carbonat und Hydrogancarbonat-Ionen im Wasser. Richtiger wäre der Begriff Säurebindevermögen bis pH 4,3 (SBV), da auch andere Ionen mit dem kH Test erfasst werden, allerdings spielen diese eine eher untergeordnete Rolle und beeinflussen das Meßergebnis nur geringfügig.Wie der Begriff Säurebindevermögen vermuten lässt, hat die Karbonathärte einen Einfluss auf den pH-Wert. Es handelt sich dabei um ein sogenanntes Puffersystem. Der Carbonat-Kohlensäure Puffer ist in den meisten Aquarien bestimmend.Solange noch „KH„ im Wasser ist, bestimmt diese Puffersystem den pH-Wert. Oft kann man daher ob der Gefährlichkeit von zu geringer Karbonathärte im Aquariumwasser lesen. Allerdings brauchen echte „Weicheier„ wie viele Schwarzwasserfische sogar so ein Wasser.Oft wird der Karbonathärte eine höhere Bedeutung zugemessen als der Gesamthärte.Dies basiert auf ihrer Bedeutung als Puffersystem im Aquarium und dem daraus resultierenden Einfluss auf den pH-Wert.Will man den pH-Wert senken, muss man die Karbonathärte reduzieren. Halbiert man die Karbonathärte, sinkt der pH-Wert um etwa 0,3 Einheiten.Für pH-Werte unterhalb von 6 ist eine vollständige Entfernung des Carbonat-Kohlensäurepuffers notwendig, welcher dann durch Zugabe von Huminstoffen mittels Torf, Laub, Moorkienholz oder Erlenzäpchen gegen ein Huminsäurepuffersystem ersetzt wird.
Beeinflussung der Karbonathärte
Neben dem Verschneiden mit vollentsalztem („destilliertem„) Wasser, Osmosewass;er oder Regenwasser gute Qualität zum Senken des Gesamtsalzgehalts besteht auch die Möglichkeit, die Karbonathärte direkt zu senken. Dazu verwendet man Mineralsäuren, aus Sicherheitsgründen meist in verdünnter Form, wie Salzsäure. Auch die im Handel erhältlichen Präparate zur pH-Wert und KH Senkung basieren auf Mineralsäuren. Produkte auf Basis von Phosphorsäure sollt man vermeiden, da diese zu einem Anstieg des Phosphatwertes führen und unerwünschter Algenwuchs eine mögliche Folge ist.Die Veränderung des Wassers sollte in jedem Falle außerhalb des Aquariums stattfinden. Zum einen entsteht bei der Reaktion der Säure mit der Karbonathärte im Wasser viel CO2, zum anderen sind die eihhergehenden plötzlichen Schwankungen in der Wasserchemie nicht förderlich für die gesundheit der Bewohner. Man gibt solange Säure zu und rührt um, bis die Karbonathärte auf die gewünschte Höhe reduziert worden ist. Danach sollte man das behandelte Wasser abstehen lassen oder mittels Membranpumpe und Sprudelstein belüften, damit überschüssiges CO2 ausgetrieben wird.Zum Anheben der Karbonathärte eignet sich einfaches Speisenatron (Natriumhydrogencarbonat) sehr gut. 3 Gramm doppeltkohlensaures Natron erhöhen die KH in 100 Litern Wasser um 1°d. Auch handelsübliche Produkte zur kh/pH Erhöhung funktionieren auf diese Weise.