Hallo !

Ja auch bei mir gab es mal eine sehr aktive Forenzeit. Immer wieder tauchten Fragen zu Nitratgrenzwerten auf, zumal die in der Literatur angegebenen Werte stark variierten bzw. bzw. Gründe fehlten inwiefern Nitrat denn schädlich ist.

Daher bat ich per mail bei einigen Herstellern und Universitäten um Hilfe.

Umso mehr freute es, das einige wirklich Zeit in die Beantwortung investierten die ein Laie auch verstehen konnte. Bevor diese aber ewig alleine auf meiner Festplatte rumschimmeln stelle ich den damaligen Schriftverkehr hier ein, vielleicht ist auch für Euch die eine oder andere Interessante Erklärung und Info dabei.

Selbstverständlich habe ich mir von allen Beteiligten die Erlaubnis zur veröffentlichung in Foren eingeholt.

Meine Anfrage:

Hallo,
ich bin in einem Aquaristik Forum aktiv - immer wieder taucht in Diskussionen die Frage auf wie schädlich Nitrat für Fische im Aquarium ist und welche Auswirkungen es hat. Die Literatur hat völlig verschiedene ansichten - sie reichen von : "völlig unschädlich " "Konzentration bis 1000mg/ Liter sind unbedenklich" über "ungefährlich aber ein Indikator für einen schlechten Pflegezustand des Aquariums" bis hin zu "ab 50mg schädlich für die Fische"

Es scheint unstrittig das Nitrat für Algenwachstum verantwortlich ist und ein hoher Wert zeugt von Pflegefehlern. Die Behauptung das hohe Nitratwerte schädliche für das Wachstum der Fische ist findet sich auch immer wieder - trotzdem gibt es extrem unterschiedliche Meinungen zum Grenzwert. Ebenfalls liest man das sich Nitrat ab Konzentrationen von 100mg in das gefährliche Nitrit zurückbilden kann und das die Gefahr eines Säuresturzes besteht.

Bei so vielen verschiedenen Meinungen ist man als Aquarianer völlig überfordert - daher hoffen wir auf eine Aufklärung ihrerseits:

- ist Nitrat direkt schädlich für Fische wenn ja ab welchen Grenzwerten und was bewirkt Nitrat im Fischkörper ?

- gibt es über die Wirkung von Nitrat Studien die man nachlesen kann also der öffentlichkeit zugänglich sind ?

- was für eine wirkung hat Nitrat auf Wirbellose gibt es hier andere Richtwerte ?

- Pflanzen nutzen Nitrat als Nährstoff jedoch kann ein Überangebot schnell zu einem unerwünschten Algenwachstum führen, aber wie sieht es umgekehrt aus, würde ein Nitratwert von annähernd 0 mg / Lit. das Pflanzenwachstum stagnieren lassen ?

Das man höhere Konzentrationen von Nitrat im Aquarium vermeiden soll ist absolut unstrittig aber uns interessiert die Wirkungsweise von Nitrat im Aquarium - wir würden uns sehr freuen wenn sie uns mit Ihrem Fachwissen weiterhelfen könnten.

Wir sind schon sehr gespannt auf Ihre Antwort und bedanken uns im vorraus für die Mühe.

Die Antworten poste ich jetzt nach und nach sonst wird das Posting zu lang und unübersichtlich.

TETRA

Hallo Holger,
problematisch hinsichtlich einer Veröffentlichung ist sicher, daß hier weder Platz noch Zeit ist, die Fragen so umfangreich zu beantworten, wie es dem Thema gerecht würde. Folgendes daher mit dieser Einschränkung.

Grundsätzlich kann man nicht von dem Fisch bzw. den Fischen sprechen, da Fischarten unterschiedlich reagieren bzw. empfindlich sind. Weiterhin sind meist nur Einzelbetrachtungen und - beurteilungen sinnvoll bzw. möglich, da viele Parameter die Auswirkungen, sichtbare Symptome usw. beeinflussen - genannt seien zB Fischalter, Wasserchemie, Futter usw. Insofern ist eine einfache Antwort nicht möglich und letztlich können nur grobe Empfehlungen für die Aquaristik gegeben werde. Jeder Einzelbefund bzw. Beobachtungen und Erfahrungswerte von Aquarianern sind da sicherlich hilfreich und sollten unbedingt beachtet werden. Allerdings sollte man sich davor hüten, diese kritiklos als allgemein gültig anzusehen, da sie im Normalfall sicher nicht einer wissenschaftlichen Untersuchung entsprechen und meistens die meisten bzw. wichtige Einfluß-Parameter nicht abgeklärt worden sind.

Zu Frage 1 und 2 : alle möglichen Wirkungen bzw. Wirkmechanismen kennt wahrscheinlich keiner bzw. sind kaum welche umfassend untersucht worden. Gesichert ist, das Nitrat über die Denitrifizierung zu Nitrit im Fischblut zur Methämoglobinbildung führt, die den Sauerstofftransport im Körper nachhaltig beeinträchtigt. Hier liegt sicher auch ein Problem, daß direkte und indirekte Wirkungen zT nur schwer auseinander gehalten werden können, zumal die Wasserqualität und zB auch Vitamine wiederum die Auswirkungen beeinflussen. Grenzwerte zu nennen ist aber aus oben genannten Gründen problematisch. Schreckenbach zitiert bzw. führt aus, daß bei Karpfen 1500 mg/l keine negativen Auswirkungen haben, bei anderen Fischen aber 100-200 mg/l nicht überschritten werden sollten. Für Anemonenfische (A. ocellaris) wurden bei Nitratgehalten über 100 mg/l Verminderungen des Larvenwachstums und schlechtere Farbentwicklung beobachtet (Frakes, T. & Hoff, F.H. 1982: Effect of high nitrate-N on the grow!
th and survival of juvenile and larval anemonefish, Amphiprion ocellaris. Aquacultur 29: 155-158). Aus den wenigen bekannten wissenschaftlichen Untersuchungen (meist über Nutzfische),den Erfahrungen aus der Aquaristik und nicht zuletzt hinsichtlich der Vielfältigkeit der Aquaristik sollten Werte über ca. 100 mg/l längerfristig nicht überschritten werden (sonstige artgerechte Haltung vorausgesetzt). Für die Zucht sollten deutlich niedrigere Werte angestrebt werden - kurzum : je weniger desto besser !

zu Frage 3 :
auch hier gilt sicherlich, daß Wirbellose wiederum unterschiedlich empfindlich reagieren und die Wasserqualität allgemein einen Einfluß hat. In vielen Fällen dürften ca. maximal 10-20 mg/l gut toleriert werden, allerdings sollte die Empfehlung nach dem Vorbild der Natur noch deutlich niedriger ausfallen.

zu Frage 4: Nitrat ist wichtig für das Pflanzenwachstum. Kein Nitrat im Wasser dürfte bei den meisten Pflanzen auf Dauer zum Eingehen führen, da sie Nitrat als hauptsächliche Stickstoff-Quelle verwenden. Uns sind aktuell keine Untersuchungen bekannt, die die Verwendbarkeit anderer Stickstoffquellen (lassen wir NO2 und NH4 mal außer acht) belegen.


Viele Grüße vom TetraTeam.

.....noch eine Fachfrage die wahrscheinlich auch zu weit führt aber mein Interesse geweckt hat:

Sie erwähnten das Vitamine die Auswirkung von Nitrat (bzw. Nitrit) entscheident mitbeeinflussen können - können sie etwas genauer darüber berichten ? Welche Vitamine sind gemeint und was können sie ggf. bewirken ?

Können Sie mir evtl. Quellen nennen wo ich mich weiter über diese Thematik informieren könnte ? Die einschlägige Süßwasser-Zierfisch Literatur behandelt diese Themen nur sehr dürftig.

Noch zur Fachfrage : auch wiederum aus Untersuchungen an Nutzfischen ist bekannt, daß die Toxizität oder andersrum Verträglichkeit von Ammoniak NH3, Nitrit NO2 bzw. der Salpetrigen Säure HNO2 u.a. auch von der physiologischen Verfassung der Fische abhängt. So vertragen energetisch ausreichend versorgte Fische deutlich höhere NH3-Konzentrationen schadlos, wogegen Fische in Energiemangelsituationen eine erhöhte Anfälligkeit aufweisen, Die HNO2/NO2-Toxizität wird neben hohen Chloridkonzentrationen und ausreichender Sauerstoffversorgung im Wasser auch durch ein ausreichend hohes Vitamin C-Angebot im Futter deutlich reduziert (vgl. zB Arbeiten von SCHRECKENBACH). Da das Methämoglobin im Blut laufend enzymatisch wieder zu Hämoglobin reduziert wird, gilt auch hier wie bei anderen Stoffwechselvorgängen auch, daß dies in einem bestens konditionierten Fisch besser abläuft.
Bezüglich weiterer Quellen können wir (neben eben der üblichen Aquaristikliteratur) leider auch nur auf das Stöbern im Internet verweisen, zB unter Wasserchemie gibt es dort viele Ansatzpunkte.
Viele Grüße vom TetraTeam.

R.Hoffmann vetmed.uni-muenchen

Sehr geehrter Herr Wolf,

zunächst zum Nitrat: Es ist in der Tat alleine ungefährlich, wobei als Richtwert 50 - 100 angesehen wird, der auf keinen Fall überschritten werden sollte. Höhere Werte werden aber in der Regel gut vertragen.

Das Problem liegt darin, dass es in der Tat ein Indikator für eine schlechte Wasserqualität und Pflege ist, wobei die anderen Stickstoffverbindungen wie Nitrit und Ammonium/Ammoniak eben auch in erhöhten Konzentrationen zu erwarten sind.

Diese Stoffe sind dann in der Tat für Fische sehr gefährlich. Dokumentiert sind diese Zusammenhänge in den verschiedenen Büchern über Fischkrankheiten. Für Wirbellose gilt dasselbe.

Ein Fehlen von Nitrat ist in der Praxis nicht zu erwarten. Bereits das Ausgangswasser aus den leitungen enthält mehr oder weniger viel Nitrat je nach Herkunft des Wassers, zudem fallen Stickstoffverbindunge stets an aus den Ausscheidungen der Fische und aus Futterresten. Der Hauptnachteil im Wasser ist zunächst das vermehrte Nährstoffangebot für die Wasserpflanzen inklusive der Algen, das zu einem vermehrten bis unkontrolliertem Wachstum mit seinerseit negativen Auswirkungen auf die Fische führt.

zoo-koeln

Sehr geehrter Herr Wolf,

Sie werden sicherlich Verständnis dafür haben, dass wir solch ausführliche Fragenkataloge aus Zeitgründen nicht beantworten können. Zudem haben wir zu diesen speziellen Aspekten noch keine Forschungen durchgeführt, wofür auch weniger ein Zoo, als vielmehr eine universitäre Einrichtung (Biochemie, Physiologie etc.) der richtige Ansprechpartner wäre.

Neben dem Verweis auf Forschungsinstitute bzw. aktuelle Fachliteratur (z. B. allgemein: Sachkundenachweis Süßwasseraquararistik, Seewasseraquaristik, Terraristik, 4. erweiterte Auflage 2003, VDA, DGHT sowie speziell: Sander, 1998, Aquarientechnik in Süß- und Seewasser, Ulmer Verlag) könnte ich Ihnen aber auch noch empfehlen, sich z. B. an die Chemotechniker der GEW RheinEnergie AG zu wenden (Parkgürtel 24, 50823 Köln), die auch unsere Wasseruntersuchungen durchführen und Ihnen vielleicht die von Ihnen gewünschten Richtwerte liefern können. Sander (2003) schreibt auf S. 87: "So können Werte um 50 mg/L durchaus akzeptiert werden, während Ammoniak und Nitrit jedoch bereits bei 1 mg/l giftig wirken".

MfG

Dr. Thomas Ziegler

Kurt Schiemenz und Dr. Peter Scheinert tgd-bayern

Sehr geehrter Herr Wolf,

Nitrat ist eine an sich völlig ungiftige Verbindung des
Stickstoffs. "Giftigkeiten" von Nitrat, Chlorid und Sulfat
liegen gleichermaßen im Bereich um 50 bis 150 GRAMM(!!) pro
Liter. Dies zeigt, dass es sich dabei vorwiegend um
osmotische Wirkungen hoher Konzentrationen beliebiger Salze
auf den Wasserhaushalt des Tierkörpers handelt.

Eine Giftwirkung entsteht höchstens indirekt bei
Wiederkauern im Pansen, bei neugeborenen Menschen und bei
Menschen mit krankhaft veränderter Darmflora, wenn
Nitratreduzierende Bakterien vorhanden sind. Bei geringen
Sauerstoffkonzentrationen können diese dann indirekt zu
einer Nitritvergiftung führen (Blausucht). Deshalb die
relativ strengen Grenzwerte beim Trinkwasser (50 mg/l).

Eine spontane chemische Reduktion von Nitrat zu Nitrit
über 100 mg/l gibt es nicht! Das könnte nur wieder eine
Wirkung von Bakterien sein, die sich eventuell in
sauerstoffarmen Ecken des Filters einnisten. Der Vorgang
ist selten.

Ein Säuresturz entsteht dabei übrigens nicht, vielmehr
wird Säure bei der bakteriellen Oxidation von Ammonium zu
Nitrit gebildet. Zwischen Nitrit und Nitrat liegt keine
Veränderung der Säuremenge mehr (Damit ist nicht
der unterschiedliche Dissoziationsgrad der "schwachen"
Salpetrigen Säure im Vergleich zur "starken" Salpetersäure
gemeint)

Pflanzen nutzen gleichermaßen Nitrat und Ammonium als
Stickstoffquelle. Null Nitrat stoppt Pflanzen- und
Algenwachstum deshalb nur, wenn auch kein Ammonium da ist
(ist aber, wegen der Ausscheidung durch die Fische;
Mengenfrage)

Nitratmangel kann aber das Wachstum von
Blaualgen hervorrufen, wenn genug Phosphor vorhanden ist,
weil viele Arten von Blaualgen, ähnlich wie die
Knöllchenbakterien der Leguminosen, den Gas-Stickstoff N2
binden und verwerten können.

SERA

Nitrat im Aquarium ist in der Tat ein immer wieder diskutiertes Thema. Um die Rolle des Nitrat im Aquarium zu verstehen soll hier zunächst ein kurzer Überblick über den Stickstoffkreislauf im Aquarium gegeben werden.

Die Hauptstickstoffquelle im Aquarium sind die Ausscheidungen der Fische. Das ausgeschiedene Ammonium kann in Abhängigkeit vom pH und Temperatur als stark fischtoxisches Ammoniak vorliegen. In einem gut eingelaufenen Becken sorgen jedoch Bakterien für eine Umsetzung des Ammoniums über Nitrit zu Nitrat. Nitrat wiederum kann unter reduktiven Bedingungen auf chemischem Wege zum fischgiftigem Nitrit reduziert werden.

Mikrobiell kann Nitrat unter sauerstoffarmen Bedingungen durch Bakterien zu gasförmigem Stickstoff umgesetzt werden, der auch etwa 80% unserer Erdatmosphäre ausmacht.

Unter bestimmten Bedingungen, zu denen in jedem Fall ein Nitratüberschuß zählt, können diese Bakterien jedoch auch Zwischenprodukte dieser Umsetzung ausscheiden, zu denen auch das fischtoxische Nitrit gehört. Die Nitratammonifikation, also die Umsetzung von Nitrat zu Ammonium unter anaeroben Bedingungen, sollte im Aquarium eine eher untergeordnete Rolle spielen. Außerdem stellt Nitrat eine Hauptstickstoffquelle für Pflanzen dar.

Diese stark verkürzte Übersicht verdeutlicht also zum einen, dass die Hauptquelle für Nitrat die Ausscheidungen der Fische sind und zum anderen, dass chemische Parameter nie isoliert betrachtet werden können, sondern von einer Vielzahl von Parametern beeinflußt werden.
Was nun die direkte Gefährlichkeit von Nitrat angeht, so können die unterschiedlichen Angaben in der Literatur auf den ersten Blick in der Tat verwirren.

In der wissenschaftlichen Literatur lassen sich durchaus Angaben von 24 h LC50-Werten für bestimmte Spezies finden, die sich im Gramm/Liter-Bereich bewegen (z.B. Tilak et al., 2002; Scott & Crunkilton, 2000). Zu bedenken ist jedoch, das es sich um eine kurzzeitige Exposition (24 h) handelt, und der LC50-Wert bedeutet, dass 50% der eingesetzten Versuchstiere bei der angegebenen Konzentration starben.

Mit längerer Exposition sinken auch die Konzentrationsangaben. So sind für Guppy-Larven bei einer Exposition über 3 Tage LC50-Werte von ca. 880mg/L zu finden (Rubin & Elmaraghy, 1977). Diese Werte erscheinen vielleicht immer noch sehr hoch, doch im Aquarium sind die Fische nun ständig einer bestimmten Konzentration ausgesetzt und tödliche Folgen sollen ja in jedem Fall vermieden werden, so dass die anzustrebende Konzentration also deutlich niedriger liegen sollte.

Bei Konzentrationen von 200mg/L sind z.B. noch krankhafte Veränderungen von Blutparametern bei Fischen festzustellen (Hrubec et al., 1997), so dass für die Hälterung von Salmoniden z.B. Werte im Bereich von 25 –35mg/L empfohlen werden (Westin, 1974).
50 mg/L Nitrat ist der Grenzwert für Trinkwasser, der daraus resultiert, dass bei oraler Aufnahme von Nitrat, dieses im menschlichen Körper zu Nitrit umgewandelt wird. Nitrit wiederum führt zur sogenannten Methämoglobin-Bildung, also vereinfacht gesagt einer Veränderung der Blutkörperchen, die für den Sauerstofftransport zuständig sind. Dies kann letztlich zum Ersticken führen. Der Grenzwert soll vor allem Kleinkinder, die besonders empfindlich reagieren, schützen.

Die Nitrataufnahmewege in den Fischkörper sind noch nicht abschließend geklärt. Die toxischen Effekte von Nitrat werden in der Literatur jedoch im wesentlich auf zwei Faktoren zurückgeführt, zum einen die oben erwähnte Bildung von Methämoglobin und zum anderen auf eine Beeinflussung der Osmoregulation, also vereinfacht des Salzhaushaltes des Fischkörper, da eine erhöhte Nitratbelastung auch eine erhöhte Salzbelastung des Wassers darstellt.

Zusammenfassenden läßt sich also festhalten, dass eine Empfehlung von 50mg/L Nitrat als Richtwert im einem eingefahren Süßwasser-Aquarium durchaus sinnvoll ist, da:

Das Aquarium der Lebensraum der Fische ist, in dem sie sich ständig bewegen müssen und sie somit auch Belastungen des Wassers permanent ausgesetzt sind
Nitrat in hohen Konzentrationen direkt oder indirekt Schädigung der Fische verursachen kann eine Stickstoffbelastungen des Wassers immer auf mangelnde Hygiene schließen läßt, was neben der Wirkung der Stickstoffderivate selber die Widerstandskraft der Fische schwächt und sie für Krankheiten anfälliger macht

Für das marine Ökosystem spielt Nitrat eine besondere Rolle.
Im Gegensatz zum Süßwasser, wo Phosphat der limitierende Faktor für das Algenwachstum ist, begrenzt in marinen Ökosysteme Stickstoff das Algenwachstum. Erhöhte Nitratwerte im Meerwasser können also Algenprobleme verursachen.

Für die direkte Fischtoxizität von Nitrat im marinen Bereich gilt ähnliches wie im Süßwasser. Auch für marine Fischspezies liegen akute LC50-Werte im Gramm/Liter-Bereich (Pierce et al. 1999, Bronwnell, 1980; ). Besonders empfindlich auf Nitrat reagieren jedoch Invertebraten, allen voran Steinkorallen. So ist nach neueren Untersuchungen bei bestimmten Steinkorallen-Spezies schon bei ein Zugabe von ca. 1 mg/L Nitrat eine Reduktion des Wachstums feststellbar. Im Meerwasser sind somit in reinen Fischaquarien 10 – 30mg/L Nitrat noch akzeptabel, im Riffaquarium sollte Nitrat im Idealfall dagegen nicht meßbar sein.

Kurt Schreckenbach

Sehr geehrter Herr Wolf,


Anbei Informationen zu Ihrer Anfrage. Sie kamen zwar schon einmal
zurück, aber ich versuche es nochmals sie zu senden.

Nitrat kommt i.d.R. mit anderen Stickstoffverbindungen vor, die
wesentlich giftiger sein können und deshalb stärker beachtet werden müssen.

Nitrat (NO3) selbst wird auch in höheren Konzentrationen von 50 bis
1.000 mg/l von verschiedenen Fischarten toleriert, wenn die
Begleitstickstoffverbindungen keine Gefahr darstellen und die pH-Werte
im Normalbereich liegen.

Überhöhte Nitratwerte können vor allem bei
Magenfischen im Verdauungstrakt zu Nitrit reduziert werden, so dass sie
über diesen Weg gefährlich werden.

Einige der von Ihnen aufgeworfenen Fragen werden in dem anliegenden
Beitrag und der angeführten Literatur beantwortet.

Das Pflanzen- und Algenwachstum wird im Aquarium sowohl vom Phosphor als auch vom Stickstoff beeinflusst. Als Richtwert gilt ein Verhältnis von 1:17 N. Fehlt Phosphor, dann kann überschüssiges Nitrat nicht ausreichend genutzt werden.

Die Förderung des Abbaues der Stickstoffverbindungen ist im Aquarium sehr wichtig.Die Für Fische bekannten Grenzwerte gelten auch für viele Wirbellose Organismen.

Falls Sie nach Einsicht in die anliegende Arbeit noch Fragen haben,
werden wir versuchen diese zu beantworten.

Mit freundlichen Grüßen

Kurt Schreckenbach

Ich versuche mal das mitgeschickte PDF beizufügen - wenns nicht klappt brauche ich nen Admin zur Hilfe


Das waren die mir noch vorliegenden Antworten, zur Übersichtlichkeit habe ich die beiden Themen voneinander getrennt und etwaige Zeichenfehler behoben (emails waren teilw. beschädigt) wer tapfer bis hierhin mitgelesen hat , hat sich nen Kaffee verdient. ^^





Grüßle


Holger