........Wie die Praxis zeigt, werden jedoch die Grenzen des Kalk-Gleichgewichtes an Sonnentagen fast immer überschritten. In nährstoffreichen Karpfenteichen werden fast regelmäßig hohe pH-Werte gemessen, die bei dem jeweils gemessenen SBV nicht auftreten dürften. Hierfür sind zwei Gründe verantwortlich:
Der erste Grund liegt in einer Unzulänglichkeit der Messung. Wir messen als SBV gegebenenfalls auch Calciumcarbonat, das bereits aus der Lösung auskristallisiert ist, jedoch noch feinst verteilt im Wasser schwebt. Bei der SBV-Messung löst es sich unter dem Einfluss der Salzsäure hinreichend rasch und umso besser wieder auf, je kleiner seine Kristalle noch sind. Gelegentlich bemerkt man bei der SBV-Messung eine etwas »zähe« Reaktion des pH-Wertes während der Zugabe der Salz säure. Dann kann man mit Sicherheit davon ausgehen, dass mikrokristalliner Kalk mitgemessen wird, der gelöste Formen der Kohlensäure vortäuscht (Roßknecht 1976, 1977, 1980).
Der entscheidende Grund für die regelmäßig über das theoretische Gleichgewichts-Niveau steigen den pH-Werte ist jedoch, dass die Reaktion der Kalkfällung sehr langsam abläuft. In einem »sau beren« Wasser dauert es annähernd einen Tag, bis sich nach der Entstehung einer Kalk-Übersätti gung das neue Gleichgewicht einstellt. Darüber hinaus konnte aber am Bodensee gezeigt werden, dass organisches Material die Einstellung des neuen Kalkgleichgewichtes auf bis zu zwei Wochen verlangsamen kann (Kleiner 1989). In Karpfenteichen ist aufgrund des hohen Gehaltes an organi schem Material mit einer noch wesentlich stärkeren Verzögerung der biogenen Entkalkung zu rechnen.
Die Ursache der Verzögerungen bei der Ausfällung von Kalk konnte im Raster-Elektronenmikros kop gezeigt werden. Die Oberflächen feinster Kalkkristalle, die als Ansatzpunkte für den Fortgang der Kalkfällung wirken sollten, belegen sich mit organischen Partikeln. Daneben spielen auch gelöste organische Moleküle eine Rolle, die als sog. Chelatbildner das Calcium zum Teil »maskie ren« und so von der Kalkfällung ausschließen können.
Das SBV puffert nicht die durch Verbrauch und Erzeugung von Kohlensäure verursachten Schwankungen des pH-Wertes.
Es trifft nicht zu, dass die pH-Steigerungen, die durch den photosynthetischen Verbrauch an freier Kohlensäure verursacht werden, um so geringer sind, je größer das als SBV gemessene »Pufferver mögen« ist. Atmung und Photosynthese verändern lediglich das Verhältnis der beiden »Puffer komponenten«, also der Konzentrationen von Hydrogencarbonat-Ionen und freier Kohlensäure. Damit wird der pH-Wert »eingestellt«. Die Photosynthese kann dieses Puffersystem jedoch nicht in seiner Eigenschaft nutzen, pH-Bewegungen zu dämpfen. Diese Eigenschaft zeigen Puffer nur gegenüber der Zufuhr von Wasserstoff-Ionen bzw. Hydroxyl-Ionen durch andere als die am Puffersystem beteiligten Säuren bzw. Laugen.
Abbildung 3 zeigt für verschiedene Werte des SBV den Zusammenhang zwischen pH-Wert und Gehalt an freier Kohlensäure. Die untereinander deckungsgleichen Kurvenzüge sind rein aus dem Gleichgewicht der Kohlensäure-Formen errechnet, ohne Berücksichtigung der Kalkfällung. Es ist zu erkennen, dass die gleiche Veränderung des Gehaltes an freier Kohlensäure auch immer eine gleich große Änderung des pH-Wertes verursacht. Keineswegs sind also diese pH-Änderungen bei höherem SBV geringer. Sie bewegen sich lediglich in einem höheren (!) pH-Bereich. Im sehr wei chen Wasser der Mittelgebirge ist der pH-Wert selbst bei geringen Gehalten an freier Kohlensäure für die Fische zu niedrig. Der Aufbau eines SBV von wenigstens ca. l mval/1 positioniert die pH-Bewegungen in einen günstigen Bereich.
Bei allen Maßnahmen gegen zu hohe pH-Werte im Teich geht es darum, den Kohlensäurebedarf und die verfügbare Menge an freier Kohlensäure aufeinander abzustimmen.
Wir haben gezeigt, dass es in Karpfenteichen, besonders unter dem Einfluss gesteigerter Phosphor gehalte, leicht zu einem Mangel an freier Kohlensäure kommen kann und dass gefährlich erhöhte pH-Werte die Folge sind. Wir haben ferner gezeigt, dass der Kohlensäure-Eintrag aus der Luft keine Rolle spielt und dass das SBV die rettende Rolle aus mehreren Gründen nicht spielen kann, die ihm in der derzeit geltenden Lehrmeinung zugesprochen wird. Wir haben schließlich gezeigt, dass alle im Teich verwertbare Kohlensäure über die Veratmung von organischem Material in das Wasser gelangen musste.
Alle Maßnahmen gegen hohe pH-Werte in Karpfenteichen haben deshalb etwas damit zu tun, den aktuellen Bedarf an freier Kohlensäure entweder zu beschränken oder ihn zu befriedigen. Der Bedarf an freier Kohlensäure und die verfügbare Menge müssen also aufeinander abgestimmt wer den. Herrschen bereits hohe pH-Werte im Teich, so wird man rasch für eine ausreichende Menge an Kohlensäure sorgen müssen, welche imstande ist, den pH-Wert wieder in einen günstigen Bereich abzusenken. Man wird aber gleichzeitig dafür sorgen müssen, dass diese Kohlensäure nicht sofort wieder aufgebraucht wird. Besser ist es freilich, den Teich von Anfang an nicht in den Zustand geraten zu lassen, in dem sich ein Überschuss des Kohlensäure-Bedarfes über den verfüg baren Kohlensäure-Vorrat ergibt. Deshalb sollen im Folgenden zuerst die Sofort-Maßnahmen gegen entgleiste pH-Verhältnisse besprochen werden. Abschließend wollen wir dann auf die Methoden der Bewirtschaftung eingehen, die von Anfang an ein Gleichgewicht der Nährstoffe erzeugen.
Branntkalk wirkt rasch und zuverlässig, engt aber bei wiederholter Anwendung den Vorrat an ver fügbarer Kohlensäure immer mehr ein!
Das Ausbringen von gemahlenem Branntkalk ist eine meist erfolgreich geübte Methode, um hohe pH-Werte in Karpfenteichen wieder zu senken. Beim Ausbringen wird der Branntkalk im Wasser sofort zu gelöschtem Kalk. Hydratkalk ist ein anderer Name für gelöschten Kalk. Löst er sich im Wasser, so entsteht Kalklauge, also eine Lösung von entsprechenden Mengen Calcium- und Hydroxyl-Ionen.
Es bedarf der Erklärung, wie es möglich ist, einen zu hohen pH-Wert durch das Ausbringen einer Substanz zu senken, die selbst hohe pH-Werte erzeugt. Die Wirkung des Branntkalks beginnt damit, dass die ausgebrachten Kalkpartikel in ihrer unmittelbaren Umgebung durch die extrem basische Wirkung Schwebalgen abtöten und damit den Bestand derjenigen Organismen dezimie ren, die den übermäßigen Kohlensäure-Bedarf verursachen. Die somit abgetötete Biomasse wird rasch von Mikroorganismen mineralisiert und setzt dabei ihren Kohlenstoff-Gehalt als Kohlen säure frei. Zugleich beginnt der Branntkalk auf rein physikalisch-chemischem Weg zu wirken. Wiederum in direkter Umgebung der Branntkalk-Partikel bildet sich eine stark erhöhte Konzentration an Calcium-Ionen. Die freigesetzten Hydroxyl-Ionen wandeln ferner Hydrogencarbonat-Ionen in Carbonat-Ionen um, so dass auch deren Konzentration örtlich stark zunimmt. Es entsteht also kleinsträumig eine erhebliche Übersättigung mit kohlensaurem Kalk, so dass sich rasch in großer Menge Kristallisationskeime bilden, welche die verzögerte biogene Entkalkung katalytisch beschleunigen. Hierbei wird, wie besprochen, Kohlensäure freigesetzt.
Ein dritter Effekt besteht darin, dass bei der Kalkfällung auch Schwebalgen ausflocken und zu Boden gezogen werden. Auch sie sterben letztlich ab und setzen Kohlensäure frei. Darüber hinaus bedeutet die entstandene Wassertrübung eine Abschattung der noch aktiven Algen, die somit weniger Kohlensäure verbrauchen.
Trotz alledem ist Branntkalk ein problematisches Mittel zur Freisetzung von Kohlensäure! Er bin det einen Teil der freigesetzten Kohlensäure, entsprechend seiner Menge. Je nach den momentanen Umständen werden daraus gefälltes Carbonat und Hydrogencarbonat-Ionen zu unterschiedlichen Anteilen. Wir haben bereits gezeigt, dass die im festen Calciumcarbonat gebundene Kohlensäure biologisch nie mehr verwertbar ist. Entsprechend gilt, dass von den aus freier Kohlensäure neu gebildeten Hydrogencarbonat-Ionen auch nur eine Hälfte nutzbar ist. Die andere Hälfte wird dabei, wie gezeigt, ebenfalls zu Carbonat.
In einem Karpfenteich von l m Tiefe bedeutet dies, dass eine ausgebrachte Menge von 50-100 kg Branntkalk je Hektar den Gegenwert von 0,18-0,36 mval/1 SBV an Kohlensäure unwiederbringlich aus dem Verkehr zieht! Darüber darf ein eventuell momentan erhöhtes SBV nicht hinwegtäuschen. Man kann sich ausrechnen, welche Einengung des Vorrates an Kohlensäure sich ergibt, wenn Branntkalk regelmäßig in der irrigen Absicht einer »Teichpflege« ausgebracht wird. Aufgrund dieser Zusammenhänge ist es auch sehr problematisch, mit Branntkalk ein SBV auf bauen zu wollen. Schäperclaus (1961) hält es deshalb für wichtig, darauf hinzuweisen, »wie rein praktisch durch Zufuhr von Kalk und zersetzlicher organischer Substanz der Kalk- und Kohlen säurevorrat, der für die CO2 Assimilation eine so große Rolle spielt, in der Teichwirtschaft vergrö ßert werden kann.« Erst die organische Substanz liefert also die nötige Kohlensäure, aber die Hälfte davon wird auch in diesem Fall nie mehr nutzbar sein! Es versteht sich fast selbst, dass sich das Ausbringen von Branntkalk dort katastrophal auswirkt, wo Kohlensäure weder in Form von Biomasse noch als Hydrogencarbonat in Verbindung mit einer Übersättigung von Calciumcarbonat in ausreichenden Mengen vorhanden ist, um die Kalklauge zu neutralisieren.
Chlorkalk dezimiert Algen und senkt den pH-Wert, ohne Kohlensäure zu binden. Er bildet jedoch gefährliche Rückstände an Chlorkohlenwasserstoffen.
Wegen der Nachteile des Branntkalkes erschien lange Zeit Chlorkalk als das Mittel der Wahl. Auch Natron-Chlorbleichlauge wurde zum gleichen Zweck verwendet. Diese Hypochlorite des Calciums bzw. des Natriums wirken durch eine Abspaltung von Chlor oxidierend und giftig auf Algen, so dass sie deren Bestand dezimieren und dadurch den Kohlensäure-Bedarf senken. Beim Abbau der abgetöteten Algenmasse wird Kohlensäure frei und senkt den pH-Wert. Wegen der geringen Aufwandmengen von 10-15 kg Chlorkalk je Hektar Teichfläche wird kein nennenswerter Teil der freigesetzten Kohlensäure gebunden.
Die Wirkung des Chlorkalkes ist geringer als die des Branntkalkes, da keine nennenswerte Auslö sung der biogenen Entkalkung und keine starke Trübung des Wassers entsteht. Darüber hinaus ist die Wirksamkeit umso schwächer oder die Aufwandmenge umso größer, je dichter die Algen wachsen, auf die sich das Chlor verteilen muss. Und die Wirkung ist umso schwächer, je höher der pH-Wert ist. Denn Hypochlorite entstehen durch die Bindung von Chlor in Laugen bei hohem pH-Wert und sie geben das Chlor bei niedrigen pH-Werten wieder frei. Dies steht der Absicht bei einer teichwirtschaftlichen Verwendung entgegen, hohe pH-Werte zu bekämpfen.
Neuerdings ist man darauf aufmerksam geworden, dass Substanzen, welche Chlor abspalten, mit organischem Material zusammen eine besonders gefährliche Kombination darstellen. Sie bilden in durchaus bedeutenden Mengen Chloroform und andere chlorierte Kohlenwasserstoffe, die als sog. »AOX«-Stoffe zusammengefasst werden (Absorbierbare Organische Halogenverbindungen). Der ganze Umfang einer Bildung von Rückständen dieser Schadstoffe im Teich und in den Fischen ist noch nicht untersucht, jedoch sind vorübergehend bereits 145 µg/l Chloroform im Teichwasser nach einer Chlorkalk-Behandlung gemessen worden (Graf, Bohl, 1990). Rückstandsunter suchungen an Fischen aus einem mit Chlor belasteten Fluss legen den Schluss nahe, dass vor allem von den schwereren Komponenten der AOX-Stoffklasse, z. B. von Trichlorethen und Tetrachlorethen, höhere Konzentrationen in den Fischen gespeichert werden. Aufgrund dieser Problematik wird seitens der Wasserwirtschaft-Verwaltung neuerdings Chlor als besonders wassergefährdender Stoff klassifiziert. Im eigenen Interesse wird sich die Fischerei des halb von diesem Mittel trennen, sobald derzeit laufende Untersuchungen über ungefährliche Ersatzstoffe, vornehmlich Peroxide, abgeschlossen sind.
Kohlensaurer Kalk trübt das Teichwasser, regt die biogene Entkalkung an und verbraucht keine Kohlensäure.
Der kohlensaure Kalk ist als fein gemahlener Jura oder Kreide auf dem Markt. Nur in der fein gemahlenen Form entfaltet er eine spürbare Wirkung gegen hohe pH-Werte. Chemisch bleibt die ser Kalk zunächst unbeteiligt. Er trübt das Wasser und beschattet dadurch die Algen. Ihre Photosynthese wird eingeschränkt, die Atmung und somit die Freisetzung von Kohlensäure überwiegt. Zu lange abgeschattete Algen sterben ab und werden u. a. zu Kohlensäure mineralisiert.
Der fein gemahlene kohlensaure Kalk kann eine große Oberfläche an Kristallisationskeimen zur Verfügung stellen, um die biogene Entkalkung zu katalysieren. Damit kann der kohlensaure Kalk, ähnlich dem Branntkalk, ziemlich rasch zur Freisetzung größerer Mengen freier Kohlensäure aus dem Vorrat des Hydrogencarbonates beitragen.
Da es sich hierbei immer um Kohlensäure-Mengen handelt, die frei werden, wenn sich das Kalk-Gleichgewicht von einer Übersättigung her einstellt, kann diese Kohlensäure niemals den kohlen sauren Kalk auflösen. Er wird also in der Regel langsam zu Boden sinken und den Schlamm auf stocken. Erst die dort oft vermehrt auftretende Atmungs-Kohlensäure kann einen Teil des kohlen sauren Kalkes lösen. In diesem Fall stellt der Kalk die ungenutzte, die Atmungs-Kohlensäure dagegen die nutzbare Hälfte des neu gebildeten Hydrogencarbonates.
In Gebieten mit sehr weichem Wasser liegen die pH-Werte selbst bei geringem Gehalt an freier Kohlensäure sehr niedrig. Ein aus dem Hydrogencarbonat mobilisierbarer Vorrat an Kohlensäure existiert hier ebenfalls nicht. In diesen Fällen ist kohlensaurer Kalk das Mittel der Wahl. Er kann mit der freien Kohlensäure dieses Wassers ein SBV aufbauen. Diese Kohlensäure bleibt weiterhin biologisch nutzbar. Zugleich besteht nicht die Gefahr wie bei Branntkalk, durch eine Überdosie rung den pH-Wert auf Dauer in die Höhe zu treiben.
Eine ähnliche Wirkung wie der kohlensaure Kalk hat die Wassertrübung, die beim Aufwirbeln des Bodenschlammes entsteht, sei es durch eine unter Wasser gezogene Egge, sei es durch gut »arbei tende« Karpfen. Ein zusätzlicher Vorteil entsteht hierbei, dass nämlich organisches Material, das sich im Bodenschlamm abgesetzt hatte, wieder im sauerstoffreichen Wasser suspendiert wird und ebenfalls zu Kohlensäure veratmet werden kann.
Mit organischem Material kann ein akuter Kohlenstoffmangel ausgeglichen werden.
Die Anwendung verschiedener Kalkarten und die Eintrübung des Wassers sind Methoden, mit denen der im Teich vorhandene Kohlenstoff teilweise wieder in eine verfügbare Form gebracht wer den kann. Gibt es jedoch keine Biomasse an Schwebalgen zum Abtöten und keine Übersättigung an Calcium und Carbonat, deren Ausfällung ausgelöst oder beschleunigt werden könnte, dann versagen diese Methoden. In diesen Fällen kann Kohlensäure nur aus organischem Material ver fügbar gemacht werden, das den Kohlensäure-Bestand des Teiches komplettiert. Am günstigsten sind Heu, Stroh oder strohhaltiger Stallmist. Der Phosphor- und Stickstoffgehalt sollte dabei möglichst niedrig sein.......