Was ist die Karbonathärte?

Die Gesamthärte (GH) ist die Summe aller im Wasser gelösten Kationen der Erdalkalimetalle. Ein Teil dieser im Wasser gelösten Kationen ist an Kohlensäure in Form ihrer Anionen als Carbonate (CO3-2) und Hydrogencarbonate (HCO3-) gebunden. Dieser Anteil wird daher als Karbonathärte (KH) oder auch als Temporäre Härte bezeichnet. Der Rest der im Wasser gelösten Kationen, die Differenz aus Gesamthärte und Karbonathärte wird dagegen Permanente Härte genannt, das ist der Anteil an Erdalkalimetallen, die im Wasser als Sulfate, Chloride, Nitrite, Nitrate und Phosphate gelöst sind.

In natürlichen Gewässern, aber auch im Gartenteich, liegt der größte Teil der Wasserhärte als Karbonathärte vor. Gewässer mit einem hohen Anteil an Karbonaten bezeichnet man auch als Karbonatgewässer.

Natürliche Karbonatgewässer findet man vor allem in Regionen mit überwiegend kalkhaltigem Gestein, typischer Weise z. B. in Gewässer der Schwäbischen Alb, im Schweizer und Französischen Jura oder im Buntsandstein Nordhessens. Diese Gewässer werden deshalb auch als Karbonatgewässer bezeichnet.  Die im Wasser gelösten Karbonate stammen vor allem aus der Auflösung des Kalkes (CaCO3-Verbndungen) oder Dolomits (einem Mischkabonat aus Calcium- und Magnesium-Karbonat).

Gewässer in Regionen mit kalkarmem bis kalkfreiem Gestein (z.B. dem Hochschwarzwald oder der Eifel) haben dagegen einen niedrigen Karbonatgehalt und werden als Silikatgewässer bezeichnet.

Kohlensäure entsteht aus der Reaktion von Kohlendoixid CO2 mit Wasser. Das Kohlendixoid stammt aus der Luft, aus Quellaustritten oder der Atemluft der im Wasser lebenden Tiere. In zwei Reaktionsschritten zerfällt die Kohlensäure im Wasser zu Hydrogencarbonat (HCO3) und (CO3-2) (mehr dazu im Beitrag zum Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht)  und steht dann als Karbonat mit Calcium und Magnesium-Ionen in Verbindung.

Die Wasserhärte wird und Österreich in deutschen Härtegraden (odH) gemessen, in Frankreich und der Schweiz dagegen als französische Härtegrade (ofH, wobei 1 odH = 1,79 ofH).

Welche Karbonathärte ist optimal?

Eine mittlere Karbonathärte von 5 bis 14 °dH gilt für den Gartenteich als optimal und sollte sich bei einer gut eingespielten Teichbiozönse auch von selbst einstellen.  Dann bleibt auch der pH-Wert stabil zwischen 6 und 8.

Eine Karbonathärte von weniger als 5°dH ist dagegen zu niedrig, der pH-Wert sinkt zu stark ab (was z.B. den meisten Teichfischen schadet, viele Fischarten vertragen keine pH-Werte unter 6,5!)  und die Teichbiozönse wird instabil.

Eine Karbonathärte von mehr als 14 °dH ist dagegen zu hoch. Das Wasser reagiert alkalisch mit pH-Werten über 8,5. Durch den hohen Kalkgehalt im Wasser verkalken Teichpumpen, Teichfilter und andere Geräte. Wasserpflanzen entziehen dem Wasser Kohlensäure, dadurch fällt Kalk aus und setzt sich auf den Blättern der Wasserpflanzen als unschöner, grau-weißer Belag ab; viele Pflanzen gehen daran zugrunde.

Wodurch sinkt oder steigt die Karbonathärte?

Die Karbonhärte steigt

  • wenn Kalk oder kalkhaltige Verbindungen sich im Wasser lösen, beginnt die Karbonathärte zu steigen. Haupteintragsquelle sind kalkhaltiger Sand, Kies und Steine vor allem aus dem Substrat am Beckengrund und den Uferbefestigungen und Kiesschüttungen als Teichrandbefestigung und der unmittelbaren Umgebung des Gartenteiches.

Und die im Wasser gelösten Kalkverbindungen sind neben Erwärmung durch Sonneneinstrahlung und Überdüngung durch zu reichliche Fischfütterung der Hauptauslöser für eine Massenvermehrung von Fadenalgen und Schwebealgen, also einer Algenblüte.

Die Karbonathärte sinkt

  • wenn weiches Regenwasser in den Teich gelangt, vor allem nach heftigen Niederschlägen
  • oder wenn man massive Wasserverluste durch Verdunstung und Aufnahme von Wasser durch Teichpflanzen durch reichlich Wasser aus der Regentonne ausgegleichen werden
  • wenn weiches, saures Wasser aus einem benachbarten Moorbeet oder Moorteich mit pH-Werten unter 4 und KH-Werte unter 5 odH durch Überschwemmung in den Gartenteich gelangt. Ein solches Moorbeet sollte deshalb nie in unmittelbarer Nachbarschaft zum Gartenteich angelegt werden – im Gegensatz zum Sumpfbeet oder einem Bachlauf, welche in der Regel eine eine mittlere Karbonathärte mit stabilen pH-Werten aufweist – ähnlichen den Verhältnissen im Gartenbeet.

Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen dem im Wasser gelösten Kohlendioxid (CO2), der Karbonathärte (KH) und dem pH-Wert.

Allgemein gilt:

  • Je höher die Karbonathärte ist, desto stabiler bliebt der pH-Wert. Deshalb wird die Karbonathärte manchmal auch als pH-Puffer bezeichnet.
  • Ist der KH-Wert dagegen längere Zeit zu gering, dann kann es zu einem sogenannten Säuresturz kommen – der pH-Wert stürzt ab – das kann die gesamte Lebensgemeinschaft im Ökoystem Gartenteich zerstören.

Generell gilt für das „Zusammenspiel“ von Karbonathärte, Kohlendioxid und pH-Wert: Ändert man einen diesen Faktoren, dann ändern sich auch automatisch die beiden anderen Werte.

Dazu drei konkrete Rechenbeispiele:

  • Bei einem KH-Wert von 10 °dH und einem Gehalt an im Wasser gelösten Kohlendioxid von 159 ppm CO2 liegt der pH-Wert bei 7,3. Das sind optimale Bedingungen und die Teichbiozönose bleibt stabil.
  • Bei einer niedrigen Karbonathärte (KH) von 5 °dH und lediglich 16 ppm an gelöstem CO2 liegt der pH-Wert bei 6,0 und damit bereits etwas zu niedrig und als Folge beginnt das Biologische Geichgewicht im Teich zu kippen.
  • Bei einem an und für sich günstigen pH-Wert von 7 und einem mittleren CO2-Gehalt von 51 ppm, beträgt der KH-Wert bereits 16 und ist viel zu hoch; Kalkverbindungen können sich im Wasser lösen und eine Massenvermehrung von Schwebealgen, also eine Algenblüte, hervorrufen.

Dies sind Rechenbeispiele treffen in der Praxis jedoch nicht uneingeschränkt und nicht völlig exakt zu. Durch organische Säuren und den Eintrag von Mineralien und organischen Stoffen ins Wasser, z. B. durch Futter, Falllaub, Faulgase (Schwefelwasserstoff und Methan) aus dem Bodenschlamm, können sich die drei Parameter verschieben.

Wie misst man die Karbonathärte im Teich?

Um die Karbonathärte zu messen, stehen prinzipiell zwei Messverfahren zur Verfügung:

Messung mit Teststreifen

Mit Hilfe von Teststreifen, sogenannten Indikatorpapieren. Solche Streifentests werden oft mit weiteren Messwerten wie Gesamthärte (GH), pH, Nitrit und Nitrat kombiniert. Man muss diese Teststreifen lediglich einige Sekunden in eine Schöpfprobe des Teichwassers eintauchen. Dann beginnt sich der Messstreifen umzufärben und man kann anhand einer beiliegenden Farbskala den Messwert ablesen. 

Die Messung mit Hilfe solcher Teststreifen ist zwar einfach, ist allerdings auch nicht sehr präzise. Für eine Abschätzung, ob die Karbonathärte im Teichwasser zu hoch, ob der KH-Wert im optimalen Bereich liegt oder zu niedrig ist, reicht es aber auf alle Fälle.

Allerdings kann die Eigenfärbung des Teichwasser – z. B. grün bei einer Algenblüte oder durchsichtig colafarben bräunlich bei moorigem, huminstoff- und gerbsäurereichem Wasser – den Messwert verfälschen.

Bei einem Kombi-Test können, wenn das Indikatorpapier feucht wird – die Farben der einzelnen Messfelder verlaufen und sich miteinander mischen, sodass die Werte nicht mehr korrekt abgelesen werden können.

Wesentlich genauer sind Teststreifen, die speziell im Labor für Schnelltests benutzt werden. Auf diesen Teststreifen sind mehrere Felder mit dem Indikator in verschiedenen Konzentrationen aufgetragen, so dass sich die 5 bis 6 Felder beim Eintauchen in die Probe mit dem Teichwasser verschieden färben. Durch den Vergleich mit einer Farbskala kann man den KH-Wert schon etwas genauer ablesen.

Messung mit Tröpfchentests

Noch exakter sind sogenannte Tröpfchentests. Dazu werden einige Milliliter des Teichwassers in einen Messröhre gefüllt und dann aus einer kleinen Pipette Tropfen für Tropfen in die Wasserprobe dosiert, bis die Farbe umschlägt. Die Anzahl der Tropfen entspricht der Karbonathärte in odH. Der Fachhandel bietet dazu komplette Testsets.

KH-Wert im Teich senken – Hausmittel

Ist die Karbonathärte im Gartenteich zu hoch, dann lässt sich senken

  • durch Zugabe von weichem Wasser, z.B. von sauberem Regenwasser
  • durch Einleiten von biogen entkalktem Wasser, z. B. aus einem Vorteich mit einem sehr dichten Bestand aus Unterwasserpflanzen, die als C-Quelle für ihre Photosynthese nicht nur Kohlendioxid, sondern auch im Wasser gelöstes Hyrodgencarbonat aufnehmen können. Besonders gut geeignet für diese biogene Entkalkung sind Wassermoose, Hornkraut (Ceratophyllum) und …
  • durch Zugabe von Huminstoffen und Gerbsäuren, wie sie z.B. aus Torf ins Wasser abgegeben werden. Dazu hängt man einen Jutebeutel mit ungedüngtem Torf ins Teichwasser oder füllt eine Kammer des Teichfilters mit Torf.

KH-Wert im Teich erhöhen – Hausmittel

Ist das Teichwasser zu weich, d. h. der KH-Wert zu niedrig, z. B. nach heftigen, lang andauernden Regenfällen, dann kann man das Teichwasser aufhärten

  • durch Zugabe von hartem Leitungswasser
  • Durch eine leichte und wohl dosierte Kalkung des Teichwassers. Der Fachhandel bietet dazu gut gepufferte Fertigpräpare als Karbonathärte-Regulator an, welches die Karbonathärte schrittweise und kontrolliert erhöhen und damit auch gleichzeitig den pH-Wert in einem für Fische verträglichen Bereich stabilisieren. Damit sich die gesamte Teichbiozönose langsam an diese Aufhärtung des Wassers einstellen kann, wird die Karbonathärte pro Tag um nicht mehr als 1 °dH erhöht.

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