Die elektrische Leitfähigkeit

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Die elektrische Leitfähigkeit

 

 

Definition:

 

Die Leitfähigkeit einer Substanz ist definiert als "die Fähigkeit Wärme, Elektrizität oder Schall zu übertragen". Die Einheit der elektrischen Leitfähigkeit ist Siemens pro Meter [S/m]

 

 

Begriff:

 

Viele Aquarianer sprechen gerne von dem „Leitwert“, richtig heißt es elektrische Leitfähigkeit, oder ganz genau der Wert der elektrischen Leitfähigkeit. Jedoch weiß jeder was mit Leitwert gemeint ist. Prinzipiell ist es auch vollkommen egal wie wir es nennen, der Vollständigkeit halber möchte ich aber erwähnen dass die Bezeichnung Leitfähigkeit die korrekte ist und daher auch von mir verwendet wird.

 

Was ebenfalls die meisten von uns noch wissen, ist in welchem Bereich sich die Leitfähigkeit für unsere Tiere in etwa bewegen sollte.

Wo es bei den meisten aber aufhört ist was genau uns sie Leitfähigkeit eigentlich sagt. Wie sie gemessen wird (und nein ich meine jetzt nicht Gerät reinhalten anschalten und ablesen) und vor allem was sie uns nicht sagen kann.

 

 

Leitfähigkeit des Wassers

 

Man kennt es ja aus Hollywood, fällt der Fön in die Wanne wird man gegrillt, da Wasser ja ein guter elektrischer Leiter ist…

 

Leider stimmt das chemisch gesehen überhaupt nicht, denn völlig reines Wasser leitet gar nichts. Erst gelöste Fremdstoffe wie Chloride, Sulfate, Salze, Carbonate machen Wasser leitend. Bei natürlichen Gewässern verursachen die Härtebildner (Gesamthärte, Karbonathärte) den größten Teil der elektrischen Leitfähigkeit. Durch die negativen oder positiven elektrischen Ladungen der Ionen (Kationen und Anionen)  wird ein Stromfluss im erst Wasser ermöglicht.

 

Vollentsalztes Wasser hat eine Leitfähigkeit von 0!

 

Daraus folgt: Je unreiner Wasser ist, desto höher seine elektrische Leitfähigkeit.

 

Oder von der anderen Seite aus betrachtet: Je kleiner die Leitfähigkeit desto reiner das Wasser.

 

Eigentlich ganz einfach, oder?

 

Die elektrische Leitfähigkeit ist dabei jedoch nur ein Maß für die Summe aller im Wasser gelösten Ionen, bzw. der gelösten Salze. Aus was genau diese Summe sich zusammensetzt können wir nicht messen. Kennen wir aber das Ausgangswasser sowie die Prozesse in unserem Aquarium können wir über die Leitfähigkeit Rückschlüsse über die Verunreinigung und Belastung des Systems ziehen.

 

„Für Trinkwasser gelten gemäß Trinkwasserverordnung folgende Grenzwerte:

 

  • Bei einer Wassertemperatur von mehr als 20°C = 2500 µS/cm
  • Bei einer Wassertemperatur über 25°C = 2790 µS/cm

 

Bis 1963 lag der Grenzwerte bei 130 µS. Nach der Wende wurde dieser Wert auf 1000 µS erhöht, um später erneut angepasst zu werden, so dass mittlerweile 2500 µS als Grenzwert Gültigkeit haben.

 

Eine in Deutschland nicht umgesetzte EU-Richtlinie sieht dagegen einen deutlich niedrigeren Grenzwert von 750 µS vor.

 

Der WHO-Grenzwert liegt bei 400 µS, für Krisengebiete gilt ein Grenzwert von 2790 µS .

 

Reines Regenwasser hat üblicherweise beispielsweise einen Leitwert von etwa 30 µS. Ein höherer Leitwert weißt auf entsprechend starke Verschmutzungen und Belastungen des Wassers hin.“

[www.wassertest-online.de]

 

Diese Grenzwerte (zumindest die alten sowie der der WHO) sind wie Studien des französischen Professors Louis-Claude Vincent von der Universität Paris belegen nicht aus der Luft gegriffen.

 

So hat dieser belegt, dass die Krankheits- und folglich auch die Sterblichkeitsrate in der Bevölkerung ansteigen, wenn die Leitfähigkeit des dauerhaft konsumierten Wassers über 160 Mikrosiemens hinausgeht. Umgekehrt verbessert sich das Befinden der Menschen wird die Leitfähigkeit unter diesen Grenzwert gesenkt.

 

Des Weiteren gibt Vincent folgende Grenzwerte in seinen Veröffentlichungen an.

 

0 – 89 µS ……………….. sehr gute entschlackende/entgiftende Wirkung

90 – 129 µS …………….. gute entschlackende/entgiftende Wirkung

130 – 199 µS …………… noch befriedigend

200 – 299 µS …………… keine Wirkung mehr

300 – 499 µS …………… bereits belastend

500 – 1.299 µS ………… schlecht

1300– 2.500 µS ………. stark belastend

 

Bis 120 Mikrosiemens wird Wasser von der Körperzelle besonders leicht aufgenommen, wo es seinerseits Schlacken, Schadstoffe und Säuren lösen und den Körper davon befreien kann.

 

Nun fragt ihr euch eventuell warum ich euch dies alles aufzähle.

 

Naja sagen wirs mal so, was für den Menschen schon erwiesen und durch klinische Studien erwiesen ist, gilt für unsere Tiere die das Wasser nicht nur trinken sondern darin leben erst recht. Insbesondere da Diskus aus ausgesprochenen Weichwasserregionen stammen.

 

Beispiele typischer Leitfähigkeitswerte:

 

 

·         Destilliertes Wasser (vollentsalztes Wasser)

1 µS/cm

·         Umkehrosmosewasser (Reinwasser, Permeat)

10 - 30 µS/cm

·         Regenwasser Industriegebiete

60 µS/cm

·         Regenwasser ländliche Gebiete

30 µS/cm

·         Rio Negro

8 µS/cm

·         Amazonien (Durchschnittswerte)

8 - 70 µS/cm

·         Trinkwasser München

450 µS/cm

·         Trinkwasser Aalen

540 µS/cm

·         Trinkwasser Durchschnittswerte

100 - 1000 µS/cm

·         Trinkwasser Grenzwert

2000 µS/cm

·         Meerwasser

42mS/cm = 42.000 µS/cm

 

 

Die Leitfähigkeit hat für unsere Fische aber auch ganz andere direktere Einflüsse. So beeinflusst die Leitfähigkeit direkt den osmotischen Druck, und somit die Organaktivität, insbesondere der Nieren, aber auch der Schwimmblase.

 

Ebenso kann eine zu hohe Leitfähigkeit und der damit verbundene verschobene osmotische Druck ein Grund sein warum ein Gelege sich nicht entwickelt. Die Schutzhülle des Laich hat sich über Jahrmillionen den Gegebenheiten in den natürlichen Habitaten angepasst. Fällt ein Gelege nun in ein Wasser dass eine zu hohe Leitfähigkeit besitzt wird den Eiern per osmotischem Druck Flüssigkeit entzogen. Die Eier schrumpfen und die Larven können sich nicht entwickeln.

 

 

Leitfähigkeitsmessgeräte

 

Leitfähigkeitsmessgeräte gibt es schon für ganz kleines Geld zu kaufen. Jedes halbwegs brauchbare Gerät verfügt über einen Temperaturfühler und korrigiert die Leitfähigkeit automatisch entsprechend der gemessenen Temperatur. Dies ist wichtig da der Stromfluss abhängig von der Temperatur des Wassers ist. Ein Gerät ohne Temperaturfühler würde uns beispielweise das gleiche Wasser bei 20°C mit 200µs und bei 30°C mit 250µs anzeigen. Durch integrierte Temperaturfühler entfällt ein umständliches Umrechnen von Hand.

 

Die Messung erfolgt bei allen Geräten prinzipiell gleich, zwei Elektroden werden in die Probe gehalten und der dazwischen fließende Strom wird gemessen und auf dem Display in Microsiemens pro cm angezeigt. In der Praxis verwenden wir jedoch meist die nicht ganz korrekte Einheit Microsiemens allein ohne Maßangabe.

 

 

Was das Leitfähigkeitsmessgerät kann

 

Wie bereits eingangs erwähnt gibt die Leitfähigkeit nur die Summe aller Leiter an. Jedoch nicht welche und in welcher Mischung. Das bedeutet eine geringe Menge eines guten Leiters verursacht eine höhere Leitfähigkeit als die gleiche Menge eines schlechten Leiters.

Allerdings können wir sofern wir wissen bei welcher Leitfähigkeit das Aquarienwasser nach dem letzten Wasserwechsel / Vollentsalzung war ablesen wann es Zeit wird für den nächsten Wechsel / Säuleneinsatz. Nitrat, Phosphat und Chlorid z.B. erhöhen die Leitfähigkeit.

 

Auch können wir damit unser Futter testen.

 

Indem man 1g Futter in 100ml Vollentsalztem oder destillierten Wasser 15 oder 30 Minuten stehen lässt und dann die Leitfähigkeit misst kann man besonders bei Flocken und Granulaten Rückschlüsse über den Anteil an Fischmehl ziehen, da dieses einen extrem hohen Salzgehalt hat und die Leitfähigkeit nach oben treibt. Hochwertiges Futter ergibt eine Leitfähigkeit von unter 450µs.

 

Ebenso kann man ganz einfach und schnell gucken ob der Vollentsalzer regeneriert werden muss. Steigt die Leitfähigkeit am Auslass wird es Zeit.

 

 

Was das Leitfähigkeitsmessgerät nicht kann

 

Auf die Gefahr hin mich zu wiederholen, wir können nicht messen welche Salze und Verunreinigungen der Leitfähigkeit zugrunde liegen.

Ebenso können wir keine Rückschlüsse über die Verunreinigung eines unbekannten Aquarium ziehen wenn wir nicht wissen mit welcher Leitfähigkeit es befüllt wurde.

 

Auch funktionieren die ganzen „Tricks“ zur Bestimmung wann ein Wasserwechsel nötig ist nicht in stark bepflanzten Aquarien, da es dort vorkommen kann dass die Pflanzen die Leitfähigkeit senken indem sie Salze verbrauchen während sich dennoch Nitrat Phosphat und ähnliches anreichern. Dies sollte in einem gut eingerichteten Diskusbecken aber eigentlich weniger relevant sein da dort nicht so viel Grünzeug drin ist. ;)

 

Die Härte des Wassers bestimmen. Es kursieren zwar diverse Umrechnungsfaktoren im Internet, jedoch wird die Leitfähigkeit durch so viele Parameter beeinflusst, dass man damit keine „echten“ Ergebnisse bekommt. Lediglich bei sehr kleinen Leitfähigkeiten unter 200µs kann man auch davon ausgehen, dass es sich um ein weiches Wasser handelt.

 

Rückstände von Arzneimitteln, Hormonen und Pestiziden hingegen werden von der Leitfähigkeit nicht erfasst, weshalb auch beim Einsatz eines Vollentsalzers nach einer Medikamentengabe, oder bei einem Wasserwechsel Aktivkohle eingesetzt werden sollte.

 

 

Fazit

 

Die Leitfähigkeit ist zwar nur ein Summenparameter und kann eine vollständige Messreihe der wichtigen Wasserparameter nicht ersetzen. Dennoch sollte jeder Aquarianer ein Testgerät besitzen und es zu nutzen wissen. Die Leitfähigkeit zu kontrollieren kostet einen nur wenige Sekunden un in Kombination mit ausführlichen Messreihen lernt man sehr schnell über den eigentlich nichtssagenden Zahlenwert auf dem Display des Messgerätes recht genaue Rückschlüsse zu ziehen was im Aquarium gerade los ist.