Pro und Contra UV-C
Das häufigste Argument, mit dem man beim Thema “UV-C und gutes Wasser” immer wieder konfrontiert wird, ist: “Das glaube ich Dir nicht!”
Dem halte ich entgegen: “Gutes Wasser ist keine Frage des Glaubens, sondern der Messwerte.”
Wahrscheinlich gibt es nur wenige Dinge in der Aquaristik, die so kontrovers diskutiert werden wie UV-C Klärer. Leider kochen dabei oft die Emotionen hoch, es wird mit Halbwissen argumentiert ohne die recht einfachen, allgemeingültigen Fakten zu berücksichtigen. Zusätzlich machen sich die wenigsten Aquarianer die Mühe, ihre Behauptungen einer reproduzierbaren Überprüfung zu unterwerfen.
Wer also Angst davor hat hier etwas zu lernen, sollte an dieser Stelle besser mit dem Lesen aufhören. 🙂
Themen:
1. Was ist ein UV-C Klärer überhaupt?
2. Was bedeutet UV-C?
3. Ist UV-C gefährlich?
4. Wie wirkt die Strahlung im Gerät?
5. Da entsteht doch auch Ozon?
6. Wie verändern sich die Wasserwerte?
7. Keine Algen – kein UV-C Klärer. Richtig?
8. Wann braucht man das?
9. Meine Fische haben keine Parasiten!
10. Welche Keimzahl hat mein Aquarium?
11. Warum brauchen Teiche nicht so viel Watt pro Liter?
12. Wie stark muss das Gerät im Aquarium sein?
13. Kann der UV-C Klärer zu stark sein?
14. Im Hauptstrom oder im Bypass?
15. Muss das Gerät wirklich im Dauerbetrieb laufen?
16. Das verbraucht so viel Strom!
17. Muss das Gerät gewartet werden?
18. Wie kontrolliert man die Wirksamkeit?
19. Warum nimmt man keine LEDs?
20. Werden die Fische verhätschelt und dadurch empfindlicher?
21. Was kann da alles kaputt gehen?
22. Wie wirkt sich die Strahlung auf Dünger aus?
23. Ersetzt UV-C den Wasserwechsel?
1. Was ist ein UV-C Klärer überhaupt?
Kernstück der Geräts ist eine “Leuchtstoffröhre”, welche UV-C erzeugt. Meist als T5-Röhre oder als Kompakt-“Leuchtstoffröhre”. Warum ich das Wort in Anführungszeichen schreibe? Ganz einfach: die Röhre hat keine Beschichtung mit einem Leuchtstoff. Sie ist nicht weiß, sondern völlig durchsichtig.
Die UV-Strahlung wird durch eine Gasentladung erzeugt. Diese Gasentladungsröhre steckt in einem Rohr aus Quarzglas, welches wiederum vom eigentlichen Außengehäuse umgeben ist. Quarzglas deshalb, weil es im Gegensatz zu gewöhnlichem Glas für UV-Strahlungen wesentlich besser durchlässig ist. Durch den Spalt zwischen dem Quarzrohr und dem Außengehäuse wird das zu bestrahlende Wasser hindurchgepumpt. Das ist schon alles.
2. Was bedeutet UV-C?
UV-C bezeichnet das sogenannte ferne UV, die Strahlung im Bereich 280-100 nm. Das ist eine sehr “harte” UV-Strahlung, deren natürlicher Anteil im Sonnenlicht dank der Ozonschicht normalerweise nicht bis zur Erdoberfläche vordringt. Diese hochenergetische Strahlung ist, je nach Wellenlänge, in der Lage organische Moleküle zu verändern. Der Extremfall sind Wellenlängen unter 200 nm welche sogar ionisierend wirken. Ähnlich wie Teilchenstrahlung aus radioaktiven Vorgängen.
3. Ist UV-C gefährlich?
Ja und nein.
Ja, wenn die Strahlungsquelle ohne Abschirmung (Gehäuse) betrieben wird. Da muss man aber schon sehr dumm sein. Die möglichen Folgeschäden sind schwere, sonnenbrandähnliche Hautverbrennungen und Erblindung.
Nein, wenn der UV-C Klärer ganz normal gemäß seiner Bestimmung betrieben wird. Die Strahlung kann das Gerät dann nicht verlassen.
Also kein Grund, Angst zu haben.
4. Wie wirkt die Strahlung im Gerät?
Die handelsüblichen UV-C Klärer arbeiten mit Strahlungsquellen, deren Primärstrahlung eine Wellenlänge von 253,7 nm hat. Diese Wellenlänge wurde mit Bedacht gewählt, da das Absorptionsmaximum von Nucleinsäuren bei etwa 245 nm liegt. Das hat zur Folge, dass die Doppelhelix der DNS (neudeutsch: DNA) direkt geschädigt wird. Je länger die Bestrahlungsdauer, oder je stärker die Intensität, desto umfassender die Schädigung. Ab einem gewissen Schädigungsgrad der DNS kann die Zelle die Schäden nicht mehr reparieren. Sie stirbt.
Die Strahlung im Gerät zerstört also DNS. Damit werden Zellen abgetötet und Viren inaktiviert. Nur im Gerät. Nicht im Aquarium. Dem Aquarienwasser werden keinerlei Stoffe hinzugefügt!
Natürlich schädigt die Strahlung auch die Zellmembranen und Organellen. Allerdings führt das nur im Ausnahmefall zum Absterben der betroffenen Zelle. Dafür ist die Bestrahlungsdosis zu meist zu gering, der entstehende Schaden ebenfalls, und die Reparaturmechanismen des Organismus sind zu effektiv. Das gilt auch für diverse radikalische Nebenreaktionen. Der gewünschte Effekt des UV-C Klärers entsteht fast ausschließlich, wenn die Beschädigung der DNS die Möglichkeiten der Selbstreparatur überschreitet. Eine nur unzureichend beschädigte DNS wird vom Organismus wieder repariert. Das ist der Grund, warum UV-C Strahler mit niedriger Leistung oft genug völlig wirkungslos bleiben. Zum Trost: Die oft erwähnten Resistenzen durch zu schwache UV-C Strahler gehören ins Reich der Fabel.
Die Strahlung betrifft also nur die Bakterien, die frei im Wasser rumschwimmen und dabei durch den UV-C Klärer gepumpt werden. Alle Bakterien, die auf Steinen, Holz, Pflanzen, oder im Filter siedeln bleiben unbehelligt. Im Gegenteil: Weil die flottierenden Bakterien als Futterverwerter ausfallen, bleibt mehr für die sessilen Einzeller übrig. Die bakterielle Abbauleistung verlagert sich vom freien Wasser verstärkt in den Filter. In einigen Fällen kann man recht deutlich eine Zunahme des Bakterienschleims auf dem Filtersubstrat beobachten. Ein durchaus wünschenswerter, weil positiver Nebeneffekt.
5. Da entsteht doch auch Ozon?
Nicht im Wasser. Ozon entsteht durch UV-Strahlung in der Gasphase. Und nur in der Gasphase.
Weil die UV-C Röhre nicht direkt im Wasser hängt, sondern in einem Quarzrohr steckt, entsteht in dem kleinen, abgeschlossenen Luftraum tatsächlich eine geringe Menge Ozon. Das kann da aber normalerweise nicht raus. Und schon gar nicht ins Wasser. Deshalb darf man sich von einem UV-C Strahler auch keine Oxidation der Stoffe erwarten. Ganz einfach, weil kein Oxidationsmittel ins Wasser gelangt. Die Effekte, von UV-C Klärer und Ozoneinleitung mögen oberflächlich betrachtet sehr ähnlich sein. Die Wirkprinzipien sind jedoch völlig unterschiedlich. Beide greifen organische Materie an. Das Ozon wirkt chemisch (durch Oxidation) und die UV-C Strahlung wirkt physikalisch (durch Aufspaltung von Nuklidbindungen). Deshalb wird durch das Einleiten von Ozon die Redoxspannung einer wässrigen Lösung kräftig erhöht. Der Einsatz eines UV-C Klärers wird die Redoxspannung bestenfalls durch geringe Sekundäreffekte (mehr tote, organische Materie dient als Bakterienfutter) unwesentlich verändern.
Der UV-C Klärer arbeitet also völlig ohne jegliche Stoffabgabe an das Wasser. Es wird nichts ins Wasser gebracht. Schon gar kein Ozon.
6. Wie verändern sich die Wasserwerte?
Gar nicht. Zumindest in erster Näherung. Nur bei sehr hohen Nitratwerten kann es zu einer photolytischen Reaktion kommen, in deren Verlauf in geringer Menge Nitrit entsteht. Da aber normalerweise ein funktionierender, eingefahrener Filter in Betrieb ist, wird das Nitrit sofort wieder zum Nitrat oxidiert. In eingefahrenen Becken ist dieser Effekt also ohne Bedeutung.
Am Ionenspektrum des Wassers ändert sich nichts. Wie sollte es auch? Es werden keinerlei Substanzen hinzugefügt.
Oft wird eine Verschlechterung der Wasserqualität durch die abgetöteten Mikroorganismen erwähnt. Dazu muss man die Masse der im Wasser enthaltenen Mikroorganismen benennen können. Das ist indirekt über eine Bestimmung des TOC (Total Organic Carbon) möglich. Also über Kohlenstoffgehalt pro Liter. Der liegt in einem durchschnittlichen Aquarium zwischen 10 und 20 mg/l. Wenn man vereinfachend davon ausgeht, dass sämtlicher Kohlenstoff der Wassersäule in Einzellern gebunden ist, dann entspricht das in einem 100-Liter-Aquarium einem Gewicht von maximal 2 Gramm. So groß ist also die Menge an toter organischer Substanz, die nach dem ersten Einschalten im Wasser treibt. Das entspricht in etwa der Belastung bei einer Fütterung mit einer Portion Trockenfutter. Diese Materie wird in kurzer Zeit im Filter abgebaut. Genau wie überflüssiges Futter. Ist im Dauerbetrieb die Keimzahl erstmal abgesenkt, reduziert sich die Wasserbelastung durch tote Einzeller zur Bedeutungslosigkeit.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass bei der erstmaligen Inbetriebnahme in Becken mit sehr hoher organischer Belastung des Wassers besser erst mal nur unter Beobachtung bestrahlt werden sollte. Der Grund liegt darin, dass die Filterbakterien ihre freischwimmenden Kollegen, die ja vom UV-C Klärer abgetötet wurden, jetzt zusätzlich verarbeiten. Dieser kräftige “Futterschub” kann bei sofortigem Dauerbetrieb in stark belasteten Aquarien einen Nitritpeak auslösen. Schlimmstenfalls empfiehlt es sich, den UV-C Klärer in so einem Fall wieder aus zu schalten, bis sich die Nitritkonzentration wieder gegen Null bewegt hat. Nach einer Woche Überwachung des UV-C Klärers hat sich der Filter drauf eingestellt. In Aquarien mit durchschnittlicher oder geringer Belastung kann sofort mit dem Dauerbetrieb begonnen werden. Nochmal: Das gilt aber nur für Aquarien mit extrem hoher organischer Belastung. Ein Zustand, der von erfahrenen Aquarianern strikt vermieden wird.
7. Keine Algen – kein UV-C Klärer. Richtig?
Falsch! Algen werden in der Aquaristik nicht mit UV-C bekämpft. Das geht anders. Wozu dann UV-C? Ganz einfach, um die Dinge zu bekämpfen, die man nicht sieht und meist auch nicht misst: Keime, Viren, Pilze, Parasiten und die im Überfluss vorhandenen Bakterien aller Art.
8. Wann braucht man das?
Eigentlich immer dann, wenn die Keimzahl zu hoch ist. Die Keimzahl ist ein Wert, der im Labor durch Auszählen von Kulturschalenansätzen ermittelt wird. Als Aquarianer hat man nur mit erheblichem Aufwand die Möglichkeit für diese Bestimmung. Das ist wahrscheinlich der Hauptgrund, warum man sich keine Gedanken darüber macht. “Was ich nicht messen kann, interessiert mich nicht.” Fatalismus in Reinkultur. Dabei gibt es durchaus käufliche, praktikable Tests zur Keimzahlbestimmung. Jeder Aquarianer kann das leicht selbst durchführen.
In natürlichen Gewässern bewegt sich die Keimzahl zwischen 102 und 106 KBE/ml, also 100 bis 1.000.000 KBE/ml. (KBE = Koloniebildende Einheit) Den niedrigsten Wert findet man hauptsächlich in extrem saurem Schwarzwasser (10-20 µS/cm, pH 4-5). Den höchsten Wert dagegen in stark zivilisationsbelasteten Gewässern, in denen nur wenige Fischarten überleben können. Bei Werten ab 10.000.000 KBE/ml ist schon eine deutliche Wassertrübung erkennbar.
Grundsätzlich kann man sagen, dass ein UV-C Klärer vor allem für die Aquarien Sinn macht, in denen Fische gepflegt werden sollen, die aus keimarmen Gewässern stammen. Wobei natürlich alle Fische mit einer niedrigeren Keimdichte besser zurecht kommen. Aus diesem Grund findet er sich auch in meinem AQUA-Konzept wieder. Man kann getrost davon ausgehen, dass jedes Aquarium ohne UV-C Klärer eine höhere Keimdichte hat, als es der natürlichen Heimat der Insassen entspricht. So gesehen ist der Einsatz eines solchen Gerätes tatsächlich ein Schritt näher zur artgerechten Haltung. Auch, wenn das viele Aquarianer vehement abstreiten. Vielleicht, weil sie die Keimzahlen ihrer Becken völlig falsch einschätzen.
9. Meine Fische haben keine Parasiten!
Weit gefehlt. Leider. Normalerweise ist es fast unmöglich parasitenfreie Fische zu bekommen. Die kleinen Plagegeister sind einfach überall. Sie sind ein integraler Bestandteil des natürlichen Lebensraums. Klar gibt es auch von manchen Arten parasitenfreie Nachzuchten. Das sind dann aber ausnahmslos die hochpreisigen Arten. Dabei wären para-freie Guppys doch bestimmt DER Verkaufsschlager?!?
Für einen gesunden Fisch in seiner natürlichen Umgebung stellt das auch kein besonderes Problem dar. Im Aquarium sieht es jedoch ganz schnell ganz anders aus. Die Lebensbedingungen sind selten wirklich optimal, die Möglichkeiten zum aus-dem-Weg-gehen sind begrenzt und durch normale Tätigkeiten des Aquarianers kann es immer wieder zu Stresssituationen kommen. Das alles schwächt die natürlichen Abwehrkräfte des Fisches. Zusätzlich können die Parasiten durch die im Vergleich zur Natur viel zu hohen Besatzdichte wesentlich leichter einen neuen Wirt finden. Die Schwärmerkonzentration im Aquarium ist einfach erheblich höher als in der Natur. Immer.
10. Welche Keimzahl hat mein Aquarium?
Das hängt sehr stark von mehreren Faktoren ab. Wasserwerte, Wasserwechselmenge und -häufigkeit, Besatzdichte, Pflanzdichte, Fütterungsgewohnheiten, Filterleistung und -volumen, Filterpflege. Nur um die Wichtigsten zu nennen. Erfahrungsgemäß liegen die Keimzahlen unserer Aquarien (ohne UV-C!) im Bereich von 10.000 bis 1.000.000 KBE/ml. Das ist etwa die Spannweite zwischen guter und schlechter Wasserhygiene.
Jetzt kommt es auf das Immunsystem der Fische an, ob sie dauerhaft einem solchen Bombardement widerstehen können. Manche schaffen das, andere nicht. Gerade die beliebten Roten Neon stammen aus den keimärmsten Gewässern. Sie haben daher von Natur aus kein übermäßig leistungsfähiges Immunsystem. Wenn so ein Fisch in einem Becken landet, das eine um zwei bis vier Zehnerpotenzen höhere Keimbelastung aufweist, dann wird das nicht lange gut gehen.
Ist eigentlich auch logisch. Das menschliche Immunsystem arbeitet da ganz ähnlich. Eine kleine Anzahl Krankheitserreger kann vom Körper bewältigt und ausgeschaltet werden. Das geschieht eigentlich ständig. Wenn die angreifende Menge aber dauerhaft(!) um das 1.000fache zunimmt, dann ist es nur noch eine Frage der Zeit, bis das Immunsystem überfordert ist. Der Mensch wird krank. Fischen geht das nicht anders. Mit einem zusätzlichen Handicap: Sie können keinen Ort aufsuchen, der eine geringere Belastung aufweist.
Um Gewissheit über die reale Situation im Aquarium zu erlangen, kommt man nicht umhin, eine Keimzahlbestimmung vorzunehmen. Das ist dank käuflicher Test-Sets recht einfach. Die genaue Vorgehensweise und die Hintergründe habe ich in meinem Text Keimzahlbestimmung beschrieben.
11. Warum brauchen Teiche nicht so viel Watt pro Liter?
Jetzt wird es schwierig. Für Gartenteiche von sieben- bis achttausend Litern soll ein Gerät mit nur 11 Watt ausreichen. Bei einem Aquarium dagegen soll es nur bis 500 Liter reichen? Wie kann das sein?
Wer jetzt die Gebrauchsanweisungen genauer liest, wird feststellen, dass in beiden Fällen von einer identischen Filterpumpenleistung ausgegangen wird. Um eine vernünftige Wirkung zu erzielen, muss das Wasser nämlich eine gewisse Mindestzeit der Strahlung ausgesetzt werden. Meist wird eine Dauer von mindestens zwei Sekunden für das Durchströmen des bestrahlten Raums angesetzt. Gehen wir also von einer Reaktionskammer mit dem Volumen 0,5 Liter aus, dann darf die Strömungsgeschwindigkeit maximal 15 Liter pro Minute bzw. 900 Liter pro Stunde betragen. Weil die meisten Teiche mit deutlich weniger Pumpenleistung als ein Aquarium betrieben werden, haben wir schon die erste Erklärung für diesen scheinbaren Widerspruch.
Die zweite Erklärung begründet sich in dem Umstand, dass UV-C Klärer im Gartenteich fast ausnahmslos wegen des Algenwuchses eingesetzt werden. Die Verdopplungszeit von Algen liegt im Durchschnitt bei etwa einem Tag. Viel langsamer als Bakterien. Bevor eine Alge sich also verdoppelt, hat sie bereits mehrfach den Weg durch den UV-C Klärer genommen. Selbst bei einer nur 50 %igen Eliminierungsrate reicht das für einen algenfreien Teich. Zumindest was die freischwebenden Algen betrifft, die für die Grünfärbung des Wassers verantwortlich sind.
12. Wie stark muss das Gerät im Aquarium sein?
Die Beurteilung der Leistungsfähigkeit alleine nach der Verweildauer mag für eine grobe Abschätzung ausreichen. Zu einer besseren Beurteilung gelangt man aber, wenn man die gesamte Strahlungsmenge, die gesamte bestrahlte Fläche, sowie die Geometrie und Reflektionseigenschaften der Röhre im Zusammenhang betrachtet.
Um die Leistung eines Gerätes wirklich beurteilen zu können, muss man wissen, wie hoch der Wirkungsgrad der eingesetzten Lichtquelle ist, wie groß die zu bestrahlende Fläche ist, wie dick der umströmende Wassermantel ist und ob die Gehäusewand die Strahlung wieder reflektiert. So kann man errechnen, mit welcher Strahlungsleistung jeder Kubikzentimeter Wasser bei der gewählten Strömungsleistung, sprich Verweildauer, beaufschlagt wird. Dieser Wert sollte dann mindestens 10 mWs/cm² (Milliwattsekunden pro Quadratzentimeter) betragen. Das ist die Energiemenge, bei der etwa 90 % aller Bakterien abgetötet werden.
Kalkulation
Zur Info: In meinem großen Aquarium verwende ich einen UV-C Klärer mit einer Leistungsaufnahme von 75 Watt mit (laut Hersteller) einer UV-Leistung von 48 Watt, was einem Wirkungsgrad von 64 % entspricht. Wenn ich die Innenfläche des Gehäuses mit aufgerundeten 2.500 cm² und die Strahlungsleistung mit 48.000 Milliwatt in die Berechnung einfließen lasse, dann beträgt die Bestrahlungsleistung 19,2 mW/cm2. So lange die Verweildauer des Wassers im Bestrahlungsraum also mindestens 0,52 Sekunden beträgt, so lange kann ich einen Entkeimungsgrad von mindestens 90 % annehmen. Sollte mir das nicht ausreichen, könnte ich immer noch einen zweiten UV-C Klärer parallel betreiben, oder einfach ein leistungsstärkeres Gerät verwenden. Bei der momentan maximal möglichen Pumpleistung von 8.400 Litern/Minute beträgt die Verweildauer in der Röhre rechnerisch mindestens 1,17 Sekunden. Das ist annähernd doppelt so lange wie erforderlich. Die Entkeimung beträgt in jedem Fall während der gesamten Nutzungsdauer der Röhre mehr als 90 %.
In Wirklichkeit ist die effektive Bestrahlungsleistung sogar etwas höher, da die Innenseiten der Außenhülle aus poliertem Metall bestehen und einen Teil der Strahlung wieder zurück in Richtung Lichtquelle reflektieren. Die Hersteller der UV-C Klärer beziffern den Reflexionsgrad auf rund 35 %. Trotzdem sollte man dieses mögliche Plus an Bestrahlungsleistung nicht fest einplanen. In den meisten Fällen tendieren die Aquarianer ohnehin dazu, ein Gerät zu wählen, das bei seiner Leistungsfähigkeit mit dem gegebenen Becken überfordert ist.
Um die Keimzahl spürbar zu senken, sollte der gesamte Beckeninhalt rein rechnerisch einmal pro Stunde durch den UV-C Klärer fließen, bei einem rechnerischen Entkeimungsgrad von mindestens 70-80 %. Die Vermehrungsgeschwindigkeit unserer Aquarienbakterien ist so hoch, dass bei einer Unterschreitung dieser Werte kaum noch eine Keimzahlreduzierung feststellbar ist. Erst mit Überschreitung dieser Schwelle wird der gewünschte Effekt erreicht.
13. Kann der UV-C Klärer zu stark sein?
Prinzipiell nein. Theoretisch kann man maximal 100% aller flottierenden Keime inaktivieren. Mehr geht nicht. Aber nur die flottierenden Keime. Die sessilen Bakterien werden ständigen Nachschub für das freie Wasser liefern. Eine Keimzahl von Null ist daher in der Praxis nicht realisierbar. Ist auch gar nicht erforderlich.
Wenn der Klärer wirklich sehr(!) groß gewählt wurde, kann es sein, dass er durch seine Abwärme das Becken über die gewünschte Temperatur hinaus erwärmt. Abgesehen von der Temperatur passiert aber nichts negatives.
14. Im Hauptstrom oder im Bypass?
Üblicherweise werden die UV-C Geräte am Filterauslass angeschlossen. Manche Aquarianer betreiben sie im Bypass des Filterstroms, weil die Leistung zu schwach gewählt wurde. Was nützt es jedoch, wenn die Lampe zwar 90 % aller Bakterien abtötet, aber nur 25 % des Wasserstroms bearbeitet? Das bedeutet, dass lediglich 22,5 % der Bakterien im Filterauslass abgetötet werden, denn der Hauptstrom wird ja nicht bestrahlt. 77,5 % der Bakterien haben folglich überlebt und vermehren sich fröhlich weiter. Mit dieser Konstellation kann einfach keine vernünftige Keimzahlsenkung erreicht werden. Diese Art der Installation ist rausgeworfenes Geld.
Deshalb muss die Montage IMMER im Hauptstrom erfolgen und die Leistung entsprechend dimensioniert sein. Eine vorherige Kalkulation der notwendigen Leistungsfähigkeit hilft Fehlinvestitionen zu vermeiden.
15. Muss das Gerät wirklich im Dauerbetrieb laufen?
Ganz klar: Ja!
Um das zu verstehen, muss man wissen, wie es um die Vermehrung von Bakterien bestellt ist. Wenn wir zum Beispiel die “guten” Nitrosomonas betrachten, so verdoppelt sich die Zahl bei guter Nahrungssituation etwa alle zwei Stunden. Klingt relativ harmlos. Wenn man nachrechnet, kommt man allerdings darauf, dass nach 24 Stunden die 4.096-fache Konzentration vorliegt.
Bei den allgegenwärtigen Escherichia coli, umgangssprachlich Coli-Bakterien, findet man bei Aquarientemperaturen eine Verdopplungszeit von lediglich 20 Minuten. Wenn wir in ein 100 Liter-Aquarium nur eine einzige dieser Bakterien und die passende Nahrung geben, dann haben wir nach 24 Stunden (=72 Generationen!) rein rechnerisch:
272 = 4.722.366.482.869.645.213.696 Bakterien
In jedem Kubikzentimeter unseres 100 Liter-Aquariums befänden sich dann 47 Billiarden dieser Gesellen. Das ist natürlich nur eine theoretische Aufrechnung, die lediglich dazu dienen soll, zu verdeutlichen, wie schnell die Populationsstärke bei Bakterien ansteigen kann. Praktisch bleibt die Zahl deutlich darunter.
Wird das UV-C Gerät ausgeschaltet, beginnt folgerichtig ein sofortiger Wiederanstieg der Populationsdichte. Bereits nach wenigen Stunden ist dann der selbe Zustand erreicht, den ein Becken ohne UV-C hat.
Wenn jetzt immer noch jemand davon überzeugt ist, er könne allein durch Wasserwechsel die Keimzahl niedrig halten, dann wünsche ich seinen Fischen viel Glück. Selbstverständlich wird der Wasserwechsel damit keinesfalls unnötig. Er bleibt aus Gründen der Wasserchemie weiterhin unverzichtbar, denn wir entfernen dadurch viele gelöste Stoffwechselprodukte sowie potentielles Bakterienfutter. Ein 50 %iger Wasserwechsel reduziert die Keimzahl um ebenfalls 50 %. Nach nur einer einzigen Verdopplungsdauer herrscht logischerweise wieder der alte Zustand. Meist, bevor man Eimer und Schlauch wieder weggeräumt hat.
16. Das verbraucht so viel Strom!
Ja und nein. Natürlich verbraucht ein UV-C Klärer Strom. Damit produziert er UV-Strahlung und Wärme. Die UV-Strahlung wird letztendlich von der Gehäusewand absorbiert und wandelt sich ebenfalls in Wärme. Die Summe der Abwärme erwärmt das durchfließende Wasser und damit das Aquarium. Was auch sonst? Wenn das Aquarium (wie meistens der Fall) von einem Heizstab auf Temperatur gehalten wird, dann hat dieser zukünftig weniger zu tun. Exakt die Energie, die vom UV-C Klärer verbraucht wird, wird vom Heizstab durch längere Ruhepausen wieder eingespart. Kaum zu glauben: In diesem Beispiel erhöht sich die Stromrechnung nicht. Lediglich im Sommer, wenn der UV-C Klärer das Becken über die Regeltemperatur des Heizstabes hinaus erwärmt, macht sich das beim Stromverbrauch bemerkbar. Aber das sollte uns das Wohlbefinden unserer Fische wert sein. Zumindest so lange die Temperatur nicht in kritische Bereiche ansteigt.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass ein UV-C Klärer in Aquarien, die über einen Heizstab beheizt werden, keinen oder nur einen unbedeutenden Anstieg des Stromverbrauchs zur Folge hat.
17. Muss das Gerät gewartet werden?
Die UV-Röhre ist ein Verschleißteil, für das von den Herstellern eine Lebensdauer von 8.000 Betriebsstunden angegeben wird. Da sind die sich ausnahmsweise mal einig. 😆 Im Dauerbetrieb entspricht das etwa einem Jahr. Nach diesem Zeitraum ist die Strahlungsleistung der Röhre auf etwa 80 % des Ausgangswertes abgesunken. Sie funktioniert zwar noch, allerdings nicht mehr sehr effektiv.
Beim jährlichen Wechsel der Röhre sollte man unbedingt auch die Dichtungen wechseln, um Leckagen zu verhindern. Die werden im Laufe der Zeit nämlich porös. Praktischerweise werden Röhren und Dichtungen oftmals als Set angeboten. Der ganze Austausch ist in wenigen Minuten erledigt.
Eine Reinigung des Bestrahlungsraums ist in den meisten Fällen nicht notwendig, schadet aber auch nicht. Bakterienbeläge wird man keine finden. Da wächst nichts. 😉 Sollte es dennoch zu leichten Anlagerungen kommen, lassen sich diese beim Dichtungswechsel problemlos abwischen.
18. Wie kontrolliert man die Wirksamkeit?
Die UVC-Röhre verliert im Laufe der Zeit an Wirkungsgrad. Daher empfehlen die Hersteller, nach einer Betriebsdauer von 12 Monaten den Austausch. Im allgemeinen haben die Röhren nach dieser Zeitspanne noch etwa 80 % der ursprünglichen Strahlungsleistung. Je nach Dimensionierung kann das bereits zu wenig sein, oder aber im positiven Falle noch locker ausreichen.
Um die aktuelle Leistungsfähigkeit einer Röhre beurteilen zu können, empfiehlt es sich eine Keimzahlbestimmung durchzuführen. Idealerweise führt man diese Bestimmung zuerst mit einer neuen Röhre durch, um einen Referenzwert zu erhalten. Nach 12 Monaten Betriebsdauer wird der Test erneut durchgeführt. Solange die Abweichung der Keimzahl höchstens eine Zehnerpotenz beträgt, kann die Röhre weiter verwendet werden. Es ist jetzt sinnvoll, den Test in monatlichen Intervallen zu wiederholen, bis man einen Anstieg der Keimzahl feststellen kann. Dann hat die Röhre definitiv das Ende ihrer Betriebszeit erreicht.
In meinem großen Aquarium kommt eine 75 Watt UV-C Röhre zum Einsatz. Wie eine Überprüfung ergab, reichte die Strahlungsleistung der ersten Röhre (dank großzügiger Auslegung) immerhin 19 Monate. Natürlich nur für dieses konkrete Beispiel. Ich werde also zukünftige Röhren erst nach 1½ Jahren tauschen. Das hilft die Kosten zu reduzieren. Zur Einhaltung des Termins nutze ich die Erinnerungsfunktion des Profilux. Die Wirksamkeit kontrolliere ich natürlich trotzdem.
Wie man eine Keimzahlbestimmung durchführt wird im separaten Text Keimzahlbestimmung beschrieben.
19. Warum nimmt man keine LEDs?
Die zurzeit angebotenen Filter mit integrierten UV-LEDs haben drei eklatante Nachteile:
Erstens beträgt die gesamte Strahlungsleistung meist weniger als 1 Watt. Ein Witz, aber ein schlechter. Mit etwas Glück würde es vielleicht für ein Nano-Aquarium reichen. Wenn der zweite Nachteil nicht wäre.
Zweitens kommen bislang LEDs zum Einsatz, deren Wellenlänge im Bereich von 365 bis 405 nm liegt. Das ist UV-A. Völlig wirkungslos, weil viel zu langwellig. Genau so gut könnte man eine Kerze vors Aquarium stellen.
Drittens sind die LEDs fest im Filter verbaut. Zumindest ist mir bislang kein Gerät mit austauschbaren LEDs bekannt. Weil die Lebensdauer der UV-LEDs mit der von UV-C Röhren vergleichbar ist, bedeuted das, man hat nach einem Jahr praktisch keinen Nutzen mehr von der UV-Strahlung. Ist aber nicht so tragisch, weil der Nutzen bereits vorher wegen homöopathischer Strahlungsleistung und ungeeigneter Wellenlänge ohnehin praktisch nicht vorhanden war.
Es gibt allerdings auch LEDs, die im UV-C emittieren. Leider noch nicht für die Aquaristik. Sie werden vorwiegend im medizinischen Bereich zur Desinfektion eingesetzt. Die zur Verwendung kommenden LEDs auf Basis von AlGaN (Aluminiumgalliumnitrid) arbeiten im Bereich von 250 bis 280 nm. Vor allem die kurzwelligen Versionen würden daher gut passen. Leider bewegt sich die Lebensdauer dieser LEDs im selben Bereich wie die aktuell eingesetzten Leuchtstoffröhren. Der Preis ist bei gleicher Lichtleistung höher und der Stromverbrauch annähernd identisch. Außerdem werden sie noch von keinem Hersteller für den Hobbybereich angeboten. Im Moment sind also weiterhin Leuchtstoffröhren die UV-C Quelle der Wahl. Das kann sich natürlich in Zukunft ändern. Warten wir es ab.
20. Werden die Fische verhätschelt und dadurch empfindlicher?
Dieses Argument hört man sehr oft. Aber es ist immer falsch.
Ausgehend von der Tatsache, dass unsere Aquarien normalerweise eine viel zu hohe Keimzahl aufweisen, ist der Einsatz eines ausreichend dimensionierten UV-C Klärers IMMER ein Schritt hin zu den Bedingungen, unter denen unsere Fische in der Natur leben. Nichts anderes.
Das Immunsystem wird durch unnatürlich hohe Keimzahlen nicht “trainiert”, sondern befindet sich im Dauerstress. Wenn wir die Keimzahl reduzieren, dann bedeutet das für den Fisch, dass sein Immunsystem wieder auf dem normalen, gesunden Level arbeiten kann. Der Fisch kann dann wieder mehr Energie in andere Dinge investieren.
Selbst wenn uns der unwahrscheinliche Fall gelingen sollte, dass die Keimzahl unter dem Wert der natürlichen Habitate zu liegen kommt, ist das nicht schlimm. Es bleiben immer noch genügend Keime übrig. Das Immunsystem wird nicht völlig einschlafen, und auch weiterhin Antikörper produzieren. Im Gegenteil, der Organismus wird davon profitieren, dass er mehr Energie in andere Bereiche investieren kann.
21. Was kann da alles kaputt gehen?
Gemäß dem Murphy’schen Gesetz wird alles, was zusammengebaut wurde, eines Tages auch wieder auseinander fallen. Damit das im Falle der UV-C Klärer nicht mit einer Überschwemmung endet, sind die Geräte einer gelegentlichen Sichtprüfung zu unterziehen. Der Grund ist die UV-C Strahlung, die Kunststoffe rapide altern lässt. Genau wie manche Plastikteile mit der Zeit im prallen Sonnenlicht zerbröseln, neigen die Kunststoffgehäuse mancher UV-C Klärer zur Zersetzung.
Das betrifft meist No-Name-Geräte aus Fernost, aber auch bei manchen Markengeräten konnte dieser Effekt schon beobachtet werden. Hier kommt es auf die Widerstandsfähigkeit des verwendeten Kunststoffes an. Leider lässt sich beim Kauf nicht einfach durch Sichtprüfung erkennen, wie resistent der verwendete Kunststoff später ist. Wenn man bei den üblichen Routinedurchsichten eine beginnende Auflösung erkennt, sollte man das Gehäuse natürlich baldigst ersetzen. Bei Geräten der unteren Preisklasse bedeutet das in der Regel einen Neukauf.
Generell sind die Geräte mit höherer Strahlungsleistung eher davon betroffen. Das nötigte die Hersteller, zumindest bei Geräten mit höheren Wattagen, zur Verwendung von Gehäusen aus Edelstahl oder Aluminium. Metallgehäuse bleiben von UV-C Strahlung völlig unbeeindruckt. Alternativ werden in manche Kunststoffgehäuse auch dünne Edelstahlröhren eingesetzt. Damit wird der Kunststoff vor der Strahlung abgeschirmt. Zwar sind Geräte mit Metallgehäuse erwartungsgemäß teurer, aber dafür auch eindeutig die qualitativ bessere Lösung.
Ansonsten kann natürlich auch das Vorschaltgerät den Geist aufgeben. Dann bleibt die Lampe dunkel. Das löst zum Glück keine unmittelbaren Katastrophen aus, wenn es nicht sofort bemerkt wird.
22. Wie wirkt sich die Strahlung auf Dünger aus?
UV-C wirkt auf organische Materie destruktiv ein. Das betrifft auch Chelatoren, wie sie in Wasseraufbereiten und vor allem Düngern verwendet werden. Der am häufigsten verwendete Chelator ist Ethylendiamintetraacetat (EDTA). In geringerem Maße werden auch Nitrilotriacetat (NTA) und Diethylentriaminpentaacetat (DTPA) verwendet. Diese Chelatoren haben die Aufgabe Metallionen zu “maskieren”. Dadurch werden sie in Lösung gehalten. Anderenfalls können sie durch die Bildung schwerlöslicher Verbindungen ausgefällt werden. Alle diese Verbindungen sind organischer Natur und werden bei Bestrahlung mit UV-C zerstört.
Am Beispiel einer Düngerlösung betrachtet, liegt das maskierte Eisen in einem Gleichgewicht der beiden Oxidationsstufen II und III vor. Das genaue Verhältnis von Eisen-II zu Eisen-III ist dabei vom Redoxpotential des Wassers abhängig. Wird der Chelatkomplex durch UV-C zerstört, so erfolgt sehr schnell eine Ausfällung des Eisen-III als Eisenphosphat, welches sich im Filter ansammelt, wo es nur wenig nützt. Genau davor hätte der Chelat das Eisen eigentlich schützen sollen. Durch Oxidation des Eisen-II zu Eisen-III stellt sich automatisch wieder das vorherige Gleichgewicht der gelösten Anteile ein. Das chelatierte Eisen-II kann dazu problemlos oxidieren. Das geschieht so lange, bis praktisch kein Eisen mehr in Lösung nachweisbar ist. Die Aufgabe der Chelate ist also nicht, wie irrtümlich angenommen, das Verhindern der Oxidation, sondern vielmehr das Erhalten der Löslichkeit.
Maßnahmen
Dieser Effekt eines UV-C Klärers ist vor allem bei dicht bepflanzten Aquarien sehr unbeliebt. Verständlich. Zum Glück lässt sich hier aber recht einfach gegensteuern. Statt einer wöchentlichen Düngung empfiehlt sich die tägliche Zugabe mittels einer Dosierpumpe. Mehrmals täglich geht natürlich auch. Auf die Woche hochgerechnet, ändert sich die gesamte Düngermenge natürlich nicht. Es verteilt sich nur auf viele Einzelgaben. Die Erfahrung zeigt, dass auf diesem Weg eine Eisenversorgung auch in Aquarien mit UV-C Klärer gewährleistet ist. Der angenehme Nebeneffekt dieser Maßnahme: Die Konzentration des verabreichten Düngers unterliegt keinen starken Schwankungen, wie es bei wöchentlichen Zugaben die Regel ist.
Interessanterweise scheinen die Chelate den UV-C Bestrahlungen in gewissem Maße Paroli bieten können, wenn das Wasser Fulvosäuren enthält. Das ist eigentlich immer der Fall, wenn über Torf gefiltert wird. Eine Torffilterung könnte also eine Möglichkeit sein, die Chelate länger verfügbar zu halten.
23. Ersetzt UV-C den Wasserwechsel?
Hierzu ein ganz klares Nein! Der UV-C Klärer hat nur eine einzige Zielfunktion: Er reduziert die Anzahl der Keime und Parasiten in der Wassersäule. Sonst nichts.
In unseren Aquarien sammeln sich permanent organische und anorganische Stoffwechselprodukte an. Einfach ausgedrückt: Das Wasser verschmutzt. Die gröberen dieser Stoffe werden vom Filter herausgesiebt, oder sie sammeln sich als Mulm an. Was für die Filterbakterien verwertbar ist, wird abgebaut und endet im Idealfall als leicht lösliche anorganische Verbindung, von denen wiederum ein Teil von den Pflanzen als Nahrung aufgenommen wird. Der Rest sammelt sich an, es sei denn, das Aquarium ist extrem schwach besetzt. Und genau dieser Rest muß irgendwie raus. Das geht nur über den regelmäßigen Wasserwechsel.
Wer also jetzt gehofft hat, der UV-C Klärer nimmt ihm diese Arbeit ab, der wird enttäuscht sein. Er entbindet den Aquarianer nicht von seinen anderen Pflichten. Eigentlich ist es sogar eher so, daß der regelmäßige Wasserwechsel den UV-C Klärer in seiner Arbeit unterstützt. Nicht weil die Keimzahl durch das saubere Frischwasser temporär gesenkt wird. Dieser Effekt hält nur zwei bis drei Stunden vor. Sondern, weil sich die Konzentration der Abfallstoffe im Wasser verringert und damit den Bakterien weniger Nahrung zur Verfügung steht, was die Vermehrungsrate etwas verringert. An der Notwendigkeit eines regelmäßigen Wasserwechsels ändert der UV-C Klärer nichts.
Für Anregungen und inhaltliche Wünsche zu diesem Text bin ich dankbar.
Ich habe versucht, die Zusammenhänge allgemeinverständlich zu formulieren.
Falls dennoch Klärungsbedarf besteht, werde ich dem gerne nachkommen.
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