Das Märchen von der flüssigen CO2-Düngung – CO2 Gehalt

Im dritten Teil der Beitragsserie „ Das Märchen von der flüssigen CO2-Düngung “ befassen wir uns mit dem CO2 Gehalt der „flüssigen CO2“ Produkte, die dem Aquarium zugeführt werden.

Enthält Glutaraldehyd Kohlendioxid (CO2)?

Nein, wie bereits erwähnt ist CO2 in flüssiger Form bei Raumtemperatur und Normaldruck nicht verfügbar. Der Stoff Glutaraldehyd hat die Summenformel C5H8O2. Hierdurch wird deutlich, dass Kohlenstoff- und Sauerstoffatome mit Wasserstoffatomen verbunden sind. Um diese Bindung „aufzubrechen“ ist Energie notwendig. Bei diesem Prozess werden nicht alle Verbindungen 1:1 umgesetzt. Beim Abbau dieses Stoffes werden pro Glutaraldehyd Verbindung (Molekül) nur 2 Moleküle CO2 freigesetzt. In der Atmungskette (Stichwort: Zitronensäurezyklus oder Citratzyklus) wird Glutaraldehyd abgebaut, wofür zusätzliche Energie notwendig ist, um 2 CO2 Moleküle zu gewinnen.

Hieraus ergibt sich, dass in der üblichen Dosierung, wie es im Aquarium eingesetzt wird, Glutaraldehyd keinen messbar nachweisbaren steigernden Effekt auf den CO2 Gehalt im Wasser hat. Dies lässt sich auch leicht mit Dauertests wie dem JBL CO2-pH Permanent Test-Set oder dem JBL CO2 Direct Test-Set belegen. Natürlich fällt beim Abbau geringfügig CO2 an, jedoch ist dies unterhalb der messtechnisch erfassbaren Grenze und damit auch unterhalb der biologisch förderlichen Funktion von CO2 auf das Pflanzenwachstum.

Die am Markt üblichen 1 - 4% Lösungen enthalten 10 - 40g/l Glutaraldehyd. Beim einem vollständigen Abbau würden aus 1 Mol Glutaraldehyd (entsprechen 100,12 g des Stoffes 5 Mole CO2 entstehen.), Das ergäben dann 35,2 – 87,9 g CO2 je Liter des Produktes, bei einer 100 ml Flasche sind es dann nur noch 3,52 – 8,79 g Kohlendioxid, die aus den Produkten entstehen können. Dazu muss man etwas in die Chemie einsteigen, wie folgende Tabelle es zeigt :

Gramm/mol
Glutaraldehyd 100,12
Kohlendioxid 44,01
Gramm
vollständiger Abbau von 1 Mol Glutaraldehyd (100,12 g) ergibt 5 Mole CO2 = [g] CO2 220,05
realistischer Abbau von 1 Mol Glutaraldehyd (100,12 g) ergibt 2 Mole CO2 = [g] CO2 88,02
Gramm
4 %ige Lösung enthält je 100 ml Glutaraldehyd [g] 4
Mol
sind mol Glutaraldehyd 0,03995
ergeben Mol CO2 (bei vollständigem Abbau) 0,19976
ergeben Mol CO2 (bei realistischem Abbau) 0,07990
Gramm
sind g CO2 (bei vollständigem Abbau) je 100 ml 8,79
sind g CO2 (bei realistischem Abbau) je 100 ml 3,52
Gramm
1 ml einer 4 %igen Lösung enthält Glutaraldehyd 0,04
Mol
sind mol Glutaraldehyd 0,00039952
ergeben Mol CO2 (bei vollständigem Abbau) 0,00039952
ergeben Mol CO2 (bei realistischem Abbau) 0,00079904
Milligramm
sind mg CO2 (bei vollständigem Abbau) je 1 ml 87,9145026
sind mg CO2 (bei realistischem Abbau) je 1 ml 35,165801
1 ml der 4 %igen Lösung auf 50 l Wasser dosiert ergibt mg/l
CO2 in mg/l (bei vollständigem Abbau) 1,75829005
CO2 in mg/l (bei realistischem Abbau) 0,70331602

Das Mol (Einheitenzeichen: mol) ist in der Chemie die Einheit der sogenannten Stoffmenge. Sie entspricht einer genau definierten Menge an Teilchen. Diese Einheit lässt sich vielfältig bei der quantitativen Berechnung von chemischen Reaktionen und Konzentrationsberechnungen einsetzen

Wir sehen als Ergebnis, dass bei einer Dosierung von 1 ml einer 4 %igen Glutaraldehydlösung theoretisch maximal 87,9 mg CO2 entstehen können, realistisch sind es 35,2 mg. Diese Zahlen müssen dann noch durch das Wasservolumen dividiert werden, bei 1 ml auf 50 l Wasser also durch 50 geteilt werden. Das ergibt dann 0,7 mg/l – max. 1,76 mg/l! Aus dieser geringen entstehenden Konzentration von Kohlendioxid bei der Dosierung glutaraldehydhaltiger Produkte erklärt sich nun auch, warum mit handelsüblichen Tests für Kohlendioxid ( JBL CO2 Direct Test-Set ) kein Anstieg des CO2 Gehaltes festgestellt werden. Die geringe entstehende Menge liegt unterhalb der Messtoleranz der Testkits.

Wirkt Glutaraldehyd auf die Pflanzen über die Produktion von Kohlendioxid oder sind andere Wege der Förderung des Pflanzenwuchses bekannt?

Die Antwort auf diese Frage ist einfach: Niemand weiß es. Ein amerikanischer Hersteller eines vergleichbaren Glutaraldehyd-haltigen Produktes trifft auf seiner Webseite folgende Aussage:

Zur Klärung der präzisen Mechanismen (z.B. Abbau zu CO2 oder Aufbau zu längeren Molekülen) sind weitere Studien mittels radioaktiv markierten Kohlenstoff (C14) erforderlich.

Eine Übersicht aller Beitragsteile der Serie finden Sie hier: Das Märchen von der flüssigen CO2-Düngung

© 03.07.2016
Matthias Wiesensee
Matthias Wiesensee
M.Sc. Wirtschaftsinformatik
JBL GmbH & Co. KG

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