Waterwissels in een aquarium

Door regelmatig waterwissels uit te voeren, houd je het water in je aquarium schoon. Althans, dat is de aanname en wordt door 97% van de hobbyisten als noodzaak aangenomen. Een zeer kleine minderheid voert nooit waterwissels uit. Beide groepen zijn in staat om planten en dieren op lange termijn gezond te houden. Hoe houdt deze laatste groep het water schoon? En wat is überhaupt schoon water? Geen zin of tijd om een controversieel artikel te lezen? Ga direct naar de aanbevelingen.

Schoon water

Schoon water is van belang voor de gezondheid van plant en dier. Regelmatig waterwissels uitvoeren zorgt ervoor dat vies water wordt verwisselt met schoon water. “Zelf zou je ook niet in je eigen poep en plas willen rondzwemmen”, laat staan dat je het zou drinken. Maar het water dat je uit de kraan drinkt heeft ooit in iemands toilet gezeten. En om uiteenlopende redenen consumeren veel diersoorten hun eigen uitwerpselen.

Met deze “losse flodders” wil ik aangeven dat het beeld van “in je eigen poep en plas rondzwemmen”, voor vissen best wel eens anders bekeken mag worden. Voor sommige aquaria zijn waterwissels zelfs niet nodig.

Verontreinigd water

Wordt aquariumwater per definitie ‘vies’ en is kraanwater per definitie ‘schoon’? En als aquariumwater vies wordt, is dit tijdelijk of permanent?

Sommige mensen drinken geen kraanwater, omdat het zeer licht verontreinigd is. Naast mineralen bestaat kraanwater uit:

• pesticiden en medicijnresten
• zware metalen
• virussen en parasieten
• poly- en perfluoralkylstoffen (PFAS)
• microplastics

In een aquarium worden deze stoffen niet geproduceerd. Vissen scheiden ze niet uit, tenzij de stoffen in het water of in het voer aanwezig zijn.

Het lichaam is in staat om bepaalde stoffen af te breken. PFAS en microplastics daarentegen hopen zich op en kunnen op termijn voor problemen zorgen. Door waterwissels uit te voeren zul je de concentraties zeer waarschijnlijk op laten lopen (zie verderop, Waterwissels uitvoeren).

In hoeverre is de vrees terecht. Ondervinden we pas hinder na 10 jaar of na 25 jaar. Een 25 jaar oud aquarium is best ….’oud’. De meeste vissoorten worden nooit zo oud. Met het weghalen van een vis, dood of levend, haal je waarschijnlijk ook een deel van de niet afbreekbare stoffen uit het aquarium.

Zuiver water

Mensen die er niet voor kiezen om kraanwater te drinken, maken het water zuiver, dus vrij van mineralen en verontreinigde stoffen, waarna ze mineralen toevoegen aan het zuiver water. Want mineralen hebben we nodig.

In de aquariumhobby zien we iets soortgelijks. Sommige hobbyisten gebruiken alleen zuiver, geremineraliseert water, of ze verdunnen het kraanwater met zuiver water. De reden is echter vaak om het water te verzachten door calcium en magnesium (GH), en bicarbonaat (KH), er uit te filteren. Je kunt er voor kiezen om alleen zuiver, geremineraliseert water, te gebruiken voor waterwissels.

Afvalstoffen

Vissen scheiden afvalstoffen niet alleen uit als poep en ureum, maar voor een groot deel ademen vissen afvalstoffen uit via de kieuwen. Deze afvalstoffen bestaat voor een zeer groot deel uit organische stoffen (stoffen met het koolstof C en waterstof H atoom) en ammoniak.

Het voer van vissen speelt een grote rol in de hoeveelheid en samenstelling van afvalstoffen. Veel droogvoer bestaat uit vulstof dat niet door vissen kan worden verteert en wordt uitgepoept. Dit vulstof is ook organisch van aard.

Eenmaal in het water worden deze organische stoffen door micro-organismen omgezet in anorganische stoffen. Dit zijn de mineralen die we juist willen zien in water (met uitzondering van zwartwater biotopen). Die afvalstoffen zijn dus helemaal niet zo slecht.

Houd je een hoge visdichtheid aan, dan komen er veel afvalstoffen vrij. En als je dan per ongeluk te veel voert, of er gaat ee buiten zicht een vis dood, dan kan er best wel eens heel veel afvalstoffen in relatief korte tijd vrijkomen. Die kunnen weliswaar door bacteriën en archaea worden omgezet naar mineralen, maar deze micro-organismen gebruiken hierbij veel zuurstof. Hierin schuilt gevaar.

Vergif

Paracelsus, een arts en alchemist uit de 16e eeuw, stelde: “Alle dingen zijn gif, en niets is zonder gif; alleen de dosis maakt dat een ding geen gif is.”

Het verschil tussen goed of slecht, tussen schoon en vies, tussen een medicijn en gif, is heel vaak ‘concentratie’. Dit geldt dus voor afvalstoffen (organische stof0. En het geldt zelfs voor water; te veel water kan voor mensen leiden tot vergiftiging (hyponatriëmie). Het geldt ook voor de mineralen die door de afbraak van afvalstoffen vrijkomen. Calcium hoopt op. Stikstof in de vorm van nitraat neemt toe. IJzer neemt toe. Een bepaalde hoeveelheid is niet gevaarlijk en voor veel mineralen ook gunstig, maar een hoge concentratie kan tot gedoe leiden.

Stabiel water

Naast “schoon” water, luidt een ander argument voor waterwissels om waterparameters stabiel te houden. De meest genoemde parameter is het stabiel houden van de pH waarde. Waar mineralen over tijd toe kunnen nemen, zullen de carbonaten doorgaans juist afnemen. Carbonaten binden waterstofionen H⁺, wat een pH daling doet voorkomen. Bovendien hebben micro-organismen carbonaten nodig om ammoniak om te zetten naar nitraat.

Afijn, ik roep wat aannames die veelvuldig worden genoemd om de KH van water op peil te houden. Vissen hebben op zich geen carbonaat nodig en de ruime ervaring van “zwartwater hobbyisten” leert dat 0 KH geen probleem is voor de stikstofkringloop (ammoniak -> nitraat). Er zijn alleen andere micro-organismen dominant in 0 KH en dus lage pH waarden.

Desondanks is het een standaard praktijk om baksoda (NaHCO₃) in aquacultuur (“vissenteelt”) te gebruiken. Als je toch carbonaat in het aquariumwater wilt behouden, dan zouden waterwissels uitkomst kunnen bieden. In de praktijk kan dit echter tegenvallen (zie verderop, Waterwissels uitvoeren). Baksoda biedt dus uitkomst.

Waterwissels uitvoeren

Drift

Stel we nemen een aquarium met 100 liter water. De inhoud van alle organische en anorganische stoffen stellen we op 100 ppm. En stel dat er in het aquarium vissen rondzwemmen die wekelijks de totale stoffen met 10 ppm doen verhogen.

Als ik na een week 50% van het water eruit haal en vervang met schoon water met een inhoud van 100 ppm, dan houd ik 105 ppm over. De week erop is het water met 10 ppm verhoogd en staat de teller op 115 ppm. Na de waterwissel is de inhoud 107.5 ppm. Tel daar weer 10 bij op, et cetera.

Nu weet ik niet uit welke stoffen de totale hoeveelheid bestaat, maar het is duidelijk dat we van het originele aquariumwater gaan afwijken. Waarschijnlijk wordt dit door de meeste hobbyisten zwaar onderschat, maar zijn ze prima in staat om met hun waterwissels het aquarium jarenlang gezond te houden.

Hier komt de term ‘Old Tank Syndrome’ vandaan. Al slaat dit op het wegdrijven van parameters de andere kant op. In plaats van dat de aantallen oplopen, nemen de hoeveelheid mineralen juist af.

Reset

De inhoud van het water drijft met waterwissels langzaam weg van de originele toestand. Door een paar keer per jaar een hele grote waterwissel uit te voeren zou je het water kunnen ‘resetten’.

Stel, het water heeft een waarde van 170 ppm en 90% van dit water wordt ververst met 100 ppm water. De teller komt dan op 107 ppm uit. Om helemaal naar de originele staat terug te keren, zul je dus een 100% waterwissel moeten uitvoeren.

Welke bezwaren zijn er?

• Veel waterverbruik
• Te grote veranderingen zou slecht zijn. Ik benadruk ‘zou’. Het is met name het snel wegnemen van veel water, wat acute stress veroorzaakt.

Het alternatief is meten en compenseren. Je meet bij de opstart alle mineralen in je aquariumwater en voert waterwissels uit met water die een samenstelling hebben waarmee je compenseert voor het te veel of te weinig van ieder mineraal. En in meer of minder accurate mate. Maar is dit echt nodig?

Waterverdamping

Het water in een aquarium verdampt. De waterdamp bestaat uit H₂O moleculen. Alle opgeloste stoffen, zoals mineralen, blijven in het water achter. Door continue het verdampte water te compenseren met bijvoorbeeld kraanwater, zou betekenen dat de hoeveelheid mineralen in het water toeneemt. Om dit te voorkomen, compenseren veel hobbyisten het verdampte water met zuiver water.

Ook hier is de vraag of dit überhaupt nodig is.

Overigens kun je verdamping sterk afremmen. Dekglazen zijn zeer effectief, maar niet altijd gewenst. Verder speelt de verhouding temperatuur water versus omgeving, natuurlijk een grote rol. In een tropische biotoop wil je waarschijnlijk werken met dekglazen. Zo voorkom je sterke verdamping. Bovendien zijn sommige vissen gebaat bij een warme, vochtige luchtklimaat boven het wateroppervlakte.

Filtratie

Hoe verhoudt het filteren van water ten opzichte van waterwissels? Waterfiltratie heeft verschillende vormen:

• Het uitfilteren van grotere deeltjes, zoals plantaardig materiaal – mechanische filtering
• Het uitfilteren van (onder meer) mineralen – bijvoorbeeld met een RO filter
• Het doden van levende micro-organismen in het water – UV filter
• Het stimuleren van kringlopen – biologische filtratie (waarvan de bekendste, maar zeker niet de enige, de omzetting van ammoniak / ammonium naar nitraat is)
• Het verwisselen van mineralen – ionenuitwisselaar (vaak het uitwisselen van calcium en magnesium voor natrium of kalium om zo het water te ontharden)
• Diverse manieren om nitraat te reduceren (“denitrificatie”).

Met een waterwissel veronderstellen we dat mineralen niveaus, inclusief bicarbonaten (KH), min of meer constant worden gehouden en “organische rotzooi” uit het water wordt gehaald. Ook wordt met waterwissels beoogd om het nitraat gehalte niet te laten oplopen. Dit valt onder het op niveau houden van mineralen, maar ik benoem het hier apart, omdat het zo vaak als argument wordt aangehaald om water te verversen.

Organische ‘rotzooi’

Met mechanische filtering zouden we organische “rotzooi” uit het water kunnen filteren. Ieder soort filter volstaat voor dit doel. De filter heeft het bijkomend voordeel dat er waterbeweging ontstaat, wat over het algemeen ten goede komt aan de zuurstofconcentratie. En dit is weer van belang voor “biologische filtratie”, ongeacht of dit plaatsvindt in de filter of in het aquarium zelf. Welnu, het vindt met name plaats waar de zuurstofconcentratie het hoogste is. Dat is niet per definitie in een ‘oversized’ externe filter.

Zuurstof

Een van de belangrijkste parameters in onderzoek en beheer van waterkwaliteit is opgeloste zuurstof. De reden hiervoor is dat zuurstof nodig is om organische stof om te zetten in anorganische stof. Een veelgebruikte term is “biochemical oxygen demand (BOD)”een maat voor de hoeveelheid zuurstof die micro-organismen nodig hebben om organisch materiaal af te breken.

Nitraat

Denitrificatie op basis van anaerobische werking is zeer lastig of niet mogelijk in een aquarium. Als hobbyisten claimen dat het nitraat gehalte daalt op basis van bijvoorbeeld een zeer diepe zandlaag, dan onderschatte ze zeer hoogstwaarschijnlijk de werking van stikstof (nitraat) assimilatie door bodemschimmels, algen en, indien aanwezig, door planten.

Een plantenfilter is een zeer effectieve manier om nitraat omlaag te brengen. Wil je geen planten in jouw aquarium, dan zou je bijvoorbeeld een HOB filter of sump kunnen aansluiten met planten als Grof hoornblad (Ceratophyllum demersum).

Mineralen

De grootste uitdaging is het op pijl houden van mineralen concentraties. De vraag is hoe belangrijk dit is.

Zwartwater biotopen worden gemerkt door afwezigheid van mineralen danwel de aanwezigheid van slechts een zeer geringe concentraties. De microbiota in deze biotopen is anders dan die van wateren of aquaria waar mineralen voorkomen. Uiteraard zijn deze biotopen niet representatief voor alle aquaria, maar er doemen wel vragen op over mineraal concentraties en waterhardheid.

Vissen die in deze biotopen voorkomen kun je prima houden in zuiver water. Vissen afkomstig uit hard water, krijgen het lastig in deze omgevingen. De grootste verschillen lijken we vooral in de reproductie bij vissen te zien. Zacht water vissen reproduceren beter in zacht water en hard water vissen reproduceren beter in hard water.

Veel andere mineralen halen vissen uit voer of komen vrij bij afbraak van organisch materiaal. Heel veel vissoorten zijn geëvolueerd en leven in de natuur, waar op de bodem veel terrestrisch afval, zoals takken en bladeren, aanwezig zijn die afbreken en mineralen afgeven. Mineralen komen ook mee in regenwater of grondwater. En uiteraard in veel gebieden door sediment en stenen.

Geen waterwissels

Wat gebeurt er als er geen waterwissels worden uitgevoerd?

Beplant aquarium

Sommige hobbyisten zijn in staat om jarenlang geen waterwissels uit te voeren. De auteur hoort bij deze groep. Het betreft sterk beplante aquaria in een relatieve “lage energie stand”. De lichtintensiteit is laag, CO₂ gas wordt niet toegediend en het water wordt niet verwarmd. De planten en de bijbehorende microbiota acteren als stimulator van kringlopen, waaronder de stikstofkringloop, en als regulator van mineralen.

Planten nemen mineralen (anorganische stoffen) op en scheiden organische stoffen uit. Als er van een bepaald mineraal een tekort is, kan een blad worden losgelaten nadat de mobiele mineralen, zoals nitraat, elders worden opgeslagen. Het blad breekt, waaruit mineralen vrijkomen. En zo reguleren planten voor een deel hun directe omgeving.

In een lage energie stand is de groei beperkt en lijken veel plantensoorten vooral te vegeteren. Typisch voegt de hobbyist zo nu en dan wat plantenvoeding (= mineralen) toe aan het water om planten niet te veel te laten opofferen, oftewel, het beplant aquarium er beter te laten uitzien.

Alleen vissen

Bij afwezigheid van planten (of algen) zien we carbonaten (KH) redelijk snel dalen, terwijl andere mineralen, zoals calcium en magnesium (tezamen verantwoordlijk voor de GH van water) kunnen afnemen of oplopen. De kennis en ervaring die voor deze situatie wordt gedeeld, beperkt zich vrijwel volledig tot nitraat. En de nitraat concentratie zal over tijd toenemen.

Met een plantenfilter kun je nitraat uit het water halen. Bijvoorbeeld door een HOB filter of box te voorzien van bijvoorbeeld Grof hoornblad. Of door de wortels van planten als Drakenklimop in het water te steken.

Aanbevelingen

Een van de sleutels om de aquariumhobby meester te worden ligt bij het ontwikkelen van een gevoel voor dichtheden / concentraties. Die van planten, dieren, organische stoffen en mineralen. Een kweekbak met een hoge visdichtheid en waar waterparameters van belang zijn voor succesvolle kweek, is volstrekt anders dan een biotoop met veel planten en slechts enkele volwassen vissen.

Veel kennis over de hobby berust om vissenkweek, waarbij typisch wordt verondersteld dat wat goed is voor kweek is goed voor volwassen vissen. Maar kweek is geen indicatie voor welzijn. Reproductie bij dieren is namelijk heel vaak seizoens- en regio-gebonden. Volwassen vissen zijn toleranter en beter in staat om homeostase te reguleren.

Met waterwissels haal je een deel van het aquariumwater uit het water en doorgaans komt er nieuw kraanwater voor in de plaats. Het deel dat eruit wordt gehaald is niet per definitie vies en kraanwater is niet vrij van rotzooi, zij het in zeer geringe concentraties. Waterwissels zijn dus niet per definitie noodzakelijk.

Beplant aquarium

In een normaal of low energy (lage lichtintensiteit, kamertemperatuur, geen CO₂ gas injectie), beplant aquarium zijn waterwissels niet noodzakelijk. Met plantenvoeding en / of vissen (afvalstoffen) kun je jarenlang probleemloos alleen het verdampte water compenseren. Dit kun je met kraanwater doen, met zuiver water of een mix van beide (verdunt kraanwater).

Het onderhouden van een beplant aquarium kun je volledig doen op basis van observatie. “Groen gekleurde bladeren moeten groen kleuren”, is een prima indicator.

Een filter is niet noodzakelijk, al kan de beweging van water ten goede komen aan de planten en wellicht hebben de vissoort in je aquarium een voorkeur voor stroming.

Een uitzondering op deze aanbeveling zijn de zogenaamde high tech / high energy aquascapes. Hier kunnen planten dermate veel organische afvalstoffen produceren, dat de combinatie met een hoge lichtintensiteit, algen doet ontkiemen. Waterwissels zijn zeer gebruikelijk voor high energy aquascapes, waarmee organische afvalstoffen uit het water wordt gehaald.

Alleen vissen

Onze kennis over “aquariumbiologie” is enorm beperkt. Om met zoveel onzekerheid om te gaan werk ik met de richtlijn om vissen het water te geven dat zoveel mogelijk weg heeft van hun originele leefomgeving. Voor wat betreft waterparameters houd ik 3 situaties aan:

Zwartwater / zeer zacht water

Zwartwater biotopen en Discus aquaria, worden gekenmerkt door de geen of een minimale hoeveelheid mineralen. Met behulp van een TDS meter borg ik dit met waterwissels op basis van osmose water. Planten tref je in deze situatie doorgaans niet aan. Algen ook niet. Wel waterschimmels. Compensatie voor waterverdamping is eenvoudig door meer zuiver water toe te voegen dan je met een waterwissel eruit haalt.

Ondanks dat planten niet kenmerkend zijn in deze situatie, kun je werken met een plantenfilter.

Neutraal water

Als je vissen gaat kweken en optimale resultaten wilt behalen, zul je het water moeten meten en controleren. Tenminste op GH, KH (pH) en temperatuur.

Als kweek niet een doel is, dan volstaat dat vissen gewoon wat mineralen in het water nodig hebben. Veel mineralen worden ook uit voeding gehaald.

En wie meerdere artikelen op Nature Scapes heeft gelezen, zal bekend zijn met het gegeven dat ik KH en pH volledig negeer. Ik maak me dus niet druk over carbonaten. De stikstofcyclus vindt ook plaats als het water 0 dKH leest.

Hoe houd je het water gezond en wat mineralen in het water?

• Gebruik een plantenfilter
• Sta afbraak van afvalstoffen en plantenmateriaal toe

Wil je planten en rotzooi liever niet in je aquarium zien? Dan kun je dit apart houden, mits het water uiteraard uitgewisseld wordt.

Heb je veel planten en weinig vissen, dan zullen mineralen concentraties ongetwijfeld afnemen. Met plantenvoeding (= mineralen) kun je compenseren. Ook kun je verdampt water compenseren met kraanwater, zodat wat extra mineralen worden toegevoegd. Daarmee introduceer je ook ongewenste stoffen (die je zelf ook drinkt), maar de concentraties zijn een stuk lager dan bij waterwissels en voorts wordt een deel opgenomen door planten.

Hard water

Voor de “Lake Malawi” aquaria wordt het water gemeten en gecorrigeerd zodat de GH en KH (en daarmee de pH) waarden hoog blijven. Bijvoorbeeld op basis van waterwissels met behulp van een mix van magnesiumsulfaat (Epsomzout), calciumsulfaat (gips) en natriumbicarbonaat (bakpoeder). Maar vaak wordt substraat of stenen gebruikt die de hardheid van het water op peil houden.

Vaak hebben deze aquaria een relatief hoge vissendichtheid en dus wordt er aardig wat organische stof geproduceerd. Naast de gebruikelijke filtratie, biedt een plantenfilter uitkomst om het water te ontdoen van schadelijke stoffen. Of hiermee waterwissels overbodig worden, hangt af van dichtheden / concentraties. Een relatief grote plantenfilter zou prima moeten werken.

Plantenfilter

Een plantenfilter als alternatief voor waterwissels. Met een lage vissendichtheid zou je bijvoorbeeld met Drakenklimop kunnen werken. Steek de wortels in het water en laat de plant groeien. Je kunt ook met een sump of klein aquarium werken, waar je een plant als Grof hoornblad stopt. Zorg dat het water tussen het aquarium en de sump of klein aquarium stroomt, geef de plant wat licht en de plant doet de rest.

Heb je een beplant aquarium, dan heb je uiteraard geen apart plantenfilter nodig.

Onder meer vanuit de Koi hobby zijn er kritische geluiden over het nut van plantenfilters. Deze kritieken zijn vrijwel volledig toe te schrijven aan concentraties. Heb je bijvoorbeeld een 1 kilo zware Oscar vis in een 100 liter aquarium rondzwemmen, dan heb je waarschijnlijk meer uitdagingen dan alleen een hele flinke plantenfilter te moeten toepassen. Zwemt de Oscar vis in een 1000 liter aquarium, dan wordt het al een stuk makkelijker.

Zuurstof

In alle situaties lijkt zuurstof een belangrijk middel te zijn om water in orde te houden. Ook hier zijn planten (en algen) veel sterker dan iedere filter die je in de winkel kunt kopen.

De hoeveelheid opgeloste zuurstof is een belangrijke indicator voor waterkwaliteit (zie Biochemisch zuurstofverbruik). Door afvalstoffen te verlagen en / of de zuurstof concentratie te maximaliseren, verbeter je de leefomgeving voor dier en plant.

Doe overigens geen moeite de zuurstofconcentratie van water te meten met goedkope testmiddelen; je hebt duur spul nodig om dit accuraat vast te stellen.

Blijf scapen,
Ruud

Heb je vragen of opmerkingen? Stuur me een bericht: