Hello. We are Sylvia and Sabrina. We describe the experiments with the water, we took from the FFH-area in Böblingen.

Experiments with water (experiment 1-4)

Sindelfingen

We used the Fishwater Lab.
We worked with the usual reagents in this Lab, but we don’t know how they are called.

Ammonium (NH4+):

We tested the concentration of ammonium in the different samples of water in our following experiment:

Test description:
The samples of water are mixed with two reagents. Altogether the time of reaction takes 12 minutes.

Result:
Concentration of ammonium:
Sample of water 1: <= 0.05 mg/l
Sample of water 2: <= 0.05 mg/l
Sample of water 3: <= 0.05 mg/l

Interpretation:
The samples of water are not toxic, if we take the directives of “Drinking Water Ordinance“ as basis of our interpretation. They are also qualified for being fish water and bathwater.

Translation from Sabrina, content from Sylvia and Sabrina

Ammonium has an important function, because it produces a balance to ammoniac. Ammonium isn’t toxic for fish in contrast to ammoniac, which is extremely toxic. 1 mg/l ammoniac leads very fast to asphyxiation of the fish because the ammoniac attacks the gills.
Therefore 0.2 mg/l for sensible and 0.5 mg/l for less sensible fish should not be exceeded.
This balance between these two substances depends significantly on the pH-value and the temperature of the water. The higher the temperature is the higher the content of ammoniac becomes. When more ammonium is available the solution is acid and when the content of ammoniac is higher the solution becomes alkaline. When the water is acid because of a too high content of ammonium the oxygen will be consumed. The bacteria cause increased oxidations and therefore they consume the oxygen. On the other hand a surplus of ammonium takes a positive effect of the content of oxygen in the water because it stimulates the growth of the micro algae. The micro algae do photosynthesis and produce oxygen. During the day it may come to a super saturation of oxygen because of the increased number of micro algae. In the night however the content of oxygen decreases extremely because the micro algae don’t do photosynthesis and the plankton breathes. The plankton has increased significantly because of the surplus of ammonium. During the night the content of oxygen can decrease now extremely also under the necessary values. This will cause to an overbalance of the water, which means there are areas without oxygen resulting in fish kill.

Sabrina (translation + content)

Hardness of carbonate (CO3):

Test description:
You will need only one reagent.

Result:
Sample of water 1: 9 drops, level 2 soft/medium
Sample of water 2: 4 drops
Sample of water 3: 7 drops

Translation from Sabrina, content from Sylvia and Sabrina

Summary:

Carbonate hardness and acid connection ability:

It ranks among the temporary hardness, which by hydrogen carbonates,
carbonates by magnesium and calcium, which are present solved, one causes.
By cooking water with carbonate hardness, this can be extracted.

The acid connecting ability (SBV), describes a number on
ml 0,1 mol/l from hydrochloric acid.

Assistance of the carbonate hardness and the acid connection ability can
one the fertility of a waters determine, (fruitfully lime-rich water means):

SBV in mol/l
Type of waters
0 – 0.5
arm
0.5 – 1.5
Moderate fruitfully
over 1.5
fruitful

Sylvia (translation + content)

Iron (Fe):

Test description:
You will need only one reagent.

Result:
Sample of water 1: < 0.05 mg/l
Sample of water 2: < 0.05 mg/l
Sample of water 3: < 0.05 mg/l

Summary:
The samples of water do not pass over the limits of the measurement range for fish water and Drinking Water Ordinance.

Translation from Sabrina, content from Sylvia and Sabrina

Iron:
Iron is an essential micro element for water organisms. Fish, macrophyt (big algae) and micro algae need iron for their metabolism (e.g. to build haemoglobin). Under special conditions iron can precipitate (from Fe 2+ to Fe 3+) and it builds in the bed of the water the so-called ‘Ausockerung’. In this case young fish suffer damages although it is vital, to much iron can function toxic. Therefore the limit of iron in fish water is next to 0.1 – 0.2 mg/l. In our samples of water the content of iron is in a normal range and therefore very suitable for the growth of young fish.

Sabrina (translation + content)

Total hardness (Ca, Mg):

Test description:
You will need only one reagent. To get a result we need to count the drops.

Result:
Sample of water 1: soft/medium water (8 drops)
Sample of water 2: soft /medium water (10 drops)
Sample of water 3: very soft water (6 drops)

Summary:
Classification of the hardness of the water:
0-4°d – very soft water
4-8°d – soft water
8-18°d – medium water
18-30°d – hard water
over 30°d – very hard water

Translation from Sabrina, content from Sylvia and Sabrina

The Total hardness of the water:

Among the total hardness one ranks the sum of all existing solved concentrations in the water, e.g. like Calcium and magnesium carbonate or also salts.

There are two different types of groups in addition belong the total hardness of water:
Type 1. The temporary hardness is converted (Hdrocarbonate),
which with heating up into carbon dioxide and insoluble carbonates.
Type 2. The permanent hardness of the water,
which remain with heating up further a solution.

If you want to describe the total hardness of the water you can use the following units:
Degree of the German hardness (°dH):
1 °d corresponds to the quantity of the ions per litre which in 10 mg Ca 3(Co) is contained.
In addition there is the English hardness (°e), the French hardness (°f)
and the American hardness (°US), which are converted as follows:
1° dH = 1.25° e = 1.78° f = 17.8° US = 17.8 mg/l Ca 3(Co)

The water hardness is divided into the following ranges:

softly („1”, < 7 °d),
centralhard („2”, 7 bis 14 °d),
hard („3”, 14 bis 21 °d)
very hard („4”, > 21 °d)

Sylvia (translation + content)

Wasserversuche (Versuche 1-4)

Sindelfingen

Wir arbeiteten mit dem Fishwater Lab.
Es war leider nicht angegeben, wie die Reagenzien heißen.

Ammonium (NH4+):

Wir haben den Ammoniumgehalt der verschiedenen Wasserproben in folgendem Versuch untersucht:

Versuchsbeschreibung:
Die Wasserproben werden mit 2 Reagenzien gemischt. Insgesamt beträgt die Reaktionszeit 12 Minuten.

Ergebnis:
Ammoniumgehalt:
Wasserprobe 1: <= 0,05 mg/l
Wasserprobe 2: <= 0,05 mg/l
Wasserprobe 3: <= 0,05 mg/l

Auswertung:
Die Wasserproben sind nach den Richtlinien der Trinkwasserverordnung nicht toxisch.
Zusätzlich sind sie als Fischwasser und als Badewasser geeignet.

Sylvia und Sabrina

Ammonium hat eine wichtige Aufgabe, da es ein Gleichgewicht zu Ammoniak herstellt. Ammonium ist für Fische ungiftig, im Gegensatz zu Ammoniak, das extrem fischtoxisch ist.
1 mg/l Ammoniak führt sehr schnell zur Erstickung der Fische, da das Ammoniak die Kiemen angreift. Deshalb sollten 0,2 mg/l für empfindliche und 0,5 mg/l für weniger empfindliche Fische nicht überschritten werden. Dieses Gleichgewicht zwischen beiden Stoffen hängt maßgeblich vom pH-Wert und der Temperatur des Wassers ab. Je höher die Temperatur ist, desto höher wird der Ammoniakgehalt.
Ist mehr Ammonium vorhanden, ist die Lösung sauer und bei einem höheren Ammoniakgehalt ist die Lösung alkalisch.
Ist das Gewässer auf Grund von einem zu hohen Ammoniumgehalt sauer, führt das zu einer Sauerstoffzehrung. Die Bakterien machen erhöht Oxidationen und verbrauchen deshalb Sauerstoff. Auf der anderen Seite wirkt ein Ammoniumüberschuss positiv auf den Sauerstoffgehalt des Wassers, da das Ammonium das Wachstum von Mikroalgen anregt. Diese Mirkoalgen machen Fotosynthese und stellen Sauerstoff her. Durch die erhöhte Mikroalgenzahl kann es am Tag zu einer Sauerstoffübersättigung kommen. In der Nacht hingegen sinkt der Sauerstoffgehalt dann stark ab, da die Mikroalgen ihre Fotosynthese einstellen und das Plankton atmet. Das Plankton hat sich durch den Ammoniumüberschuss erheblich vermehrt. In der Nacht kann der Sauerstoffgehalt nun drastisch sinken und auch unter die notwenigen Werte fallen. Dies kann zu einem Umkippen des Gewässers führen, das heißt, es gibt sauerstofffreie Zonen und damit Fischsterben.

Sabrina

Carbonathärte (CO3):

Versuchsbeschreibung:
Es wird nur ein Reagenz benötigt.

Ergebnis:
Wasserprobe 1: 9 Tropfen, Stufe 2 weich/mittel
Wasserprobe 2: 4 Tropfen
Wasserprobe 3: 7 Tropfen

Sylvia und Sabrina

Carbonathärte und Säurebindungsvermögen:

Sie zählt zu der temporären Härte, welche durch Hydrogencarbonate,
Carbonate von Magnesium und Calcium, welche gelöst vorliegen, hervorgerufen wird.
Durch das Kochen von Wasser mit Carbonathärte, kann diese entzogen werden.

Das Säureverbindungsvermögen (SBV),
beschreibt eine Anzahl an ml einer 0.1 mol/l von Salzsäure,
welche bei einer Maßanalyse von 100 ml Wasser einen pH-Wert bis zu 4.3 verbrauchen kann.
Mithilfe der Carbonathärte und dem Säurebindungsvermögen kann man die Fruchtbarkeit eines Gewässers ermitteln, (Fruchtbar bedeutet kalkreiches Wasser):

SBV in mol/l
Gewässertyp
0 – 0.5
Arm
0.5 – 1.5
Mäßig fruchtbar
Über 1.5
Fruchtbar

Sylvia

Eisen (Fe):

Versuchsbeschreibung:
Es wird ebenfalls nur ein Reagenz benötigt.

Ergebnis:
Wasserprobe 1: < 0,05 mg/l
Wasserprobe 2: < 0,05 mg/l
Wasserprobe 3: < 0,05 mg/l

Auswertung:
Die Wasserproben überschreiten die Grenzwerte des Messbereichs Fishwater und der Trinkwasserverordnung nicht.

Sylvia und Sabrina

Eisen:
Für Wasserorganismen ist Eisen ein essentielles Spurenelement. Fische, Makrophyten (große Algen) und Mikroalgen benötigen Eisen zum Stoffwechsel (z.B. zur Hämoglobinbildung). Es kann unter bestimmten Bedingungen auch ausfallen und eine so genannte Ausockerung im Gewässerbett bilden. Dann kann es auch, gerade bei Jungfischen, zu Schäden kommen, denn obwohl es lebensnotwendig ist, kann zu viel Eisen toxisch wirken. Deshalb liegt die Obergrenze an Eisen in einem Fischgewässer bei 0,1-0,2 mg/l.
In unseren Gewässern liegt der Eisengehalt im Normbereich und ist somit gut geeignet für das Heranwachsen von Jungfischen.

Sabrina

Gesamthärte (Ca, Mg):

Versuchsbeschreibung:
Es wird nur ein Reagenz benötigt. Um zu einem Ergebnis zu kommen mussten wir die Tropfen zählen.

Ergebnis:
Wasserprobe 1: mittelweiches Wasser (8 Tropfen)
Wasserprobe 2: mittelweiches Wasser (10 Tropfen)
Wasserprobe 3: sehr weiches Wasser (6 Tropfen)

Auswertung:
Einstufung nach der Wasserhärte:
0-4°d – sehr weiches Wasser
4-8°d – weiches Wasser
8-18°d – mittelhartes Wasser
18-30°d – hartes Wasser
über 30°d – sehr hartes Wasser

Sylvia und Sabrina

Zu der Gesamthärte zählt man die Summe aller
vorhandenen gelösten Konzentrationen im Wasser.
Dazu gehören Beispielsweiße Erdalkalimetallionen, die Umsetzung der Kohlensäure,
Calcium und Magnesiumcarbonat oder auch Salze.

Zwei verschiedene Gruppen zählt man zu der Gesamthärte:
1. Die temporäre oder auch vorübergehende Härte,
dazu gehören Hydrocarbonate, (sind Salze die von der Kohlensäure abstammen und ein bestimmtes Anion tragen) welche sich beim Erhitzen in Kohlendioxid
und unlöslichen Carbonate umwandeln.
2. Die permanenten oder auch bleibende Härte des Wassers,
des Wassers beruht auf Salzen mit anderen Anionen als die temporäre Härte des Wassers,
die beim Erhitzen weiterhin eine Lösung bleiben.

Um die Härtegrade zu beschreiben gibt man diese in folgenden Einheiten an:
Grad der Deutschen Härte (°dH):
1 °d entspricht der Menge der Ionen pro Liter welche in 10 mg Calciumoxid enthalten sind.
Außerdem gibt es noch die englische Härte (°e), die französische Härte (°f) und die
Amerikanische Härte (°US), welche folgendermaßen umgerechnet werden:
1° dH = 1.25° e = 1.78° f = 17.8° US = 17.8 mg/l Ca 3(Co)

Die Wasserhärte wird in folgende Bereiche eingeteilt:

weich („1”, < 7 °d),
mittelhart („2”, 7 bis 14 °d),
hart („3”, 14 bis 21 °d)
sehr hart („4”, > 21 °d)

Sylvia

Untersuchung der Wasserproben aus dem FFH Gebiet in Böblingen

Wir sind Sylvia und Sabrina. Wir beschreiben in unserem Blog die Wasserversuche der Proben, die wir aus den Teichen und Weihern in dem FFH-Gebiet in Böblingen entnommen haben.