Wenn man es zulässt, dass sich die organischen Substanzen zersetzen, wird die Aktivität vieler unerwünschter Mikroorganismen im Aquarium gesteigert, der Gesamtsauerstoffbedarf erhöht sich (BSB – biochemischer Sauerstoffbedarf, CSB – chemischer Sauerstoffbedarf), dies führt zu einer Verringerung des Redoxpotentials und verursacht eine übermäßige Produktion von CO2 durch bakterielle Atmung, die den pH-Wert reduziert.

Darüber hinaus wird es eine Zunahme an Stickstoff- und Phosphorverbindungen geben, die das Wachstum von lästigen Bakterien und eventuell auch von Algen fördern. Die anfallenden organischen Stoffe haben auch einen signifikanten Einfluss auf die Durchdringung des Lichtes, vor allem in den blauen und UV-nahen Spektren, die das Korallenwachstum stimulieren.

Das Entfernen der organischen Stoffe aus dem Wasser ist daher von entscheidender Bedeutung für den Erfolg des Aquariums. Durch die Nutzung starker Eiweißabschäumung, feiner mechanischer Filterung und gesunder biologischer Filterung (Nitrifikation und Denitrifikation) werden die großen organischen Partikel und die Endprodukte der organischen Zersetzungsprozesse behandelt. Jedoch gibt es viele kleine organische Partikel, die nur mit sehr feiner mechanischer Mikrofilterung durch Aktivkohle entfernt werden können.

Wie filtert Aktivkohle das Wasser?

Wissenschaftlich gesprochen entfernt Kohle die organischen Stoffe durch einen physikalischen Prozess, der Adsorption genannt wird, aus dem Wasser. Innerhalb eines Riff-Aquariums sind die submikroskopischen Poren der Aktivkohle die letzte Stufe der mechanischen Filterung, die die organischen Moleküle adsorbieren, die zu klein sind, um selbst durch feinste mechanische Filter oder physikalisch durch Eiweißabschäumung aus dem Wasser entfernt zu werden.

Adsorption kann man sich als die Haftung eines Moleküls an die Oberfläche durch Anziehungskräfte vorstellen. Dies tritt innerhalb der submikroskopischen Poren der Kohle auf, weil die Anziehungskräfte zwischen den organischen Molekülen und den inneren Oberflächen der Kohle viel größer sind, als die Anziehungskräfte, die sie in Lösung halten würden. Dies geschieht so lange, bis die gesamte Oberfläche im Inneren der Kohle aufgebraucht ist und diese folglich mit organischen Stoffen gesättigt ist.

Was ist Aktivkohle?

Aktivkohle ist ein äußerst poröses Material mit einer schwammartigen Struktur, aber mit einer sehr großen inneren Oberfläche in Bezug auf die eigentliche physikalische Größe. Sie wird aus vielen organischen Materialien hergestellt, die einen hohen Kohlenstoffgehalt haben, wie z.B. Kokosnussschalen, Nussschalen, Braun- und Steinkohle oder Anthrazit. Das auf Kohlenstoff basierende Material wird durch physikalische Modifikation und thermische Zersetzung in einem Ofen unter kontrollierter Atmosphäre und Temperatur „aktiviert“. 

Der Aktivierungsprozess erhöht die Oberfläche einer Volumeneinheit eines aus submikroskopischen Poren bestehenden feinen Netzes signifikant, welches Aktivkohle die Fähigkeit verleiht, als Filtermaterial benutzt zu werden. Die spezifische Quelle der Kohle und der jeweilige Aktivierungsprozess bestimmen die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts. Da es viele verschiedene Qualitätsstufen von Aktivkohle gibt, müssen sie speziell für jede Anwendung ausgewählt werden.

Was macht eine spezifische Kohle ideal für die Nutzung in Riffaquarien?

Es gibt eine Reihe von international anerkannten Tests für die Bewertung und den Vergleich von Aktivkohle. Allerdings sind die wichtigsten Parameter zur Auswahl einer Kohle für Riffaquarien die Jod- und Methylenblauzahl. Diese beiden Parameter messen die Fähigkeit der Kohle, die gesamten organischen Abfälle aus einem Riffaquarium zu absorbieren, die nicht durch die mechanische Filterung und die Eiweißabschäumung entfernt wurden. Je höher die Zahl, desto mehr organische Stoffe werden aus dem Aquarium pro Gramm benutzter Aktivkohle entfernt. Beide Zahlen sind in etwa gleich wichtig und sollten immer gemeinsam betrachtet werden, wenn Testdaten ausgewertet werden.

Einige Hersteller geben eine Melassezahl an, jedoch werden die Moleküle im Melasse-Größenbereich in der Regel durch Eiweißabschäumung entfernt, daher ist diese Zahl nicht relevant um die Eignung von Aktivkohle für Riffaquarien zu bewerten.

In der Vergangenheit wurde bekannt, dass Kohle Phosphat in das Wasser abgibt, was für ein Riffaquarium unerwünscht ist und daher wurde die Kohle umso besser angesehen, desto niedriger die Phosphatabgabe war. In Wirklichkeit ist es so, dass keine Unterschiede messbar sind, so lange die Höhe des auswaschbaren Phosphates unter einem Grund-Schwellenwert liegt und ist daher irrelevant.

Die Sauberkeit oder Staubigkeit des Produkts ist auch zu beachten und wird als der Aschegehalt gemessen. Je niedriger, desto besser, da höhere Level für eine größere Menge an Partikeln stehen, die ins Wasser freigesetzt werden. Somit bleibt eine geringere tatsächliche Masse an Kohle, die der Filterung beitragen kann. Asche-Level werden oft von den Herstellern angegeben, jedoch ist dies am einfachsten sichtbar, indem man sich die Trübung ansieht, wenn man die Kohle ins Wasser gibt.
Zusätzlich zu diesen wichtigen Indikatoren wird der Gesamtwirkungsgrad der Aktivkohle durch physikalische Parameter beeinflusst, wie beispielsweise Produktdichte, TSA, das Porenvolumen und die Maschenweite.

Aktivkohle, die aus Braunkohle und Anthrazit produziert wird, ist aufgrund einer übermäßigen Menge feinen Pulvers (welches bei einigen Fischen zur Seitenlinien-Nekrose „HLLE-Syndrom“ führen kann), welches im Wasser freigesetzt wird, nicht für Riffaquarien zu empfehlen. Die bevorzugten Quellen sind Kokosnussschale oder Steinkohle.