Säurekapazität als wichtiger Parameter für Poolbetreiber

Mitunter stellen sich bei der Pflege eines Schwimmbeckens Probleme ein, die keine erkennbare Ursache haben: Häufige pH-Wert-Schwankungen oder Schwierigkeiten mit Trübstoffen. Dies kann in zu hartem oder zu weichen Wasser, speziell in der Alkalinität oder auch „Säurekapazität“ begründet sein.

Wir erklären, wie man diesen Wert ermitteln und im optimalen Bereich halten kann.

Poolwasser

Das Wichtigste zur Säurekapazität auf einen Blick

  • Säurekapazität gibt an, wie gut eine Lösung in der Lage ist, bei Zugabe saurer Ionen den gleichen pH-Wert zu halten. Andere Begriffe sind Säurebindungsvermögen, Alkalinität, TA-Wert (für total alkalinity) oder auch Karbonathärte.
  • Eine im Pool unpassende Säurekapazität sorgt für diverse Probleme bei der korrekten Einstellung der Poolchemie: pH-Messung, Flockung, Kalkablagerungen und die Messung des Chlorgehalts werden allesamt beeinflusst. Natürlich beeinflusst die Säurekapazität auch die Puffereigenschaften des Wassers.
  • In diesem Artikel stellen wir auch Methoden vor, um einen vom Optimum abweichenden Säurekapazitäts-Wert zu korrigieren. Dafür eignen sich sogenannte TA-Plus – Präparate sowie einige Hausmittel. Auch Informationen zur Dosierung und Sicherheitshinweise sind weiter unten zu finden.

Was genau bedeutet der Begriff Säurekapazität?

Im Wasser herrscht immer ein Gleichgewicht verschiedener Verbindungen, die über Aufnahme oder Abspaltung von Wasserstoffionen (H+; Protonen) ineinander umgewandelt werden können. Säuren erhöhen die Konzentration dieser Protonen und verschieben dadurch das Gleichgewicht. Basen bewirken eine Senkung der Protonenkonzentration. Carbonat (CO32-) kann durch Säure in Hydrogencarbonat (HCO3; früher auch „Bicarbonat“) umgewandelt werden. Der pH-Wert einer Lösung gibt die Konzentration freier Protonen an. Je niedriger der pH-Wert, desto (Achtung!) mehr Protonen.

Carbonat „schluckt“ einfach erklärt die durch Säure freigesetzten Protonen und hält damit den pH-Wert stabil. Es gibt eine sogenannte Pufferwirkung. Man kann diese Pufferwirkung bis zum pH-Wert von 4,3 erwarten. Darunter liegt sämtliches Carbonat als Hydrogencarbonat vor, welches keine weiteren Protonen aufnimmt. Bei Zugabe von Basen gibt es übrigens auch einen vergleichbaren Puffereffekt, den man über eine Basenkapazität darstellen könnte.

Das Optimum der Säurekapazität liegt bei etwa 80-150 mg/l. Das entspricht 80-150 ppm oder 1,6-3 mmol/L. Nicht ganz korrekt, aber immer noch verbreitet, ist die Angabe als °dH, also „Grad deutscher Härte“. Diese Einheit gibt eigentlich die Konzentration der Härtebildner Calcium und Magnesium an. Hier liegt das Optimum bei 4,5 bis 8,5 °dH.
Wird dieser Bereich der Säurekapazität unterschritten oder stark überschritten, kommt es bei Messungen von Poolinhaltsstoffen zu Problemen. Die mangelnde Pufferwirkung kann vor allem auch für stärkere pH-Wert-Schwankungen sorgen. Außerdem beeinträchtigt dies die Wirksamkeit von Flockungsmitteln. Als Folge lassen sich Trübungen und Schwebstoffe nicht mehr so effektiv abscheiden. Auch Messelektroden an automatischen Dosiereinrichtungen für z. B. eine Chlordesinfektionsanlage können bei zu niedriger Säurekapazität falsche Messwerte anzeigen. Gegebenenfalls sollten diese Ergebnisse z. B. durch einen Teststreifen mit chemischer Nachweisreaktion überprüft werden. Die mangelnde Pufferwirkung begünstigt außerdem Kalkablagerungen und Korrosion. Insgesamt ist klar zu sehen, wie wichtig die korrekte Säurekapazität für die Wasserqualität ist.

Wie wird die Säurekapazität ermittelt?

Keine Sorge: Hier ist kein chemisches Know-How notwendig. Auch wem die Pufferwirkung und die Umwandlung von Carbonat in Hydrogencarbonat und umgekehrt zu hoch ist, der kommt mit den Richtlinien zur optimalen Säurekapazität und einfachem Handwerkszeug zur Ermittlung und gegebenenfalls Korrektur prima klar.

Den Säurekapazitätswert oder TA-Wert kann man mit Hilfe einfacher Teststreifen bestimmen. Oftmals sind auch Produkte erhältlich, die neben der Säurekapazität noch andere Werte ermitteln, z. B. den pH-Wert, die Konzentration an „freiem Chlor“ oder die Gesamtwasserhärte. Dazu wird das Ende des Papierstreifens einfach mit Poolwasser benetzt und die Färbung des Testfelds entsprechend der Anleitung abgelesen.

Eine andere Möglichkeit ist der Einsatz elektronischer Teststreifen-Leser. Diese Geräte bieten etwas mehr Bedienkomfort und liefern das Testergebnis als direkt ablesbare Zahl.
Probleme mit der Säurekapazität werden oft nicht durch direkte Messung, sondern mittels anderer Indizien entdeckt. Zum Beispiel fallen dem Poolbetreiber zuerst häufige und schwer korrigierbare Schwankungen des pH-Werts auf. Auch Korrosionserscheinungen und hartnäckige Trübungen sind ein Hinweis auf mangelnde Pufferstärke. Gerade wenn Niederschläge oder ein stärkerer Badebetrieb die Wasserqualität über das gewohnte Maß hinaus verändern, sollte man eine sorgfältige Messung der Säurekapazität erwägen.

Reagiert der Pool dagegen auf Zugabe von pH-Senker oder pH-Plus-Präparaten nicht mehr so, wie erwartet, kann dies ein Zeichen dafür sein, dass zu viel Carbonathärte vorhanden ist: Die Säurekapazität ist dann zu hoch.

Erhöhte und niedrige Säurekapazitäten

Der Haupteinfluss für die Säurekapazität des Poolwassers liegt im Speisewasser. Im Trinkwasser findet man in Deutschland üblicherweise etwa 40 ppm Carbonathärte. Dieser Wert kann jedoch von Ort zu Ort erheblich schwanken. Die für den Pool optimalen Werte lassen sich so oft nicht allein mit dem Leitungswasser erreichen. Schon deswegen ist es sinnvoll, Chemikalien oder Hausmittel zur Hand zu haben, um die Säurekapazität einzustellen.

Weitere Einflussfaktoren sind der normale Badebetrieb und Niederschläge: Regenwasser ist verhältnismäßig „weich“ und trägt eher zur Senkung der Säurekapazität bei. Auch Badegäste sorgen über den Eintrag von organischem Material, Schweiß etc. und der anschließenden Behandlung bei der Pooldesinfektion dafür, dass der Gehalt an Carbonat und Hydrogencarbonat langsam zurückgeht. Die Zugabe von Chlor und gerade eine Stoßchlorung sorgen dabei zuerst für eine Erhöhung des pH-Wertes und damit auch der Alkalinität. Durch die ständige Erneuerung des Poolwassers wird in der Regel ebenfalls ein Verdünnungseffekt erzielt, dem man gegenarbeiten muss. Außerdem ist jede Zugabe von Säure mit einer Reduktion der Säurekapazität verbunden. Aus diesem Grund sollte eine pH-Wert-Senkung sorgfältig und Schrittweise erfolgen, damit anschließend nicht der nächste Poolparameter neu eingestellt werden muss. Wenn bei einer zu heftigen Säurezugabe ohne Pufferkapazität das Gleichgewicht „kippt“, verwandelt man den Poolinhalt in Abwasser.

Das klassische Hausmittel zur Korrektur der Carbonathärte ist Soda oder Natron (Backsoda). Natürlich genügen die kleinen haushaltsüblichen Päckchen nicht für ein Schwimmbad. Doch immerhin lässt sich dieses Mittel nicht nur im Poolbedarf, sondern auch im Haushaltsbedarf finden. Dabei steht Natron für Natriumhydrogencarbonat, Soda dagegen für das saurere (und weniger geeignete) Natriumcarbonat. Rein rechnerisch gilt: Für 1 m³ Poolvolumen benötigt man ca. 18 g Natriumhydrogencarbonat, um die Säurekapazität um 10 mg/l zu erhöhen. Das entspricht 10 ppm, 0,2 mmol/l oder 0,12 °dH.

Professionelle Chemikalien zur Einstellung des TA-Wertes im Pool werden oft als TA-Minus (TA-) und TA-Plus (TA-Plus) bezeichnet. Sie unterscheiden sich (abgesehen möglicherweise von Zusatzstoffen zur Stabilisierung) nicht von gewöhnlichem Soda und lassen sich genauso handhaben. Bei der Dosierung folgt man hier am besten den Herstellerangaben.

Eine Senkung des TA-Werts kann dabei mit üblichen pH-Wert-Senkern erreicht werden. Je nach Substanz und Hersteller sind die Dosierungen zu vielfältig, um sie hier in praktischen Faustregeln darzustellen. Wenn keine entsprechende Anleitung beiliegt, kommt man nicht daran vorbei, sich durch vorsichtige Zugabe, Durchmischung und erneute Messung langsam an das Optimum heranzutasten.

Praxis der Säurekapazität: Messung und Einstellung

Optimum der Säurekapazität (unterschiedliche Einheiten für denselben Bereich):

  • 80 – 150 mg/l
  • 80 – 150 ppm
  • 1,6 – 3 mmol/l
  • 4,5 -8,5 °dH

Die Einstellung des perfekten pH-Wertes bei gleichzeitig optimalem TA-Wert ist oftmals schwierig. Hier empfiehlt sich schrittweises und geduldiges Vorgehen, da eine zu beherzte Zugabe der Chemikalien die eingestellten Werte schnell wieder aus dem Gleichgewicht bringt.

Wenn berechnet wurde, welche Menge an Natriumhydrogencarbonat zugesetzt werden muss, löst man den Stoff vor der Zugabe in einem Eimer mit Poolwasser auf. Bei größeren Schwimmbecken erfordert dies unter Umständen mehrere Wiederholungen in kleineren Einheiten, um das Lösen der Substanz in Wasser zu beschleunigen. Geben Sie die Lösung dann direkt in den Pool oder den Skimmer und lassen Sie die Umwälzpumpe mindestens dreißig Minuten laufen, damit sich die neue Säurekapazität überall gleichmäßig einstellen kann. Anschließend messen Sie zur Kontrolle nach, ob die gewünschte Veränderung eingetreten ist.

Abgesehen von Störungen im Poolgleichgewicht und wiederkehrenden Problemen, die auf Abweichungen vom optimalen TA-Wert hinweisen können, ist die Säurekapazität oftmals ein übersehener und vernachlässigter Parameter. Sie muss auch nicht so oft kontrolliert werden wie zum Beispiel pH-Wert oder die Konzentration des Desinfektionsmittels. Dennoch sollten sich Poolbetreiber eine gewisse Regelmäßigkeit angewöhnen und zum Beispiel alle 4 Wochen überprüfen, ob die Alkalinität noch im gewünschten Rahmen liegt.
Aus diesem Artikel sollte ersichtlich sein, welche Rolle der TA-Wert bei der Wasseraufbereitung spielt. Wer ihn vernachlässigt und die Richtwerte ignoriert, handelt sich langfristig nur Probleme ein.

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