Ammoniak im Wasser: NH₃ oder NH₄⁺

Wissensdatenbank · 8. August 2026

Ein Ergebnis aus dem Labor oder von einer Sonde sagt: Ammoniumstickstoff (N-NH₄) = 1,2 mg/l. Ist das viel oder wenig? Die Antwort lautet: Das hängt von pH und Temperatur ab - denn dieselbe Zahl kann ein für Fische sicheres Wasser bedeuten oder ein Wasser, in dem die Organismen zu leiden beginnen. Der Schlüssel liegt darin, dass Ammoniumstickstoff die Summe zweier Formen ist und nur eine davon wirklich gefährlich ist.

TAN, die Summe zweier Formen

Das Laborergebnis TAN (Total Ammonia Nitrogen, Gesamt-Ammoniumstickstoff) ist die Summe aus:

• dem Ammoniumion (NH₄⁺) - einer in der Praxis wenig toxischen Form,
• nicht ionisiertem Ammoniak (NH₃) - einer stark toxischen Form, weil es als neutrales Molekül ungehindert durch die Kiemenmembranen tritt.

Beide Formen stehen miteinander im chemischen Gleichgewicht: NH₄⁺ ⇌ NH₃ + H⁺. Welche Seite überwiegt, entscheiden der pH-Wert (hauptsächlich) und die Temperatur (zusätzlich).

Welcher Anteil des TAN ist toxisches NH₃

Der NH₃-Anteil folgt aus dem Säure-Base-Gleichgewicht:

NH₃-Anteil = 1 / (1 + 10^(pKs − pH)), mit pKs = 0,09018 + 2729,92 / T[K]

Diese Temperaturabhängigkeit des pKs stammt aus Emerson et al. (1975) und ist bis heute der Rechenstandard. In der Praxis genügt ein Blick in die Tabelle - Anteil von NH₃ am TAN [%]:

Zwei Dinge fallen sofort auf. Erstens: der pH-Wert regiert. Bei pH 7 ist ein Bruchteil eines Prozents des TAN toxisch, bei pH 9 sind es zehn bis mehrere zehn Prozent. Zweitens: die Temperatur wirkt in dieselbe Richtung, aber schwächer - eine Erwärmung um 20 °C erhöht den NH₃-Anteil auf das Drei- bis Vierfache (bei hohem pH weniger), während ein Anstieg des pH um eine Einheit ihn etwa verzehnfacht. Im Sommer steigen beide Faktoren zugleich, ihre Wirkungen multiplizieren sich also.

Vorsicht bei der Faustregel „×10 je pH-Einheit”. Sie gilt, solange der pH deutlich unter dem pKs liegt (bei 20 °C etwa 9,4). Nahe am pKs und darüber schrumpft der Faktor - in der Tabelle sichtbar: zwischen pH 8,5 und 9,0 bei 30 °C steigt der Anteil nur noch etwa auf das 2,2-Fache, nicht auf das 3,2-Fache.

Dasselbe Ergebnis, zwei verschiedene Urteile

Zurück zum Beispiel vom Anfang: TAN = 1,2 mg/l.

• bei pH 7,0 und 20 °C → NH₃-N ≈ 0,005 mg/l - unbedenklich,
• bei pH 8,5 und 20 °C → NH₃-N ≈ 0,13 mg/l - mehr als 25-mal so viel, bereits im Bereich erhöhten Risikos.

Das ist der ganze Inhalt dieses Artikels in zwei Zahlen: TAN allein ist kein Ergebnis, solange pH und Temperatur nicht dabeistehen.

Folgen für Wasserorganismen

Nicht ionisiertes Ammoniak schädigt das Kiemenepithel, beeinträchtigt den Gasaustausch und schwächt die Abwehr - schon bei Konzentrationen, die nicht sofort töten (den Mechanismus beschreiben u. a. Randall und Tsui, 2002). Richtwertbereiche für NH₃-N aus der Praxis von Teichwirtschaft und Monitoring:

Woher diese Zahlen stammen. Die obige Staffel ist eine redaktionelle Konvention dieser Website - eine Vereinfachung, damit ein Ergebnis sofort einzuordnen ist, abgestimmt auf unseren Rechner. Sie ist kein Zitat aus einer Norm oder einem Kriterium. Reale Kriterien sind komplexer: in den US-EPA-Kriterien für Ammoniak (2013) ist die zulässige Konzentration keine feste Zahl, sondern eine Funktion von pH und Temperatur, und sie hängt zusätzlich vom Vorkommen empfindlicher Muscheln und Schnecken ab - für Gewässer mit diesen Organismen liegen die Schwellen deutlich niedriger. Wenn du einen belastbaren Wert brauchst (Bericht, Gutachten, Streitfall), greife zum Kriterium deiner Rechtsordnung und deines Gewässertyps, nicht zu dieser Tabelle.

Auch die Empfindlichkeit unterscheidet sich zwischen den Arten - Salmoniden sind weit empfindlicher als Cypriniden - für einen Salmonidenbesatz sind diese Bereiche also zu großzügig.

Nitrit nicht vergessen

Ammoniak verschwindet nicht - es wird von Bakterien im Prozess der Nitrifikation oxidiert:

NH₄⁺ → NO₂⁻ (Nitrit) → NO₃⁻ (Nitrat)

Der Zwischenschritt ist oft der Engpass. Ist die nitrifizierende Lebensgemeinschaft unreif (neuer Teich, neuer Biofilter) oder überlastet (Besatzsprung, hohe Temperatur, nach einer Desinfektion), reichert sich Nitrit an. Seine Toxizität wirkt über einen anderen Mechanismus - es oxidiert Hämoglobin zu Methämoglobin, das keinen Sauerstoff transportiert (daher „Braunblutkrankheit”) - und, entscheidend, sie hängt nicht vom pH ab. Sie lässt sich also weder aus dem pH vorhersagen noch durch dessen Korrektur abmildern.

Praktisch ergibt das eine einfache Regel: wer Ammoniak misst, misst auch Nitrit - besonders in den ersten Wochen nach dem Besatz und nach jedem Eingriff in den Wasserkreislauf. Weiterer Zusammenhang der Stickstoffumsetzungen: Stickstoff- und Phosphorkreislauf.

Was tun, wenn das Ergebnis hoch ist

Die Reihenfolge der Maßnahmen bei erhöhtem NH₃ ist gut etabliert:

1. Fütterung einstellen oder reduzieren - der schnellste Weg, den TAN-Eintrag zu kappen.
2. Belüften - Ammoniak tritt meist zusammen mit Sauerstoffmangel auf, und geschädigte Kiemen kommen damit schlechter zurecht.
3. Wasser wechseln oder nachfüllen - Verdünnung wirkt auf den TAN, also auf beide Formen zugleich.
4. Die Lage nicht mit einer abrupten pH-Korrektur „retten”. Ein niedrigerer pH verschiebt das Gleichgewicht zwar zum ungiftigen NH₄⁺, doch ein Sprung des pH ist für Fische ein eigener Stress, und ein Rückschlag nach oben kann den Effekt blitzschnell umkehren. pH-Änderungen langsam und nur bewusst vornehmen.

Was diese Bewertung nicht abdeckt

• Salzgehalt. Die obige Formel gilt für Süßwasser. In Übergangs- und Küstengewässern senkt die Ionenstärke den NH₃-Anteil - die „Süßwasserformel” überschätzt dort das Risiko.
• Expositionsdauer. Ein kurzer Ausschlag in den „Warnbereich” ist etwas anderes als eine Woche darin; die Bereiche beschreiben einen Zustand, keine Dosis.
• Zusammenwirken mit Sauerstoff. Ein Fisch mit geschädigten Kiemen verträgt Sauerstoffmangel schlechter
  • und umgekehrt. Im Sommer verschlechtern sich meist beide Faktoren gemeinsam.

Wann das Risiko wirklich steigt

• Aquakulturteiche - hoher Besatz, intensive Fütterung → hoher TAN aus Fischstoffwechsel und Futterabbau,
• Eutrophe Teiche und Seen - die Photosynthese der Algen hebt den pH tagsüber, manchmal über 9,
• Nach Wasserwechsel oder Gewittern - plötzliche pH-/Temperaturänderungen können das Gleichgewicht NH₃/NH₄⁺ auch bei konstantem TAN abrupt verschieben.

Deshalb kommt es im Sommer in warmen und nährstoffreichen Gewässern am häufigsten zum Fischsterben, das mit „Sauerstoffmangel” erklärt wird, obwohl Ammoniak mitverantwortlich sein kann.

In der Praxis

Ein TAN-Ergebnis sagt wenig ohne pH und Temperatur, im selben Moment gemessen - der pH eines eutrophen Teichs kann sich binnen eines Tages um mehr als eine Einheit ändern, eine Nachmittagsprobe und eine Probe im Morgengrauen beschreiben also zwei verschiedene toxikologische Situationen. Zur Umrechnung der TAN-Einheiten (z. B. NH₄ ↔ N-NH₄) siehe Konzentrationseinheiten umrechnen.

🧮 Werkzeug: Rechner für Ammoniak-Toxizität (NH₃/NH₄⁺)

• gib TAN, pH und Temperatur ein und erhalte die Konzentration des toxischen NH₃ samt Bewertung nach der Tabelle oben. Ohne Anmeldung.

Wer länger als eine Saison beobachtet, für den ist entscheidend, dass TAN, pH und Temperatur gemeinsam, als eine Probe erfasst werden - sonst lässt sich ein Jahr später nicht mehr rekonstruieren, unter welchen Bedingungen ein Wert entstanden ist. In LimnoLog erfasst du sie in einer Messreihe, auch offline im Gelände, und siehst sie in einem gemeinsamen Diagramm.