In essentie:
Aquasoil bevat deeltjes met negatieve ladingsplaatsen die kationen kunnen vasthouden. Wanneer het in contact komt met aquariumwater, kan die bodem calcium (Ca²⁺) en magnesium (Mg²⁺) uit het water opnemen in ruil voor protonen (H⁺); dit is het gevolg van de cation exchange capacity (CEC) van de bodem en van aanwezige organische zuren. Daardoor neemt de concentratie van harde mineralen in het water af en wordt het water zachter.
De vrijgekomen H⁺‑ionen verlagen de pH: meer H⁺ betekent een lagere pH. Tegelijk reageren die protonen met bicarbonaat (HCO₃) uit de carbonatenbuffer (de KH). Die reactie vormt koolzuur (H₂CO₃) dat snel in CO₂ en water verschuift, waardoor de meetbare alkaliniteit (KH) afneemt en er relatief meer opgelost CO₂ aanwezig kan zijn; een deel van dat CO₂ kan echter ontsnappen aan de atmosfeer afhankelijk van gasuitwisseling en stroming.
Het resultaat bij het gebruik van aquasoil is dus tweeledig: lagere GH door opname van Ca²⁺/Mg²⁺, en lagere KH en pH door afgifte van H⁺ en omzetting van bicarbonaat naar CO₂. Hoe sterk dit gebeurt hangt af van het type en de kwaliteit van de aquasoil, de beginwaarden van pH/KH/GH, temperatuur, gasuitwisseling en hoeveel organisch materiaal of tannines de bodem bevat.
Dan zal je wellicht denken: als er door de omzetting van bicarbonaat CO₂ wordt gevormd; waarom gebruiken we dan een CO₂‑systeem?
Dat komt omdat de hoeveelheid bicarbonaat die daadwerkelijk in opgelost CO₂ wordt omgezet meestal beperkt en tijdelijk is en sterk afhankelijk van beginwaarden van het water en de eigenschappen van de soil. Als je een bak hebt met een bodem van hoogwaardige aquasoil gevuld met 100% osmosewater, kunnen pH en KH laag zijn; onder specifieke aannames (bijv. pH ≈ 6,5 en KH ≈ 1 dKH) volgt daaruit een theoretische CO₂‑concentratie in de orde van enkele ppm, maar die waarde is gevoelig voor kleine veranderingen in pH, KH en temperatuur en is dus geen universele garantie voor een hoeveelheid CO2 in het water wat effect heeft op plantengroei.
Aquasoil fungeert als een soort accu voor voedingsstoffen en uitwisselingscapaciteit, maar die accu kan verzadigen.
Bij opstart kun je de bodem aanvullen met extra voedingsstoffen en periodiek bemesten om planten te ondersteunen. Na langdurige opname van Ca²⁺/Mg²⁺ raakt de ruilbalans verschoven en neemt de pH‑verlagende werking af; de CEC‑eigenschap zelf verandert weinig, maar de uitwisselingsvormen verschuiven. AEC (anion exchange capacity) is bij veel aquasoils klein en speelt meestal geen grote rol.
De belangrijkste bestanddelen in aquasoil die pH verlagen zijn humine/fulvine‑zuren en uitwisselbare H⁺‑ionen op klei/amorfe mineralen (CEC‑plaatsen). Beide werken samen: organische zuren geven H⁺ af en de negatieve uitwisselingsplaatsen ruilen Ca²⁺/Mg²⁺ in voor H⁺, wat pH en KH beïnvloedt.
Het is niet de klei die hier verantwoordelijk voor is. De pH‑verlaging door zuivere klei is meestal beperkt vergeleken met organisch rijke aquasoils omdat klei minder oplosbare organische zuren (humuszuren) bevat die continu H⁺ afgeven.