Recherchen

Dass Saurer Regen ein ernst zunehmendes Problem ist, erkannte man erst Ende der 70er Jahre. Man wurde mit großflächigem Waldsterben und einer Versäuerung der Seen konfrontiert. Die ersten Beobachtungen von kristallklaren, absolut sauberen Seen machte man in Schweden. Schließlich stellte sich heraus, dass diese Seen deshalb so sauber waren, weil in ihnen kein Leben mehr existierte. Die Versäuerung mancher Seen war teilweise schon so weit fortgeschritten, dass sie einen pH-Wert von 3 hatten, was etwa dem pH-Wert von Essigsäure entspricht. Anschließend folgte ein großer Medienrummel und der Begriff des Sauren oder Giftigen (sic!) Regens wurde geprägt. In Deutschland sprachen große Zeitungen davon, dass deutschen Wälder irreversibel seien. Die Ursache für den Sauren Regen glaubte man im Treibhauseffekt zu finden, welcher schließlich zu einer Klimakatastrophe führen sollte. Mittlerweile ist erwiesen, dass - falls das Klima durch weltweite Erwärmung trockener wird - Nieder- und Hochmoore austrocknen werden. Der in ihnen vorhandene Schwefel oxidiert zu Schwefeldioxid, welches in die Gewässer gespült wird.

Saurer Regen ist Niederschlag, der durch Schwefeldioxide, Stickoxide, Ammoniak und anderen chemischen Verbindungen verunreinigt ist.
Während der natürliche pH-Wert des Regens ungefähr bei 5,5 liegt, beträgt der pH-Wert von Saurem Regen in Deutschland durchschnittlich 4 bis 4,5. Dieses entspricht etwa einer bis zu circa 40fachen Säuremenge gegenüber unbelastetem Regenwasser.
Studien zeigen, dass Schwefel und Salpetersäure am meisten für die Versäuerung des Regens verantwortlich sind.

Bei Verbrennungsprozessen entstehen Schwefeldioxid, Stickstoffoxide und weitere säurebildende Gase.
Die so freigesetzten Nichtmetalloxide oxidieren in der feuchten Atmosphäre mit Wasserdampf zu Schwefelsäure und Salpetersäure. Diese Stoffe liegen dann gelöst in der Luft vor, so dass sie dann mit dem Niederschlag abregnen. Da diese Verbrennungsprodukte vermehrt in Städten und in industriellen Ballungsgebieten entstehen, ist dort der pH-Wert meist niedriger als auf dem Land.

Zugrunde liegende Reaktionsgleichungen:

Kohlenstoffdioxid:

CO₂ + H₂O -> H₂CO₃

Stickstoffdioxid:

2 NO₂ + H₂O -> HNO₂ + HNO₃

Schwefeloxide:

SO₂ + H₂O -> H₂SO₃

SO₃ + H₂0 -> H₂SO₄

Die ausgewählten Reaktionen verstehen sich als Beispiele; es gibt allerdings noch weitere Möglichkeiten, wie sich Säuren bilden könnten, die ebenfalls zur Entstehung des Sauren Regens beitragen.

Auf Pflanzen

Durch die Versäuerung des Boden, d.h. durch die Anreicherung von H+-Ionen, werden wichtige Mineralstoffe wie Magnesium, Kalium, Calcium usw. von den Bindungsplätzen verdrängt und aus dem Boden ausgewaschen. Damit verliert dieser die normalerweise gute Pufferfunktion . Dadurch kann es zu einer drastischen Absenkung des pH-Werts kommen. Aufgrund der Absenkung des pH-Werts entstehen infolge chemischer Prozesse Al3+-Ionen, die schädigend auf Pflanzenwurzeln und Boden auswirken. Selbiges trifft auch für Eisen-Ionen zu, die bei pH-Werten kleiner 3,8 freigesetzt werden. Der Schädigungsgrad hängt maßgeblich vom Bodentyp ab.

Von den durch Sauren Regen verursachten Schäden sind besonders Nadelbäume betroffen, die Tanne stärker als die Fichte. Unter den Laubbäumen ist die Eiche am stärksten betroffen. Geschädigt sind vor allem Wälder an Standorten mit häufigen und ergiebigen Niederschlägen die zudem relativ niedrige Jahresdurchschnittstemperaturen aufweisen. Dies trifft in Deutschland insbesondere auf Wälder in höheren Lagen der Mittelgebirge und der Alpen zu. Allerdings sind die auftretenden Krankheitsbilder sehr unterschiedlich. Neben gesunden Beständen kommen in vergleichbarer Lage auch stark geschädigte vor. Somit lässt sich schon hier vermuten, dass der Saurer Regen nicht der einzige Faktor für die Schädigung der Pflanzen ist.
Neben den sichtbaren Schäden kommt es auch noch zu einer Reduktion des Genpools, die die Anfälligkeit der Pflanzen vergrößern.

Die einzelnen Krankheitssymptome treten unabhängig voneinander auf und können zudem regional sehr unterschiedlich sein. Bei Nadelbäumen wurden folgende Schäden festgestellt:

• Schäden an Nadeln (Vergilbung, später Abfall)
  
• Schäden an Knospen und jungen Trieben
• Kronenverlichtung
• Rindenschäden
• Holzschäden
• Wachstumsanomalien
• Schäden im Feinwurzelbereich
• Nachlassende Widerstandsfähigkeit gegen Frost, Infektionen, Schädlinge usw.
• Schädigung aller physiologischen Leistungen, was zum Tod der Pflanzen führen kann

Ursache für die Vergilbung der Nadeln ist oft ein Nährstoffmangel. Vergilbte Nadeln sterben meist ab, wodurch es zum Abfall dieser kommt. Bei besseren Umweltbedingungen besteht die Möglichkeit einer Regeneration und Wiederergrünung der Bäume.

Kommt es zu Waldsterben, hat dies eine Veränderung des gesamten Ökosystems zu Folge. Was bedeutet, dass sich dann wieder niederere Pflanzen ansiedeln können, die besser an den sauren Boden angepasst sind. Es ist jedoch in Mitteleuropa nicht so weit, dass die Waldschäden irreversibel sind.

Auf Seen

Besonders oligotrophe und damit ungepufferte Seen versauern sehr schnell. So sind pH-Werte von etwa 3 in skandinavischen Seen aufgetreten. Das führt zum Absterben von Mikroorganismen und Pflanzen und letztlich des gesamten Ökosystems. Werden Seen von Zuflüssen gespeist, die vorher versauerten Waldboden durchlaufen haben, verstärkt sich das Absinken des pH-Wertes zusätzlich.

Auf Gebäude

Der Protonenüberschuss im Regenwasser verursacht eine verstärkte Auflösung von Gestein, was bedeutet, dass die Verwitterung wesentlich schneller voranschreitet. So reagiert beispielsweise Kalkstein mit Schwefelsäure zu Gips. Dadurch bröckelt das Gestein ab, auf ähnliche Weise wird auch Sandstein zersetzt. Dadurch werden zahlreiche Kulturdenkmäler unwiederbringlich zerstört.

Man versuchte, den pH-Wert des Bodens wieder auf sein natürliches Niveau anzuheben, indem man großflächig Kalk ausbrachte, um dadurch die Schäden einzuschränken. Allerdings war das aufgrund der enormen Kosten und der zu großen benötigten Kalkmenge nicht praktikabel. Außerdem lindert die Maßnahme nur die Wirkung des Sauren Regens und bekämpft nicht den Sauren Regen an sich bzw. seine Ursachen.

Die einzig effiziente Möglichkeit, den Sauren Regen zu vermeiden, ist der Einsatz von Filteranlagen in der Industrie sowie Katalysatoren in Automobilen. Diese Maßnahmen werden bereits in einigen westlichen Industrienationen angewendet.

Desweiteren sollte natürlich Energie sinnvoll und sparsam eingesetzt werden, um niedrigere Emissionswerte zu erreichen und Ressourcen zu bewahren.

Die Schädigung an Pflanzen bzw. das Waldsterben beruhen auf einem komplexen Ursachenbündel, welches schwer zu verstehen ist. Hinzu kommt, dass sich die verschiedenen Ursachen, von denen jede für sich wohl recht unbedeutend wäre, in ihrer Gesamtheit verstärken und somit verheerende Auswirkungen haben können.

Allerdings ist die nasse Deposition, d.h. Schadstoffe, die über das Regenwasser an die Pflanzen gelangen, nicht die einzige Ursache für die Säurebelastung der Pflanzen. Des Weiteren gibt es noch trockene sowie feuchte Deposition.

Bei der trockenen Deposition werden die Schadstoffe als Gas bzw. als Staub über die Spaltöffnungen aufgenommen. Dies führt letztlich zu einer Minderleistung der Fotosynthese, dies führt zu vorzeitiger Alterung der Blattorgane und zu Verbleichung des Chlorophylls. Außerdem wird die Funktion der Spaltöffnungen beeinträchtigt.
Insgesamt kommt es allein durch die trockene Deposition zu einer starken Schädigung der Pflanzen.

Feuchte Deposition bedeutet, dass die Pflanzen die Schadstoffe über Nebel oder Tau aufnehmen. Hierbei werden die Schadstoffe im Wasserfilm, der die Blatt- oder Nadeloberfläche überzieht, gelöst. In diesem Falle entstehen sehr schnell pH-Werte kleiner 3. Dies bewirkt, dass durch chemische Reaktionen wichtige Mineralien aus den Blättern herausgelöst werden und Stoffwechselprozesse gestört werden, was zu nachhaltigen Schädigungen führen kann.

Ein weiteres Problem, besonders in landwirtschaftlich genutzten Gebieten mit Massentierhaltung, ist, dass auch Ammoniak, welches in der zur Düngung verwendeten Gülle vorhanden ist, bodenversauernd wirkt. Denn Ammoniak bzw. Ammonium wird im Boden nitrifiziert, was letztendlich zu einer Überdüngung des Bodens führt und weitere Schädigungen der Pflanzen hervorrufen kann.

Weitere Einschränkungen stellen Pilzbefall, Insektenplagen oder Epidemien dar, wobei man sagen muss, dass die Pflanzen gegenüber solchen Einflüssen wesentlich anfälliger werden, wenn sie bereits durch andere negative Umwelteinflüsse wie Sauren Regen vorbelastet sind.

Klar ist auch, dass die mitteleuropäischen Böden einen nicht besonders guten Zustand aufweisen. Denn wie in der Landwirtschaft wird in der Forstwirtschaft auch geerntet, aber so gut wie gar nicht gedüngt. Das hat eine kontinuierliche Verarmung des Bodens an Mineralstoffen zur Folge.

Zwar ist der Schadstoffausstoß, der zum Sauren Regen führt in den letzten Jahren zurückgegangen, ebenso wie der Ausstoß von Staubpartikeln, die ja auch gesundheitsschädigend auf den Menschen wirken. Da diese Staubpartikel basische Komponenten besitzen, wirken sie neutralisierend auf Sauren Regen. Jedoch wird durch die geringere Staubemission weniger Säure neutralisiert, so dass sich die beiden Komponenten ausgleichen und der pH-Wert des Regens etwa gleich bleibt.

Dies sind jedoch nur einige Komponenten, die sich belastend auf die Pflanzen auswirken.

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