Ökologie

Saurer Regen

Saurer Regen ist ein Niederschlag, der mehr Säure enthält als normaler Niederschlag. In diesem Beitrag zeigen wir dir, was sauren Regen ausmacht, was seine Auswirkungen sind und welche Gegenmaßnahmen du ergreifen kannst.

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Inhaltsübersicht

Saurer Regen einfach erklärt

Unter saurem Regen kannst du dir Niederschlag vorstellen, der einen pH-Wert unter 5,5 hat. Damit liegt der pH-Wert des sauren Regens unter dem von normalem Regen, welcher bei 5,5 – 5,7 liegt. Der pH-Wert ist ein Maß dafür, ob eine Lösung basisch oder sauer ist. Je niedriger der pH-Wert, desto saurer die Lösung.

Saurer Regen entsteht hauptsächlich, wenn sich ausgestoßene Schadstoffe (z.B. aus Kraftwerken) in den Wolken mit Wasser verbinden. Dadurch sinkt der pH-Wert des Wassers. Die Wolken können diese chemische Verbindung auch in entfernte Regionen tragen und dort abgeben.

Der saure Regen kann sich unter anderem negativ auf Gewässer, Pflanzen und Gebäude auswirken.

Definition

Saurer Regen (eng. acid rain) bezeichnet einen Niederschlag, dessen pH-Wert unter dem pH-Wert von reinem Regenwasser liegt. Unter einem pH-Wert von 5,5 gilt er als sauer. Seine sauren Eigenschaften können sich negativ auf die gesamte Biosphäre auswirken.

Saurer Regen Entstehung

Grundsätzlich entsteht saurer Regen in Verbindung mit Stickstoffoxiden (NOX) oder Schwefeloxiden (SOX) wie Schwefeldioxid (SO2).

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Saurer Regen Ursachen

Die größte Ursache für sauren Regen ist die Luftverschmutzung. Diese sorgt dafür, dass sich die Zusammensetzung der Luft ändert. Da jedoch die Aktivitäten der Menschen in den letzten Jahrzehnten die Atmosphäre verunreinigten, ist unreine Luft heutzutage der Normalzustand. Deshalb ist hauptsächlich der „Grad an Luftverschmutzung“ für den sauren Regen verantwortlich.

Die Ursachen für die Luftverschmutzung sind vielseitig. Hauptsächlich sind folgende Sektoren dafür verantwortlich:

  • Industrie (insbesondere Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Erdöl)
  • Verkehr (z.B. Autos und Luftfahrt)
  • private Haushalte (z.B. heizen und Beleuchtung)
  • Landwirtschaft (z.B. Pestizide)

Insbesondere in diesen Sektoren werden die Schadstoffe in Form von festen Partikeln, Gasen oder Aerosolen abgegeben.

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Saurer Regen Schema

Aber auch in der Umgebung von aktiven Vulkanen kann es zur Bildung von saurem Regen kommen. Hier entweichen während der Eruption sehr viele Gase, darunter insbesondere Schwefeldioxid. Dieses kann sich mit dem Regen verbinden.

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Schadstoffausstoß durch eine Vulkaneruption

Saurer Regen Formel

Du kannst die Bildung des sauren Regens auch mit einer chemischen Reaktionsgleichung beschreiben. Wie du bereits weißt, kann er sich zum Einen durch die Verbindung mit Schwefeloxiden (SOX) wie Schwefeldioxid und zum Anderen durch die Verbindung mit Stickoxiden (NOX) bilden.

Schwefeldioxid (SO2) bildet sich, wenn Schwefel (S) in die Atmosphäre gelangt und sich mit Sauerstoff (O2) verbindet:

S + O_2 \longrightarrow SO_2

Einige Moleküle Schwefeldioxid können sich dabei nochmals mit Sauerstoff verbinden und bilden so Schwefeltrioxid (SO3):

2SO_2 + O_2 \longrightarrow 2SO_3

Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid lösen sich in Wasser und bilden dabei Schweflige Säure (H2SO3), bzw. Schwefelsäure (H2SO4):

SO_2 + H_2 O \longrightarrow H_2 SO_3

SO_3 + H_2 O \longrightarrow H_2 SO_4

Je höher die Konzentration dieser Säuren im Wolkenwasser, desto saurer ist der Regen, also desto niedriger der pH-Wert.

Bei den hohen Temperaturen insbesondere in der Industrie können sich Stickoxide wie Stickstoffdioxid (NO2) bilden.
Dazu verbindet sich der in der Luft enthaltene Stickstoff (N2) mit Sauerstoff zuerst zu Stickstoffmonoxid (2NO):

N_2 + O_2 \longrightarrow 2NO

Der Stickstoffmonoxid verbindet sich mit Sauerstoff zu Stickstoffdioxid. Dieses liegt in der Gasphase auch als Distickstofftetroxid (N2O4) vor:

2NO + O_2 \longrightarrow 2NO_2

2NO_2 \rightleftharpoons N_2O_4

NO2 und N2O4 können mit Wasser nun zu Salpetriger Säure (HNO2) und Salpetersäure (HNO3) reagieren:

2NO_2 + H_2O \longrightarrow HNO_2 + HNO_3

N_2O_4 + H_2O \longrightarrow HNO_2 + HNO_3

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Ausgestoßene Schadstoffe führen zu saurem Regen

Saurer Regen Auswirkungen

Saurer Regen kann verschiedenste Auswirkungen haben. Insbesondere Gewässer, Pflanzen und der Boden und auch Gebäude sind stark betroffen.

Auswirkungen auf Gewässer

Wenn der saure Regen in verschiedenste Gewässer fällt, kann das dazu führen, dass sich deren pH-Wert stark absenkt. Der pH-Wert von natürlichen Gewässern kann teilweise zwischen 6,5 und 8,5 schwanken.

Der saure Regen kann den pH-Wert unter dieses Niveau bringen, wodurch Kleinlebewesen und Pflanzen geschädigt oder sogar getötet werden können. Außerdem kann sich in der sauren Umgebung giftige Metallionen besser anreichern, die ebenfalls sehr schädlich sind.

Insgesamt kann dieser geringe pH-Wert über einen längeren Zeitraum beispielswese Stoffwechselvorgänge hemmen oder die Artenvielfalt senken.

Auswirkungen auf Pflanzen

Pflanzen nehmen ihre Nährstoffe vor allem über den Boden auf. Wenn der Boden versauert, lagern sich wieder giftige Metallionen an, die den Pflanzen die Nährstoffaufnahme und das Wachstum erschweren. Außerdem sind die Pflanzen deutlich anfälliger gegenüber verschiedensten Krankheiten.

Über einen längeren Zeitraum kann der versauerte Boden sogar zum sterben ganzer Wälder (= Waldsterben) führen.

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Saurer Regen und Waldsterben

Auswirkungen auf Gebäude

Nicht nur die Natur, sondern auch einige Gebäude können Schaden von saurem Regen nehmen. Vor allem Sand-, Kalkstein, Beton oder Marmor können von der Säure angegriffen werden. Durch diese Säureschäden setzt die Verwitterung (= Gesteinszersetzung) der Gebäude schneller ein und es sind mehr Reparaturen notwendig.

Viele historische Gebäude und Statuen wie das Taj Mahal in Indien oder die Akropolis in Athen, die über längere Zeit von saurem Regen betroffen sind, nehmen deutliche Schäden.

Saurer Regen Gegenmaßnahmen

Wegen der starken Folgen von saurem Regen ist es wichtig, frühzeitig Gegenmaßnahmen einzuleiten. Dabei kannst du entweder die Symptome behandeln oder direkt die Ursachen beheben.

Während die Behandlung der Symptome relativ einfach, aber kurzfristig ist, kann die Behandlung der Ursachen langfristig für Besserung sorgen.

Maßnahmen gegen Symptome

Um die Symptome abzuschwächen, wird in vielen Gegenden in Europa Kalk mit dem Hubschrauber verstreut. Dieses Kalk ist in der Lage, den pH-Wert des Bodens anzuheben und die Bodenstruktur zu verbessern. So kann er beispielsweise die Wasserspeicherfähigkeit des Bodens anheben und die Durchlüftung verbessern, was das Wurzelwachstum erleichtert.

Maßnahmen gegen Ursachen

Die erste Maßnahme gegen die Ursachen des sauren Regens fand in Deutschland in den 80er Jahren statt. Es wurde dir Regel eingeführt, dass in großen fossilen Kraftwerken die ablaufenden Gase entschwefelt werden müssen. Somit traten weniger Schwefeloxide (SOX) in die Atmosphäre ein und die Schwefelsäuren konnten schwerer gebildet werden. In Verbrennungsmotoren wie von Autos oder Flugzeugen wird direkt aus den Kraftstoffen der Schwefel vor dem Gebrauch entfernt.

Während die Entfernung von Schwefeloxiden relativ einfach ist, gestaltet sich die Entfernung von Stickstoffoxiden deutlich schwerer. Das liegt hauptsächlich daran, dass die Luft zu einem großen Teil aus Stickstoff (ca. 78 %) besteht.

Zusammenfassung

  • Saurer Regen ist ein Niederschlag mit einem pH-Wert unter 5,5
  • Er entsteht durch die Verbindung von Wasser mit Schadstoffen wie Stickoxiden und Schwefeloxiden
  • Die sauren Eigenschaften können sich unter anderem negativ auf Gewässer, Pflanzen und Gebäude auswirken
  • Gegenmaßnahmen können gegen die Symptome oder direkt gegen die Ursachen eingeleitet werden

pH-Wert

Damit du verstehst, was einen sauren Regen ausmacht, solltest du unbedingt wissen, was der pH-Wert ist. Schnell und einfach erklären wir dir das in unserem Video dazu. Schau es dir gleich an!

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