Als Saurer Regen oder umgangssprachlich auch "Säure Regen" werden Niederschläge genannt, die einen pH-Wert von unter 5,5 haben. Der saure Regen entsteht hauptsächlich durch Luftverschmutzung. Dabei verbinden sich Schadstoffe (Stickoxide oder Schwefeloxide) durch chemische Reaktionen mit dem Wasser in der Luft, wodurch Schwefel- oder Salpetersäure entsteht. Dieser Prozess senkt den pH-Wert des Wassers und damit des Regens.
Zum Vergleich: Normaler Regen hat einen pH-Wert zwischen 5,5 und 5,7. Ein neutraler pH-Wert liegt übrigens bei 7, d. h. Regen ist generell immer leicht sauer.
Saurer Regen kann zu einigen negativen Auswirkungen führen. Darunter fallen Folgeschäden für Pflanzen, Wälder, Gewässer und Gebäude.
Saurer Regen – Ursachen
Wie bereits erwähnt ist die Ursache von saurem Regen die generelle Luftverschmutzung. Es gibt einige Gründe für die Verschmutzung, die wichtigsten sind jedoch die Industrie, vor allem durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, der Verkehr und die Landwirtschaft. Aber auch private Haushalte tragen durch ihren Verbrauch an Gas und Strom etc. zur Luftverschmutzung bei.
Neben den durch Menschen generierten Faktoren finden sich auch in der Umwelt Aspekte, die relativ viele Schadstoffe produzieren und in die Atmosphäre abgeben.
Dazu gehören Vulkane. Diese stoßen bei einem Ausbruch sehr viele Gase aus, darunter auch Schwefeldioxid.
Saurer Regen – Entstehung & Bestandteile
Saurer Regen entsteht durch eine chemische Reaktion von Wasser mit Schwefeloxiden oder Stickoxiden. Bei den Schwefeloxid-Reaktionen bildet sich zunächst aus Wasser (H2O) und Schwefeldioxid (SO2) schweflige Säure (H2SO3) oder durch Wasser und Schwefeltrioxid (SO3) Schwefelsäure (H2SO4). Diese Säuren können dann in Niederschlägen wiedergefunden werden, siehe Abbildung 1.
Die Reaktionsgleichung für den sauren Regen lautet in diesem Fall:
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Auch kann saurer Regen durch Stickoxide entstehen. In diesem Fall bildet sich durch die Reaktion von Wasser mit den Stickoxiden Salpetrige Säure (HNO2) und Salpetersäure (HNO3).
Die Reaktionsgleichungen für den sauren Regen siehst Du hier:
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Diese Schwefeloxide und Stickoxide entstehen beispielsweise durch Verbrennung von fossilen Brennstoffen, wie beim Heizen und beim Fahren von Fahrzeugen.
Deshalb steigen seit der Industrialisierung die Anzahl dieser chemischen Stoffe in der Luft immer weiter, sodass saurer Regen immer häufiger vorkommt.
Die Schwefeloxide sind etwa zu zwei Dritteln und die Stickoxide sind zu ungefähr einem Drittel für die Versauerung der Niederschläge verantwortlich.
Abbildung 1: Saurer Regen Formel
Mehr zu den chemischen Einzelheiten findest Du in "Saurer Regen" im Fach Chemie.
Saurer Regen – Auswirkungen
Saurer Regen hat viele negative Auswirkungen für die Umwelt. Hierbei werden verschiedene Ökosysteme und Bewohner unterschiedlich beeinflusst.
Auswirkung des sauren Regens auf Pflanzen und Wälder
Die schwefelhaltigen Säuren sind oft für großflächige Waldschäden verantwortlich. Wenn diese nämlich in den Boden gelangen, verändern sie das chemische Gleichgewicht. Dadurch verändert sich auch die Nährstoffzusammensetzung und der Wasserhaushalt, wodurch Pflanzen Schäden an ihren Kleinwurzeln erhalten können.
Als Folge dieser Schäden können Pflanzen Nährstoffe im Boden nicht mehr so gut aufnehmen. Nach längerer Zeit werden diese Bäume weniger widerstandsfähig gegenüber Krankheiten, und anderen äußeren Einflüssen wie Borkenkäfern oder Pilzen.
Auch wirkt sich der saure Regen auf die Blätter der Bäume aus. Der saure Regen haftet an den Blättern, wo sich die Säuren ablagern und die Schließung der Spaltöffnungen in den Blättern verhindern. Dadurch kann der Baum Feuchtigkeit nicht mehr so gut im Inneren aufbewahren und der Baum trocknet immer weiter aus. Dies kann zu großflächigem Waldsterben führen.
Auswirkungen des sauren Regens auf Gewässer
Auch Gewässer und in ihnen lebende Tiere können durch sauren Regen stark beeinträchtigt werden. Hier verändert sich durch den sauren Regen der pH-Wert der Gewässer. Dies kann verschiedene Lebewesen unterschiedlich beeinflussen. So können zum Beispiel Wasserpflanzen nicht mehr so gut wachsen. Dadurch wiederum haben Tiere nicht mehr so viel Futter zur Verfügung.
Auch kann der veränderte pH-Wert direkten Einfluss auf Tiere haben, die in den Gewässern leben.
Durch den veränderten pH-Wert lösen sich kalkhaltige Gehäuse und Schalen von Weichtieren wie Muscheln auf. Somit ist der saure Regen einer der Gründe für die Verminderung der Artenvielfalt.
Auswirkungen des sauren Regens auf Gebäude
Der saure Regen kann auch Auswirkungen auf Gebäude haben. Schwefelsaurer Regen greift nämlich, vor allem Kalksandstein und Kalkstein an, aber auch Beton. Dies hat zur Folge, dass die Verwitterung bei Gebäuden schneller einsetzt. Auch kann der saure Regen in Verbindung mit Fluor Fenstergläser verätzen. Marmor wird ebenfalls sehr leicht von saurem Regen angegriffen.
Vor allem historisch relevante Gebäude und Statuen werden häufig von saurem Regen befallen, da diese schon über viele Jahrhunderte hinweg mit starken Witterungsverhältnissen zu tun haben. Aus diesem Grund wurden viele Statuen, die ursprünglich im Freien standen, nach innen verlegt.
Beispiele für antike oder historische Gebäude, die unter der Säureeinwirkung zu leiden haben, sind unter anderem das Taj Mahal, die Akropolis, das Capitol in Washington D.C. oder der Kölner Dom.
Sauren Regen – Gegenmaßnahmen
Es gibt eine Reihe von Gegenmaßnahmen, die unternommen werden, um den sauren Regen zu bekämpfen. Hierbei kann man in Maßnahmen gegen die Auswirkungen und gegen die Ursache des sauren Regens aufteilen.
Maßnahmen gegen die Auswirkungen
In vielen Gegenden von Europa wird versucht, mit Kalk die Übersäuerung umzukehren. Dafür werden große Mengen Kalk per Hubschrauber verstreut, da Kalk neutralisierend wirkt.
Maßnahmen gegen die Ursache
Seit den 80er Jahren sind die großen fossilen Kraftwerke dazu übergegangen, ihre Rauchgase zu entschwefeln. Dadurch treten weniger Schwefeloxide in die Luft ein, und der saure Regen kann ein wenig eingedämmt werden. Das ist aber bei kleineren Verbrennungsmotoren, wie in Autos und Flugzeugen, nicht möglich, weshalb dort aus den Kraftstoffen der Schwefel entfernt wird. So konnten viele westliche Industrieländer ihren Schwefelausstoß drastisch verringern.
Um 1980 bis 2000 wurden in Deutschland im Niederschlag noch pH-Werte zwischen 4,0 und 4,5 gemessen. Das entspricht einer 10- bis 40-fach höheren Säurekonzentration, als es "normal" wäre. Heutzutage kann eine Verbesserung des pH-Wertes in Deutschland vermerkt werden. Der Wert liegt aktuell ungefähr bei 4,8 bis 5,0, in ein paar Gebieten ist er bereits etwas höher.
Die Entfernung von Stickoxiden ist jedoch um einiges schwerer, da die Atmosphäre zum Großteil aus Stickstoff besteht. Deshalb werden bei so gut wie allen Verbrennungsprozessen Stickoxide gebildet. In Fahrzeugkatalysatoren kann diese Anzahl zum Teil verringert werden, aber nicht zu 100 %. Hierfür werden in Zukunft andere Lösungen wie Elektroautos benötigt.
Saurer Regen - Das Wichtigste
Als saurer Regen werden Niederschläge bezeichnet, die einen pH-Wert von unter 5,5 haben.
Er entsteht durch chemische Reaktionen, bei denen sich entweder Stickoxide oder Schwefeloxide mit dem Wasser in der Luft verbinden, wodurch Schwefel- oder Salpetersäure entsteht.
Dieser saure Regen hat negative Auswirkungen auf Pflanzen, Gewässer und Gebäude und kann zu Waldsterben oder Artenverminderung in Gewässern führen, da sich die Nahrungszusammensetzung für Tiere und Pflanzen durch die Säuren verändern.
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