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Saurer Regen

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Biologie

Als saurer Regen werden Niederschläge bezeichnet, die einen pH-Wert von unter 5,5 haben. Saurer 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.

Ursache von saurem Regen

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.

Entstehung von saurem Regen

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.

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).

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.

Saurer Regen Formel StudySmarterAbbildung 1: Saurer Regen Formel

Auswirkungen von saurem Regen

Saurer Regen hat viele negative Folgen für die Umwelt. Hierbei werden verschiedene Ökosysteme und Bewohner unterschiedlich beeinflusst.

Auswirkung 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 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 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 Maßnahmen, 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.

Saurer Regen

Saurer Regen entsteht durch chemische Reaktionen, bei denen Stickoxide oder Schwefeloxide sich mit Wasser aus der Luft verbinden und dadurch Schwefel- oder Salpetersäure entsteht.

Saurer Regen hat verschiedene negative Auswirkungen auf die Umwelt. Betroffen sind bspw. Pflanzen, Wälder, Gewässer, aber auch von Menschen geschaffene Gebäude. 

Die Problematik des sauren Regens trat vor allem in den 80er Jahren, durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen in Kraftwerken, auf. Dadurch wurden große Mengen an Schwefel in die Atmosphäre abgegeben.

Saurer Regen zeichnet sich durch einen säurehaltigen pH-Wert von unter 5,5 aus, der negative Auswirkungen auf die verschiedenen Ökosysteme hat.

Finales Saurer Regen Quiz

Frage

Was versteht man unter saurem Regen?

Antwort anzeigen

Antwort

Man spricht von saurem Regen, wenn der pH-Wert unter 5,5 fällt.

Frage anzeigen

Frage

Nenne mindestens drei Ursachen von saurem Regen.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Industrie
  • Verkehr
  • Landwirtschaft
  • Private Haushalte
  • Vulkanismus
Frage anzeigen

Frage

Welchen pH-Wert hat "normaler" Regen?

Antwort anzeigen

Antwort

Der pH-Wert für Regen liegt normalerweise zwischen 5,5 und 5,7.

Frage anzeigen

Frage

Was für Reaktionen laufen bei der Entstehung von saurem Regen ab?

Antwort anzeigen

Antwort

Saurer Regen entsteht durch eine chemische Reaktion von Wasser mit Schwefeloxiden oder Stickoxiden.  

Frage anzeigen

Frage

Welche zwei Stoffe entstehen durch die Reaktion von Wasser mit Stickoxiden?

Antwort anzeigen

Antwort

Salpetrige Säure

Frage anzeigen

Frage

Welcher Stoff entsteht bei der Reaktion von Wasser und Schwefeldioxid?

Antwort anzeigen

Antwort

Schwefelige Säure

Frage anzeigen

Frage

Auf welche Aspekte in der Umwelt kann saurer Regen eine Auswirkung haben? Nenne drei Beispiele.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Pflanzen/Wälder
  • Gewässer
  • Gebäude
Frage anzeigen

Frage

Wodurch werden infolge des sauren Regens Waldschäden verursacht?

Antwort anzeigen

Antwort

Die schwefelhaltigen Säuren im Regen sorgen für großflächige Waldschäden, da diese das chemische Gleichgewicht im Boden verändern. Dadurch verändert sich auch die Nährstoffzusammensetzung und der Wasserhaushalt, wodurch Pflanzen Schäden an ihren Kleinwurzeln erhalten können.  

Frage anzeigen

Frage

Inwiefern hat saurer Regen Einfluss auf die Tiere in einem Gewässer?

Antwort anzeigen

Antwort

Saurer Regen verändert den pH-Wert der Gewässer. Dies kann verschiedene Lebewesen unterschiedlich beeinflussen - bspw. wachsen Wasserpflanzen nicht mehr so gut. Was wiederum weniger Futter für andere Tiere bedeutet.
Frage anzeigen

Frage

Was für einen Einfluss hat saurer Regen auf Gebäude?

Antwort anzeigen

Antwort

Saurer Regen, vor allem wenn relativ viel Schwefel enthalten ist, greift Kalksandstein und Kalkstein, aber auch Beton an. Das führt zu einer schnelleren Verwitterung der Gebäude.
Frage anzeigen

Frage

Welche Maßnahme wird gegen die Symptome von saurem Regen häufig eingesetzt?

Antwort anzeigen

Antwort

In vielen Gegenden von Europa wird Kalk per Hubschrauber verstreut, da es neutralisierend wirkt. 

Frage anzeigen

Frage

Welcher Stoff steht bei der Reaktion von Wasser und Schwefeltrioxid?

Antwort anzeigen

Antwort

Schwefelsäure

Frage anzeigen

Frage

Was für pH-Werte wurden in Niederschlägen in den 80er und 90er Jahren in Deutschland gemessen?

Antwort anzeigen

Antwort

Es wurden pH-Werte zwischen 4,0 und 4,5 gemessen.

Frage anzeigen

Frage

Durch welche Maßnahme aus den 80er Jahren wurden weniger Schwefeloxide in die Luft abgegeben?

Antwort anzeigen

Antwort

Durch die Entschwefelung der Rauchgase wurden weniger Schwefeloxide in die Atmosphäre abgegeben. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Maßnahme kann auf lange Sicht bei der Reduzierung von Stickoxiden helfen?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Verwendung von Elektroautos
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