Saurer Regen
- Antworten der Schüler|
1. Fragen vorweg (beantwortet von K. H.) 1.Welche Stoffe nimmt ein Baum über seine Wurzel auf? Die Wurzel besteht aus Hauptwurzel und Nebenwurzeln, die den Baum in der Erde verankert. Mit Hilfe derer Wurzelhaare nimmt der Baum Wasser auf und damit die zum Leben und Wachstum notwendigen Salze, wie Calzium, Kalium, Magnesium und Eisen. Wesentlich hier ist das, was fehlt: Ein Baum ernährt sich von Wasser, Luft und Sonne - aus dem Boden nimmt er keine "Nährstoffe" auf (sonst würde der Boden um einen Baum ja abnehmen, je größer der Baum würde :-) ! Es geht da nur um metallische Spurenelemente, die ein Baum eben nicht selbst bilden kann. Diese Spurenelemente liegen in Ionenform vor, also in Wasser gelöst. Die Bindungspartner von Calzium, Kalium, Magnesium und Eisen sind Nitrate und Phosphate, die der Baum ebenfalls in Spuren braucht. 2. Was ist eine Säure? Im alltäglichen Sprachgebrauch meint man mit einer Säure einen Stoff, der sauer schmeckt oder ätzend wirkt, bzw. andere Stoffe angreift. Säuren können unterschiedlich stark sein. Ihre Stärke hängt vom pH-Wert ab. Je kleiner der pH-Wert umso stärker ist die Säure. Zu den stärksten herkömmlichen Säuren gehören die Salpetersäure, die Salzsäure und die Schwefelsäure.Säuren haben einen PH-Wert unter 7. 3."Wir gehen raus, messen den PH-Wert einer Pfütze und wissen, ob der Regen sauer war" - klappt fast nie. "Wir nehmen einen Schneeball und messen seinen PH-Wert" - das Ergebnis ist oft enorm sauer. Beides sind Hauruck-Maßnahmen, die nichts beweisen. Klären Sie, wie Behörden "amtlich" sauren Regen feststellen. Niederschlag ist für gewöhnlich leicht sauer, da sich das natürlich in der Luft vorkommende Kohlendioxid (CO2) in ihm löst. Eine wässrige Lösung von Kohlendioxid kennen wir als Kohlensäure (H2CO3) z.B. in Mineralwasser. Hierdurch hat der Regen einen pH-Wert von ca. 5,6. Kohlensäure ist in wässriger Lösung nicht stabil sondern dissoziiert in die Ionen, H3O+ und Hydrogencarbonat HCO3-. Da schon sauberer Regen einen pH-Wert von 5,6 hat, sprechen wir von saurem Regen bei einem pH unter 5,6.Der Ph-Wert des Regens wird bei Regenfall stündlich mit sehr genauen Elektroden gemessen, die im Bereich des PH 1 bis 6 arbeiten. Man erhält so Höchstwerte und Durchschnittswerte des sauren Regens. 4."25 Jahre statistisch erfasstes Waldsterben" - und ich lese keinen Text, der das benennt, was ich auf den Statistiken sehe: Der Zustand des Waldes in Deutschland ist seit 1990 aus Sicht eines Statistikers, der Abweichungen einbezieht, bis jetzt gleich schlecht geblieben. Wer findet Schätzungen zum Waldzustand in Deutschland 1960,1970, 1980?
http://de.academic.ru/pictures/dewiki/119/waldschaeden06.gif http://www.wsl.ch/forest/waldman/vorlesung/ww_tk5533.html |
2. Entstehung von saurem Regen - der chemische Aspekt
Antworten ab hier von M.G.
Wie oben berichtet wurde, kann der saure Regen nicht durch den hohen Ausstoß von Kohlenstoffdioxid entstehen. Verantwortlich für einen pH-Wert des Regens unter 5,6 müssen also andere Teilchen sein.
Die Schadstoffe, die für den sauren Regen verantwortlich sind, sind Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2) und Schwefeldioxid (SO2). Diese kommen zwar auch ohne das Zutun des Menschen in der Natur vor: z.B. entstehen Stickstoffoxide bei Zersetzungsprozessen im Boden und Schwefeloxide werden von Vulkanen freigesetzt. Die Hauptmenge dieser Schadstoffe wird jedoch vom Menschen erzeugt und ausgestoßen: v.a. Bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffe in Kraftwerken, Haushalten und Verkehr. Diese gasförmigen Oxide reagieren mit den Wassermolekülen in der Luft.
3. Auswirkungen
Der saure Regen wirkt sich auf den Boden, Gewässer, Pflanzen und Gebäude aus.
Wenn saurer Regen auf basischen Boden trifft, also z.B. Kalkboden, kann die Säure neutralisiert direkt werden. Die im Boden vorliegenden Hydrogencarbonat-Anionen reagieren mit den Protonen der Säure.
Die Pufferkapazität des Bodens kann jedoch irgendwann erschöpft sein; dann wird die Säure an das Grundwasser, Bäche, Flüsse und Seen weitergegeben. Wenn diese Gewässer keine basischen Ionen enthalten, die die Säure neutralisieren können, wird auch dieses Wasser sauer. Folge sind das Eingehen der Vegetation, veränderte Lebensformen, oder sogar das komplette aussterben dieser Gewässer.
Der saure Regen kann im Boden auch giftige Mineralien und Schwermetallionen aus Gestein auswaschen. Beispielsweise Aluminium-, Cadmium- oder Blei-Kationen. Diese können durch den Boden ebenfalls in Gewässer gelangen. Sie können aber auch von Pflanzen als Nährstoffe aufgenommen werden und so die Pflanzen vergiften.
Da der saure Regen, wie eben beschrieben, auch die Nährstoffe auswäscht, können Pflanzen in diesen Gebieten auch an Nährstoffmangel leiden. Zudem wirkt der saure Regen auch direkt auf die Pflanzen, über die Blätter. Folgen insgesamt sind, dass Pflanzen anfälliger für Krankheiten werden, Blütenfarben gebleicht werden, bis hin zum Absterben der Pflanzen.
Auch Gebäude bleiben vom schädlichen Einfluss sauren Regens nicht verschont.
Saurer Regen greift insbesondere Sand- und Kalkstein an. Damit verbunden ist eine Kristallvergrößerung. Das Bauwerk bröckelt
4. Gegenmaßnahmen
Die erste Maßnahme, die in der Geschichte gegen die Auswirkungen des Saueren Regens getroffen wurde, war, dass die Schornsteine von Fabriken/Kraftwerken einfach höher gebaut wurden – mit dem Erfolg, dass die Schadstoffe eben flächenmäßig weiter verteilt wurden.
Daraufhin begann man, Filteranlagen in Fabriken/Kraftwerke einzubauen. In Deutschland wurde 1983 die „Großfeuerungsanlagen Verordnungen" zur Verringerung der Emissionen von Schwefeldioxid und Stickstoffoxiden aus Kraftwerken erlassen. Mit Erfolg. Die Schadstoffemission aus der Großindustrie wurde stark eingeschränkt.
Um die Schäden auf Pflanzen und Boden zu reduzieren, werden an manchen Orten die Wälder gekalkt
Allerdings werden noch immer sehr viele Schadstoffe von Haushalten und vom Verkehr ausgestoßen. In Fahrzeuge werden zwar Katalysatoren eingebaut. Dennoch sollte der Verbrauch an fossilen Brennstoffen in Motoren, Haushalt Kraftwerken eingeschränkt werden. Eine Maßnahme wäre hierr, öffentliche Verkehrsnetze weiter ausztubauen und andere,v.a. Regenerative Energie mehr zu fördern.
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