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Saurer Regen - Referat
Definition, Entstehung + Ursachen
 Niederschlag, der durch aus Luftschadstoffen (SO2 – Schwefeldioxid, NO2 - Stickstoffdioxid) gebildete Säuren sauer reagiert
 Niederschlag mit pH-Wert 4,5 oder weniger
 zum Vergleich: normaler pH-Wert eines Niederschlags liegt bei etwa 5,5
 enthält:
o Kohlenstoffdioxid
 durch natürlichen Kohlenstoffdioxidgehalt niedrigerer pH-Wert
 Kohlenstoffdioxid reagiert mit Wasser zu Kohlensäure
 CO2 + H2O  H2CO3
 Kohlenstoffdioxidgehalt in der Luft niedrig, Reaktion läuft nur zu einem winzigen Bruchteil ab  Reaktion zählt nicht zu den Ursachen des sauren Regens
o Schwefeloxide (entstehen durch Verbrennung fossiler Energieträger (Erdöl, Erdgas, Kohle)
 durch Verbrennung, Bildung von Schwefeldioxid (SO2)
 SO2  2 mögliche Reaktionen
 1. SO2 reagiert in der Luft mit Sauerstoff zu Schwefeltrioxid
• 2SO2 + O2  2SO3
• Schwefeltrioxid mit Wasser zu Schwefelsäure (SO3+H2OH2SO4)
 2. SO2 reagiert mit Wasser gleich zur schwefligen Säure
• SO2 + H2O  H2SO3
• schweflige Säure reagiert mit Wasser zur Schwefelsäure
• 2H2SO3 + O2  2H2SO4
 egal ob 1. oder 2., am Ende entsteht Schwefelsäure (eine der stärksten Säuren die es gibt, verringert pH-Wert des Regens)
o Stickoxide
 Stickoxide mit Wasser reagieren zu salpetriger Säure und Salpetersäure
 2NO2 + H2O  HNO2 + HNO3
 niedriger pH-Wert  Regen wird sauer
o Schwefelsäure u. Salpetersäure sind „schuld“ am sauren Regen
 für sauren Regen wesentlichen Schadstoffe kommen auch in der Natur vor (z.B. werden Schwefeldioxide von Vulkanen freigesetzt, Stickoxide können bei Blitzeinschlägen entstehen)
 überwiegende Menge dieser schädlichen Stoffe wird allerdings von der Bevölkerung produziert und ausgestoßen (im Straßenverkehr, Haushalt, oder bei den Verbrennungsprozessen in Kraftwerken)
 in großen Industriegebieten und Städten entstehen die schädlichen Gase Schwefel- und Stickoxid vermehrt, deshalb ist hier der pH-Wert auch deutlich niedriger als in den ländlichen Regionen
Saurer Regen, ein Problem der Neuzeit?
 Was denkt ihr, gab es sauren Regen schon früher?
 in der Antike war saurer Regen bekannt
 schon die alten Römer konnten beobachten, wie in der Gegend rund um die Fabriken, die Bleiglanz verarbeiteten, Bäume abstarben
 auch in der neueren Zeit hielten sich die Schäden, welche durch den sauren Regen entstanden, lange Zeit regional begrenzt
 in Europa wurde etwa seit Beginn der 60er Jahre die Ausweitung von saurem Regen beobachtet, in den 70er Jahren traten dann vielfältige und weiträumige Schäden durch den sauren Regen auf
 erst dann wurde richtig erkannt, dass der saure Regen ein sehr ernst zu nehmendes Problem darstellt
Auswirkungen:
Natur  Pflanzen
o Auswirkungen auf die Natur sind vielfältig
o Boden kann versauern + dadurch die Pflanzenwelt schädigen
o Pflanzen wachsen schlechter + werden schneller krank, weil Nährstoffe ausgewaschen werden + nicht mehr zur Verfügung stehen
o auf der Unterseite der Blätter sind Spaltöffnungen, durch die normalerweise Luft in das Blattinnere gelangt, diese Spaltöffnungen können sich nun nicht mehr schließen und es kommt zur so genannten Spaltöffnungsstarre. Der Baum verliert dadurch immer mehr Feuchtigkeit und trocknet aus
o saurer Regen gilt als eine von mehreren Ursachen für das Waldsterben in Deutschland
Natur  Flüsse, Seen, Meere
o auch für die Flüsse, Seen und Meere ist saurer Regen schädlich:
o durch Versauerung wird das Gleichgewicht im Wasser gestört, was Auswirkungen auf Wachstum und Vermehrung der Tiere und Pflanzen haben kann
Mensch
o Versauerung d. Trinkwassers, was erst wieder kompliziert in solchen Kläranlagen gereinigt werden muss
Gebäude
o Saurer Regen ist nicht nur schädlich für Natur + Mensch, sondern lässt auch wertvolle Kunstdenkmäler und historische Bauwerke zerfallen
o zum Beispiel dafür der Kölner Dom, den wahrscheinlich die meisten von euch kennen
o Kölner Dom wurde mit Beton gebaut, der sich durch Säuren langsam zersetzt
o saurer Regen kann auch Sandsteine und Fenstergläser verätzen
o auch Marmor kann verätzt werden, da er aus Calciumcarbonat besteht
o wenn saurer Regen auf Marmor trifft, entstehen vielfältige Schäden
o deshalb wurden die meisten Marmorskulpturen am Kölner Dom in Innenräume verlagert
o am Kölner Dom konnte man die Zersetzung an dieser Figur beobachten
Gegenmaßnahmen:
o man versuchte, den pH-Wert des Bodens wieder zu neutralisieren, indem man dem Boden großflächig Kalk zuführte, + damit die Schäden zu beheben
o allerdings war das wegen der hohen Kosten + der großen benötigten Menge an Kalk nicht möglich
o außerdem lindert diese Maßnahme nur die Wirkung des Sauren Regens + bekämpft nicht den Sauren Regen an sich
o einzig effiziente Möglichkeit, zur Vermeidung des Sauren Regens, ist der Einsatz von Filteranlagen in der Industrie
o diese Filter filtrieren den größten Teil der Abgase + binden diese an andere Stoffe, sind jedoch sehr teuer + müssen regelmäßig gewartet werden, weshalb sich einige Fabrikbesitzer gegen die Filter wehren
o bei Autos lässt sich die Emissionsmenge (also Ausstoßmenge) durch Abgaskatalysatoren vermindern
o diese sind seit 1993 Pflicht für alle Neuwagen
o für die Zukunft gibt es noch weitere Alternativen, um die Produktion von gefährlichen Abgasen zu vermindern
o eine Möglichkeit davon ist Wasserstoff als Kraftstoff, denn bei der Verbrennung von Wasserstoff entstehen keine Abgase, sondern nur Wasser
o somit ist das auf den ersten Blick eine saubere Energie, das stimmt aber leider nicht ganz, da man zur Herstellung von Wasserstoff eine ganze Menge Energie benötigt, die wiederum aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird
o eine andere Methode zur Vermeidung ist der Bau von erneuerbaren Energieanlagen wie z.B. Wasser-, Wind- + Solaranlagen oder die Nutzung der Erdwärme
o bisher gibt es schon einige dieser Anlagen, aber einige Wissenschaftler hoffen, dass unsere Energie in der Zukunft fast nur noch von solchen Anlagen produziert wird
o eine weitere Gegenmaßnahme ist die Rauchgasentschwefelung (Tessa)
Gegenmaßnahme Rauchgasentschwefelung
o in Kraftwerken besteht die Möglichkeit Schwefeldioxid durch technische Maßnahmen bis über 95 Prozent aus dem Rauchgas zu entfernen
o es gibt mehr als hundert verschiedene Verfahren, die als Endprodukt Gips oder Ammoniumsulfat liefern
o die von uns hier gezeigte ist die Kalkwäsche, die sich weltweit am meisten durchgesetzt hat
o hierbei wird unter Zugabe von Kalk (sowohl Kalkstein als auch als Branntkalk) Gips produziert
o dies geschieht meist in einem Gegenstromwäscher, dem Absorber
o während das Rauchgas den Behälter von unten nach oben durchströmt, reagieren die Schwefelverbindungen mit der Waschsuspension
o diese wird durch Sprühebenen, die im oberen Bereich des Absorbers angebracht sind, fein verteilt und rieselt nach unten in eine Auffangwanne, den Sumpf
o im Behältersumpf wird das Umsetzungsprodukt des Schwefeldioxides, nämlich Calciumsulfit durch Zugabe von Sauerstoff zu Calciumsulfat (für uns als Gips bekannt) aufoxidiert (CaSO3 → CaSO4)
o nachdem frischer Kalk beigemengt und ein Teil des entstandenen Gips ausgeschieden wurde, wird die Suspension über Umwälzpumpen wieder in die Sprühebenen gepumpt
o ist das Rauchgas im oberen Bereich des Wäschers angelangt, werden die letzten Suspensionstropfen im Tropfenabscheider entfernt und das Gas kann gereinigt die Anlage verlassen
Fakten
 pH-Wert liegt bei 4,5 oder weniger (bei „normalem“ Regen um 5,5)
 Säurekonzentration bei saurem Regen 10-mal größer als bei „normalem" Regen
 saurer Regen enthält 40fache Säuremenge im Vergleich zu „normalem“ Niederschlagswasser
 saurer Regen färbt Kupfer, z.B. auf Kupferdächern blau-grün
 von dem im 14. Jahrhundert erbauten Ulmer Münster können Besucher verwitterte/vom sauren Regen betroffene Steinbrocken kaufen, das Geld wird dann zur Restaurierung der Kirche (entstandene Schäden durch den sauren Regen) verwendet
 Veränderungen des ökologischen Gleichgewichts, z.B. neue Arten, Aussterben alter Arten, Mutation (Umweltanpassung)
 bei der Reaktion der Stick- und Schwefeloxide wird die Konzentration dieser Gase in der Luft verringert und müssen so z.B. nicht mehr vom Menschen eingeatmet werden
 Forscher fanden heraus, dass saurer Regen eine düngende Wirkung hat:
o kranke Bäume konnten sich innerhalb von 10 Jahren mit Unterstützung des sauren Regens erholen
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