Saurer Regen: Was verursacht ihn und welche Auswirkungen hat er?

Auswirkungen von saurem Regen

Zu den sauren Regeneffekten zählen die Versauerung von Seen und Bächen sowie Schäden an Bäumen in großen Höhen (z. B. Rotfichten über 2.000 Fuß) und vielen empfindlichen Waldböden. Darüber hinaus beschleunigt saurer Regen den Verfall von Baumaterialien und Farben, einschließlich unersetzlicher Gebäude, Statuen und Skulpturen, die Teil des kulturellen Erbes unserer Nation sind. Vor dem Fall auf die Erde tragen Schwefeldioxid (SO 2 ) und Stickoxid (NO x ) sowie deren Partikelderivate - Sulfate und Nitrate - zur Verschlechterung der Sichtbarkeit bei und schädigen die öffentliche Gesundheit.

Sichtweite

Sulfate und Nitrate, die sich in der Atmosphäre aus Schwefeldioxid (SO 2 ) und Stickoxidemissionen (NO x ) bilden, tragen zur Beeinträchtigung der Sichtbarkeit bei, was bedeutet, dass wir nicht so weit oder so klar durch die Luft sehen können.

Sulfatpartikel machen 50 bis 70 Prozent der Sichtbarkeitsreduzierung im östlichen Teil der USA aus, was sich auf unsere Freude an Nationalparks wie Shenandoah und Great Smoky Mountains auswirkt. Das Acid Rain-Programm soll die Sichtweite in den östlichen USA um 30 Prozent verbessern. Basierend auf einer Studie über den Wert, den Nationalparkbesucher der Sichtbarkeit beimessen, werden die in Nationalparks im Osten der USA aufgrund der SO 2 -Reduzierungen des Acid Rain-Programms erwarteten Verbesserungen der Sichtweite bis zum Jahr 2010 einen Wert von über einer Milliarde Dollar pro Jahr haben.

Im westlichen Teil der USA spielen auch Nitrate und Kohlenstoff eine Rolle, aber Sulfate wurden in vielen Nationalparks des Colorado River Plateau, einschließlich des Grand Canyon, der Canyonlands und des Bryce Canyon, als wichtige Quelle für Sichtstörungen angesehen.

Gesundheit

Saurer Regen sieht aus, fühlt sich an und schmeckt wie sauberer Regen. Der Schaden für Menschen durch sauren Regen ist nicht direkt. Das Gehen bei saurem Regen oder sogar das Schwimmen in einem sauren See ist nicht gefährlicher als das Gehen oder Schwimmen in sauberem Wasser. Die Schadstoffe, die sauren Regen verursachen - Schwefeldioxid (SO 2 ) und Stickoxide (NO x ) - schädigen jedoch die menschliche Gesundheit.

Diese Gase interagieren in der Atmosphäre und bilden feine Sulfat- und Nitratpartikel, die durch Winde über weite Strecken transportiert und tief in die Lunge der Menschen eingeatmet werden können. Feine Partikel können auch in Innenräume eindringen.

Viele wissenschaftliche Studien haben einen Zusammenhang zwischen einem erhöhten Gehalt an feinen Partikeln und einer erhöhten Krankheit und einem vorzeitigen Tod aufgrund von Herz- und Lungenerkrankungen wie Asthma und Bronchitis festgestellt.

Aus gesundheitlichen Gründen wurden SO 2 und NO x in der Vergangenheit im Rahmen des Clean Air Act, einschließlich des Acid Rain-Programms, reguliert. In den östlichen USA machen Sulfat-Aerosole etwa 25 Prozent der feinen Partikel aus. Durch die Senkung der SO 2 - und NO x -Emissionen bei der Stromerzeugung wird das Acid Rain-Programm den Gehalt an feinen Sulfat- und Nitratpartikeln verringern und so das Auftreten und die Schwere dieser Gesundheitsprobleme verringern.

Bei vollständiger Umsetzung bis zum Jahr 2010 werden die Vorteile des Acid Rain-Programms für die öffentliche Gesundheit aufgrund der verringerten Sterblichkeit, der Krankenhauseinweisungen und der Notaufnahmen auf 50 Milliarden US-Dollar pro Jahr geschätzt.

Es wird auch erwartet, dass eine Verringerung der NO x -Emissionen sich positiv auf die menschliche Gesundheit auswirkt, indem die Stickoxide reduziert werden, die zur Reaktion mit flüchtigen organischen Verbindungen und zur Bildung von Ozon zur Verfügung stehen. Zu den Auswirkungen von Ozon auf die menschliche Gesundheit gehören eine Reihe von Morbiditäts- und Mortalitätsrisiken im Zusammenhang mit Lungenentzündungen, einschließlich Asthma und Emphysem.

Auswirkungen im Wald

Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler, Förster und andere ein verlangsamtes Wachstum einiger Wälder festgestellt. Blätter und Nadeln werden braun und fallen ab, wenn sie grün und gesund sein sollen. In extremen Fällen sterben einzelne Bäume oder ganze Waldflächen einfach ohne ersichtlichen Grund ab.

Nach eingehender Analyse wissen die Forscher nun, dass saurer Regen ein langsameres Wachstum, eine Verletzung oder den Tod von Wäldern verursacht. Saurer Regen wurde in vielen Gebieten der östlichen USA in die Wald- und Bodendegradation einbezogen, insbesondere in den Hochwäldern der Appalachen von Maine bis Georgia, zu denen Gebiete wie die Nationalparks Shenandoah und Great Smoky Mountain gehören. Natürlich ist saurer Regen nicht die einzige Ursache für solche Zustände. Andere Faktoren tragen zum Gesamtstress dieser Gebiete bei, darunter Luftschadstoffe, Insekten, Krankheiten, Dürre oder sehr kaltes Wetter.

In den meisten Fällen sind die Auswirkungen von saurem Regen auf Bäume auf die kombinierten Auswirkungen von saurem Regen und diesen anderen Umweltstressoren zurückzuführen. Nach vielen Jahren des Sammelns von Informationen über die Chemie und Biologie von Wäldern beginnen die Forscher zu verstehen, wie saurer Regen auf Waldboden, Bäumen und anderen Pflanzen wirkt.

Saurer Regen auf dem Waldboden

Ein Frühlingsschauer im Wald wäscht Blätter und fällt durch die Bäume auf den Waldboden darunter. Einige rieseln über den Boden und münden in Bäche, Flüsse oder Seen, und ein Teil des Wassers dringt in den Boden ein. Dieser Boden kann einen Teil oder den gesamten Säuregehalt des sauren Regenwassers neutralisieren. Diese Fähigkeit wird als Pufferkapazität bezeichnet, und ohne sie werden die Böden saurer. Unterschiede in der Bodenpufferkapazität sind ein wichtiger Grund, warum einige Gebiete, die sauren Regen erhalten, große Schäden aufweisen, während andere Gebiete, die ungefähr die gleiche Menge sauren Regens erhalten, überhaupt nicht geschädigt zu sein scheinen.

Die Fähigkeit von Waldböden, dem Säuregehalt zu widerstehen oder ihn zu puffern, hängt von der Dicke und Zusammensetzung des Bodens sowie von der Art des Grundgesteins unter dem Waldboden ab. Staaten des Mittleren Westens wie Nebraska und Indiana haben Böden, die gut gepuffert sind. Orte im bergigen Nordosten, wie die New Yorker Adirondack- und Catskill-Berge, haben dünne Böden mit geringer Pufferkapazität.

Wie saurer Regen Bäumen schadet

Saurer Regen tötet Bäume normalerweise nicht direkt ab. Stattdessen ist es wahrscheinlicher, Bäume zu schwächen, indem sie ihre Blätter beschädigen, die ihnen zur Verfügung stehenden Nährstoffe einschränken oder sie giftigen Substanzen aussetzen, die langsam aus dem Boden freigesetzt werden. Sehr oft ist die Verletzung oder der Tod von Bäumen eine Folge dieser Auswirkungen von saurem Regen in Kombination mit einer oder mehreren zusätzlichen Bedrohungen.

Wissenschaftler wissen, dass saures Wasser die Nährstoffe und hilfreichen Mineralien im Boden auflöst und sie dann wegwäscht, bevor Bäume und andere Pflanzen sie zum Wachsen verwenden können. Gleichzeitig setzt saurer Regen die Freisetzung von für Bäume und Pflanzen giftigen Substanzen wie Aluminium in den Boden frei. Wissenschaftler glauben, dass diese Kombination aus dem Verlust von Bodennährstoffen und der Zunahme von giftigem Aluminium eine Möglichkeit sein kann, dass saurer Regen Bäume schädigt. Solche Substanzen werden auch im Abfluss weggespült und in Bäche, Flüsse und Seen transportiert. Mehr dieser Substanzen werden aus dem Boden freigesetzt, wenn der Niederschlag saurer ist.

Bäume können jedoch durch sauren Regen beschädigt werden, selbst wenn der Boden gut gepuffert ist. Wälder in Hochgebirgsregionen sind häufig größeren Mengen an Säure ausgesetzt als andere Wälder, da sie in der Regel von sauren Wolken und Nebel umgeben sind, die saurer als Regen sind. Wissenschaftler glauben, dass, wenn Blätter häufig in diesem sauren Nebel gebadet werden, essentielle Nährstoffe in ihren Blättern und Nadeln entfernt werden. Dieser Nährstoffverlust im Laub macht Bäume anfälliger für Schäden durch andere Umweltfaktoren, insbesondere kaltes Winterwetter.

Wie saurer Regen anderen Pflanzen schadet

Saurer Regen kann andere Pflanzen genauso schädigen wie Bäume. Obwohl durch andere Luftschadstoffe wie bodennahes Ozon beschädigt, sind Nahrungspflanzen normalerweise nicht ernsthaft betroffen, da Landwirte dem Boden häufig Düngemittel hinzufügen, um weggespülte Nährstoffe zu ersetzen. Sie können dem Boden auch zerkleinerten Kalkstein hinzufügen. Kalkstein ist ein alkalisches Material und erhöht die Fähigkeit des Bodens, als Puffer gegen Säuregehalt zu wirken.

Auswirkungen auf Autos

In den letzten zwei Jahrzehnten gab es zahlreiche Berichte über Schäden an Autolacken und anderen Beschichtungen. Der gemeldete Schaden tritt typischerweise auf horizontalen Oberflächen auf und erscheint als unregelmäßig geformte, dauerhaft geätzte Bereiche.

Der Schaden kann am besten unter Leuchtstofflampen festgestellt werden, kann am einfachsten an dunkel gefärbten Fahrzeugen beobachtet werden und scheint nach Verdunstung eines Feuchtigkeitstropfens aufzutreten.

Darüber hinaus deuten einige Hinweise darauf hin, dass Schäden an frisch lackierten Fahrzeugen am häufigsten auftreten. Normalerweise ist der Schaden dauerhaft; Sobald dies geschehen ist, besteht die einzige Lösung darin, neu zu streichen.

In der Autoindustrie herrscht allgemeiner Konsens darüber, dass irgendeine Form von Umweltschäden den Schaden verursacht. "Umweltausfall" - ein Begriff, der in der Auto- und Beschichtungsindustrie weit verbreitet ist - bezieht sich auf Schäden, die durch Luftverschmutzung (z. B. saurer Regen), verrottende Insekten, Vogelkot, Pollen und Baumsaft verursacht werden.

Die Ergebnisse von Laborexperimenten und mindestens einer Feldstudie haben gezeigt, dass saurer Regen Autolacke vernarben kann. Darüber hinaus weisen chemische Analysen der beschädigten Bereiche einiger exponierter Testfelder auf erhöhte Sulfatwerte hin, was auf sauren Regen hindeutet.

Der beliebte Begriff „saurer Regen“ bezieht sich sowohl auf die nasse als auch auf die trockene Ablagerung von sauren Schadstoffen, die Materialoberflächen beschädigen können, einschließlich Autolackierungen. Diese Schadstoffe, die beim Verbrennen von Kohle und anderen fossilen Brennstoffen freigesetzt werden, reagieren mit Wasserdampf und Oxidationsmitteln in der Atmosphäre und werden chemisch in Schwefel- und Salpetersäure umgewandelt. Die sauren Verbindungen können dann als Regen, Schnee, Nebel auf die Erde fallen oder sich mit trockenen Partikeln verbinden und als trockene Ablagerung fallen.

Alle Formen von saurem Regen, einschließlich trockener Ablagerung, insbesondere wenn trockene saure Ablagerung mit Tau oder Regen gemischt wird, können Fahrzeugbeschichtungen beschädigen. Es war jedoch schwierig, den spezifischen Beitrag von saurem Regen zu Schäden an der Lackierung im Verhältnis zu Schäden zu quantifizieren, die durch andere Formen von Umweltausfällen, durch unsachgemäßes Auftragen von Farbe oder durch mangelhafte Lackformulierungen verursacht wurden.

Nach Ansicht von Beschichtungsexperten können geschulte Spezialisten zwischen den verschiedenen Schadensformen unterscheiden. Die beste Methode zur Bestimmung der Ursache chemisch induzierter Schäden ist jedoch eine detaillierte chemische Analyse des beschädigten Bereichs.

Da die Verdunstung von saurer Feuchtigkeit ein Schlüsselelement für den Schaden zu sein scheint, können alle Maßnahmen zur Beseitigung des Auftretens bei frisch lackierten Fahrzeugen das Problem lindern.

Diese Schritte umfassen:

  • häufiges Waschen, gefolgt von Händetrocknen
  • Abdecken des Fahrzeugs bei Niederschlagsereignissen
  • und Verwendung einer der derzeit auf dem Markt befindlichen Schutzbeschichtungen, die den Schutz der ursprünglichen Oberfläche beanspruchen
Daten zur Leistung dieser Beschichtungen sind jedoch noch nicht ausreichend.

Die Auto- und Beschichtungsindustrie ist sich des potenziellen Schadens voll bewusst und verfolgt aktiv die Entwicklung von Beschichtungen, die widerstandsfähiger gegen Umweltausfälle sind, einschließlich saurem Regen.

Das Problem ist nicht universell - es betrifft nicht alle Beschichtungen oder Fahrzeuge, selbst in geografischen Gebieten, von denen bekannt ist, dass sie saurem Regen ausgesetzt sind -, was darauf hindeutet, dass Technologie zum Schutz vor diesen Schäden vorhanden ist.

Bis diese Technologie zum Schutz aller Fahrzeuge implementiert ist oder bis die Säureabscheidung angemessen reduziert ist, scheint häufiges Waschen und Trocknen sowie Abdecken des Fahrzeugs die beste Methode für Verbraucher zu sein, die Schäden durch sauren Regen minimieren möchten.

Informationen von der US Environmental Protection Agency

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