Saurer Regen ist ein Begriff, der sich auf eine Mischung aus nasser und trockener Deposition (abgelagertes Material) aus der Atmosphäre bezieht, die höhere als normale Mengen an Salpeter- und Schwefelsäuren enthält. Die chemischen Vorläufer des sauren Regens stammen sowohl aus natürlichen Quellen, wie Vulkanen und verrottender Vegetation, als auch aus vom Menschen verursachten Quellen, vor allem aus Emissionen von Schwefeldioxid (SO2) und Stickoxiden (NOx), die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen. Saurer Regen entsteht, wenn diese Gase in der Atmosphäre mit Wasser, Sauerstoff und anderen Chemikalien reagieren und verschiedene saure Verbindungen bilden. Das Ergebnis ist eine milde Lösung von Schwefelsäure und Salpetersäure. Wenn Schwefeldioxid und Stickoxide aus Kraftwerken und anderen Quellen freigesetzt werden, blasen die vorherrschenden Winde diese Verbindungen über die Staats- und Landesgrenzen hinweg, manchmal über Hunderte von Kilometern.
Saurer Regen wird anhand einer Skala namens „pH“ gemessen. Je niedriger der pH-Wert einer Substanz ist, desto saurer ist sie. Reines Wasser hat einen pH-Wert von 7,0. Normaler Regen ist jedoch leicht sauer, weil sich Kohlendioxid (CO2) darin auflöst und schwache Kohlensäure bildet, wodurch die resultierende Mischung bei typischen atmosphärischen CO2-Konzentrationen einen pH-Wert von etwa 5,6 hat. Im Jahr 2000 hatte der sauerste Regen, der in den USA fiel, einen pH-Wert von etwa 4,3.
Auswirkungen des sauren Regens
Saurer Regen verursacht die Versauerung von Seen und Flüssen und trägt zur Schädigung von Bäumen in hohen Lagen (z. B. Rotfichten über 2.000 Fuß) und vielen empfindlichen Waldböden bei. Außerdem beschleunigt der saure Regen den Verfall von Baumaterialien und Anstrichen, einschließlich unersetzlicher Gebäude, Statuen und Skulpturen, die Teil des kulturellen Erbes unseres Landes sind. Bevor sie auf die Erde fallen, tragen Schwefeldioxid (SO2) und Stickstoffoxide (NOx) und ihre Feinstaubderivate – Sulfate und Nitrate – zur Verschlechterung der Sichtverhältnisse bei und schaden der öffentlichen Gesundheit.
Die ökologischen Auswirkungen des sauren Regens zeigen sich am deutlichsten in der aquatischen oder Wasserumwelt, z. B. in Flüssen, Seen und Sümpfen. Die meisten Seen und Bäche haben einen pH-Wert zwischen 6 und 8, obwohl einige Seen auch ohne die Auswirkungen des sauren Regens von Natur aus sauer sind. Saurer Regen wirkt sich in erster Linie auf empfindliche Gewässer aus, die in Wassereinzugsgebieten liegen, deren Böden nur begrenzt in der Lage sind, saure Verbindungen zu neutralisieren (so genannte „Pufferkapazität“). Seen und Bäche werden sauer (d. h. der pH-Wert sinkt), wenn das Wasser selbst und der umgebende Boden den sauren Regen nicht ausreichend puffern können, um ihn zu neutralisieren. In Gebieten, in denen die Pufferkapazität gering ist, wird durch sauren Regen Aluminium aus dem Boden in Seen und Flüsse freigesetzt; Aluminium ist für viele Arten von Wasserorganismen hochgiftig. Saurer Regen führt zu langsamerem Wachstum, Schädigung oder Absterben von Wäldern. Natürlich ist der saure Regen nicht die einzige Ursache für solche Zustände. Andere Faktoren wie Luftschadstoffe, Insekten, Krankheiten, Trockenheit oder sehr kaltes Wetter tragen zur allgemeinen Belastung dieser Gebiete bei. In den meisten Fällen sind die Auswirkungen des sauren Regens auf Bäume auf die kombinierten Auswirkungen des sauren Regens und dieser anderen Umweltstressfaktoren zurückzuführen.
Saurer Regen und die trockene Ablagerung saurer Partikel tragen zur Korrosion von Metallen (z. B. Bronze) und zum Verfall von Farbe und Stein (z. B. Marmor und Kalkstein) bei. Diese Auswirkungen mindern den gesellschaftlichen Wert von Gebäuden, Brücken, Kulturgütern (wie Statuen, Denkmäler und Grabsteine) und Autos erheblich (Abbildung 2).
Sulfate und Nitrate, die sich in der Atmosphäre aus Schwefeldioxid- (SO2) und Stickstoffoxid- (NOx) Emissionen bilden, tragen zu einer Beeinträchtigung der Sichtbarkeit bei, d. h. wir können nicht mehr so weit oder so klar durch die Luft sehen. Die Schadstoffe, die den sauren Regen verursachen – Schwefeldioxid (SO2) und Stickoxide (NOx) – schaden der menschlichen Gesundheit. Diese Gase interagieren in der Atmosphäre und bilden feine Sulfat- und Nitratpartikel, die vom Wind über weite Strecken transportiert und tief in die Lungen eingeatmet werden können. Feine Partikel können auch in Innenräume eindringen. Viele wissenschaftliche Studien haben einen Zusammenhang zwischen erhöhten Feinstaubwerten und einer Zunahme von Erkrankungen und vorzeitigen Todesfällen durch Herz- und Lungenkrankheiten wie Asthma und Bronchitis festgestellt.