Big Bang HTL 2, Schulbuch

172 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) Abb. 12.24: Wichtige Luftschadstoffe, ihre Verursacher und wie sie in der Atmosphäre verändert werden. Neben den akuten Giftwirkungen der einzelnen Schadstoffe kommt es durch komplexe Reaktionsabläufe in der Atmo- sphäre zu schweren Schädigungen der Umwelt und Belas- tungen der Gesundheit. Zwei wichtige Vorgänge sind dabei der saure Regen und der SMOG. Saurer Regen Schwefeldioxid kann an der Luft zu Schwefeltrioxid wei- teroxidiert werden. Dieses löst sich im Wasser und bildet verdünnte Schwefelsäure (H 2 SO 4 ), die als saurer Regen zu Boden fällt. Stickoxide bilden mit Wasser und Sauerstoff Salpetersäure (HNO 3 ). Auch dieses ist bedeutend an der Ent- stehung von saurem Regen beteiligt. Schon Regen aus un- belasteter Luft ist leicht sauer (pH = 5,6) da CO 2 aus der Luft gelöst wird und Kohlensäure entsteht. Der saure Regen er- reicht durch Schwefel- und Salpetersäure dann meist pH-Werte um 4. Diese tiefen pH-Werte führen zur Übersäuerung der Böden wodurch giftige Schwermetall- und Aluminiumionen aus dem darunterliegenden Gestein herausgelöst werden. Dies ist vor allem für Bäume stark belastend und führt deshalb zu massiven Waldschäden. Auch Gewässer werden durch den sauren Regen negativ be- einflusst. Hier führt ein niedriger pH-Wert zum Absterben vieler Lebewesen. Die Geologie des Untergrundes beein- flusst die Schäden durch den sauren Regen stark. Vor allem Kalksteinvorkommen mildern durch ihre Pufferwirkung die Schäden ab. Abb. 12.25: Wir- kung von saurem Regen Wirtschaftlich sind durch sauren Regen verursachte Schä- den an Gebäuden von großer Bedeutung. Vor allem Kalkstein, Kalksandstein und Marmor sind durch ihren ho- hen Gehalt an Calziumcarbonat betroffen, das von Säuren angegriffen wird. CaCO 3 + 2H 3 O + ® CO 2 + 3H 2 O + Ca 2+ Ca 2+ (aq) + SO 4 2– (aq) ® CaSO 4 (s) An der Oberfläche des angegrif- fenen Gesteins entstehen Gipsab- lagerungen (CaSO 4 ). So kostete die Sanierung der Westfassade des Wiener Stephansdoms von 2007–2011 etwa 3,5 Mio. Euro. Der Großteil der Schäden an dem aus Kalksandstein bestehenden Gebäude wurde von saurem Regen verursacht. Smog und Photochemischer Smog Smog ist in vielen Großstädten ein bekanntes Problem. Das Wort ist abgeleitet von den englischen Begriffen Sm oke (= Rauch) und F og (= Nebel). Er entsteht vor allem, wenn die Luftmassen über einer Stadt kaum bewegt werden. Dies ist im Winter bei sogenannter Inversionswetterlage der Fall. Normalerweise erwärmt die Sonneneinstrahlung den Bo- den, der die Wärme an bodennahe Luftschichten abgibt, die dann aufsteigen. Dies führt zu einer Durchmischung der Luft. Im Fall der Inversionswetteralge kann im Winter der Boden und damit die bodennahen Luftschichten über Nacht stärker abkühlen als höhergelegene Luftschichten. Fällt die Temperatur unter den Taupunkt, bildet sich Bodennebel. Ohne Wind, der z. B. in Beckenlagen oft fehlt, kommt es zu keiner Vermischung der Luftschichten und die schwache Sonnenstrahlung kann den Boden nicht ausreichend auf- wärmen. In der Luft vorhandener Staub verstärkt diesen Effekt. Die Umkehrung des Temperaturprofils, also unten kalt und oben warm, führt zu einer warmen Luftschicht die wie eine Art Deckel auf dem betroffenen Gebiet liegt. Der Abtransport von Luftschadstoffen wird dadurch verhindert und diese reichern sich in der Luft der Stadt an. Abb. 12.26: Westfassade des Wiener Stephansdoms nach Abschluss der Sanierung 2011 Abb. 12.27: Smog bei Invasionswetterlage Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv