Klimawandel

Du hast wahrscheinlich schon einmal gehört, dass es momentan auf unserem Planeten immer wärmer wird. Das liegt am Ausstoss von Treibhausgasen in die Atmosphäre, wobei das wichtigste Treibhausgas $$CO_2$$ ist. Der Volumenanteil an Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre nimmt durch den Einfluss des Menschen seit 150 Jahren ständig zu. Zudem gibt es auch natürliche Prozesse im Boden und in dem Meer, durch welchen Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre gelangt und die Umwelt dadurch beeinflusst. In der folgenden Tabelle kannst Du etwas mehr über das $$CO_2$$ erfahren.

Entstehung von Kohlenstoffdioxid

Kohlenstoffdioxid ist eine chemische Verbindung, die bei der Oxidation von Kohlenstoff mit Sauerstoff entsteht. Kohlenstoffdioxid entsteht bei der Atmung, aber auch bei allen Verbrennungsprozessen von Kohlenstoffverbindungen.

​

Nachweis von Kohlenstoffdioxid

Der Nachweis von Kohlendioxid findet durch das Einleiten in eine  $$Ca(OH)_2$$-Lösung (Kalkwasser) statt. Es bildet sich $$CaCO_3$$, das schwer wasserlöslich ist und sich daher als trüber Niederschlag absetzt.

​$$Ca(OH)_{2(aq)} + CO_{2(g)} → CaCO_{3(s)}\downarrow + H_2O_{(l)}$$​​

Verwendung von Kohlenstoffdioxid

Kohlenstoffdioxid findet sich in gelöster Form in Brausen, Mineralwasser und Sekt. Im Kreislauf der Natur ist Kohlenstoffdioxid unentbehrlich.

Pflanzen binden Kohlenstoffdioxid durch den Prozess der Fotosynthese mithilfe von Wasser und Sonnenlicht. Es kann auch als Kühle- und Kältemittel eingesetzt werden und als Treibgas für Sprays benutzt werden. Zudem kann Kohlenstoffdioxid für das Reifen von Obst in Lagerräumen benutzt werden. 

Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoff kommt auf der Erde in verschiedenen Formen vor: In Kalkgesteinen, in organischer Materie, gelöst im Meer als Kohlensäure und in der Atmosphäre als $$CO_2$$. All diese Formen können ineinander umgewandelt werden und bilden den Kohlenstoffkreislauf. Durch die menschliche Aktivität vor allem durch das Roden von Wäldern und Verbrennen von fossilen Brennstoffen kommt dieser Kreislauf aber zunehmend aus dem Gleichgewicht.

Treibhauseffekt​

An einem sonnigen Tag spüren wir die Kraft der Sonne aber nur 70% der Sonnenenergie wärmt die Erdoberfläche und 30% werden direkt reflektiert. Die Erdoberfläche strahlt die Energie in Form von Infrarotstrahlung wieder ab. Treibhausgase wie Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan, Ozon und Stickstoffoxid absorbieren diese Infrarotstrahlung im Gegensatz zu den Hauptbestandteilen der Atmosphäre und wärmen sie dadurch auf. Ohne diesen Treibhauseffekt würde die globale Jahresdurchschnittstemperatur nur –18 °C betragen.

Jedes Jahr werden rund 30 Milliarden Tonnen Kohlenstoffdioxid emittiert und der Kohlenstoffdioxidanteil in der Luft steigt um durchschnittlich 2ppm/Jahr. Das hat zu einem messbaren Anstieg der Jahresdurchschnittstemperaturen geführt. Wenn dieser Ausstoss unbegrenzt weitergeht, wird sich das Klima in den nächsten Jahrzehnten dramatisch verändern. Deswegen gibt es Anstrengungen auf internationaler Ebene, die Kohlenstoffdioxidemissionen global zu begrenzen.

Kohlenstoffdioxidspeicherung ​

Um eine Reduzierung des Kohlenstoffdioxidausstosses zu erreichen, wird seit mehreren Jahren an der Carbon Capture und Storage (CCS) Technologie geforscht. Das Ziel dieser Technologien ist es, Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre zu entnehmen und im Boden oder anderen Stoffen zu speichern. Bis jetzt gibt es keine wirtschaftliche Möglichkeit, um Kohlendioxid wieder aus der Atmosphäre zu binden.

Verschmutzung und Reinhaltung der Luft

In den 1970er Jahren in Deutschland begann es das sogenannte "Tannensterben". Am Anfang waren besonders Nadelbäume davon betroffen, dann waren auch Laubbäume betroffen. Durch ein Stichprobenverfahren wurde und wird der Gesundheitszustand der Bäume und Baumkronen ermittelt. Eine der Ursachen für diese Schäden ist die grosse Belastung der Luft mit Schadstoffen. Heutzutage werden Schadstoffwerte in der Luft regelmässig kontrolliert. In vielen Gebieten der Erde, wie zum Beispiel in Grossstädten Chinas, entsteht durch die Luftverschmutzung eine erhebliche Gesundheitsbelastung für den Menschen. Hier findest Du einen Überblick über die Ursachen für Luftverschmutzung.