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Treibhauseffekt und Klimawandel
Die Menschen gehen oft mit der Erde um, als hätten sie noch eine zweite im Keller.
Menschen sind es, die Artensterben verursachen, die Luft, Wasser und Boden verschmutzen
sowie den Klimawandel verursachen. Die Folgen spüren wir überall auf der Welt immer mehr.
Globale Umweltprobleme
 Hintergründe → Unser Klima spielt verrückt [jedenfalls immer öfter]: Tornados, Hurrikane,
Tsunamis, Stürme, Starkregen, extreme Kälte oder Hitze, Wüstenbildung und und und.
Globale Klimaveränderung, Artensterben, extreme Bedingungen durch unsere eigene
Schuld. Besonders betroffen ist Afrika, wo immer schlimmere Dürreperioden und
Wüstenbildung ganze Völker bedrohen. Hungerkatastrophen, Krankheiten und Armut
werden dadurch noch verschlimmert. Auch Asien erwischt es immer mehr, wo
Monsunregen immer schlimmere Überschwemmungen hervorrufen.
 Probleme auch bei uns → Auch hierzulande sind die Folgen des globalen Klimawandels
nicht mehr wegzudiskutieren: Überschwemmungen, extreme Hitze oder Kälte, sich
häufende Stürme und gar Tornados etc. Und Wissenschaftler glauben, das ist erst der
Anfang, wenn wir nicht bald vernünftiger mit unserem Heimatplaneten umgehen.
 globale und/oder regionale Umweltprobleme → sind u.a. ...
 Abholzung und Brandrodung der [Regen]Wälder
 Raubbau an Bodenschätzen [oft zusätzlich mit Giftfreisetzungen verbunden]
 Verschmutzung von Luft, Böden und Gewässern
 Abgase von Kraftfahrzeugen und Industrie
 Treibhauseffekt, globale Erwärmung, Abnahme der Eisvorräte
 Veränderung der Meeresströmungen
 Müll, Umweltgifte
 saurer Regen
 Aussterben von Tier- und Pflanzenarten
 Überfischung der Meere
 intensive Landwirtschaft und so Belastungen durch künstliche Düngemittel,
Pflanzenschutz- und Insektenbekämpfungsmittel
 Radioaktivität und Kernkraft
 etc. [um nur einige zu nennen]
Kohlenstoffdioxid
Dieses Gas ist durchschnittlich gerade einmal mit ca. 0,039% in unserer
Luft vorhanden. Da es ständig von tierischen Lebewesen ausgeatmet wird,
ist es eigentlich auch auf natürliche Weise in der Atmosphäre. Pflanzen
wandeln es dann per Fotosynthese wieder in Traubenzucker [also
organische Substanz] um. Eigentlich ein Kreislauf also. Gäbe es das Gas
nicht in der Atmosphäre, hätten wir in unseren Breiten nahezu ganzjährig
Dauerfrost.
 Eigenschaften → farbloses, geruchloses Gas; nicht brennbar, erstickend; viel größere
Dichte als Luft; gute Löslichkeit in Wasser [reagiert begünstigt durch Druck mit Wasser zu
Kohlensäure], lässt sich unter Druck leicht verflüssigen
 Struktur → 3-atomige Moleküle
 Bedeutung → Ausgangsstoff der Fotosynthese, Produkt der Zellatmung und einiger
Gärungen [z.B. alkoholische]; beteiligt an Verwitterung und Treibhauseffekt
 Verwendung → gasförmig als Getränkezusatz; flüssig bzw. fest als Kühlmittel [fest:
Trockeneis] und Feuerlöschmittel
 natürliche Vorkommen → z.B. Luft, Mineralquellen
 künstliche Kohlenstoffdioxid-Quellen → u.a. die Verbrennung von Holz oder Biogas
[theoretisch aufkommensneutral - so viel wie die Pflanzen aufgenommen hatten, wird bei
Verbrennung frei], Verbrennung kohlenstoffhaltiger Energieträger [z.B. Erdöl, Erdgas,
Benzin, Diesel, Kohle, Koks; erhöhen den CO2-Anteil in der Atmosphäre künstlich und
verursachen so den Treibhauseffekt mit]
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Kohlenstoffdioxid-Emissionen absolut [Liste der 10 größten Produzenten; aus
energetischer Nutzung wie z.B. Verkehr, Industrie, Stromerzeugung, Heizungen] ↓
Emission in Millionen
Anteil an Weltemission
Land
Tonnen 2011 [gerundet]
2011
China
8979
26,4%
USA
6017
17,7%
Indien
1798
5,3%
Russland
1675
4,9%
Japan
1307
3,8%
Deutschland
803
2,4%
Südkorea
738
2,2%
Kanada
624
1,8%
Saudi-Arabien
602
1,8%
Iran
594
1,7%
Kohlenstoffdioxid-Emission aus energetischer Nutzung auf der Welt 2011 gesamt →
über 34 Milliarden Tonnen [Tendenz immer noch steigend oder stagnierend auf hohem
Niveau]
Kohlenstoffdioxid-Emission, Anteil der EU jährlich → ca. 13,4 %
Kohlenstoffdioxid-Emission pro Einwohner in Deutschland pro Jahr → ca. 12
Tonnen [wobei: Jeder US-Amerikaner bringt es auf das Doppelte]
Kohlenstoffdioxid im Meereswasser → Kohlenstoffdioxid löst sich gut in
Meereswasser; nur ein kleiner Teil davon wird per Fotosynthese gebunden - Folgen ...
 dadurch liegt der Anteil in der Luft bei nur 0,4% [sonst wäre dies mehr]
 durch mehr CO2 in der Luft löst sich aber auch mehr im Meer
 aus Kohlenstoffdioxid und Wasser bildet sich Kohlensäure, die mit Kalkschalen
und -gerüsten noch mehr Kohlenstoffdioxid bildet - dadurch steigt auch der LuftGehalt an CO2 weiter an
 also: Ein Teufelskreis
 zudem sinkt die Wasserlöslichkeit mit zunehmender Temperatur und so entweicht
noch mehr CO2 in die Luft
Methan
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Auch dieses Gas entsteht auch auf natürliche Art und Weise. Es wird zum
Beispiel bei Fäulnisprozessen frei sowie bei bestimmten Gärungen. So
geben Pflanzenfresser CH4 in die Luft ab. Erdgas besteht ebenso aus
überwiegend Methan, genauso wie Sumpfgas ["Irrlichter“], Grubengas
[oft Ursache von Bergwerksunglücken] und Biogas. Eigentlich wirkt
Methan noch intensiver beim Treibhauseffekt als Kohlenstoffdioxid.
Vorkommen → z.B. in Erdgas, Sumpfgas, Grubengas [„schlagende Wetter“], Biogas,
bei Eiweißfäulnis, bei Verdauungsprozessen von Tieren [besonders bei Pflanzenfressern]
[siehe Celluloseabbau durch Methan bildende Bakterien unter Sauerstoffabschluss]
Eigenschaften von Methan → farbloses, geruchloses Gas; leichter als Luft;
wasserunlöslich; brennbar [im Gemisch mit Luft explosiv]
Struktur → 5-atomige Moleküle mit tetraedrischer räumlicher Atomanordnung
Verbrennung von Methan → bei der vollständigen Verbrennung [z.B. in Form von Biogas,
Erdgas, LPG-Autogas] entstehen Kohlenstoffdioxid [also ein anderes Treibhausgas] und
Wasserdampf
Gefahren → bei unvollständiger Verbrennung [wenig Sauerstoffzufuhr] entsteht allerdings
das schwere Atemgift Kohlenstoffmonooxid und Wasserdampf - dies kann also zum Tod
führen, beispielsweise bei defekten Erdgasverbrennungsanlagen bzw. unzureichende
Belüftung; in jedem Falle sind Methan sowie Kohlenstoffmonooxid brennbar und daher
besteht Explosionsgefahr bei fahrlässigem Umgang mit Gas und Gasanlagen
Verwendung von Methan → z.B. Energieträger; Herstellung von Lösungsmitteln,
Acetylen, Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff für Methanolsynthese], Gewinnen von
Wasserstoff für die Ammoniaksynthese
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Ist Biogas gut für die Umwelt? → Pro: Ja, es wird aufkommensneutral produziert und es
werden zusätzliche pflanzliche Abfälle bzw. nachwachsende Rohstoffe genutzt. Es ist
sicher ökologisch sinnvoller, aus landwirtschaftlichen Abfällen Biogas zu erzeugen und
daraus wiederum elektrische Energie bzw. Wärme, als zusätzlich den Strom aus
Kohlekraftwerken zu nutzen.
Ist Biogas gut für die Umwelt? → Contra: Der Umstieg auf Erdgas und Biogas ist nicht
die Lösung des Grundproblems der globalen Klimaerwärmung, sondern verstärkt diese
noch. Ein landwirtschaftlicher Betrieb, der z.B. Stallbeheizungen per Sonnenenergie
bewerkstelligen kann, ist absolut umweltfreundlicher. Die Gasgewinnung auf
Pflanzenbasis ergibt zwar bei der Gasverbrennung nur soviel CO2, wie die Pflanzen einst
aufgenommen hatten [also aufkommensneutral], aber dies kann sich die Erde angesichts
des Klimawandels eigentlich auch nicht mehr leisten.
Sind Fahrzeuge mit Flüssiggas gut für die Umwelt? → Auch diese verbrennen den
Energieträger [LPG-Autogas oder Erdgas] zu CO2 und Wasserdampf. Es ist zwar weniger
Kohlenstoffdioxid, als bei Benzin oder Diesel, aber dennoch entsteht das Treibhausgas.
Also: Keine wirkliche Alternative, selbst wenn es aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt
wird.
Weitere Ursachen des Treibhauseffekts
 Beteiligung von Wasserdampf → der größere Teil des Treibhauseffekts [bis zu 70%]
wird allerdings durch Wasserdampf in der Atmosphäre verursacht
 andere Ursachen → auch Stickstoffoxide, die immer noch in Mengen vorhandenen
FCKWs [Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe] tragen zum Effekt bei, ebenso deren
Ersatzstoffe [z.B. Propan-Butan-Gemische in Sprays], außerdem Aerosolpartikel [z.B.
Seesalz in der Luft, Feinstäube wie Ruß, Vulkanstaub, Pollen]
 Da immer weniger FCKW in die Atmosphäre gelangen, scheint sich das Ozonloch immer
mehr zu schließen. Die Ozonschicht schützt uns vor UV-Strahlung. Aber die Ersatzstoffe
wie Propan oder/und Butan tragen leider zum Treibhauseffekt bei.
Treibhauseffekt
 Kohlenstoffdioxid → Problem ist eher nicht das natürliche Entstehen des Gases,
sondern der künstliche Ausstoß von CO2 durch Kraftfahrzeuge, Industrie, Kraftwerke etc.,
d.h. durch alle Verbrennungsvorgänge von fossilen Brennstoffen [Kohle, Erdgas, Erdöl,
Kohle, Benzin, Diesel, Heizöl u.a.] zur energetischen Nutzung
 Methan → problematisch sind besonders die riesigen Viehherden der großen
Lebensmittel- und Fastfood-Konzerne, vor allem in Südamerika, die Methan
abgeben Zugleich wird für die Viehweiden auch noch sehr viel Regenwald gerodet. Da
der Boden nährstoffarm ist, sind die Weiden nur kurze Zeit nutzbar.
 Wasserdampf → verursacht den Treibhauseffekt zum größten Teil [natürliche Ursache]
 Kohlenstoffdioxid und Methan → durch die Treibhausgase steigt die Dichte der Luft;
dadurch wird Wärmestrahlung vermehrt zur Erde zurückreflektiert [anstatt ins Weltall
abgestrahlt zu werden] - langfristige Folge ist die globale Klimaerwärmung durch diesen
Treibhauseffekt
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 Grundprinzip ↓
Der Treibhauseffekt.
Durch die mit steigendem Gehalt an
Treibhausgasen zunehmend größere
Dichte der Atmosphäre bewirkt das
Zurückreflektieren de zur Erdoberfläche
Wärmestrahlung, so dass weniger Strahlen
zurück ins Weltall reflektiert werden - es
erwärmt sich immer mehr [wie unter einer
Käseglocke].
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natürlicher Treibhauseffekt → Ein gewisser Treibhauseffekt ist durchaus erwünscht, da
er das Klima auf dem Planeten milder macht, was ein Garant für das Leben auf der Erde
überhaupt ist. Ohne den Effekt läge die Durchschnittstemperatur auf der Erde um ca. 30
Grad niedriger [statt bei +15 nur noch bei -18°C].
Vergleich: Die Atmosphäre der Venus besteht zu 95% aus Kohlenstoffdioxid und ist so
enorm dicht. Daher herrschen dort auch Temperaturen von weit mehr als 400 °C.
Geschichte und Zukunft → seit Beginn der Industrialisierung hat der Treibhauseffekt
stetig zugenommen; das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid CO2 hat seitdem um 40%,
Distickstoffmonooxid [Lachgas N2O] um 10%, Methan CH4 gar um 120% zugenommen bis zum Ende dieses Jahrhunderts [schätzt der Weltklimarat] wird sich die Erde um
weitere 6°C erwärmt haben.
Eisvorräte der Erde und Klimawandel
 Eisvorräte der Erde → besonders z.B. in Form der Gletscher und natürlich an den Polen
der Erde
 Das Eis schmilzt → immer mehr ..
 Ursachen → vermehrter Ausstoß von Treibhausgasen und somit der
Treibhauseffekt
 Folgen → Gefährdung der Lebensräume von Tieren und Pflanzen [z.B. am Südund Nordpol sowie in den Hochgebirgsregionen]; ansteigende Meeresspiegel
bedrohen Küstenregionen
 Treibhauseffekt und Golfstrom → durch abschmelzende Eisvorräte kann die warme
Atlantikströmung abreißen - in einigen Gebieten kann es also auch zu kälteren
Temperaturen kommen [anstatt zur Erwärmung], z.B. in Form von längeren
Dauerfrostperioden, ebenso mit Einfluss auf die Lebensräume von Organismen
Globale Alternativen gegen Treibhauseffekt und Klimawandel
 alternative [regenerative] Energiequellen → keine Brennstoffe nutzen, die bei
Verbrennung Kohlenstoffdioxid CO2 liefern, sondern regenerative Energiequellen
verwenden wie Brennstoffzellen, Solarenergie, Wind- oder Wasserkraft, Geothermie
 neue Antriebskonzepte → für Kraftfahrzeuge ohne Schadstoffemissionen [z.B.
Elektrofahrzeuge, die regenerative Energien benutzen, Brennstoffzellen etc.]
 Mobilität verändern → Umstieg auf Busse und Bahnen, mehr Wege per Fahrrad oder zu
Fuß
 weniger Südfrüchte → um unnötige Transportwege zu vermeiden [stattdessen
einheimisches Obst der Saison]
 Fleischkonsum reduzieren → um weniger Methan zu produzieren, verzichten wir am
besten immer öfter auf Fleisch und Wurst, besonders auf Fast Food, damit nicht für
Viehherden der Regenwald weichen muss sowie nicht mehr so viel Methan in die
Atmosphäre abgegeben wird
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Wälder schützen → Regenwälder und auch alle anderen Wälder nicht mehr abholzen,
sondern schützen, damit das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid gebunden werden kann
energie- und rohstoffintensive Verfahren reduzieren → Industrieverfahren meiden, die
viel Energie oder/und Ressourcen verschlingen [z.B. Produktion von Aluminium oder von
Kunststoffen]; Ersatz durch Stoffe, für deren Herstellung wenig Energie benötigt wird bzw.
nachwachsender Produkte [z.B. Einsatz von Holz für Fensterrahmen statt Kunststoff oder
Aluminium]
keine Sprays → auch wenn heute keine FCKW mehr drin sind [die die schützende
Ozonschicht der Erde vernichten], aber die heute benutzten Treibgas wie Propan, Butan
oder Lachgas begünstigen den Treibhauseffekt zusätzlich [am besten Pumpsprays oder
Deoroller verwenden]
etc.
Selbst etwas tun
 Hintergrund → Jeder von uns kann selbst einiges dafür tun, damit weniger Energie
verbraucht wird und auch weniger Kohlenstoffdioxid oder Methan gebildet wird.
 Wasser vom Gemüsewaschen auffangen und zum Blumengießen nutzen
 Reinigungsmittelbestand reduzieren [das Abkochen mit Backpulver reinigt eine Pfanne
auch, ebenso kann man Zitronensaft bzw. -säure, Essig und Soda zum Reinigen
verwenden]
 zum Entkalken Essig oder Zitronensäure nehmen [statt chemischer Mittel]
 feste Zitronensäure [Apotheke] mit ganz wenig Wasser entfernt Flecke von Oberflächen
und wirkt bleichend
 Waschnüsse für die Wäsche nutzen [natürlicher Rohstoff; auch im Eine Welt Laden oder
Biomärkten erhältlich]
 einen Ökostrom-Anbieter nutzen
 Standby-Betrieb vermeiden [z.B. durch abschaltbare Steckdosenleisten]
 Stromfresser [alte Kühlschränke etc.] durch moderne Geräte ersetzen
 eine Wärmflasche nehmen [anstatt die Heizung vor dem Schlafengehen noch einmal
richtig aufzudrehen]
 Jute statt Plastik [auf Tragetaschen aus Kunststoff verzichten]
 Artikel aus Kunststoff vermeiden, stattdessen Gegenstände aus Naturmaterialien, Glas
oder Porzellan verwenden [z.B. Spielzeug, Geschirr]
 Mehrwegflaschen/-gläser aus Glas statt Einwegverpackungen
 statt Mülltüte im Mülleimer einen Bogen Zeitungspapier nehmen [und so mehrfach
nutzen]
 einheimisches Obst und Gemüse der Saison verwenden, statt aus Holland, Spanien,
Argentinien etc.
 Alufolie nur sparsam einsetzen [da sehr energieintensive Herstellung]
 Wasserhahn beim Einseifen kurz zudrehen [nicht laufen lassen und erst zum Abspülen
wieder öffnen; ähnlich kann man das beim Rasieren und Zähneputzen machen] - denn
auch die Trinkwassergewinnung und -aufbereitung erfordert Energie [und in vielen
Ländern ist Wasser ein knappes Gut]
 in nicht genutzten Räumen Licht aus [und bei längerer Nichtnutzung Heizung auf
Sternchen]
 zum Lesen keine Deckenleuchte sondern eine kleine Lese- oder Schreibtischlampe
nutzen
 Fernseher aus, wenn keiner hinschaut
 Glühlampen durch LED-Lampen ersetzen [nicht durch Energiesparlampen, da diese
schadstoffhaltig sind; LED-Lampen sind inzwischen schon oft recht hell und verbrauchen
nur sehr wenig Strom - leider sind sie viel teurer, halten aber auch länger]
 keine Benzinrasenmäher [Elektromäher lassen sich zumindest theoretisch mit ÖkoStrom betreiben]
 Bäume pflanzen
 usw.
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Hinweise und einige Fachbegriffe
 LPG → Autogas [Flüssiggas], Liquefied Petroleum Gas
 regenerativ → erneuerbar
 Geothermie → Energieerzeugung auf Erdwärme-Basis
 Fotosynthese [Photosynthese] → aus Kohlenstoffdioxid und Wasser werden mit Hilfe von
Lichtenergie in den Chloroplasten mit Chlorophyll organische Stoffe [Glucose] erzeugt,
wobei außerdem Sauerstoff entsteht; Nettoreaktionsgleichung ..
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 ; exotherm
Kohlenstoffdioxid + Wasser → Glucose + Sauerstoff
 Tipp → Mehr zu Treibhauseffekt, saurem Regen und Smog etc. findest Du auch auf der
Homepage des Eine Welt Ladens Weißwasser unter eineweltladen.info/sam/klima.html
und eineweltladen.info/sam/energy.html.
Quellenangaben und Hinweise
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unserer Inhalte auch folgende Internetangebote: wikipedia.de, regenwald.org, schuelerlexikon.de, seilnacht.com,
darüber hinaus das Schroedel-Lehrbuch Erlebnis Biologie Klassen 7 und 10 [Ausgaben 2005/2008, Sachsen], das
Begleitheft zur Folienserie Luft des Fonds der Chemischen Industrie, Frankfurt am Main 1987;
Naturwissenschaften im Unterricht Chemie [Heft 129, 2012]; M. Latif, Klimawandel und Klimadynamik, UTB Ulmer
Verlag 2009. Zitate oder Kopien sind entsprechend gekennzeichnet.