Nicht zum Lachen

News: Nicht zum Lachen

Einer der wichtigen klimarelevanten Bestandteile der Atmosphäre ist das Lachgas. Es entsteht insbesondere im Zuge der intensiven Stickstoffdüngung. Ein großer Teil der Stickstoffverbindungen versickert jedoch - von den Pflanzen ungenutzt - ins Grundwasser. Durch die Förderung könnte das gelöste Lachgas schließlich in die Atmosphäre gelangen und dort den Treibhauseffekt verstärken.

Vor allem durch Gülle und andere Düngemittel gelangen weit mehr Stickstoffverbindungen in den Boden, als die Pflanzen verbrauchen. Im Grundwasser beeinträchtigen die Stoffe nicht nur die Wasserqualität, sie könnten auch eine wichtige Ursache für die steigenden Lachgasgehalte in der Atmosphäre sein. Zu diesem Schluss kommt eine Studie des U.S. Geological Survey. Schon lange stehen die Grundwasserleiter im Verdacht, das Treibhausgas N₂O in die Atmosphäre zu entlassen, doch systematische Untersuchungen ließen bisher auf sich warten.

Peter McMahon studierte mit seinen Kollegen den High Plains Aquifer, einen Grundwasserleiter, der sich in den Ebenen östlich der Rocky Mountains erstreckt und rund dreimal so groß ist wie die Niederlande. Er deckt rund 30 Prozent des amerikanischen Trinkwasserbedarfs. In den 50er Jahren begann hier die intensive landwirtschaftliche Nutzung, was einen sprunghaften Anstieg des Düngemittelaufschlages zur Folge hatte. Heute werden hier im Mittel pro Hektar und Jahr rund 87 Kilogramm Stickstoff ausgebracht.

Ein Großteil dieses Stickstoffs gelangt mit dem Sickerwasser in tiefere Bodenhorizonte und ist dann für die Pflanzen unerreichbar. Es kommt zu verschiedenen chemischen Umsetzungen, aus denen auch Lachgas (N₂O) entsteht, das sich vor allem in den oberen Schichten des Grundwassers löst. Im Zuge der Grundwasserförderung zur Gewinnung von Trinkwasser oder für die Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen kann ein Teil des Gases in die Atmosphäre gelangen.

McMahon und seine Kollegen konnten feststellen, dass die N₂O-Konzentrationen in 80 Prozent aller Grundwasserproben über dem natürlichen Hintergrund lagen. Im Durchschnitt stiegen die Lachgasgehalte im High Plains Aquifer seit Beginn der intensiven landwirtschaftlichen Nutzung in den 50er Jahren gar auf das Doppelte an. Doch während die Forscher die höchsten Konzentrationen in den oberflächennahen Grundwasserstockwerken fanden, fördern die Wasserwerke den Großteil des Wassers aus viel tieferen Brunnen. Deshalb gelangen nach Meinung der Forscher derzeit nur geringe Mengen des gelösten Gases in die Atmosphäre (Environmental Science & Technology vom 1. Dezember 2000).

Ein Grund zur Entwarnung? Mitnichten, schließlich könnte sich dies vor allem infolge einer intensivierten Bewässerung der Felder verändern. Diese Brunnen reichen meist nur in oberen Bereiche der Grundwasserleiter. Hinzu kommt, dass diese Praxis zu einer Absenkung des Grundwasserspiegels führt. Dadurch verlängert sich die Sickerwasserstrecke und ein großer Teil des Stickstoffs kann sich bereits in der ungesättigten Zone in Lachgas umwandeln. Der Weg in die Atmosphäre ist dann nur noch ein sehr kurzer.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 7.12.2000
"Heimtückische Stickoxide"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 29.2.2000
"Entwässerte Moore als Klimagefahr?"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Brennpunkt-Thema vom 11.10.2000
"Gas hinter Gittern"
Spektrum der Wissenschaft 5/00, Seite 93
"Wie "grün" ist Biomasse?"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)