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Kohlendioxid Eigenschaften und Bedeutung für das Leben und die Baustoffe
Kohlendioxid (CO2) ist ein Gas, das bei allen Verbrennungs- und Atmungsvorgängen entsteht und ist 1,5 mal so schwer wie Luft, farblos und von schwach säuerlichem Geruch und Geschmack.
Gegenwärtiger Anteil in der Erdatmosphäre ca. 0,03 Vol-%, kommt im natürlichen Wasser (besonders in Mineralwasser), Vulkangase und technische Verbrennung vor. Luft mit über 15% CO2 erzeugt Schwindel, Bewußtlosigkeit und schließlich Tod.(Zum Vergleich Venusatmosphäre ca. 95% CO2).(2) Die Bundesregierung hat Kohlendioxid als "Schadstoff" klassifiziert » www.umweltbundesamt.de/klimaschutz/kskept.htm
Strömt besonders in Bergwerken aus und führt dort zu Erstickungen. (MAK: 5000 ppm = 0,5 Vol.) (1) Es ist auch ein Nebenprodukt beim Kalkbrennen (Hitzezersetzung von Karbonaten). Bestanteil des Autoabgases, tritt bei einem Brand (z.B. Gebäude) auf. Kohlendioxid sammelt sich am Boden, ist nicht brennbar und erstickt eine eingeführte Flamme.
Mit Wasser entsteht Kohlensäure, mit Basen bildet sich Karbonate und Hydrogenkarbonate (Abbinden von Kalkmörtel!)
Technische Verwendung: zur Herstellung von Harnstoff, Salizylsäure u.a., in Feuerlöscher, als Schutzgas zur Lagerung feuergefährlicher Stoffe, zum CO2-Schweißen, in der Getränkeindustrie, Trockeneis u. a.
Nachweis von CO2: durch Trübung von Baryt- oder Kalkwasser (Tropfen am Glasstab oder Hindurchleiten des Gases)
Ba(OH)2 + CO2 → BACO3↓ + H2O (2)
Kohlendioxid in der Lufthülle der Erde
Auf der Früherde ermöglichte die zunehmend CO2-reichere 3. Atmosphäre eine teilweise Deckung des C-Bedarfs durch CO2-Assimilation. Zu dieser Zeit war die Atmosphäre noch sauerstofffrei. Die vor 2,5 Milliarden Jahren schon weit verbreitete »Photosynthese führte zu lebhafter Produktion von organischer Substanz und Sauerstoff. Die Atmosphäre dürfte vor 2,8 bis 1,8 Milliarden Jahren noch unter 1 % O2 besessen haben. (3)
Die CO2-Zunahme in der Atmosphäre ist real und außerordentlich günstig für das Pflanzenwachstum. Dies haben Experimente mit Pflanzen in künstlich CO2-angereicherten Atmosphären zeigt. Mit einer Verdoppelung des CO2-Gehaltes ist eine Wachstumssteigerungen bei den meisten Pflanzen im Bereich von 10 bis 80 % (Holz, Blätter, Früchte) möglich. Es gibt keinen besseren Dünger. (4)
Die menschliche Aktivitäten (technische Verbrennung) setzen jährlich ca. acht Milliarden Tonnen Kohlenstoff als Kohlendioxid in die Atmosphäre frei. (7,5 Milliarden Tonnen nach Schack 1972 (10)) Kontinuierliche Messungen der Konzentration an Kohlendioxid zeigen aber nur einen Anstieg von ca. 3,3 Milliarden Tonnen pro Jahr. Die anderen 4,7 Milliarden Tonnen werden von Speicher, wie z.B. die Biosphäre, aufgenommen. Pflanzen nehmen Kohlendioxid auf und wandeln es über die »Photosynthese in organisches Material um. Das reichert sich zum Teil als Humus im Boden an, zum Teil wird es aber ausgewaschen und gelangt über die Flüsse in die Ozeane. Dort wird der Kohlenstoff über eine Zeitspanne von Hunderten von Jahren der Atmosphäre entzogen. So schätzt man, dass jährlich weltweit ca. 26 Millionen Tonnen an Kohlenstoff aus Mangroven (tropische Küstenwälder und die durch Abholzen leider zerstört werden) ausgewaschen werden. (5)
Das Kyoto-Protokoll von 1997 war ein Versuch, die CO2-Ausstöße um 30 Prozent zu reduzieren. Selbst wenn jeder sein Ziel erreichen würde, zeigen alle Modelle, dass der Einfluß auf das Klima minimal wäre. Gegen 2050 wäre die Veränderung noch gar nicht meßbar, sie würde die Erwärmung nur um etwa sechs Jahre verzögern. Aber im Gegenzug wären die Kosten dieser Reduktion der Treibhausgase für die Weltwirtschaft enorm hoch: rund 150 Milliarden Dollar im Jahr. Zum Vergleich: Die UNO schätzt, dass man mit nur der Hälfte dieses Betrags alle grundlegenden Probleme der Welt lösen könnte: Sauberes Wasser für alle, Sanitäranlagen, Gesundheitsversorgung sowie Bildung für jeden einzelnen Menschen auf diesem Planeten. (9)
Das Umweltbundesamt hat voriges Jahr (2005) mitgeteilt, daß nur 1,2 Prozent des in Deutschland produzierten Kohlendioxids aus technischen Quellen stammt. Der Rest ist biologischen Ursprungs, beispielsweise von Bodenbakterien. Die Bundesregierung will die Entstehung des technischen Kohlendioxids um 30% Reduzierung, das bedeutet eine Reduzierung der Gesamtproduktion um 0,36%.
In der folgenden Grafik wird der globale Kohlenstoffkreislauf dargestellt. (16)
Seit Beginn der Industrialisierung erfolgte der CO2-Anteil in der Atmosphäre um ca. 30%.
1990 0,029%, 1930 0,03%, 1960 0,032% und 1990 0,035%. (16) (Siehe auch den Beitrag »Ist die Erwärmung der Erde hausgemacht?. Es werden verschiedene Auffassungen vertreten, dass der CO2-Anteil für die gegenwärtige Temperaturerhöhung verantwortlich ist. Nicht vollständig geklärt ist, warum der verhältnismäßig kleine zusätzliche CO2 -Anteil durch Verbrennung nicht vollständig durch den Kreislauf kompensiert wird. Ebenso ist die Einflussnahme der Meere und auch der Wälder nicht vollständig geklärt. In diesem Zeitabschnitt hat sich die Weltbevölkerung vervierfacht (Von 1900 bis 2004 stieg die Welt-B. von 1,6 Mrd. auf 6,4 Mrd.;). Allein durch den Stoffwechsel beim Atmen von 350 kg(CO2)je Mensch und Jahr erhöhte sich die C02-Produktion von 0,5 auf 2 x 109 Tonnen CO2. Die Menschheit musste sich notwendigerweise auch zusätzliche Lebensräume erschließen, wie Felder, Viehaltung usw. Hier sollen z.B. die Abholzung der Taiga Russlands, Kanada und auch die Regenwälder genannt werden.
Unabhängig von technologischen Entwicklungen von Verfahren zur Schonung der fossilen Rohstoffe sollten die finanziellen Mittel besser in die Erhaltung des globalen Waldbestandes und Aufforstung investiert werden, statt sich schwerpunktmäßig auf technologischen Kleinkram zu konzentrieren.(Siehe auch Beitrag »Was das Klima braucht.)
Der Rückgang der CO2-Emissionen in Westdeutschland ohne die ehemalige DDR erfolgte seit 1989 nur um 10 %. Rückgang der CO2-Emissionen in der ehemaligen DDR seit 1989 um 48 % (13)
CO2-Emissionen in Deutschland: Haushalte 130 Mill. t/Jahr, Straßenverkehr 150 Mill. t/Jahr. Die deutschen Kernkraftwerke vermeiden 150 Mill. t/Jahr (14) (Zum Vergleich:
Ausatemluft der Menschen: 30 Mill. t/Jahr (15))
Über die Luft nimmt der Mensch für den Stoffwechsel Sauerstoff auf und das CO2 in einer Konzentration von ca. 4 % ab (2), und zwar pro Kopf und Jahr rd. 350 kg. (8)
1991 produzierten 4,68 Mio. Sachsen 1,638 Mio. Tonnen CO2, nach einer Simulationsrechnung werden es 2050 nur noch 2,38 Mio. und 2100 1,07 Mio. Sachsen sein.(11) Die Sachsen werden die ("von Menschen gemachte") CO2-Produktion innerhalb von 50 Jahren auf einfache weise halbieren.
Quelle:
(1) Skiba, Reinald; Taschenbuch Arbeitssicherheit, Erich Schmidt Verlag, 6. Aufl. 1990, S.237
(2) Schröder, Werner; Chemie, VEB Fachbuchverlag Leipzig, 17. Aufl. 1986, S. 351
(3) Libbert, Eike; Allgemeine Biologie, VEB Gustav Fischer Verlag Jena 1986, S. 376
(4) Alvo v. Alvensleben; Kohlendioxid und Klima, Vortrag vor Old Table Freiburg am 21.2.2002 »AvA-Kohlendioxid und Klima.pdf
(5) Informationsdienst Wissenschaft; Susanne Eickhoff, Mangroven und der Kohlenstoffkreislauf vom 28.6.2006, »idw-online.de/pages/de/news165979
(6) Stern.de, Klimawandel Beweise aus 650.000 Jahren, vom 25. November 2005 » www.stern.de
(7) Bossert, Paul; Ist die Erwärmung der Erde hausgemacht? 2005 »Erderwaermung.html
(8) Heinz Thieme, Heinz; Klimagefährdung – Klimaschutz, Agitation ohne wissenschaftliche Rechtfertigung, ew Jg.104 (2005), Heft 5 S.14-20 »ew-5-2005-Leserbriefe.pdf
(9) Lomborg, Björn; Was das Klima braucht?, 27. Dezember 2005 in WELT.de »www.projet2001.de/datenbank/klima-erde.html
(10) Gerlich, Gerhard; Zur Physik und Mathematik globaler Klimamodelle, Vortrag am 20. 2. 2005 in Gummersbach »www.projet2001.de/datenbank/gummersbach-III.html
(11) Birg, Herwig; Trend der Bevölkerungsentwicklung, Frankfurt/M 2000, aus Haus und Grund Nr.5/2006 S.3
(12) Gerlich, Gerhard; Die physikalischen Grundlagen des Treibhauseffektes und fiktiver Treibhauseffekte, Vortrag auf dem Herbstkongress der Europäischen Akademie für Umweltfragen, Leipzig, 9./10. Nov. 1995 »Vortrag-Leipzig
(13) Michael Müller, Parlamentar. Staatssekr. im Bundesumweltministerium, beim Energie-Kongress von Greenpeace 20./21.10.06 in Mannheim
(14) Klimaschutz und Energieversorgung in Deutschland 1990-2000, Studie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft e.V. Sept.2005
(15) »http://www.buerger-fuer-technik.de" target="_blank">www.buerger-fuer-technik.de unter Umwelt und Personenschutz
(16) Fritsche, Wolfgang; Umwelt-Mikrobiologie, Grundlagen und Anwendung, Gustav Fischer Jena Stuttgart, Lübeck, Ulm 1998, S. 42
Weitere Veröffentlichung zu CO2:
Bericht über die Weiterentwicklung des CO2-Gebäudesanierungsprogramms, Der Bundesdeutsche Sanierungsschwindel, kommentiert von Paul Bossert vom 21. 2. 2006 »Sanierungsschwindel
Gerlich, Gerhard; Die gesellschaftlich relevanten Wissenschaften- Vorwort zu Wolfgang Thünes Buch "Freispruch" »Vorwort-Freispruch
10/2007
Autor: Peter Rauch