Heimtückische Stickoxide

News: Heimtückische Stickoxide

Sauer macht lustig, heißt es. Doch wenn es sich um den sauren Regen handelt, lässt der Spaß schnell nach: Schäden an Wäldern, Böden und Gewässern sind nur einige der bekannten Folgen. Dass Stickoxide als Bestandteil solcher Niederschläge eine wichtige Rolle spielen, ist schon lange bekannt. Jetzt konnten Chemiker nachweisen, dass Stickoxide auch mit Ethanol reagieren, und dass sie daher als viel schädlicher eingestuft werden müssten als bisher.

Regenwasser sollte in Mitteleuropa einen natürlichen pH-Wert von etwa 4,6 bis 5,6 haben. Doch der tatsächliche Mittelwert liegt für Deutschland bei 4,0 bis 4,6 und damit ist der Säuregahalt um etwa das 40-fache höher als normal. Der saure Regen ist auf den Gehalt von Schwefel- und Salpetersäure in der Luft zurückzuführen, die durch die Belastung der Atmosphäre mit Schwefeldioxid und Stickoxiden entstehen. Jetzt haben Wissenschaftler der University of Buffalo im US-Staat New York herausgefunden, dass Stickoxide auch heftig mit Ethanol reagieren.

Bereits vor zwei Jahren entdeckten James Garvey und seine Mitarbeiter, dass Stickoxide in der Atmosphäre mit Methanol zu stark schädlichen Stoffen reagieren können. "Diese neue Untersuchung zeigt, dass es auch eine Reihe von Aerosol-Reaktionen zwischen Stickoxid und Ethanol gibt", teilt Garvey mit (Journal of the American Chemical Society vom 6. Dezember 2000). Da Stickoxide also mit einer breiten Palette von Alkoholen reagieren, ist anzunehmen, dass sie wirkungsvoller sind, als man bisher dachte.

Die Schadstoffe in der oberen Atmosphäre entstehen, wenn Verbindungen von Stickoxid und Ethanol unter dem Einfluss von Sonnelicht reagieren. Im Labor ersetzten die Chemiker die Sonne durch Laser und wiesen die Reaktionen mit einem Massenspektrometer nach. "Chemiker wollen in der Lage sein, dort eingreifen zu können, wo chemische Reaktionen auftreten", erklärt Garvey. "Unsere Ergebnisse bieten eine Möglichkeit, gerade das zu tun." Geringe Veränderungen an den Umgebungsbedingungen der reaktiven Gase wirken sich darauf aus, wie und wo die Reaktion stattfindet. Erhöht sich die Anzahl der umgebenden Moleküle, konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich der Ort der Reaktion beim Ethanol veränderte. Indem sie einige der Wasserstoffatome des Ethanols durch schweren Wasserstoff (Deuterium) ersetzten, gelang es ihnen, den Ablauf der Reaktion sehr genau zu verfolgen.

"Es stellt sich nun heraus, dass Stickoxide so heimtückisch sind, weil sie nicht nur an einfachen biomolekularen Reaktionen Teil haben", wie Garvey meint. "Sie entwickeln ihre eigene, ganz spezielle Chemie im Kontakt mit gasförmigen Verbindungen. Diesen Umstand sollte man beachten, wenn man Umweldbedingungen kontrollieren will."

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 1.6.1999
"Ein Neuer im 'Chemischen Zoo'"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 4.11.1997
"Dreckschleudern auf hoher See"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)

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