Saurer Regen
Vom Zeugnis frühmontaner Umweltbelastung bis zu neuartigen Waldschäden
Wer heute im Wald spazieren geht und einen kritischen Blick auf die Bäume riskiert, denkt vielleicht noch an die letzte Zeitungsnotiz zur Waldzustandserhebung aber kaum mehr daran, warum der Waldzustand im öffentlichen Interesse überhaupt begutachtet wird. Dabei ist gerade mit dem Waldzustand seit geraumer Zeit eine gewisse Umweltproblematik ins Bewusstsein breiter Bevölkerungsschichten der nördlichen Hemisphäre gerückt. Versauerung war das Schlagwort, das vor 20 Jahren so manchen Titel der öffentlichen Presse prägte.
Aber das war nur der Höhepunkt einer langen Geschichte, die immer noch nicht zu Ende ist. Im Gegensatz zu jenen Veränderungen der Umwelt, die sich primär unseren Sinnen entziehen, sind die Belastungen durch Luftschadstoffe, die mit sauren Regen und der darausfolgenden Versauerung der Böden zu tun haben, für jeden früher oder später sichtbar.
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Mit dem Bergbau und Hüttenwesen hat die Geschichte ihren Anfang. Die Überlieferungen von Auseinandersetzungen über die Abgase aus den Schmelzhütten gehen auf den Beginn des 15ten Jahrhunderts zurück. In den Montanakten der Staats- und Landesarchive ist dazu reichlich Material vorhanden, wie etwa die Beschwerden über den schwefelhaltigen „Hütt-Rauch“, der auf dem flachen Land Wiesen und Weiden belastete. Und es waren wohl jene Beschwerden, die im 16ten Jahrhundert die Entwicklung technische Maßnahmen zur Begrenzung der Schäden durch Hüttenrauch einforderten.
Agricolas „De re metallica“
Als einer der Pioniere des modernen Montanwesens gilt der Joachimsthaler Arzt und Humanist Georgius Agricola. Sein, im Jahre 1556 in deutscher Sprache gedrucktes zwölfbändige Werk über den Bergbau „De re metallica“ ist nicht nur Zeugnis des damaligen Wissens über Bergbau und Hüttenwesen. Seine Aufzeichnungen belegen auch die Umweltproblematik, welche durch das Montanwesen bedingt ist. Die Klagen seiner Zeitgenossen, „... dass bei dem Schürfen mehr Schaden entsteht, als in den Erzen, die durch den Bergbau gewonnen wurden, Nutzen liegt“ dokumentierte er ebenso präzise wie seinen eigenen Standpunkt: „... für die Edelmetalle, die man aus dem Erze schmilzt, können anderswo zahlreiche Vögel, essbare Tiere und Fische erworben ... werden“ 1) . Positionen also, wie sie sich auch heute noch in vielen Bereichen widerspiegeln.
Auch wenn für Agricola die Umweltproblematik nicht im Vordergrund seines Wirkens stand, ist seinen Büchern zu verdanken, dass die Begrenzung der Schäden durch Hüttenrauch ihren Anfang nehmen konnte. Denn Agricola ließ detailgetreue Zeichnungen anfertigen, auf deren Basis sich seine Nachwelt stützen konnte. Dazu gehörten auch Schornsteine in ausreichender Höhe und Flugstaubkammern. Und die Abbildungen geben nicht nur präzise technische Hinweise wieder, sondern auch Hinweise über ökologische Folgen der Verfahrenstechniken des Hüttenwesens.
Die beauftragten Zeichner gaben nicht nur in minutiöser Genauigkeit die technischen Details der Maschinenanlagen wieder, sondern auch deren nähere Umgebung: Sowohl Arbeiterinnen und Arbeiter als auch Fauna und Flora. Zu letzterem gehören Bäume und Bäumchen, die mit ihren herunterhängenden Zweigen einen trostlosen Eindruck vermitteln. So ließen sich heute die dargestellten Zweige durchaus als Lamettasyndrom interpretieren, eine Erkrankung der Fichten infolge der Schadstoffbelastung des Bodens und der Luft.
Die Schadstoffe waren in dem Rauchgas (heute Röstgas) das infolge des Röstprozesses zur Metallgewinnung entsteht. Allen voran war es Schwefeldioxid, das bei dem Prozess in großer Menge freigesetzt wird, wenn aus den sulfidischen Erzen das Metall herausschmilzt. Blenden, Glanze oder Kiese bezeichnen die sulfidischen Erze je nach ihrem Aussehen, wie beispielsweise die in der Freiberger Lagerstätte vorkommenden Erze Zinkblende (Sphalerit, ZnS), Bleiglanz (Galenit PbS), Schwefelkies (Pyrit, FeS) oder Kupferkies (Chalkopyrit, CuFeS3).
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Doch bis die Schadstoffbelastung der Luft durch den Hüttenrauch sich merklich verringerte, sollte noch einige Zeit vergehen.
Über Schornsteine und Grenzwerte
Am 20. Mai 1846 wandten sich 14 Bürger und der Gemeindevorstand von Halsbrücke an das sächsische Finanzministerium, das die Aufsicht über die Schmelzhütten hatte. In ihrer Petition führten sie aus: „Der Obstbaum gedeiht nur kümmerlich und ist er endlich tragbar und stehe in Blüte, so braucht der Hüttenrauch diese nur gelind zu überstreichen, um sie zu vergiften“ 2) . Da auch andere Gemeinden klagten, sah sich das Ministerium genötigt den Agrarchemiker Adolph Stöckhardt von der land- und forstwirtschaftlichen Akademie in Tharandt zu bestellen.
In seinem Gutachten „Über die Einwirkungen des Rauches der Silberhütten auf die benachbarte Vegetation“ bestätigte er die Sorgen der Anlieger. Die Früchte und das Gras sind kümmerlich, die Bäume und Hecken sind verwelkt und in der Nähe der Hüttenwerke war stellenweise alle Vegetation verschwunden. Zum ersten mal in Deutschland benannte er dabei Schwefeldioxid als das ursächliche Agens.
Als Konsequenz sollte der Schornstein der Hütte auf 15 Meter aufgestockt werden. Obwohl Stöckhardt der Politik der hohen Schornsteine skeptisch gegenüber stand, wurden die Freiberger Hütten zu Vorreitern beim Bau hoher Essen. Aus seinen Begasungsversuchen von Fichten mit Schwefeldioxid schlussfolgerte er, das eine Schädlichkeitsgrenze in bestimmten Zahlen nicht anzugeben war. Er sträubte sich gegen die Festlegung einer Unschädlichkeitsgrenze, insbesondere dann, wenn die Einwirkung der schwefligen Säure, also die Mischung von Schwefeldioxid und Wasser, langanhaltend ist. Damit war auch gleichzeitig der Grundgedanken des „sauren Regens“ geboren.
Da der Weg zu wirtschaftlich rentablen Absorptionsverfahren zur Minderung des Schwefeldioxidausstoßes in die Luft mühselig war 3) , blieb man bei dem billigeren Ausweg mit den hohen Schornsteinen. Infolge der nicht abreißenden Proteste baute man im Jahre 1860 eine 60 Meter hohe Esse mit dem Erfolg, dass ein Jahr später Schäden in dem gut fünf Kilometer entfernten Grillenburger Wald auftraten. Forstleute stellten ein auffallendes Erkranken und Absterben des Fichtenbestandes fest. Und das ging immer so weiter. Im Jahre 1889 wurde eine 140 Meter hohe Esse errichtet, worauf acht Jahre später die Einwohner des zehn Kilometer entfernten Colmnitz eine Beschwerde einreichten, in der festgehalten wurde, dass von Jahr zu Jahr ihre Umgebung einen immer trostloseren Anblick böte und die Tanne bald ganz zu verschwinden droht.
Doch die Politik der hohen Schornsteine blieb das zentrale Element des Immissionsschutzes, um das Problem aus der Welt, oder besser: aus den Augen zu schaffen. Noch im Jahre 1980 veranstaltete das nordrhein-westfälische Ministerium für Arbeit, Gesundheit und Soziales ein Kolloquium mit den Titel: Hohe Schornsteine als Element der Luftreinhaltungspolitik in NRW. Das was vor gut 100 Jahren diskutiert wurde, war also vollständig vergessen.
So hielt die Einwirkung des sauren Regens auf die weite Umgebung ungebrochen an – trotz der zunehmend eingesetzten Entschwefelungsanlagen zur Gewinnung der wirtschaftlich rentablen Schwefelsäure. Denn die sauren Gase kamen nun auch aus Kokereien, Kraftwerken und anderer Industrien. Die Suche nach den Schadstoffquellen wurde komplizierter und eine „ortsübliche Belastung“ wurde zu Anfang des 20sten Jahrhunderts per Bürgerliches Gesetzbuch eingeführt um der Bürger Beschwerden Herr zuwerden.
Die Kammlagen ab den 1960ern
In den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts, die Essen waren in der Zwischenzeit auf 300 Meter angewachsen, wurde das „Waldsterben“ allmählich zu einem politischen Reizwort. Die Schäden an Bäumen begannen schon in den 60er Jahren in Süddeutschland. Auch die Korrosion historischer Bauwerke blieb nicht ungesehen.
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Doch diesmal traf es die exponierten Höhenlagen von Schwarzwald, Allgäu oder Bayerischen Wald und ganze Höhenzüge im Erzgebirge waren schon kahl. Zunächst noch als Panikmache abgetan oder: Der deutsche Wald stirbt primär am Dreck, den unsere Nachbarn über die Grenzen schicken – die Schwarzwaldhöhen demnach von den Franzosen, der Bayerische Wald von den Tschechen und für die Alpen fand man die Österreicher als die Schuldigen. Und das Erzgebirge war sowieso, aus westdeutscher Sicht, eine Sache der Kommunisten 4) . Dass die Erzgewinnung im Erzgebirge und damit das Montanwesen und mit ihm der saure Regen in dieser Region lange Tradition hat, stand erst mal außen vor.
Der Hintergrund für diese Haltung geht wiederum auf die Politik der hohen Schornsteine zurück. Und das sah nun wie folgt aus: Die hohen Schornsteine emittieren die Schadstoffe in eine etwa 1000 Meter hochliegende atmosphärische Grenzschicht mit hoher Windgeschwindigkeit; in der Folge liegen die Orte des Niederschlags in weiter Ferne. Bei einer Verweildauer von neun bis zehn Tagen in der Atmosphäre können die Schadstoffe Hunderte bis Tausende von Kilometern zurücklegen.
Diese Politik ging soweit, dass regelrechte „Handelsbilanzen“ aufgestellt wurden, in dem Sinne: Wer exportiert wie viel in welches Land. Die bilanzierten Mengen beliefen sich im Jahre 1989 auf Größenordnungen von mehreren 100 000 Tonnen jährliche Fracht an Schwefeldioxid, die über den Luftweg transportiert wurde. Was nicht in den Kammlagen der Gebirge hängen blieb, schaffte es bis ins ferne Skandinavien, deren Seen letztlich die Fracht abbekamen – mit dramatischen Folgen: Viele Seen starben ökologisch ab.
Blieben bislang die Schäden auf die nördliche Hemisphäre unserer Erde beschränkt, die Menge von Schwefeldioxid und Stickstoffoxiden im grönländischen Eismeer verdoppelte sich seit dem Jahre 1900 bis heute, so zeigt sich mittlerweile, dass durch Versauerung bedingte Probleme auch außerhalb Europas und Nordamerikas auftreten: erst jüngst wurde über Schäden an Kunst- und Kulturgütern in Asien berichtet 5) .
Die Tanne mit dem Storchennest
In Deutschland waren zwar nur wenige Bäume abgestorben, doch viele waren erkrankt. Die mittlerweile jährlich durchgeführte Waldschadenserhebung ergab für das Jahr 1986, dass die Bäume auf 54 Prozent der Waldfläche, das sind 4 Millionen Hektar, in ihrer Vitalität geschwächt oder geschädigt waren.
Was anfangs überwiegend an Tannen zu beobachten war, nämlich die Schädigungen an Nadeln und Wurzelwerk, griff immer mehr auf Fichte und Kiefer über. Und in den Schadensmeldungen reihten sich zusehends die Laubbäume ein: Erst die Eiche, dann die Buche, die Birke ...
Bei den Nadelbäumen ist das Abfallen der Nadeln das auffälligste Symptom für die Schädigung des Waldes. Der Nadelverlust bei der Tanne beginnt zumeist im unteren Bereich der Baumkrone. Der Hochtrieb ist verkürzt, es bilden sich „Storchennester“ aus. Bei den Fichten hängen die Zweige schlaff an den Ästen herab (wie Lametta am Weihnachtsbaum), weswegen sich hierfür der Begriff „Lamettasyndrom“ einbürgerte.
Erkrankte Laubbäume sind daran zu erkennen, dass die Blätter nur noch matte Farben aufweisen, vergilben oder noch grün vom Baum fallen. Insbesondere die Buche erfährt ein unnatürlich langes Seitenwachstum der Triebe (Peitschentriebe).
Neben den oberirdisch sichtbaren Schäden waren auch Veränderungen an den Feinwurzeln erkennbar – verdickt, verformt, ihre Funktion gestört.
Seit den 1970ern: Neuartige Waldschäden
Der Wald mit allen seinen Baumarten befand sich über große Flächen in einem labilen Gleichgewicht. Früher waren Waldschäden klassische „Rauchschäden“: Es starben ganze Wälder in der Region des Schadstoffausstoßes
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Das Krankheitsbild seit Mitte der 70er Jahre jedoch, sah und sieht auch heute noch uneinheitlich aus. Neben gesunden kommen in vergleichbarer Lage stark geschädigte Bestände vor. Damit stellte sich die Frage, ob außer den Luftverunreinigungen, die auch für den sauren Regen verantwortlich waren, noch weitere Faktoren die Situation beeinflussen. Denn diese neuartigen großflächigen Waldschäden werden auch in einer wenig belasteten Umwelt vorgefunden. Auch der ehemals populäre Begriff Waldsterben trifft für diese Waldschäden nicht mehr zu; sie sind reversibel, wenn die Nährstoffzusammensetzung wieder stimmt.
Der Mangel an Mineralien ...
Die primäre Wirkung des sauren Regens auf die Waldschäden liegt in der Auswaschung lebenswichtiger Mineralien aus dem Boden und mindert damit auch eine gewisse Pufferkapazität, die zusätzlich durch die Schädigung symbiotischer Wurzelpilze bedingt ist.
Beispielsweise führt ein Mangel an dem Mineral Magnesium zu einer reduzierten Photosynthese oder ein Mangel an Kalium führt zu Blattverfärbungen und bei der Kiefer zu Nekrosen an Nadelspitzen (Braunverfärbung).
... und die Überdüngung der Böden ...
Andere Schadstoffe, die nicht direkt mit saurem Regen assoziiert sind, finden sich besonders während der Vegetationszeit im Sommer mit Ozon, deren primäre Quelle im Straßenverkehr liegt. Vor allem aber ist es Stickstoff – in Form von Ammoniak.
Gerade letztere Stickstoffverbindung, die zum größten Teil aus der Massentierhaltung resultiert, aber auch aus Kläranlagen und Mülldeponien entweicht, führt als wichtiger Nährstoff der Bäume (und Pflanzen allgemein) zu einer Überdüngung des Bodens (Bodeneutrophierung). Zusammen mit den Säureanteilen entstehen so Komponenten unterschiedlicher Zusammensetzung, wie Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat oder Ammoniumchlorid; allesamt Stoffe, die direkt durch die Bäume aufgenommen und umgesetzt werden können.
... bedingen Stress durch eine ernährungsphysiologische Schere
Die Bäume geraten so in eine Stresssituation; ein Überangebot an Nährstoffen verbunden mit einem Mangel an Mineralien kann zu keinem gesunden Wachstum führen. Als Stressreaktion wird beispielsweise Magnesium so verteilt, dass eine möglicht günstige Photosyntheseleistung erhalten bleibt: junge Triebe werden gegenüber älteren bevorzugt gebildet. Die Folge sind Triebverkürzungen oder absterbende Triebe.
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Der Baum gerät gewissermaßen in eine ernährungsphysiologische Schere: Mehr Stickstoff bedingt auch mehr Mineralien und Wasser. Die Mineralien sind ausgewaschen und Trockenperioden setzen dem Geschehen noch eins oben drauf, wie es erstmals im Jahre 1983 im Zuge der Waldzustandserhebung direkt beobachtbar war.
Die Folgen sind unter anderem Rindenrisse und eine höhere Anfälligkeit gegenüber Infektionen und Schädlingen.
Und gegenwärtig?
Stabilität und Widerstandskraft gewinnt der Baum nicht durch übertrieben schnelles, sondern eher durch bedächtiges, gesundes Wachstum. Aufgetriebenes Holz bricht leicht, ist anfällig gegen Sturm und Schneedruck. Je mehr Energie der Baum in sein Wachstum investiert, um so weniger bleibt ihm für die Feindabwehr.
Und zu guter letzt darf nicht vergessen werden, dass eine natürliche Waldgesellschaft durch Artenvielfalt und vor allem auch durch eine Mischung von Bäumen unterschiedlichen Alters gekennzeichnet ist. Heute hingegen prägt der so genannte entmischte Altersklassenwald das Bild unserer Wälder.
In der Mark Brandenburg zumindest, waren die Baumschäden im letzten Jahr am ausgeprägtesten seit Beginn der Waldzustandserhebung im Jahre 1982. Es gab noch nie so wenig gesunde und so viel stark geschädigte Bäume wie im Jahre 2004 6) .
Dr. Heinz Wohlgemuth
Berliner Umweltagentur e.V.
Anmerkungen
1) Agricola, De re metallica, 1556, zitiert in: Ulrich Troitzsch, Umweltprobleme im Spätmittelalter und der frühen Neuzeit aus technikgeschichtlicher Sicht, in Bernd Herrmann (Hrsg.), Umwelt in der Geschichte, Vandenhoek & Ruprecht, Göttingen 1989, Seite 89-110
2) Staatsarchiv Dresden, Außenstelle Freiberg, zitiert in: Arne Andersen und Franz Josef Brüggemeier, Gase, Rauch und Saurer Regen, in: F-J Brüggemeier, Th. Rommelspacher, Besiegte Natur. Geschichte der Umwelt im 19. und 20. Jahrhundert, Beck'sche Reihe, München 1989, Seite 64-85
3) Das Prinzip zur Entschwefelung der Abgase war zu Stöckhardt's Zeiten schon bekannt. Das Bleikammerverfahren zur Gewinnung von Schwefelsäure (Vitriol) geht auf das Jahr 1746 zurück.
4) Bruno Hespeler, Prügelknabe Wald, Jagd- und Kulturverlags Anstalt, Vaduz 1996
5) Luftverschmutzung – Ein weltweites Problem. Ergebnisse und Perspektiven der Luftreinhaltungskonferenz „Acid Rain“ im Juni 2005 in Prag, Umwelt 9 (2005) 502-504
6) Elmar Kilz, Die Waldzustandserhebung in Berlin und Brandenburg für das Jahr 2004, Umweltpanorama 8 (2005) 10-12