Distickstoff(mon)oxid
N2O, auch Lachgas, klimarelevantes Spurengas, das zum zusätzlichen Treibhauseffekt beiträgt. Der Abbau des N2O erfolgt im Wesentlichen auf photochemischem Wege in der Stratosphäre. Es ist so Mitverursacher des saisonalen Ozonabbaus in der Stratosphäre.
In der Atmosphäre verweilt Lachgas rund 120 Jahre lang. Zwar kommt es dort nur in Spuren vor, aber wegen seiner starken Treibhauswirkung trägt es auf die Menge bezogen überproportional zum menschengemachten Klimawandel bei. Die Distickstoffoxidkonzentration in der Atmosphäre liegt bereits heute rund 20 Prozent über dem vorindustriellen Wert.
Die wichtigste Quelle für N2O sind mikrobielle Umsetzungen von Stickstoffverbindungen in Böden (Nitrifikation, Denitrifikation). Diese erfolgen sowohl unter natürlichen Bedingungen als auch infolge der Stickstoffdüngung in der Landwirtschaft.
Globales Lachgas-Budget im Zeitraum zwischen 2007 und 2016
Die farbigen Pfeile stellen die Lachgasflüsse (in Teragramm Stickstoff pro Jahr) dar.
Gelb: Emissionen aus anthropogenen Quellen (von links: Landwirtschaft und Abwasser, Biomasseverbrennung, fossile Brennstoffe und Industrie sowie indirekte Emissionen)
Grün: Emissionen aus natürlichen Quellen(von links: Landmassen, Ozeane)
Blau: Menge des Lachgases, das der Atmosphäre durch chemische Prozesse entzogen wird.
Quelle: MPI 2020
In den vergangenen Jahrzehnten hat sich der Anstieg beschleunigt, was auf Emissionen aus verschiedenen menschlichen Aktivitäten zurückzuführen ist. Verursacht ist der Anstieg der Distickstoffoxidkonzentration in der Atmosphäre vor allem durch den (weiterhin zunehmenden) Einsatz von stickstoffhaltigen Düngemitteln. Dazu gehören sowohl synthetische Dünger als auch organische Dünger aus tierischen Ausscheidungen.
Die Landwirtschaft trägt so rd. 34 % der gesamten anthropogenen N2O-Emissionen in Deutschland bei, global sind es ca. 60 % aller anthropogenen N2O-Emissionen.
Bei einer für die kommenden Jahrzehnte erwarteten Verdoppelung der Emissionen wird das Ozon-Zerstörungspotential des N2O dem der FCKW entsprechen.
Die Beiträge der N2O-Emissionen aus Böden als Folge mikrobielle umgesetzter Stickstoffüberschüsse aus der Stickstoffdüngung sind bisher besonders unzureichend erforscht. Bekannt ist aber, daß insbesondere bei schweren Böden mit geringen Versickerungsraten und langen Verweilzeiten des Bodenwassers der überwiegende Teil der Stickstoffüberschüsse im Boden (80 - 95 %) nach Umsetzungen in die Luft emittiert wird. Weiterhin von Bedeutung sind Prozesse in der chemischen Industrie sowie in geringem Umfang Verbrennungsprozesse. N2O entsteht auch bei der katalytischen Reinigung von Kfz-Abgasen.
Nach einer neueren Studie (Hanqin Tian et al. 2020) sind die menschengemachten Lachgasemissionen in Ost- und Südasien, Afrika und Südamerika am höchsten. Besonders hohe Steigerungen weisen Schwellenländer auf, speziell China, Indien und Brasilien, wo Ackerbau und Viehbestand stark zugenommen haben. In Europa dagegen sind die anthropogenen N2O-Emissionen zurückgegangen, sowohl in der Landwirtschaft als auch in der chemischen Industrie. Dies führen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf verschiedene Anreiz- und Schutzmaßnahmen zurück. So ist die Landwirtschaft in vielen westeuropäischen Ländern dazu übergegangen, Stickstoff effizienter einzusetzen, unter anderem auch, um die Wasserbelastung zu reduzieren.
(s. a. Umweltwirkungen)
Weitere Informationen:
Disparitäten, räumliche
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