Lexikon Waldschädigende Luftverunreinigungen - BFW

Die Bildung des “sauren Regens” erfolgt u.a. durch Oxidation des SO 2 in der Luft durch verschiedene
reaktive Sauerstoffspezies (O*, HO 2*, O 3, H 2O 2) zu SO 3 bzw. mit OH* zum Sulfitradikal (OHSO 2*) und
weiter zum Sulfat. Die Oxidation zu SO 2 wird durch Ruß, Fe und Mn katalysiert.
Verweilzeit in der Atmosphäre: 1-40 Tage („hochvariables Spurengas“). Depositionsgeschwindigkeit
0,1-2 cm • s –1 je nach der Beschaffenheit der Oberfläche (Schnee < Gras/Boden < Wasser/Getreide <
Wald).
Konzentrationen in der Luft (Jahresmittelwerte):
Reinluftgebiete: 0,5-10 µg • m –3
Ländliche Gebiete: 4-20 µg • m –3
Ballungsräume: 10-90 µg • m –3
Die höchsten SO 2-Konzentrationen treten im Winter, die niedrigsten im Sommer auf.
Freilandeinträge durch nasse Freilanddepositionen liegen in Österreich meist zwischen 5 und 15/20 kg
SO 4 –– • ha –1 • a –1 , in Waldbestände gelangen (u.a. infolge der Auskämmung) durch den Kronendurchlaß
in Immissionsgebieten bis etwa 5mal so hohe Einträge.
Messung in der Luft:
Registrierende Methoden: Konduktometrische Messung mit dem Wösthoff Ultragas U3S. Moderne
Meßgeräte basieren auf dem UV-Fluoreszenzprinzip.
Integrierende bzw. diskontinuierliche Methoden: Waschflaschen (Silikagelverfahren nach Stratman,
TCM-Verfahren nach West & Gaeke), Bleikerzenmethode. Modernere Verfahren: imprägnierte Filter,
Diffusionsröhrchen (Passivsammler; Analyse mit einem Ionenchromatograph) und Denuder (=
Thermodiffusionsabscheider). >> Luftschadstoffmessung.
Aufnahme und Wirkungen auf Pflanzen:
• Allgemeines: Die phytotoxische Wirkung beruht u.a. auf der sauren Wirkung und auf der Bildung
von H 2O 2 in der Zelle. Sulfit im Zellsaft ist etwa 20x so toxisch wie Sulfat.
• Aufnahme: Passiv über die Stomata (Anreicherung im Bereich der Schließzellen und des Phloems,
Herabsetzung der Regulationsfähigkeit der Stomata und Stomatabräunung), Eindringen in das
Hohlraumsystem und in das Zellwandwasser, Diffusion in die Zellen (Hauptweg). Ablösung des
Protoplasmas von den Zellwänden (Plasmolyse), Austrocknung des Zellinhaltes, Verquellung der
Chloroplasten. Im Gegensatz zum CO 2 wird der kutikuläre Widerstand durch SO 2 leicht
überwunden. SO 2 löst sich im Zellwandwasser, Reaktionsprodukte sind Hydrogensulfit und Sulfit;
diese verteilen sich auf die Chloroplasten, das Cytosol und die Vakuole in einem Verhältnis von 96 :
3 : 1. In den Chloroplasten wird weiters Cystein, Methionin und Glutathion über aktiviertes Sulfat
gebildet. Überschüssige SH-Gruppen und Sulfit werden in Sulfid übergeführt und als H 2S über den
Gaswechsel abgegeben.
Wirkungen auf Molekülebene:
Störungen des Zellstoffwechsels aufgrund der sauren und/oder reduzierenden Wirkung sowie der
Bildung der enzymhemmenden Hydroxysulfonate (mit Aldehyden und Ketonen) und Bildung von
Sulfonsäuren mit Olefinen. Chlorophylle (v.a. Chlorophyll a) werden durch SO 2 zu Phäophytinen
umgewandelt, wobei Mg abgespaltet wird. PEPCA und Phosphorylasen werden gehemmt. Die Bildung
von H 2O 2 bzw. HO 2 – * in Chloroplasten führt auch zu Lipidperoxidation. Weitere Folgen:
Stoffwechselstörungen, Wachstumsstörungen und Zuwachsverluste. S. reduziert bzw. beansprucht die
Pufferkapazität des Zellsaftes, was zu einer pH-Verschiebung und in weiterer Folge zu Veränderungen
von Enzymaktivitäten führt (Änderung des Dissoziationsgrades des aktiven Zentrums), photosynthetisch
St. Smidt: Lexikon forstschädliche Luftverunreinigungen - 223 -