Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Risiko durch Stickstoffverschmutzung könnte halbiert werden

13.05.2014

Der wichtigste Dünger für den Anbau von Lebensmitteln ist zugleich eine der größten Gefahren für die menschliche Gesundheit: Stickstoff.

Chemische Verbindungen, die so genannten reaktiven Stickstoff enthalten, sind Treiber der weltweiten Verschmutzung von Luft und Wasser – und damit von Krankheiten wie Asthma oder Krebs. Wenn nichts dagegen getan wird, könnte die Stickstoffbelastung in einem mittleren Szenario um 20 Prozent bis 2050 steigen, so zeigt eine jetzt veröffentlichte Studie von Wissenschaftlern des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung.

Mit einem ehrgeizigen Maßnahmenpaket hingegen ließe sich die Belastung um 50 Prozent verringern. Dies ließ sich in der nun vorliegenden Studie erstmals quantitativ zeigen.

„Stickstoff ist für Pflanzen ein unersetzlicher Nährstoff und deshalb ein wahrer Lebensretter – er hilft der Landwirtschaft, eine wachsende Weltbevölkerung mit Lebensmitteln zu versorgen“, sagt Benjamin Bodirsky, Leit-Autor der Studie. „Aber er ist auch ein Umweltrisiko.“ In den verschiedenen Formen, die er durch chemische Reaktionen annehmen kann, trägt er massiv zur Feinstaubbelastung bei. Er unterstützt die Bildung bodennahen Ozons, das die Atemwege reizt, und lässt Gewässer ökologisch umkippen.

Die Schäden allein in Europa werden auf ein bis vier Prozent der Wirtschaftsleistung geschätzt, das sind viele Milliarden Euro. Etwa die Hälfte dieser Stickstoffbelastung kommt aus der Landwirtschaft. Deshalb haben die Wissenschaftler umfassende Computersimulationen laufen lassen, in denen die Wirkung verschiedener Maßnahmen zur Verringerung der Belastung geprüft wurde.

***Sowohl Bauern als auch Verbraucher müssten etwas tun***

„Es wurde klar, dass sich die Lage durch die weltweit stark steigende Nahrungsmittelnachfrage deutlich verschlechtern wird“, erklärt Bodirsky, der auch am Internationalen Zentrum für Tropische Landwirtschaft (CIAT) in Kolumbien arbeitet. „Ein ehrgeiziges Maßnahmenpaket könnte diesen Trend umdrehen, doch selbst dann besteht ein Risiko, dass die Restbelastung oberhalb von sicheren Grenzwerten bleibt.“

Nur wenn sich sowohl in der Nahrungserzeugung als auch im Konsum etwas ändert, können die Risiken deutlich reduziert werden, so die Studie. Jede zweite auf den Felder ausgebrachte Tonne Stickstoff wird derzeit nicht von den Pflanzen aufgenommen, sondern vom Regen ausgewaschen, von Kleinstlebewesen zersetzt oder vom Wind weggeweht.

Um diese Verluste – und damit auch die Umweltbelastung – zu verringern, sollten Bauern die Düngung zielgenauer an den Bedarf der Pflanzen anpassen, etwa durch regelmäßige Messung der Bodenwerte. Zudem sollten sie den Dung von Tieren besser für die Düngung einsetzen und damit den Nährstoff-Kreislauf schließen. „Die Kosten zur Verringerung der Stickstoffbelastung sind im Moment sehr viel geringer als die Kosten der durch die Überdüngung verursachten Schäden“, sagt Ko-Autor Alexander Popp.

„Verbraucher in den entwickelten Ländern könnten das Wegwerfen von Lebensmitteln halbieren, ebenso den Fleischkonsum und den damit verbundenen Anbau von Viehfutter – das würde ihrer Gesundheit ebenso nützen wie ihrem Geldbeutel“, so Popp. „Dies alles würde unter dem Strich die Ressourcen-Effizienz in der Nahrungserzeugung deutlich erhöhen, und die Umweltbelastung verringern.“

***„Die Auswirkungen auf die Gesundheit sind größer als die auf das Klima“***

„Der Stickstoff-Zyklus ist eng verwoben mit unserem Klimasystem“, sagt Hermann Lotze-Campen, Ko-Autor der Studie und Leiter des PIK-Forschungsbereichs Klimawirkung und Vulnerabilität. Distickstoffoxid, Lachgas genannt, ist einerseits eines der wichtigsten Treibhausgase. Andererseits führt der in der Luft schwebende stickstoffhaltige Feinstaub dazu, dass die Sonneneinstrahlung etwas abgeschirmt wird, was eine kühlende Wirkung hat. Und als Nährstoff verstärkt Stickstoff das Wachstum von Wäldern, was das Treibhausgas CO2 bindet.

„Derzeit sind die Auswirkungen der Stickstoffbelastung auf die Gesundheit ganz klar wichtiger, weil die Auswirkungen auf das Klima sich großteils gegenseitig aufheben,“ so Lotze-Campen. „Dies aber könnte sich ändern. Deshalb hätte eine Verringerung der Stickstoffbelastung den doppelten Vorteil, heute unserer Gesundheit zu helfen und in der Zukunft Klimarisiken zu vermeiden.“

Artikel: Bodirsky, B.L., Popp, A., Lotze-Campen, H., Dietrich, J.P., Rolinski, S., Weindl, I., Schmitz, C., Müller, C., Bonsch, M., Humpenöder, F., Biewald, A., Stevanovic, M. (2014): Reactive nitrogen requirements to feed the world in 2050 and potentials to mitigate nitrogen pollution. Nature Communications [DOI: 10.1038/ncomms4858]

Weblink zu Nature Communications, wo der Artikel im Laufe des kommenden Dienstags veröffentlicht wird: http://www.nature.com/naturecommunications

Kontakt für weitere Informationen:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Pressestelle
Telefon: +49 (0)331 288 2507
E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Twitter: @PIK_Klima

Jonas Viering | PIK Potsdam

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Nitrat-Problem der Landwirtschaft in Luft auflösen
29.03.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Sanitärhiebe im Wald: oft vorgeschobener Grund für Holzernte
27.03.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics