Was ist die Stickstoffkaskade? | Umweltbundesamt

Bei der Verbrennung des Kraftstoffs im Kfz-Motor bilden sich Stickstoffoxide (NO_x). Sie sind Teil der Abgase, die aus dem Auspuff ausgestoßen werden. So auch unser Stickstoff-Atom. Stickstoffoxide können in Atemwegen zu Entzündungsreaktionen führen. 

Das Stickstoffmonoxid-Molekül (NO) mit unserem Stickstoff-Atom kann sich aber auch mit dem Luftsauerstoff (O₂) oder mit Ozon (O₃) zu Stickstoffdioxid (NO₂) verbinden. Nun gerät es bei der weiteren Reise in einen Regenschauer. Sauerstoff und Wasser reagieren mit dem Stickstoffdioxid zu Salpetersäure (HNO₃). In einem Salpetersäure-Molekül eingebaut regnet das Atom, dem wir folgen, in einem Waldstück als saurer Regen ab. Der niedrige ⁠pH-Wert⁠ des Regens kann den Waldboden versauern und die Pflanzen schädigen.

Aus der Salpetersäure bildet sich ein Nitrat-Ion (NO_3-), das mit zu einem Nährstoffüberangebot in dem Waldökosystem führen kann. Das Nitrat-Ion sickert mit dem Regenwasser in den Boden ein. Weil zu viel Nährstoffe im Boden sind, wird es dort weder von Pflanzenwurzeln aufgenommen noch gespeichert, sondern ins Grundwasser ausgewaschen. Die Wirkungen von Nitraten in Grundwasser-Ökosystemen kennen wir kaum. Trinkwasser darf aber aus gesundheitlichen Gründen nur wenig Nitrat enthalten. Grundwasser, das zu viel Nitrat enthält, muss daher aufwändig aufbereitet werden, bevor man es als Trinkwasser nutzen kann.

Das Nitrat-Ion kann aber auch mit dem Regenwasser in den nahegelegenen Bach gespült werden. Das Wasser nimmt das Nitrat-Ion mit auf seine Reise zunächst in den nächsten Fluss und schließlich bis ins Meer. Dort nimmt eine Alge das Nitrat-Ion auf und "verbaut" es in ihrem Blattgrün. Als Teil der Pflanze ist es nun eine organische Stickstoffverbindung (N_org). Die Alge stirbt ab und wird zersetzt. Der organische Stickstoff der Pflanze wird weiterverwendet und trägt zur Überdüngung des Meeres bei.