Eine neue Studie zeigt, dass der Mensch den natürlichen „Salzkreislauf“ auf globaler Ebene stört

Laut einer neuen wissenschaftlichen Studie unter der Leitung von Sujay Kaushal, Geologieprofessor an der University of Maryland, geht der Salzbedarf des Planeten mit Kosten für die Umwelt und die menschliche Gesundheit einher. In der Zeitschrift veröffentlicht Nature Reviews Erde & UmweltDas Papier enthüllte, dass menschliche Aktivitäten die Luft, den Boden und das Süßwasser der Erde salziger machen, was eine „existentielle Bedrohung“ darstellen könnte, wenn die aktuellen Trends anhalten.

Geologische und hydrologische Prozesse bringen im Laufe der Zeit Salze an die Erdoberfläche, aber menschliche Aktivitäten wie Bergbau und Landentwicklung beschleunigen den natürlichen „Salzkreislauf“ rapide. Landwirtschaft, Baugewerbe, Wasser- und Straßenaufbereitung sowie andere industrielle Tätigkeiten können ebenfalls die Versalzung verstärken, was die Artenvielfalt schädigt und im Extremfall Trinkwasser unsicher macht.

„Wenn man sich den Planeten als einen lebenden Organismus vorstellt, könnte die Ansammlung von so viel Salz die Funktion lebenswichtiger Organe oder Ökosysteme beeinträchtigen“, sagte Kaushal, der eine gemeinsame Stelle im interdisziplinären Zentrum für Erdsystemwissenschaften der UMD innehat. „Die Entfernung von Salz aus Wasser ist energieintensiv und teuer, und das dabei entstehende Nebenprodukt Sole ist salziger als Meerwasser und kann nicht einfach entsorgt werden.“

Kaushal und seine Co-Autoren beschrieben diese Störungen als einen „anthropogenen Salzkreislauf“ und stellten damit erstmals fest, dass der Mensch die Konzentration und den Salzkreislauf auf globaler, miteinander verbundener Ebene beeinflusst.

„Vor zwanzig Jahren hatten wir nur Fallstudien. Wir könnten sagen, dass Oberflächengewässer hier in New York oder in der Trinkwasserversorgung von Baltimore salzig waren“, sagte der Co-Autor der Studie, Gene Likens, ein Ökologe an der University of Connecticut und dem Cary Institute für Ökosystemstudien. „Wir zeigen jetzt, dass es sich um einen Kreislauf handelt – von der Tiefe der Erde bis zur Atmosphäre – der durch menschliche Aktivitäten erheblich gestört wurde.“

Die neue Studie berücksichtigte eine Vielzahl von Salzionen, die unter der Erde und im Oberflächenwasser vorkommen. Salze sind Verbindungen mit positiv geladenen Kationen und negativ geladenen Anionen, wobei Calcium-, Magnesium-, Kalium- und Sulfat-Ionen am häufigsten vorkommen.

„Wenn Menschen an Salz denken, denken sie meist an Natriumchlorid, aber unsere Arbeit im Laufe der Jahre hat gezeigt, dass wir andere Arten von Salzen gestört haben, darunter solche, die mit Kalkstein, Gips und Kalziumsulfat in Zusammenhang stehen“, sagte Kaushal.

Wenn diese Ionen in höheren Dosen freigesetzt werden, können sie Umweltprobleme verursachen. Kaushal und seine Co-Autoren zeigten, dass die vom Menschen verursachte Versalzung rund 2,5 Milliarden Hektar Boden auf der ganzen Welt beeinträchtigte – eine Fläche etwa so groß wie die Vereinigten Staaten. In den letzten 50 Jahren haben auch die Salzionen in Bächen und Flüssen zugenommen, was mit einem Anstieg der weltweiten Nutzung und Produktion von Salzen einhergeht.

Sogar die Luft ist mit Salz verunreinigt. In manchen Regionen trocknen Seen aus und strömen salzhaltige Staubwolken in die Atmosphäre. In Gebieten, in denen es schneit, können Streusalze zerstäubt werden, wodurch Natrium- und Chloridpartikel entstehen.

Auch die Versalzung ist mit „Kaskadeneffekten“ verbunden. Salzstaub kann beispielsweise das Schmelzen des Schnees beschleunigen und Gemeinden – insbesondere im Westen der USA – schädigen, deren Wasserversorgung auf Schnee angewiesen ist. Aufgrund ihrer Struktur können sich Salzionen an Schadstoffe in Böden und Sedimenten binden und so „chemische Cocktails“ bilden, die in der Umwelt zirkulieren und schädliche Auswirkungen haben.

„Salz hat einen kleinen Ionenradius und kann sich sehr leicht zwischen Bodenpartikeln festsetzen“, sagte Kaushal. „Tatsächlich verhindern Streusalze auf diese Weise die Bildung von Eiskristallen.“

Streusalz hat in den USA, wo jedes Jahr 44 Milliarden Pfund des Enteisungsmittels produziert werden, große Auswirkungen. Streusalz machte zwischen 2013 und 2017 44 % des Salzverbrauchs in den USA aus und macht 13,9 % der gesamten gelösten Feststoffe aus, die landesweit in die Flüsse gelangen. Laut Kaushal und seinen Co-Autoren kann dies zu einer „erheblichen“ Salzkonzentration in Wassereinzugsgebieten führen.

Um zu verhindern, dass die Wasserstraßen der USA in den kommenden Jahren mit Salz überschwemmt werden, empfahl Kaushal Richtlinien, die den Streusalzverbrauch begrenzen oder Alternativen fördern. Washington, D.C. und mehrere andere US-Städte haben damit begonnen, kalte Straßen mit Rübensaft zu behandeln, der die gleiche Wirkung hat, aber deutlich weniger Salz enthält.

Kaushal sagte, es werde immer wichtiger, die kurz- und langfristigen Risiken von Streusalzen abzuwägen, die eine wichtige Rolle für die öffentliche Sicherheit spielen, aber auch die Wasserqualität beeinträchtigen können.

„Es besteht das kurzfristige Verletzungsrisiko, das ernst ist und worüber wir unbedingt nachdenken müssen, aber es besteht auch das langfristige Risiko von Gesundheitsproblemen, die mit zu viel Salz in unserem Wasser verbunden sind“, sagte Kaushal. „Es geht darum, die richtige Balance zu finden.“

Die Autoren der Studie forderten außerdem die Schaffung einer „planetaren Grenze für eine sichere und nachhaltige Salznutzung“, ähnlich wie der Kohlendioxidgehalt mit einer planetaren Grenze zur Begrenzung des Klimawandels verbunden ist. Kaushal sagte, dass es zwar theoretisch möglich sei, den Salzgehalt zu regulieren und zu kontrollieren, dies jedoch mit besonderen Herausforderungen verbunden sei.

„Dies ist ein sehr komplexes Thema, da Salz in den USA nicht als Hauptverunreinigung des Trinkwassers gilt und es daher ein großes Unterfangen wäre, es zu regulieren“, sagte Kaushal. „Aber glaube ich, dass es sich um eine Substanz handelt, die in der Umwelt schädliche Mengen annimmt? Ja.“