Farbloses, unbrennbares, schwach säuerliches riechendes und schmeckendes Gas (CO2). In freiem Zustand natürlicher Bestandteil von Luft (0,03 – 0,036 Vol.-Prozent) und Mineralquellen.
Kommt in flüssiger Form in Stahlflaschen (Kohlensäure) und fest als „Trockeneis“ (-78,5 °C) in den Handel. K. ist ungiftig und bis zu 2,5 Vol. Prozent in der Luft unschädlich, 4-5 Prozent wirken betäubend und mehr als 8 Prozent tödlich (Erstickung). Der MAK-Wert beträgt 9.000 mg/m3.
Der K.-Kreislauf ist einer der wichtigsten Naturkreisläufe. Er transportiert den für alle Lebewesen notwendigen Kohlenstoff zwischen Luft, Boden und Wasser. Der K.-Gehalt der Atmosphäre weist einen ausgeprägten Jahreszyklus auf: Ende April ist er im globalen Mittel um ca. 6 ppm höher als im Oktober. Die Pflanzen der Nordhemisphäre entziehen der Luft während der Vegetationsphase (Frühjahr bis Herbst) durch Photosynthese soviel K., dass die Konzentration zum Herbst hin abnimmt, während zum Ende des Winters die K.-Konzentration aufgrund des geringeren K.-Verbrauchs und dem Zersetzen von Biomasse K. freigesetzt wird.
Von den Pflanzen wird K. mit Hilfe des Sonnenlichts in Kohlenstoff und Sauerstoff zerlegt (Photosynthese). Der Kohlenstoff bleibt in der Pflanze und der Sauerstoff wird an die Umwelt abgegeben. Tierische Organismen gewinnen Energie, indem sie Kohlenstoff mit Sauerstoff zu K. verbrennen. Durch den intensiven K.-Austausch zwischen Atmosphäre und Biosphäre treten Tages- und Jahresschwankungen im K.-Gehalt der Luft auf.
Gegenüber dem biologischen K.-Kreislauf sind die geochemischen Umsätze, Vulkanausbrüche und v.a. die Verbrennung fossiler Brennstoffe, zwar verschwindend klein, aber um so folgenreicher: K. ist als wichtiges klimarelevantes Spurengas maßgeblich an der Regulation des irdischen Wärmehaushalts beteiligt. K. verändert den Strahlungshaushalt der Erde, indem es die kurzstrahlige Sonnenstrahlung fast ungehindert auf die Erdoberfläche passieren lässt und die langwellige, von der Erde emittierte Wärmestrahlung teilweise absorbiert.
Nur etwa 4 Prozent des jährlich emittierten K. stammt aus anthropogenen Quellen; die natürlichen K.-Emissionen betragen ca. 600 Mrd. Tonnen/Jahr. Greift der Mensch durch zusätzliche K.-Emissionen in den K.-Kreislauf ein gefährdet er das Weltklima.
Eine weitere Erhöhung der K. in der Atmosphäre lässt eine Zunahme der globalen Temperaturen erwarten. Im Vergleich zu den letzten 250.000 Jahren der Erdgeschichte ist der K.-Gehalt der Erdatmosphäre heute am höchsten; die jährliche Konzentrationszunahme liegt bei etwa 0,4 Prozent. Der anthropogen bedingte Anstieg der K.-Konzentration wird weniger auf industrielle Aktivitäten, sondern vielmehr auf die Umwandlung von Wald- in Ackerflächen (Europa, USA, Ostasien) zurückgeführt. Rund 80 Prozent der K.-Emissionen stammen aus den Industrieländern, in denen nur etwa 20 Prozent der Weltbevölkerung leben. 1994 hat Deutschland mehr als 600 Mio. t K. in die Umwelt emittiert.
K. ist mit einem Anteil von 50 Prozent das wichtigste anthropogene Treibhausgas. Deutschland hat daher Reduktionsziele von minus 25 Prozent zum Jahr 2005 und 50 Prozent Reduzierung zum Jahr 2020 beschlossen.
Autor: KATALYSE Institut