Chemie der Umweltbelastung

Will man sich mit Fragen der Umweltbelastung auseinandersetzen, dann hat man keineswegs ein so klar umrissenes Gebiet vor sich, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Natürlich gibt es ganz eindeutige Fälle: als im Jahre 1976 in Seveso (Italien) der Druckbehälter eines Chemiewerkes undicht wurde und die hochtoxische Substanz 2,3,7,8- Tetrachlordibenzodioxin (TCDD) austrat und Menschen und Tiere in Mitleidenschaft zog, handelte es sich zweifellos um einen Fall von Umweltbelastung. Wie sieht es aber im Falle der Freisetzung von Stickoxiden durch Kraftfahrzeuge aus? Der natürliche Stickoxidgehalt der Atmosphäre liegt um ein Vielfaches höher als der Betrag der anthro- pogenen Stickoxidemissionen. Darf man in diesem Falle noch ernsthaft von einer Umweltbelastung sprechen? Dieses Problem wird später (Abschn. 2.2.6) eingehend erörtert. Eine weitere Komplikation erwächst daraus, daß die Lebensbedingungen auf der Erde nie konstant waren, sondern einem steten Wandel unterlagen.

Aus der Fülle von Umweltbelastungen soll zunächst die Luftbelastung herausgegriffen werden. In die Luft werden Stäube, Gase und Dämpfe entlassen, die die Lebensbedingungen der Menschen direkt oder indirekt beeinflussen. Die in die Atmosphäre emittierten Stäube und Aerosole sind meist zu keinen besonders auffalligen, chemischen Reaktionen befähigt, doch können sie die Gesundheit von Lebewesen beeinträchtigen und mitunter im Zusammenhang mit anderen Luftbelastungsfaktoren bedeutsam werden.

Ähnlich wie das Medium Luft wird das Medium Wasser durch den Menschen belastet. Diese Verunreinigungen gehen nur zum Teil auf Industriebetriebe zurück, die Abfallstoffe in Flüsse und Ozeane entlassen. Nicht minder intensiv beteiligt sich die moderne Landwirtschaft mit Massentierhaltung, Felddüngung und Anwendung von Pflanzenschutzmitteln an der Belastung von Grund- und Oberflächenwasser. Schließlich tragen kommunale Abwässer zu dieser Form der Umweltbelastung bei.

Während Belastungen von Luft und Wasser meist deutlich sichtbar oder spürbar werden, bleiben Belastungen des Bodens vielfach für lange Zeit unbemerkt. Mit dem Boden kommen die Menschen in der Regel nicht so intensiv in Kontakt, wie mit Luft und Wasser, der Boden ist undurchsichtig und er verfügt in den meisten Fällen über ein beträchtliches Pufferungsvermögen, so daß Belastungen meist lange Zeit verborgen bleiben. Hier sollen hauptsächlich Belastungen der Böden mit Fremdstoffen betrachtet werden und Belastungen, die den normalen Bodenchemismus verändern. Man sollte sich jedoch stets dessen bewußt sein, daß Böden daneben auch strukturelle Zerstörungen erleiden. Bevor nun einige Formen der Bodenbelastung dargestellt werden, soll ganz knapp der Aufbau eines Bodens skizziert werden.

Eine Reihe von anthropogenen Stoffen weisen eine so hohe Mobilität auf, daß sie nahezu allgegenwärtig (ubiquitär) sind. Zu diesen Stoffen gehören Phthalate, Chlorkohlenwasserstoffe, polychlorierte Biphenyle (PCB), polycyclische, aromatische Kohlenwasserstoffe, Dioxine, Pentachlorphenol, aber auch das Schwermetall Cadmium.

Umweltbelastende Stoffe können den Menschen und andere Lebewesen auf Umwegen erreichen. Einer dieser Umwege sind die Nahrungsmittel. Sowohl beim Heranwachsen von Pflanzen und Tieren, die als Nahrungsmittel dienen, als auch bei der Herstellung von Fertigprodukten aus pflanzlichen und tierischen Rohstoffen, können toxisch wirkende Stoffe in die Nahrungsmittel gelangen. Deshalb bedürfen die einzelnen Herstellungsprozesse sowie das Fertigprodukt geeigneter Kontrollen und Schadstoffanalysen, um die Unbedenklichkeit der Nahrungsmittel zu gewährleisten. Einige Beispiele sollen zeigen, daß Toxine auf unterschiedlichen Wegen in Nahrungsmittel gelangen können.

Viele Alltagsprodukte des Menschen können toxische Wirkungen hervorrufen oder sie sind mit Spuren toxisch wirkender Stoffe verge- sellschaftet. Manche Produkte belasten die Umwelt indirekt dadurch, daß bei deren Herstellung humantoxische oder ökotoxische Nebenprodukte anfallen, die nur schwer zu entsorgen sind und für den Endverbraucher meist nicht sichtbar werden. Deshalb sollte für jedes Endprodukt ein „Entstehungsstammbaum“ erstellt werden, aus dem der Endverbraucher das Belastungspotential jedes Artikels bewerten und sich in seinem Konsumverhalten daran orientieren kann. Als Beispiel sei auf das ungiftige Titandioxid hingewiesen, das als überflüssiger Weißmacher in Zahnpasten, aber auch als Pigment in Farben enthalten ist. Bei der Herstellung von Titandioxid fallen größere Mengen verdünnter Schwefelsäure an, die man bis in jüngste Vergangenheit als sog. Dünnsäure im Meer verklappte (vgl. dazu Abschn. 3.3.3). Noch ungleich wichtiger wären solche “Entstehungsstammbäume” und die aus ihnen ersichtlichen Belastungspotentiale für die Umwelt, bei komplexer zusammengesetzten Produkten, seien es nun Nahrungsmittel oder Gebrauchsgegenstände.

Als im Jahr 1896 H. Becquerel die Radioaktivität bei Uranmineralien entdeckte, ahnte man noch nichts von deren Gefährlichkeit. Erst ein halbes Jahrhundert später, als die ersten „Atombomben“ fielen, wurde allen Menschen die Wirksamkeit dieser Strahlen vor Augen gefuhrt. Bevor diese Wirkungen näher besprochen werden, soll die Natur der Radioaktivität kurz dargestellt werden.

Die knappe Übersicht über einige Umweltbelastungsfaktoren hat einerseits erkennen lassen, daß man viele chemische und biochemische Konsequenzen noch nicht genügend überblickt. Andererseits kann man schon heute eine bedrückende Vielfalt von anthropogenen Schädigungen des Naturhaushalts erkennen.