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2020 | Book

Die Atmosphäre Read chapter Read first chapter

Handbuch Betrieblicher Immissionsschutz

Authors: Gabi Förtsch, Prof. Dr. Heinz Meinholz

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

In kompakter Form stellt dieses Handbuch das notwendige Wissen über das Umweltmedium Luft zusammen. Es bietet einen guten Überblick zu wichtigen Fragen des betrieblichen Immissionsschutzes. Im Werk werden rechtliche, technologische und naturwissenschaftliche Aspekte zu umweltrelevanten Fragestellungen des Schutzes unserer Atmosphäre verknüpft. Im rechtlichen Teil werden Anforderungen an Anlagengenehmigungen, an die Beschaffenheit von Produkten und an den Klimaschutz beschrieben. Bei Luftverunreinigungen werden deren Herkunft, Eigenschaften, Kreisläufe in der Umwelt, analytische Nachweise und Senken in der Natur behandelt. Zerstörung der Ozonschicht und die anstehenden Klimaveränderungen sind die zu beobachtenden Auswirkungen. Zahlreiche Grafiken zeigen die entsprechenden Entwicklungen auf. Es werden die wichtigsten Verfahren zur Reinhaltung der Luft erläutert. Daten und Informationen zum nationalen und weltweiten Energieverbrauch verdeutlichen die gigantischen Herausforderungen für eine globale Energiewende. Für den Nicht-Fachmann bietet das Handbuch einen leicht verständlichen Überblick zu verschiedenen Themen der Luftreinhaltung, des Klimaschutzes und zu Energiefragen. Anhand zahlreicher Grafiken wird ein Verständnis über die zukünftigen Entwicklungen im Umweltmedium „Luft“ geweckt.​

Table of Contents

Frontmatter
1. Die Atmosphäre
Zusammenfassung
Die Bedeutung der Atmosphäre ist für den Menschen essenziell. Die in der Atmosphäre enthaltenen Luftbestandteile – insbesondere Sauerstoff – sind überlebenswichtig. Zusammen mit den Umweltmedien Wasser und Boden ist sie eine wichtige Quelle für alle biologischen Vorgänge auf der Erde. Die Atmosphäre hat eine Reihe lebenswichtiger Funktionen:
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
2. Immissionsschutzrecht
Zusammenfassung
Zweck dieses Gesetzes ist es, Menschen, Tiere und Pflanzen, den Boden, das Wasser, die Atmosphäre sowie Kultur- und sonstige Sachgüter vor schädlichen Umwelteinwirkungen zu schützen und dem Entstehen schädlicher Umwelteinwirkungen vorzubeugen. Soweit es sich um genehmigungsbedürftige Anlagen handelt, dient dieses Gesetz auch
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
3. Herkunft und Senken von Luftverunreinigungen
Zusammenfassung
Durch eine Temperaturinversion ist die Troposphäre von der darüberliegenden Stratosphäre abgetrennt. Diese Tropopause behindert den Luftaustausch zwischen den beiden Sphären, wodurch die Troposphäre als fotochemischer Reaktor angesehen werden kann. Durch das Sonnenlicht werden zahlreiche fotochemische Reaktionen ausgelöst. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt dabei von der Intensität und Wellenlänge des Lichts sowie von der Konzentration der Schadstoffe und deren Absorptionskoeffizienten ab. Um eine Fotodissoziation und Radikalbildung zu bewirken, muss die Lichtenergie mindestens gleich der Bindungsenergie im Molekül sein. Dazu einige Beispiele:
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
4. Auswirkungen von Luftverunreinigungen
Zusammenfassung
Der Mensch setzt durch die verschiedensten Prozesse eine Vielzahl von Spurenstoffen frei, wodurch er die natürlichen Emissionen und deren Konzentrationslevel verändert. Die emittierten Verbindungen und/oder ihre chemischen Umwandlungsprodukte können eine Reihe von Schadstoffwirkungen entfalten. Sie sind alle in vielfältiger Weise in die globalen Stoffkreisläufe der Atmosphäre, des Wassers (Hydrosphäre), des Bodens (Lithosphäre) und der belebten Welt (Biosphäre) eingebunden.
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
5. Nachweis von Luftverunreinigungen
Zusammenfassung
Mit modernsten Techniken können sehr genaue Stoffanalysen durchgeführt werden. Diese nützen jedoch nichts, wenn sich bereits bei der Probenahme ein Fehler einschleicht, der sich schließlich durch sämtliche Analyseschritte zieht und damit das Endergebnis von vornherein verfälscht. Zuverlässige Aussagen über die Qualität, Beschaffenheit oder Zusammensetzung eines bestimmten Materials können nur durch die konsequente Einführung eines Systems zur Qualitätssicherung gemacht werden, die alle Arbeitsschritte einer Analyse umfasst. In der Praxis kann es durch ungenaue oder falsche Analysenresultate zu entscheidenden Fehleinschätzungen kommen. Die Qualitätssicherung muss deshalb bei der Probenahme anfangen und bis zur Dokumentation der Analysenergebnisse reichen. Die Aufgabe des Analytikers besteht demnach nicht nur in der Ausführung der Analyse, sondern auch in der sorgfältigen Planung und in der Auswahl der am besten geeigneten Untersuchungsmethode. Die Durchführung der Probenahme, Konservierung und Lagerung sowie die Interpretation und Dokumentation der Analysenergebnisse gehören ebenfalls zum Verfahrensablauf einer analytischen Methode (Abb. 5.1).
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
6. Maßnahmen zur Luftreinhaltung
Zusammenfassung
Die Entschwefelung von Erdöl und Erdgas ist ein wichtiger Bestandteil zur Verbesserung der Luftqualität und zur Erhöhung der Lebensdauer von schwefelempfindlichen Katalysatoren. Abb. 6.1 zeigt ein vereinfachtes Verfahrensfließbild für die Entschwefelung von Erdölfraktionen. Der zu entschwefelnde Brennstoff wird mit Wasserstoff (H2) vermischt und in einem Ofen auf ca. 400 °C erhitzt. Im Reaktor erfolgt an einem schwefelbeständigen Katalysator die Hydrierreaktion. Schwefelverbindungen werden dort mit Wasserstoff zu Schwefelwasserstoff (H2S) umgewandelt.
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
7. Lärm und Vibrationen
Zusammenfassung
Nach der Richtlinie 2003/10/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 6. Februar 2003 über Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen (Lärm) gilt Folgendes.
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
8. Energiemanagement und Energieaudit
Zusammenfassung
Prinzipiell lässt sich durch Managementsysteme der Nachhaltigkeitsgedanke in Unternehmen verankern und weiterentwickeln (Abb. 8.1). Dazu bieten die vier Managementsysteme
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
9. Europäisches Energierecht
Zusammenfassung
Mit der Energieeffizienz-Richtlinie 2012/27/EU hat sich die Europäische Union verpflichtet, bis 2050 eine CO2-arme Wirtschaft zu realisieren. Mit diesem Ziel ist auch eine weitgehend emissionsfreie Stromerzeugung verbunden. Gegenüber 1990 sollen die Emissionen an Treibhausgasen bis 2050 um 80–95 % reduziert werden. Um dies zu erreichen, sind vielfältige Maßnahmen in den Bereichen Industrie, Gewerbe/Handel/Dienstleistungen, Verkehr und private Haushalte notwendig. Energieaudits und Energiemanagementsysteme können in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle spielen.
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
10. Nationales Energierecht
Zusammenfassung
Mit dem Gesetz über Energiedienstleistungen und andere Energieeffizienzmaßnahmen wird die allgemeine Erreichung von Energieeinsparzielen und Energieeinsparrichtwerten verfolgt. Entsprechende Maßnahmen müssen angemessen und wirtschaftlich sinnvoll sein. Energielieferanten sind verpflichtet ihre Endkunden über Energiedienstleister und Anbieter von Energieaudits bzw. Energieeffizienzmaßnahmen zu unterrichten. Unternehmen müssen regelmäßig Energieaudits durchführen, entweder im Rahmen eines Energie- oder Umweltmanagementsystems oder nach den Vorgaben der DIN EN 16247-1 Energieaudits. Für Personen, die ein Energieaudit durchführen, werden bestimmte Anforderungen an die Fachkunde gestellt.
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
11. Der Energiebedarf der Welt
Zusammenfassung
Ohne Energie läuft nichts. Energie ist eines der zentralen Elemente in einem System. Die Bedürfnisse der Menschheit lassen sich nur durch eine ausreichende Bereitstellung von Energie befriedigen. Dazu werden heute zahlreiche Energieträger wie
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
12. Der Energiebedarf für Deutschland
Zusammenfassung
Deutschland schöpft seinen Energiebedarf noch heute überwiegend durch die Verwendung fossiler Energieträger und der Kernenergie. Letztere ist auf absehbare Zeit ein Auslaufmodell. Um einen nationalen Beitrag gegen den Klimawandel zu leisten, müssen erhebliche Maßnahmen zur Substitution der fossilen Energieträger getätigt werden. Bis 2050 hat sich die Bundesregierung dazu ambitionierte Klimaschutz- und Energieziele gesetzt (Tab. 12.1). Im Vergleich zu 1990 sollen die Treibhausgasemissionen bis 2050 um mindestens 80–95 % reduziert werden. Dazu ist eine Reduktion des Energieverbrauchs und eine Steigerung der Energieeffizienz notwendig. So soll der Primärenergieverbrauch im Vergleich zu 2008 bis zum Jahr 2050 um 50 % sinken. Der Bruttostromverbrauch soll sich im gleichen Zeitraum um 25 % verringern. Für die Reduktion des Wärmebedarfs sind keine längerfristigen Ziele vorhanden, obwohl er einer der wesentlichen Energieverbraucher ist. Neben Strom und Wärme spielt der Verkehr eine weitere wichtige Rolle. Bis 2050 soll sich hier der Endenergieverbrauch um 40 % vermindern.
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
13. Biogene Energieträger
Zusammenfassung
Biogene Energieträger können in einem gewissen Rahmen einen Beitrag zur Energieversorgung leisten. In Abb. 13.1 findet sich dazu eine entsprechende Übersicht. Der Input zu biogenen Energieträgern besteht aus
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
14. Umweltrelevanz von Energieträgern
Zusammenfassung
Mit dem Pariser Klimaschutzabkommen wurde eines der weltweit wichtigsten Abkommen getroffen, um die zukünftigen ökologischen, ökonomischen und sozialen Herausforderungen auf dem Planeten Erde zu meistern. Nur in einer gemeinsamen Anstrengung kann es gelingen, die weltweiten Umweltschäden zu minimieren bzw. zu verhindern. Dazu bedarf es einer deutlichen Verhaltensänderung jeder einzelnen Person und jedes einzelnen Unternehmens. Es ist nicht ausreichend, nur nach technischen Lösungen zu suchen. Die Einstellung des Menschen zu seiner sozialen Mitwelt und ökologischen Umwelt muss sich ändern. So kann sich auch die ökonomische Sichtweise nicht nur auf Finanzaspekte, Wirtschaftswachstum und Gewinn beschränken. Es ist dringend geboten, eine ganzheitliche Sichtweise zu ergreifen.
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
15. Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz
Zusammenfassung
Steinkohle, Rohöl, Erdgas, Kernbrennstoffe etc. sind natürlich vorkommende Energieträger (Primärenergieträger), die noch keinen Veränderungen unterlagen. In ihrer natürlichen Form sind sie für die meisten Anwendungen nicht nutzbar. Sie müssen in eine verwendbare Form umgewandelt werden. Diese Sekundärenergieträger kommen als Endenergie zum Verbraucher, der sie als Nutzenergie gebrauchen kann. Durch alle Umwandlungsschritte kommt es zu Verlusten (Abb. 15.1). Am Ende der Umwandlungskette steht ca. \( \raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$3$}\right. \) der Primärenergie als Nutzenergie zur Verfügung. Zwei Drittel der ursprünglich eingesetzten Energie gehen als Wärmeenergie verloren.
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
16. Erratum zu: Handbuch Betrieblicher Immissionsschutz
Gabi Förtsch, Heinz Meinholz
Backmatter
Metadata
Title
Handbuch Betrieblicher Immissionsschutz
Authors
Gabi Förtsch
Prof. Dr. Heinz Meinholz
Copyright Year
2020
Electronic ISBN
978-3-658-29147-1
Print ISBN
978-3-658-29146-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-29147-1

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