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About this book

Der Begriff Umweltschutztechnik verbindet Schutz und Umwelt als Vorsorgeprinzip und Wiederherstellung geschädigter Ökosysteme mit technischen Mitteln. Dieses einführende Lehrbuch trägt der Nachfrage nach umweltfreundlichen Techniken Rechnung. Es orientiert sich an der Ausrichtung der Lehrinhalte traditioneller Ingenieurdisziplinen an Universitäten und Fachhochschulen auf diese neue Thematik. Das Buch behandelt ganzheitlich und umfassend die Probleme in den verschiedenen Umweltsektoren und ihre technischen Lösungsmöglichkeiten. Angesprochen werden auch ökologische, wirtschaftliche, ethische und rechtliche Aspekte. Die Schadstoffe im weitesten Sinne, ihre Herkunft, Ausbreitung und Wirkung bilden in dieser Einführung das Bindeglied zwischen den Ausführungen zu technischen Maßnahmen in den verschiedenen Umweltbereichen. Ausführliche Literaturangaben helfen bei der Vertiefung.

Table of Contents

Frontmatter

1. Grundlagen

Zusammenfassung
Umweltschutztechnik verbindet die menschlichen Technologien mit den natürlichen Ressourcen - das sind sowohl die materiellen Komponenten Wasser, Luft, Boden und Rohstoffe als auch die ideellen Werte wie z.B. das Wohnumfeld. Diese Beziehung zu den natürlichen Ressourcen ist für den Ingenieur nichts prinzipiell Neues; er hat sich stets darauf eingestellt, möglichst ökonomisch mit Wasser, Energie und Rohstoffen umzugehen und war auch - bei entsprechender Ausbildung - darauf bedacht, während des Produktionsvorgangs möglichst wenig Schadstoffe entstehen zu lassen. Verändert hat sich in den vergangenen Jahren das Bewußtsein, häufig aufgrund eigener Erfahrungen: daß bei der Gewinnung von Rohstoffen, beim Einsatz von Energie, beim Bau von Straßen und Kanälen, bei der Produktion von Waren, sowie nicht zuletzt durch die industriellen Produkte selber eine Reihe von unerwünschten Nebeneffekten auftraten, wenn solche einseitig zielgerichteten “Problemlösungen” auf komplexe “Öko-Systeme” trafen, deren empfindliche Gleichgewichte sich in Millionen Jahren der Evolution einstellen konnten.
Ulrich Förstner

2. Schadstoffe

Zusammenfassung
Unter den Belastungsfaktoren, denen natürliche Ökosysteme ausgesetzt werden, ist die Einwirkung chemischer Substanzen an erster Stelle zu nennen. Die ökologische Chemie befaßt sich mit diesen “chemischen Abläufen bzw. Interaktionen und den daraus zu ziehenden Konsequenzen in der Ökosphäre” [2.1]. Umweltchemikalien sind Stoffe, die durch menschliches Zutun in die Umwelt gebracht werden und zum Teil in Mengen auftreten, die die Lebewesen der Ökosysteme (siehe Abschnitt 1.2.1) und die abiotischen Ausschnitte von Ökosystemen, aber insbesondere den Menschen gefährden [2.2].
Ulrich Förstner

3. Energie und Klima

Zusammenfassung
Die klimatischen Veränderungen werden wahrscheinlich in ihrem Ausmaß alle bisherigen Umweltkrisen übertreffen. Trotz der beträchtlichen Unsicherheiten bei der Interpretation der bislang vorliegenden Daten und Modelle (siehe Kasten auf Seite 94) müssen sich die Entscheidungsträger auf viele Eventualitäten in einem regionalen und globalen Rahmen einstellen [3.2; 3.3].
Ulrich Förstner

4. Radioaktivität

Zusammenfassung
In den vergangenen Jahren hat, nicht zuletzt unter dem Eindruck der Tschernobyl-Nuklearkatastrophe, das Bewußtsein über die Gefahren durch ionisierende Strahlen stark zugenommen. Dabei wird häufig übersehen, daß es auf dem Gebiet der technischen Anwendung dieser Strahlung eine lange Tradition gibt, und daß der Strahlenschutz einen hohen technischen Stand erreicht hat, der maßgebend für die Entwicklung der Sicherheitstechnik in anderen Bereichen war.
Ulrich Förstner

5. Abwasser

Zusammenfassung
Techniken zur Gewinnung und Zu- bzw. Ableitung von Wasser waren bereits ein Bestandteil der frühen Kulturgeschichte. Dagegen haben die Technologien zur Reinigung von Wasser und Abwasser erst mit der Industrialisierung eingesetzt und dann eine rasche Entwicklung genommen (Bild 5.1). Abwasserbehandlung und Schlammentsorgung als traditionelle Fachgebiete des Bauingenieurwesens (“Siedlungswasserbau”) sind mit neuen Aufgaben zunehmend multidisziplinär geworden; neben Verfahrens- und Meßtechnikern sind auch Biologen und Chemiker an den heutigen Problemlösungen beteiligt. Die fortschrittlicheren Verfahren1 werden nicht nur für die Behandlung von häuslichen und industriellen Abwässern eingesetzt, sondern auch bei der Aufbereitung von Trinkwasser (Kapitel 6) und von kontaminiertem Grundwasser (Kapitel 6 und 7) sowie bei der Behandlung von Sickerwässern aus Deponien und Prozeßwässern von Verbrennungsanlagen für Müll, Klärschlamm, Abfall etc. (Kapitel 8).
Ulrich Förstner

6. Trinkwasser

Zusammenfassung
Das oberirdische und unterirdische Wasser kann als Rohstoff betrachtet werden, der im Gegensatz zu anderen Ressourcen im natürlichen Kreislauf eine ständige Nachlieferung erfährt. Unter den zahlreichen Nutzungsmöglichkeiten besitzt die Versorgung von Trinkwasser hohe Priorität; neben der ausreichenden Wassermenge muß vor allem eine einwandfreie Wassergüte gewährleistet sein [6.1]. Der Begriff “Trinkwasser” bezeichnet Wasser, das getrunken, vom Verbraucher zur Körperpflege und zum Kochen sowie in lebensmittelverarbeitenden Betrieben genutzt wird. Die Europäischen Gemeinschaften bezeichnen denn auch das Trinkwasser umfassender als “Wasser für den menschlichen Gebrauch”. Trinkwasser ist in der DIN 2000 (Nov. 1973) definiert: “Die Güteanforderungen an das abzugebende Trinkwasser haben sich im allgemeinen an den Eigenschaften eines aus genügender Tiefe und ausreichend filtrierenden Schichten gewonnenen Grundwassers von einwandfreier Beschaffenheit zu orientieren, das dem natürlichen Wasserkreislauf entnommen und in keiner Weise beeinträchtigt wurde”1. Im einzelnen ist besonders darauf zu achten [6.2]:
  • — Trinkwasser soll frei von Krankheitserregern (keimarm) sein und darf keine gesundheitsschädigenden Eigenschaften haben;
  • — Trinkwasser soll appetitlich sein und zum Genuß anregen, es soll farblos, klar, kühl, geruchlos und geschmacklich einwandfrei sein;
  • — Trinkwasser soll keine Werkstoff-Korrosionen verursachen.
Ulrich Förstner

7. Boden

Zusammenfassung
Böden sind zuerst Träger und Vermittler von maßgeblichen Wachstumsfaktoren für die jeweilige Vegetation. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften bestimmen jedoch darüber hinaus noch andere Funktionen im Ökosystem, nämlich sein Umsetzungs-, Filter- und Puffervermögen für feste, gelöste und gasförmige Stoffe [7.1; 7.2].
Ulrich Förstner

8. Abfall

Zusammenfassung
Der Begriff “Abfall” enthält zunächst persönliche Aspekte, wie Thompson [8.1] an dem Beispiel der ererbten Bücher gezeigt hat, die entweder Antiquitäten oder verpflichtendes Erbe oder schlichter Sperrmüll sein können1. In einem weitergehenden sozialen Rahmen ist festzustellen, daß die meisten Menschen in den Industrieländern bislang kein bewußtes Verhältnis zu den verbrauchten Produkten besitzen (“Wegwerfgesellschaft”). War die Abfallabfuhr ursprünglich eine Maßnahme im Rahmen der Hygienebemühungen, Heizungsrückstände und Nahrungsreste aus den immer stärker besiedelten Räumen zu entfernen, so ist sie heute eine Einrichtung, Überflüssiges, Verbrauchtes und Gebrauchtes abzufahren [8.15]. Der Inhalt des Abfalls ist die gesamte Palette von Gütern, die eine produktive und mit allen Mitteln der Werbung arbeitende Industrie in Haushalt und Kiemgewerbe verkauft hat. Auf der technisch-ökonomischen Ebene - in der “Abfallwirtschaft” - finden zumindest konzeptionell Entwicklungen statt, die über den zunehmenden Problemdruck (“Müllnotstand”) unausweichlich auf die Gesellschaft zurückwirken werden. Dies hat Schenkel [8.16] drastisch beschrieben: “Glücklicherweise erleben wir am Beispiel der suppenden und wabernden Altablagerungen, daß unsere Auseinandersetzung mit dem veränderten Chemismus von Abfällen und die bisherigen Behandlungs- und Beseitigungstechniken in der Realität vielfach nicht angemessen waren. Unserer hohen Produktionstechnik steht keine adäquate Beseitigungstechnik gegenüber. Die vermeindlich billige Behandlung führt nun zu teuren Spätschäden”.
Ulrich Förstner

9. Recycling

Zusammenfassung
Bei den Verfahren der heutigen Müllbeseitigung entstehen nicht nur große Umweltbelastungen. Es gehen auch Energie und Rohstoffe verloren, die dem Produktions- und Konsumtionsprozeß nicht mehr zur Verfügung stehen [9.1]. “Wenn es nicht um die Beschäftigung mit den phänomenologischen Aspekten des Mülls, sondern um eine prinzipielle Lösung geht, müssen wir erkennen, daß das Abfallproblem ein Stoff-flußproblem ist. Nach den Massen- und Energieerhaltungssätzen lassen sich die einmal aktivierten Rohstoffe nicht mehr in nichts auflösen. Sie bleiben uns erhalten. Der Produktion muß eine angemessenene, umweltverträgliche Destruktion gegenüberstehen. Dabei gilt es das Vorbild der Natur mit ihrer Stoffwirtschaft im Auge zu behalten: wir müssen den Destruktionsprozeß verlangsamen und die Nutzungsstufen bis zur endgültigen Unordnung vervielfachen” [9.2].
Ulrich Förstner

10. Luft

Zusammenfassung
Die Verschmutzung der Luft mit den immer deutlicheren Auswirkungen auf die aquatischen und terrestrischen Ökosysteme ist ein typisches “Umwelt-’syndrom’ der dritten Generation”, das nicht mehr mit relativ einfachen Verfahrensansätzen, ökonomisch meßbaren Kosten und innerhalb einer politisch realistischen Zeit- und Raumskala zurückgeschraubt werden kann [10.1]1. Trotz deutlicher Erfolge in einigen Regionen wird eine weltweite nachhaltige Reduktion der Luftschadstoffe noch Jahrzehnte in Anspruch nehmen. Bis dahin werden beispielsweise in vielen Waldökosystemen die Böden irreversibel verändert sein (Abschnitt 10.1.3).
Ulrich Förstner

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