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About this book

Der Begriff Umweltschutztechnik verbindet Schutz der 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 nicht 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 sind, sind die Einwirkungen 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. Kohlenstoffdioxid

Zusammenfassung
Die klimatischen Veränderungen auf der Erde, die durch anthropogene Einflüsse auf die Atmosphäre ausgelöst werden könnten, dürften in ihrem Ausmaß alle bisherigen Umweltkrisen übertreffen. Auch unter umweltpolitischen Gesichtspunkten unterscheidet sich die Klimafrage von anderen Problemstellungen. Trotz der beträchtlichen Unsicherheiten bei der Interpretation der bislang vorliegenden Daten und Modelle (siehe Kasten auf Seite 98) müssen sich die Entscheidungsträger auf viele Eventualitäten in einem regionalen und globalen Rahmen einstellen. Dies erfordert eine besonders intensive Abstimmung zwischen interdisziplinären Forschergruppen und Politikern [3.1; 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
Abwasserbehandlung und Schlammentsorgung als traditionelle Fachgebiete des Bauingenieurwesens (“Siedlungswasserbau”) sind mit neuen Aufgaben zunehmend multidisziplinär geworden, und wie in den später zu behandelnden Bereichen des “Trinkwasserschutzes”, “Bodenschutzes” und der “Abfallbehandlung” sind neben Verfahrens- und Meßtechnikern auch Biologen und Chemiker an den heutigen Problemlösungen beteiligt.
Ulrich Förstner

6. Trinkwasser

Zusammenfassung
Der Begriff “Trinkwasser” bezeichnet Wasser, das getrunken, vom Verbraucher zur Körperpflege, zum Kochen genutzt wird und mit Lebensmitteln sowie Bedarfsgegenständen in Kontakt kommt. 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”. Im einzelnen ist besonders darauf zu achten [6.1]:
  • — 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
Technische Maßnahmen in den “klassischen” Bereichen des Umweltschutzes, z.B. bei der Luftreinhaltung und im Gewässerschutz, haben zu unbestreitbaren Erfolgen bei der Erhaltung und Verbesserung der Umweltqualität geführt. Dennoch ist nicht zu verkennen, daß diese Anstrengungen teilweise zu Lasten anderer Umweltbereiche vorgenommen wurden. Die Medien “Boden und Grundwasser”, die zunächst weniger Beachtung fanden, mußten dann noch die zusätzlichen Belastungen aufnehmen, die bei der “Reinhaltung” anderer Bereiche anfielen, wie z.B. Klärschlämme und die Produkte der Rauchgasreinigung. Insbesondere die Altlastenproblematik hat deutlich gemacht, daß eine umfassende Konzeption zum Schutz des Bodens notwendig ist, in der die wesentlichen Problembereiche integriert behandelt werden [7.1]:
  • — der Schutz der Nahrungsmittel vor Risikostoffen, insbesondere solchen, die sich im Boden anreichern, unmittelbar schädigend wirken oder in Nahrungsketten gelangen;
  • — der Schutz vor einer weiteren Versauerung der Böden durch anhaltende und großflächige Zufuhr von Schwefeldioxid und Stickstoffoxiden, die die Pufferungs- und Abbaufähigkeit des Bodens überfordern;
  • — der Schutz der Grundwasservorräte vor weiteren Belastungen, insbesondere durch Stickstoffverbindungen aus Düngemitteln;
  • — ein ökologisch vertretbarer Einsatz von Pflanzenschutzmitteln; und
  • — die Sanierung sog. Altlasten aus Deponien und ehemaligen Industriestandorten.
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 können. 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 [8.2]. Der Inhalt des Abfalls ist die gesamte Palette von Gütern, die eine produktive und mit allen Mitteln der Werbung arbeitende Industrie im Haushalt und Kleingewerbe 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. Diese Zusammenhänge hat Schenkel [8.2] 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 vermeintlich billige Behandlung führt nun zu teuren Spätschäden”. Sowohl die Technologie als auch der Aufwand für die Abfallwirtschaft muß im Laufe der Zeit so angehoben werden, daß beides schließlich dem der Produktions- und Konsumwirtschaft entspricht [8.3].
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 Produktionsund 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]. Erste deutliche Erfolge bei der Verringerung der Luftbelastung in den Ballungszentren der westlichen Industrienationen dürfen nicht hinwegtäuschen, daß weltweit immer noch eine steigende Tendenz bei nahezu allen Luftschadstoffen zu beobachten ist. Auch eine Übernahme der heute verfügbaren Technologien durch weniger entwickelte Länder würde erst in einigen Jahrzehnten zu einer nachhaltigen Verbesserung der globalen Luftqualität führen. Bis dahin werden beispielsweise in bestimmten Waldökosystemen die Böden tiefgründig und praktisch irreversibel verändert sein (Abschnitt 10.1.3).
Ulrich Förstner

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