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2022 | Buch

Umweltgeologie

Eine Einführung in Grundlagen und Praxis

verfasst von: Sylke Hilberg

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Über dieses Buch

Die Umweltgeologie befasst sich mit den Auswirkungen von menschlichen Aktivitäten auf die geologische Umwelt. Im Kontext von Klimawandel und Biodiversitätskrise scheint die Geologie auf den ersten Blick nur eine Nebenrolle zu spielen, ist sie doch die Wissenschaft, die sich mit der Erdkruste und allem, was darunterliegt, befasst. Dieses Lehrbuch bietet einen ausführlichen Überblick, welchen Beitrag die Umweltgeologie dazu leisten kann, negative Auswirkungen der aktuellen Veränderungen unserer Umwelt einzudämmen, bereits entstandene Umweltschäden zu sanieren und zukünftige zu verhindern.

Dazu betrachtet der Grundlagenteil das geschlossene System Erde und die verschiedenen Teilbereiche Atmosphäre, Hydrosphäre, Pedosphäre und Lithosphäre. Die wichtigsten Stoffgruppen werden vorgestellt und geogene, aber auch anthropogen induzierte Stoffflüsse über die Grenzen der Lithosphäre hinweg diskutiert. Der Praxisteil stellt die wichtigsten Methoden der Umweltgeologie vor und unterzieht verschiedene Bereiche der angewandten Geologie einer Emissionsbetrachtung. Der Fokus liegt dabei auf Altlasten, Rohstoffen, Wasser und Energiebedarf. Die Vermittlung von Faktenwissen wird durch Fallbeispiele aus der Praxis der Autorin unterstützt. Die vorliegende zweite Auflage greift neue Erkenntnisse im Fachgebiet auf und ist ergänzt durch neue, wertvolle Erfahrungen der Autorin seit dem Erscheinen der ersten Auflage.

Diese Einführung bietet Studierenden der Geowissenschaften und Biologie einen gut verständlichen Einstieg in die Umweltgeologie. Sie erklärt etablierte Lösungsansätze, zeigt aber auch bisher ungelöste Probleme im Wechselspiel von Mensch und Geologie auf. Dazu gehören zum Beispiel Fragen rund um „grüne Technologien“ der Energiewende oder auch Gewinnung und Einsatz von „Hightech-Rohstoffen“ und die damit verbundenen Umweltauswirkungen. Das Buch bietet damit eine Orientierung bei der kritischen Auseinandersetzung mit einigen der brennenden Fragen unserer Zeit.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Umweltgeologie – was ist das eigentlich?
Zusammenfassung
Dies sind einige Argumente von Gegnern des Erzabbaus, die Georg Agricola in seinem im Jahre 1556 posthum erstmals erschienenen Werk „De Re Metallica“ anführt und die sehr treffend beschreiben, womit sich die moderne Umweltgeologie heute beschäftigt. Im Fokus stehen die Wechselwirkungen zwischen den Menschen und ihrer geologischen Umwelt. Um die Rolle des Menschen innerhalb geologischer Vorgänge zu betrachten, lassen sich zwei unterschiedliche Perspektiven einnehmen. Jene des Menschen, der sich fragt: „Welche Einschränkungen und Gefährdungen erfahre ich durch die Geologie?“ (= Immissionsbetrachtung) oder die andere Perspektive desjenigen, der sich fragt: „Welche Veränderungen bewirken meine Aktivitäten auf der Erde?“ (= Emissionsbetrachtung).
Sylke Hilberg

Grundlagen

Frontmatter
2. Stoffkreisläufe und Schadstoffe
Zusammenfassung
Die Erde kann in ihrer Gesamtheit als geschlossenes System betrachtet werden. Das bedeutet, es findet zwar ein Austausch von Energie mit der Umgebung statt, nur in sehr geringem, meist vernachlässigbarem Maß aber von Materie. Aus dieser Tatsache ergibt sich, dass alle Ressourcen der Erde nur in begrenzter Menge verfügbar sind. Alle Prozesse, bei denen Stoffe in irgendeiner Form umgesetzt oder transportiert werden, müssen daher Kreislaufprozesse sein.
Sylke Hilberg
3. Atmosphäre
Zusammenfassung
Der Begriff der Atmosphäre beschreibt jenen Teil des globalen Systems, der als hauptsächlich gasförmige Hülle die Erde umschließt. Die Prozesse in der Atmosphäre sind jedoch eng mit jenen der Hydrosphäre verknüpft. So bilden Verdunstung, Kondensation und Transport von Wasser in der Atmosphäre einen wichtigen Teil des Wasserkreislaufs.
Sylke Hilberg
4. Hydrosphäre
Zusammenfassung
Mit dem Begriff Hydrosphäre wird jener Bereich des Gesamtsystems Erde beschrieben, in dem Wasser zirkuliert bzw. der vom Wasser maßgebend geprägt wird. 70,8 % der Erdoberfläche sind von Wasser in Form von Ozeanen bedeckt. Das Salzwasser der Weltmeere bildet jedoch aufgrund seiner Mächtigkeit von durchschnittlich gut 3700 m 96,5 % der globalen Wasserreservoire. Ca. 3 % der Erdoberfläche sind von Eis bedeckt, wobei die im Eis gebundene Wassermenge ca. 1,76 % des gesamten Wassers der Erde ausmacht. Ein Anteil von 3,8 % der global zirkulierenden Wassermenge befindet sich unter der Erdoberfläche als Grundwasser. Nur geringe Anteile von etwa 0,013 % liegen als fließende oder stehende Süßwasservorkommen an der Oberfläche vor. Zudem zirkulieren Wässer oberhalb der Erdoberfläche fest, flüssig oder gasförmig in der Atmosphäre und als Bodenlösung in den obersten Schichten des Untergrundes oder sind in lebende Organismen – in der Biosphäre – eingebaut.
Sylke Hilberg
5. Pedosphäre
Zusammenfassung
Der Begriff Pedosphäre beschreibt die Gesamtheit der obersten Schichten der nicht von Ozeanen oder permanenten Wasserflächen bedeckten Erdkruste, die sich vor allem dadurch auszeichnet, dass sie von lebenden Organismen besiedelt ist und damit ein Ökosystem darstellt.
Sylke Hilberg
6. Sedimente
Zusammenfassung
Erosion und Sedimentation gehören als Abschnitte des geologischen Kreislaufs seinem exogenen Teil an. Da sie vergleichsweise kurzfristig und oberflächennah stattfinden, handelt es sich um die Prozesse, in die der Mensch am leichtesten eingreifen, die er damit auch nachhaltig beeinflussen kann, während die endogenen Prozesse von wenigen Ausnahmen abgesehen, vergleichsweise unwesentlich durch den Menschen beeinflusst werden können. Die umweltgeologische Betrachtung der Lithosphäre wird hier daher vor allem auf die Sedimente beschränkt, die den fließenden Übergangsbereich zwischen Lithosphäre und Pedosphäre darstellen.
Sylke Hilberg

Umweltgeologie in der Praxis

Frontmatter
7. Probenahme für umweltgeologische Fragestellungen
Zusammenfassung
Eine wichtige Voraussetzung, um anthropogene Einflüsse auf natürliche Systeme zu vermeiden oder eindämmen zu können, ist es, sie in Art und Umfang zu erkennen. Dies setzt entsprechende reproduzierbare Beobachtungsmethoden voraus. Um zu Informationen über Stoffkonzentrationen in geologisch relevanten Systemen zu gelangen, müssen geeignete Proben für eine entsprechende Analytik gewonnen werden.
Sylke Hilberg
8. Abfallmanagement und Altlastenpraxis
Zusammenfassung
In Deutschland und Österreich werden pro Jahr insgesamt mehr als 500 Millionen Tonnen Abfall produziert. Gute 10 % davon stammen aus privaten Haushalten bzw. sind als Siedlungsabfall im weiteren Sinne zu bezeichnen. Der Rest wird von der Industrie, der Bauwirtschaft und weiteren Wirtschaftszweigen produziert.
Sylke Hilberg
9. Rohstoffe
Zusammenfassung
Als Rohstoffe werden alle unverarbeiteten Stoffe bezeichnet, die in der Natur auftreten und vom Menschen direkt oder nach einer Aufbereitung genutzt werden. Sie können nach ihrer Entstehung, ihrer Verwendung oder danach unterschieden werden, ob sie nachwachsend oder nicht erneuerbar sind. Unter Berücksichtigung der großen Differenz zwischen der Zeitdauer ihrer Entstehung und ihres Abbaus, müssen die in der Erdkruste verfügbaren mineralischen Rohstoffe, mit sehr wenigen Ausnahmen als nicht erneuerbare Ressourcen bezeichnet werden.
Sylke Hilberg
10. Rohstoff Wasser
Zusammenfassung
Als Rohstoffe werden alle unverarbeiteten Stoffe bezeichnet, die in der Natur auftreten und vom Menschen direkt oder nach einer Aufbereitung genutzt werden. Dem Wasser kommt dabei eine ganz besondere Rolle zu, da es für den Menschen von allergrößter Bedeutung ist. Daher wird dem Rohstoff Wasser hier ein eigenes Kapitel gewidmet.
Sylke Hilberg
11. Energieversorgung
Zusammenfassung
In den vergangenen 50 Jahren hat sich der Energiebedarf weltweit mehr als verdoppelt. Noch immer erfolgt dabei der Großteil der Energiegewinnung aus fossilen Quellen wie Kohle, Erdöl und Erdgas. Es gibt jedoch intensive Bestrebungen, mittelfristig einen erheblichen Teil des Energiebedarfs über erneuerbare Quellen zu decken. In der Europäischen Union wurde dies mit der 2009 ratifizierten Richtlinie zur Förderung der Erneuerbaren Energien angestoßen und Zielvorgaben für den Anteil an erneuerbaren Energieträgern am Gesamtenergieverbrauch bis 2020 festgelegt. Im Jahr 2018 wurden dann mit der Folgerichtlinie bindende Ziele bis 2030 fixiert. Das Kapitel beleuchtet die aktuelle Situation auf europäischer Ebene und weltweit im Kontext der geographischen und geologischen Voraussetzungen für die Nutzung erneuerbarer Energieträger.
Sylke Hilberg
12. Umweltverträglichkeitsprüfung
Zusammenfassung
Jede anthropogene Aktivität ist mit einer Beanspruchung von natürlichen Ressourcen verbunden. Fast immer wird dabei die begrenzte Ressource „Fläche“ beansprucht. Die Nutzung von Flächen bedeutet immer auch einen Eingriff in die geologische Situation im weitesten Sinne. Daher müssen Flächennutzungen aller Art stets unter Berücksichtigung von geologischen Aspekten und möglicher Naturgefahren geplant werden.
Sylke Hilberg
Backmatter
Metadaten
Titel
Umweltgeologie
verfasst von
Sylke Hilberg
Copyright-Jahr
2022
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-65365-4
Print ISBN
978-3-662-65364-7
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-65365-4