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Über dieses Buch

Dieser Klassiker erscheint bereits in der 7. Auflage und bietet in bewährter Weise einen vollständigen Überblick über Grundlagen, Methoden und Vorschriften zum Technischen Umweltschutz einschließlich der ethischen, sozialen, rechtlichen und wirtschaftlichen Dimensionen des Fachgebietes. Waren schon in der 6. Auflage unter dem Leitbild der Nachhaltigkeit und durch die europäische Umweltpolitik die Schwerpunkte in den klassischen Disziplinen Luft und Lärm, Abwasser und Trinkwasser, Boden und Altlasten sowie Abfall und Recycling teilweise beträchtlich verändert worden, so tritt jetzt die Aufgabe einer klimaverträglichen Energieversorgung in den Vordergrund. „Nachhaltigkeit" (Gastbeitrag von H. Rogall) und „Klima und Energie" (Neufassung) bilden die Klammern zwischen Ökologie, Ökonomie und Technik im betrieblichen Umweltschutz, in der Wasserwirtschaft und in der Stoffwirtschaft. Das Kompendium der Umweltschutztechnik hält alle relevanten Informationen für Studierende, für Behörden und nicht zuletzt für die Industrie bereit.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Grundlagen der Umweltschutztechnik

Zusammenfassung
Umweltschutztechnik verbindet die Herstellung und Verwendung von Nutzgegenständen mit dem Schutz natürlicher Ressourcen – das sind sowohl die materiellen Komponenten wie Wasser, Luft und Boden als auch ideelle Werte wie bspw. das Wohnumfeld. Ziel und Aufgabe in Forschung und Praxis sind die Vermeidung von unerwünschten Nebenwirkungen für die Umwelt bei Ingenieurlösungen.

2. Umwelttechnik im Unternehmen

Zusammenfassung
Aufgabe des betrieblichen Umweltmanagements ist im weitesten Sinne die Harmonisation von ökonomischen und ökologischen Unternehmenszielen. Die staatlich-rechtlichen und die gesellschaftlich-ethischen Normen bzw. Leitlinien geben dazu die Rahmenordnung, den Makrobezug. Im Kern besitzt das Umweltmanagement zwei Funktionen: die traditionelle Führungsdimension (mit den neuartigen Bewertungs- und Informationssystemen) und eine strategische Dimension für die Umsetzung der typischen ökologischen Reduktionsphase, mit der die Durchflusswirtschaft zur Kreislaufwirtschaft wird. Beide Funktionen erfordern in erheblich neuem Umfang die Analyse und Verarbeitung technischer und naturwissenschaftlicher Daten zu betriebswirtschaftlich relevanten Informationen [2.1–2.3].

3. Schadstoffe

Zusammenfassung
Mit dem Fortschritt der Technik ist eine breite Verwendung von Chemikalien verbunden. Darunter finden sich auch „umweltgefährliche Stoffe oder Zubereitungen, die selbst oder deren Umwandlungsprodukte geeignet sind, die Beschaffenheit des Naturhaushaltes, von Wasser, Boden oder Luft, Klima, Tieren, oder Mikroorganismen derart zu verändern, dass dadurch sofort oder später Gefahren für die Umwelt herbeigeführt werden können“. Die Vermeidung bzw. Verringerung dieser Einträge in die Biosphäre ist eine Schwerpunktaufgabe der Umweltschutztechnik.

4. Klima und Energie

Zusammenfassung
Bei der Lösung von globalen Umweltproblemen besitzt der Klimaschutz mit seinen beiden strategischen Handlungsfeldern „Erneuerbare Energien“ und „Energie- Effizienz“ höchste Priorität. In Abschn. 4.1 werden die Ursachen und Wirkungen der Treibhausgase sowie die Voraussetzungen für den Übergang zu einem nachhaltigeren Energiesystem beschrieben („2000 Watt-Szenario“, Effizienz- und Substitutionsstrategien, integrierte Energie- und Klimaprogramme, Perspektiven für die Praxis). Abschnitt 4.2 befasst sich mit den Technologien zur rationellen Energieerzeugung (Dekarbonisierung, Kraft-Wärme-Kopplung, Einsatz von Brennstoffzellen, Erhöhung des Wirkungsgrades von Kraftwerken, Abscheidung und Lagerung von CO2). Abschnitt 4.3 beschreibt die Einsparpotenziale in Industrie und Gewerbe, im Verkehr und in Haushalten. In Abschn. 4.4 werden die Möglichkeiten und Begrenzungen bei der Nutzung der verschiedenen erneuerbaren Energien – Geothermie, solarthermische Wärmebereitstellung, Photovoltaik, Windenergie – aufgezeigt. Die Zuordnung und der Einsatz der Ressource „Biomasse“ bei der dezentralen Wärmeversorgung, für die Stromerzeugung und als alternative Energiequelle im Verkehrsbereich wird auf dem aktuellen Stand der Wissenschaft und Praxis dargestellt.

5. Luft und Lärm

Zusammenfassung
Die Verschmutzung der Luft mit den Auswirkungen auf die aquatischen und terrestrischen Ökosysteme ist ein typisches Umwelt-Syndrom der dritten Generation, das nicht mit einfachen Lösungsansätzen, kalkulierbaren Kosten und innerhalb politisch überschaubaren Zeitskalen repariert werden kann. Abschnitt 5.1 gibt einen Überblick über die Herkunft und Eigenschaften der Luftschadstoffe in der Troposphäre (die unterste Luftschicht der Erdatmosphäre), die Entstehung von Stickoxiden und Schwefeldioxid sowie die Ausbreitung von Luftschadstoffen. In Abschn. 5.2 werden Richtlinien zur Luftreinhaltung, Ausbreitungsmodelle und die neue Feinstaubproblematik behandelt. Abschnitt 5.3 befasst sich mit den Luftreinhaltungstechniken, vor allem zur Staubabscheidung und zur Verminderung gasförmiger Emissionen, bspw. die „Entschwefelung“ und „Entstickung“ in Kraftwerken sowie die Abgasreinigung an Kraftfahrzeugen. Im Abschn. 5.4 wird eine kurze Einführung in das Thema „Verkehrslärm“ gegeben.

6. Abwasser

Zusammenfassung
Siedlungswasserbau als traditionelles Fachgebiet des Bauingenieurwesens umfasst heute neben den Aufgaben bei der Reinigung von Wasser und Abwasser auch die Aufbereitung von Trinkwasser (Kap. 7), von kontaminiertem Grundwasser (Kap. 8) und die Behandlung von Sickerwässern aus Deponien (Kap. 9). Dabei rücken einerseits die Verfahrens-, Energie- und Informationstechnologien und zum anderen die sozioökonomischen Aspekte stärker in den Vordergrund. Im Abschn. 6.1 werden übergreifende Aufgaben der Gewässergütewirtschaft unter der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie behandelt. Abschnitt 6.2 beschreibt die Abwässer und ihre Bestandteile, die Sammlung und Behandlung der Abwässer in kommunalen Kläranlagen sowie die wichtigsten Rechtsvorschriften. Die Abschn. 6.3 und 6.4 befassen sich mit grundlegenden biologischen bzw. chemisch-physikalischen Prozessen bei der weitergehenden Reinigung von häuslichen und gewerblichen Abwässern. Im Abschn. 6.5 werden die Techniken der Schlammbehandlung und die Verwertung von Klärschlamm als Dünger oder Brennstoff beschrieben. Abschnitt 6.6 „Integrierte Wasserwirtschaft“ zeigt unter anderen neue Entwicklungen bei der dezentralen Abwasserentsorgung und Wiederverwendung mit der Nutzung von Nährstoffen und Energieinhalten.

7. Trinkwasser

Zusammenfassung
Wasser ist eine essentielle, d. h. unverzichtbare Ressource. Wasser ist Rohstoff der Photosynthese, wir nutzen es als Betriebsmittel, zum Kühlen und Reinigen; es ist landschaftsprägendes Element, Verkehrsweg und Erholungsraum, Medium für den Transport und Abbau von Abfällen. In erster Linie ist Wasser ein Lebensmittel und seine Bewirtschaftung erfordert eine gleichrangige Beachtung ökologischer, ökonomischer und sozialer Kriterien [7.1]. Abschnitt 7.1 gibt einen Überblick über die Praxis der Trinkwasserversorgung, das Vorkommen und die Förderung von Grundwasser, das Leitungsnetz und über die Anforderungen nach der Trinkwasserverordnung. In Abschn. 7.2 werden die Einflüsse auf die Wasserqualität dargestellt, vor allem die Auswirkungen von chemischen Reaktionen und biologischen Vorgängen im Untergrund. Abschnitt 7.3 befasst sich mit den Verfahren und Methodenkombinationen bei der Trinkwasseraufbereitung – von den naturnahen Ansätzen der Uferfiltration bis zu den physikalisch-chemischen Behandlungsverfahren für Wässer mit halogenorganischen und Pestizid-Belastungen. In Abschn. 7.4 wird die Nutzung der Wasserressourcen in Deutschland unter Umweltaspekten zusammenfassend dargestellt.

8. Boden und Altlasten

Zusammenfassung
Böden sind zuerst Träger und Vermittler von maßgeblichen Wachstumsfaktoren für die jeweilige Vegetation. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften bestimmen jedoch noch weitere wichtige Funktionen im Ökosystem, nämlich ihr Umsetzungs-, Filter- und Puffervermögen für feste, gelöste und gasförmige Stoffe [8.1]. Dieses Kapitel befasst sich vorwiegend mit Schadstoffen in Böden und im Grundwasser. Bei der Gruppe der schwach- bis mittelkontaminierten Böden liegt der Schwerpunkt auf der Verringerung der Schadstoffeinträge und bei Verfahren zur Reduktion des Schadstoffübergangs vom Boden in Nutzpflanzen (Abschn. 8.1). Bei den stark kontaminierten Böden stehen die technischen Maßnahmen zur Sicherung und Entgiftung von belasteten Feststoffen und Grundwässern im Vordergrund. Im Abschn. 8.2 wird die Erkundung von Altablagerungen (kommunal) und Altstandorten (industriell) beschrieben. Abschnitt 8.3 behandelt Sicherungsmaßnahmen (u. a. Barrieresysteme, Verfestigung, Stabilisierung und Einbindung), Abschn. 8.4 die Sanierung von Altlasten (u. a. Waschverfahren, biologische und thermische Behandlung) und Abschn. 8.5 die naturnahen Ansätze und Methoden, wie den Einsatz Durchströmter Reinigungswände oder die Anwendung des Konzepts des natürlichen Abbaus und Rückhalts, bspw. beim Flächenrecycling.

9. Abfall

Zusammenfassung
Die Abfallwirtschaft mit ihrer Abfolge „Vermeidung vor Verwertung vor Beseitigung“ versteht sich heute als Teil einer übergreifenden Stoff- und Energiewirtschaft. Leitperspektiven sind die Kreislaufwirtschaft, das Stoffstrommanagement, die Endlagerqualität und die Minderung von CO2-Emissionen (Abschn. 9.1.1). Im weiteren Abschn. 9.1 werden die rechtlichen Grundlagen der Kreislaufwirtschaft, das Abfallaufkommen in Deutschland und die Zusammensetzung des Hausmülls behandelt. Der Abschn. 9.2 beschreibt die Techniken der Sammlung und Aufbereitung von Abfällen (Sammelsysteme, Behandlung von Massen- und Sonderabfällen, Verwertung der organischen Abfallanteile, mechanisch-biologische Vorbehandlung) und der Abschn. 9.3 die Müllverbrennung (Anlagen, Rauchgasreinigung, Rückstandsbehandlung und Schlackenverwertung). Der Abschn. 9.4 befasst sich mit der Deponierung von Abfällen; nach einer Übersicht über die gesetzlichen Regelungen für Deponien in Europa wird vertieft auf die Aspekte „Deponiegas und Sickerwasser“, „Barrierensysteme“ und „Langzeitprognosen“ bei der Ablagerung von unbehandelten und behandelten Siedlungsabfälle eingegangen.

10. Recycling

Zusammenfassung
Unter Recycling versteht man die Rückführung der bei Produktion und Verbrauch anfallenden Nebenprodukte und Reststoffe in den Produktions-Verbrauchs-Kreislauf. Sammlung, Transport von Abfall und das eigentliche Recycling ebenso wie die Beseitigung von Abfällen benötigen Energie und Ressourcen. Nach einer Einführung in die Theorie des Recycling (Abschn. 10.1) gibt Abschn. 10.2 einen Überblick über die Recyclingpraxis in verschiedenen Wirtschaftssektoren (Bergbau, Grundstoffindustrie, Baugewerbe) und für typische Materialien (Kunststoffe, Elektronikschrott, Altfahrzeuge). Abschnitt 10.3 beschreibt die Entwicklungen zu integrierten Recyclingkonzepten für eine neue „Stoffwirtschaft“ unter den Leitkriterien „Energieeffizienz“ und „Hochwertigkeit“ (= Nachhaltigkeit).

Backmatter

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