Vorlesung WS 2007/2008
Umwelt – Stoffe – Energie
0rganisatorisches:
Prof. Dr. habil. Gert Bernhard
Professur Radiochemie, TU Dresden und
Institut für Radiochemie, Forschungszentrum Dresden-Rossendorf 01314 Dresden, PF 510119, Telefon: 260 3280
e-mail: G.Bernhard@fzd.de
Gert.Bernhard@mailbox.tu-dresden.de
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- Abschluss mit Leistungsnachweis: Februar 2008 - Teilnahmeschein bei Vorlage der Testate
- Exkursion: bei Interesse nach Absprache - Material zur Vorlesung: http://www.fzd.de
Î Institute
Î Institut für Radiochemie Î Studium & Lehre
Wintersemester 2007/2008 Vorlesung:
Umwelt - Stoffe - Energie
Gliederung
:
0. Vorbemerkungen, Definitionen
1. Risiko und wissenschaftlich - technischer Fortschritt 1.1 Begriff des Risikos
1.2 Grenzwerte, Stabilitätskriterien 2. Entstehung der Umwelt
2.1 Bildung der Elemente 2.2 Entstehung des Lebens
2.2.1 Bildung des atmosphärischen Sauerstoffs 2.2.2 Miller' sches Experiment
2.2.3 Photosynthese, Atmung, Gärung
3. Umweltkompartimente 3.1 Luft
3.1.1 Funktion und Aufbau der Atmosphäre 3.1.2 Zusammensetzung der Luft
3.1.3 Klimawandel 3.1.4 Ozon
3.1.5 Spurengase und Fluorchlorkohlenwasserstoffe
3.1.6 Einfluss natürlicher und anthropogener Emissionen 3.2 Wasser
3.2.1 Bedeutung und Funktion
3.2.2 Trinkwasseraufbereitung und Qualität 3.2.3 Belastung des Wassers
3.3 Boden
3.3.1 Bestandteile des Bodens 3.3.2 Verwitterungsprozesse 3.3.3 Huminstoffe
3.3.4 Einträge in Böden
4. Stoffe in der Umwelt
4.1 Gift / Droge – Schadstoff / Umweltchemikalie 4.2 Natürliche und künstliche Radioaktivität
4.3 Stoffeintrag -Transport -Transfer -Transformation 4.3.1 Stoffkreisläufe
4.3.2 Schwermetalle 4.3.3 Organika
4.4 Natürlicher Abbau von Chemikalien 4.5 Stoffe und Biosysteme
4.5.1 Organismus 4.5.2 Bakterien 4.5.3 Pflanzen 5. Stoffanalytik
5.1 Messung und Bewertung von Schadstoffen 5.2 Umweltanalytischer Prozess
5.3 Schadstoffanalytik (Beispiele)
6. Energieerzeugung 6.1 Grundlagen
6.2 Bewertung
7. Umweltgerechte Technologien (Beispiele) 7.1 Luft
7.1.1 Rauchgasentschwefelung
7.1.2 Abgasreinigung durch Katalysator 7.2 Wasser
7.2.1 Abwasserreinigung
7.2.2 Reinigung kontaminierter Grundwässer 7.3 Boden
7.3.1 Reinigung von Böden
7.3.2 Sanierung kontaminierter Gebiete
8. Entsorgung 8.1 Recycling 8.2 Deponie
8.3 Müllverbrennung 8.4 Vergärung
8.5 Nukleare Entsorgung
9. Umweltauswirkungen bei Unfällen in Produktion und Energieerzeugung
10. Stoffproduktion, Energieerzeugung, Entsorgung - umweltbezogenes Denken -
10.1 Einfluss des Gesetzgebers
10.2 Wirkung von Umweltschutzzielen auf die Technik
Literatur:
V. Koß
Umweltchemie, Eine Einführung für Studium und Praxis Springer Verlag, 1997, ISBN 3-540-61830-9
S. Holler, C. Schäfers, J. Sonnenberg Umweltanalytik und Ökotoxikologie
Springer Verlag, 1996, ISBN 3-540-58718-7 U. Förstner
Umweltschutz Technik
Springer Verlag, 1995, ISBN 3-540-58536-2 E. Rebhan (Hrsg.)
Energiehandbuch (Gewinnung, Wandlung und Nutzung von Energie)
Springer Verlag, 2002, ISBN 3-540-41259-X
Risiko
(ursprünglich Begriff aus dem Versicherungswesen)
- Eintretenswahrscheinlichkeit eines Schadensfalles -
Risikoabschätzung
Quantitative Bestimmung der möglichen Gesundheits- gefährdung durch Chemikalien, Strahlung, Umwelt-
einflüsse u.a., auch Schadwirkungen auf das Öko-
system
Risiko
- ein negatives Ereignis, was in der Zukunft eintreten kann - Gleichzeitigkeit von Risiken
- Risiken klein: dann „Restrisiko“
- Fehleinschätzung von Risiken: führen zu „Katastrophen“
- Minimierung der Auswirkungen von erkannten Risiken durch
„Risikomanagement“
Zitat:
„Wer wagt gewinnt – außer er verliert“
Risiko + Chance = 1
Technik - Energiegewinnung
- Risiken neuer Technologien
- Risiko der verschiedenen Formen der Energiegewinnung
Neue Krankheiten
- Krankheiten besser differenzierbar - Erkannte Krankheiten besser heilbar
- Schnellere Verbreitung durch Globalisierung
- Wirkung von: Gentechnik, Formen der Energieerzeugung, Technik verbunden mit Strahlen,
Belastungen aus Zivilisation (Lärm, Abgase...)
Wissenschaft und Technik als Risiko
- subjektives Empfinden
- politisch geprägte Information
- Unverständnis....Ungewissheit im Nutzen - „Sprachbarriere zwischen Profi und Laien“
Risiko nicht abschaltbar, immer vorhanden
Grenzwerte:
• Lärm
• Elektrosmog
• Stoffart
• Stoffkonzentrationen
• Strahlung
• Wissenschaftliche, technische Anwendungsfelder
• Begrenzung technischer, physikalischer Werte usw.
Grenzwerte:
(Wirkung von Schadstoffen)
- MAK (Maximale Arbeitsplatzkonzentration)
MAK-Wert ist die höchstzulässige Konzentration eines Gases Dampfes oder Schwebstoffes in der Luft am Arbeitsplatz
(maximale Arbeitsplatzkonzentration) bei der die Gesundheit bei einer 8-stündigen Exposition/Tag über ein Arbeitsleben (ca. 40 Jahre, 5 Tage Woche) vermutlich nicht beeinträchtigt wird. Werte werden von DFG festgelegt, ca. 400 Werte bisher, es sind Richtwerte, die auch auf Tierexperimenten beruhen.
Beispiele:
SO2 5,0 mg/m3 CO 33,0 mg/m3 NO2 9,0 mg/m3 O3 0,2 mg/m3
Grenzwerte:
(Wirkung von Schadstoffen)
- LC
50(lethal concentration):
Konzentration eines Wirkstoffes in Luft, (Boden), Wasser die bei 50% der exponierten Individuen zum Tod führt
- NO[A]EL (no observed [adverse] effect level):
höchste Dosis eines Stoffes, bei der gerade noch kein (schädlicher) Effekt feststellbar ist
- LO[A]EL (lowest observed [adverse] level):
niedrigste Dosis eines Stoffes, bei der noch schädliche Wirkungen nachgewiesen werden können
LOEC (lowest observed effect concentration, niedrigste Konzentration - mit Effekt) NOEC (no observed effect concentration,
höchste Konzentration - kein Effekt)
Deklarationspflicht für Waren und Produkte
- Definition von Produkten (Bier, Brot, Butter...) - Offenlegung der/aller? Inhaltsstoffe
- Nennung möglicher Schädigungen - Informationsflut
- Verantwortung des „Käufers“
- Überregulierung?
- Abwälzung der Verantwortung
u.a. wesentliches Ziel: gerichtliche Auseinandersetzung zu vermeiden