Schadstoffe in der Umwelt: chemische Grundlagen zur Beurteilung von Luft-, Wasser- und Bodenverschmutzungen
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , |
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Heidelberg [u.a.]
Spektrum, Akad. Verl.
1996
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| Schriftenreihe: | Spektrum-Lehrbuch
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| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 382 S. Ill., graph. Darst. |
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|---|---|
| adam_text | Inhalt
Vorwort zur deutschen Ausgabe
XI
Vorwort der Autoren XIII
I.
Grundlagen
ι
1. Einführung 3
1.1 Umweltverschmutzung in der modernen Welt 4
1.2 Umweltverschmutzung definiert 7
Zitierte Literatur 17
Weiterführende Literatur zu den Themengebieten dieses Buches 17
2. Transport und Verhalten von Schadstoffen in der Umwelt 23
2.1 Ein Grundmodell der Schadstoffausbreitung 23
2.2 Die Quellen der Schadstoffe 23
2.3 Die Schadstoffe 26
2.3.1 Schadstoffe mit hoher Priorität 26
2.3.2 Pestizide 27
2.3.3 Schadstoffbelastung von Innenräumen 28
2.4 Die Transportmedien 29
2.5 Schadstofftransport in der Luft 30
2.6 Schadstofftransport im Wasser 37
2.6.1 Nitrat als Belastungsstoff im Wasser 39
2.6.2 Biochemische Vorgänge im Wasser 39
2.6.3 Abhängigkeit der Stofffracht von der Wassermenge 41
2.7 Das Verhalten der Schadstoffe im Boden 44
2.7.1 Die Zusammensetzung und die physikalisch-chemischen
Eigenschaften von Böden 44
2.7.2 Kationen- und Anionenadsorption in Böden 46
2.7.3 Adsorption und Zersetzung von organischen Schadstoffen 48
2.8 Abschließende Bemerkungen 51
Zitierte Literatur 51
VI
Inhalt
3.
Die
Gefährdung von Mensch und Umwelt durch Schadstoffe -
Einschätzung, Grenzwerte und gesetzliche Regelungen
3.1 Grundprinzipien der Toxikologie
3.2 Die Auswirkungen von Schadstoffen auf Tiere und Pflanzen
3.2.1 Die Auswirkungen von Schadstoffen auf den Menschen
und auf andere Säugetiere
3.2.2 Teratogenese, Mutagenese, Carcinogenese und Störungen
des Immunsystems
3.2.3 Ökotoxikologie
3.2.4 Einschätzung der Gefährlichkeit von Umweltschadstoffen
3.3 Gesetzliche Regelungen - das deutsche Schadstoffrecht
3.3.1 Gefahrstoffrecht
3.3.2 Regelungen für Schadstoffe im Wasser
3.3.3 Regelungen für Luftschadstoffe
3.3.4 Regelungen im Bereich Abfall/Boden
(mit internationalem Vergleich)
3.3.5 Perspektiven im deutschen Schadstoffrecht
3.4 Erweiterte Bedeutung von Grenzwerten
Zitierte Literatur
4. Analyse und Überwachung von Schadstoffen
4.1 Chromatographie
4.2 Diinnschichtchromatographie
(DC)
4.2.1 Trennung von Pestizidgemischen
4.2.2 Auftrennung von Metallkationen
4.3 Gaschromatographie (GC)
4.3.1 Nachweis der eluierten Substanzen
4.3.2 Einige theoretische Überlegungen
4.3.3 Optimierung der Trennleistung
4.3.4 Kapillarsäulen für die Gaschromatographie
4.3.5 Analyse schadstoffbelasteter Stadtluft
4.3.6 Massenspektrometrische Analyse
4.4 Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC)
4.4.1 Komponenten eines HPLC-Systems
4.4.2 Detektoren
4.4.3 Luftanalytik
4.4.4 Wasseranalytik
4.4.5 Anreicherung und nachfolgende GC-Analyse
4.5 Der Nachweis von Schwermetallbelastungen und die Technik
der Atomabsorptionsspektroskopie
4.5.1 Historisches
4.5.2 Die grundlegende Theorie der Atomabsorption und
-emission
4.5.3 Das Lambert-Beersche Gesetz
4.5.4
Instrumentelier
Aufbau
4.5.5 Interferenzen
Inhalt
VII
4.5.6 Proben Vorbereitung 120
4.5.7 Präzision und Genauigkeit der Messung 120
4.5.8 Graphitrohrofen-AAS 121
4.6 Plasmabrenner und die Atomemissionsspektroskopie 122
4.7 Qualitätssicherung in der Analytik 124
4.8 Umweltüberwachung (Umweltmonitoring) 125
4.8.1 Einführung 125
4.8.2 Emissionsüberwachung 126
Zitierte Literatur 131
II.
Die Schadstoffe 133
5. Anorganische Schadstoffe 135
5.1 Ozon 135
5.1.1 Historisches 135
5.1.2 Bildung 135
5.1.3 Physikalische Eigenschaften und Struktur 135
5.1.4 Die Ozonschicht 136
5.1.5 Störungen des natürlichen Gleichgewichts 137
5.1.6 Die Chemie der FCKW in der Stratosphäre 138
5.1.7 Kontrollmaßnahmen 139
5.1.8 Ozon in der Troposphäre 140
5.1.9 Tageszeitliche Schwankungen der Ozonkonzentration 141
5.1.10 Toxizität 141
5.2 Oxide von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel 142
5.2.1 Kohlendioxid 142
5.2.2 Stickstoffoxide 150
5.2.3 Schwefeloxide 155
5.3 Schwermetalle 165
5.3.1 Allgemeine Eigenschaften 165
5.3.2 Biochemische Eigenschaften von Schwermetallen 165
5.3.3 Quellen für Schwermetalle 167
5.3.4 Betroffene Umweltmedien 174
5.3.5 Das Verhalten der Schwermetalle in der Umwelt 175
5.3.6 Toxische Wirkungen von Schwermetallen 179
5.3.7 Analysemethoden 180
5.3.8 Beispiele bestimmter Schwermetalle 181
5.4 Leichtmetalle und andere anorganische Schadstoffe 185
5.4.1 Aluminium 185
5.4.2 Beryllium 186
5.4.3 Fluor 187
5.5 Radionuklide 188
5.5.1 Geschichte 188
5.5.2 Formen radioaktiver Strahlung 189
5.5.3 Energieeinheiten und Messung der Strahlenbelastung 190
VIII Inhalt
5.5.4 Radioaktives Kalium 191
5.5.5 Die Produktion von künstlichen Radionukliden 191
5.5.6 Kernspaltung 192
5.5.7 Emissionen von Radionukliden 194
5.5.8 Beobachtungen bei größeren Unfällen 195
5.5.9 Radioaktivität in Gebäuden 199
5.5.10 Gesellschaftliche Aspekte der Erzeugung von Atomstrom 200
5.5.11 Stromerzeugung durch Kernfusion 200
5.6 Mineralfasern und Mineralstäube 202
5.6.1 Allgemeine Aspekte 202
5.6.2 Analyse 203
5.6.3 Beispiele für mineralische Schadstoffe 203
Zitierte Literatur 205
6. Organische Schadstoffe 209
6.1 Rauch
209
6.2 Methan und andere Kohlenwasserstoffe -
Kohle
und Erdöl als Emissionsquellen
212
6.2.1
Die Bildung von Kohle
212
6.2.2
Erdöl
213
6.2.3
Methan
215
6.2.4
Höhere Alkane
216
6.2.5
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)
218
6.3 Organische Lösungsmittel
223
6.3.1
Klebstoffe
224
6.3.2
Anstriche und Druckfarben
225
6.3.3
Aerosolsprays
226
6.3.4
Metallreinigung
226
6.3.5
Chemische Textilreinigung
227
6.3.6
Lösungsmitteltoxikologie
228
6.3.7
Organische Chlorverbindungen
229
6.3.8
Detergentien
230
6.3.9
Schadstoffe in Innenräumen
233
6.4 Organische Halogenverbindungen: Pestizide, polychlorierte Biphenyle
und
Dioxine
234
6.4.1
Historisches
234
6.4.2
Herstellung organischer Chlorverbindungen
234
6.4.3
DDT (Dichlordiphenyltrichlorethan)
235
6.4.4
Lindan (Hexachlorcyclohexan,
y-HCH)
236
6.4.5
Einige andere chlorierte Pestizide
237
6.4.6
Organische Chlorherbizide
238
6.4.7
Toxische Auswirkungen von Insektiziden
239
6.4.8
Kontrolle des Pestizideinsatzes
242
6.4.9
Vinylchlorid und Polyvinylchlorid
242
6.4.10
Polychlorierte Biphenyle
(PCB)
244
6.4.11
Toxische Substanzen in Herbiziden
248
Inhalt
IX
6.4.12 Stoffwechsel aromatischer Chlorverbindungen 253
6.4.
ІЗ
Beseitigung organischer Chlorverbindungen 254
6.4.14 Mikrobielle Zersetzung 255
6.5 Natürliche Pestizide, organische Phosphor- und Carbamatpestizide 255
6.5.1 Natürlich vorkommende Pestizide 256
6.5.2 Organophosphorpestizide 259
6.5.3 Carbamatpestizide 264
6.6 Gerüche 265
6.6.1 Wichtige Eigenschaften von Gerüchen 266
6.6.2 Methoden der Kontrolle von Geruchsemissionen 267
6.6.3 Maßnahmen zur Vermeidung von Gerüchen 267
Zitierte Literatur 267
III.
Erfassung und Behandlung von Schadstoffbelastungen 271
(von Ulrich Förstner)
7. Grundwasserverschmutzung 273
7.1 Chemische und biologische Prozesse im Grundwasser 274
7.1.1 Wechselwirkungen zwischen gelösten und festen Phasen 274
7.1.2 Verhalten verschiedener Wasserinhaltsstoffe im Untergrund 275
7.1.3 Biologische Umsetzungen im oberen Grundwasserbereich 277
7.1.4 Mobilisierung von Metallen aus kontaminierten Feststoffen 278
7.1.5 Schadstofftransport durch Kolloide im Grundwasser 280
7.2 Organische Schadstoffe im Grundwasser 282
7.2.1 Grundwassergängigkeit von organischen Schadstoffen 282
7.2.2 Überlagerung von Diffusion und
Konvektion
286
7.2.3 Ausbreitungsvorgänge im natürlichen Untergrund 288
7.2.4 Pflanzenschutzmittel im Grundwasser 289
7.3 Schwermetalle und Salze im Grundwasser 289
7.3.1 Schwermetalle in Deponiesickerwässern 291
7.3.2 Schwermetalle bei der Untergrundpassage von Oberflächenwasser 294
7.3.3 Erhöhte Salz- und Nitratgehalte im Grundwasser 299
7.4 Versauerung von Böden und Grundwasser 302
7.4.1 Durchbruch der Säurelast ins Grundwasser unter Waldböden 303
7.4.2 Metallmobilisierung durch geänderte Bodennutzung 305
7.5 Frühwarnsysteme für Veränderungen der Grundwasserqualität 307
7.5.1 Grundlagen für Systementwicklungen 308
7.5.2 Frühwarnsysteme für den Grundwasserbereich 309
7.5.3 Integriertes umweltchemisches Frühwarnsystem 310
Zitierte Literatur 312
Inhalt
8. Behandlung von schadstoffhaltigen Wässern, Feststoffen und Abgasen 317
8.1 Behandlung von Oberflächen- und Grundwässern 317
8.1.1 Belastungs- und Schadstoffe 317
8.1.2 Abfolge von Behandlungsstufen 319
8.1.3 Entfernung von Schwermetallen 320
8.2 Behandlung von Abwasser 321
8.2.1 Stickstoff und Phosphor 322
8.2.2 Entfernung von Schwermetallen aus Abwässern 325
8.2.3 Behandlung von Abwässern mit organischen Schadstoffen 327
8.3 Behandlung von Abgasen 327
8.3.1 Staubabscheidung 328
8.3.2 Gasreinigungsverfahren 330
8.3.3 Stickoxidreduktion und Entschwefelung von Kraftwerksemissionen 331
8.3.4 Abwasser-und Abgasreinigung in Müllverbrennungsanlagen 334
8.4 Behandlung von festen Abfällen 335
8.4.1 Behandlung halogenorganischer Abfälle 336
8.4.2 Schadstoffentfrachtung des Hausmülls 337
8.4.3 Schadstoffe in Deponiesickerwässern - künftige Anforderungen
an Deponien 337
8.4.4 Thermische Restmüllbehandlung - Schadstoffemissionen 339
8.4.5 Nachbehandlung von Filterstäuben 340
8.5 Behandlung kontaminierter Böden 342
8.5.1 Mikrobiologische Verfahren 345
8.5.2 Chemische Verfahren 346
8.5.3 Thermische Behandlung 346
8.6 Ingenieurgeochemische Behandlungsmethoden 347
8.7 Schadstoffreduktion durch Abfallvermeidung und Energiesparen 351
8.7.1 Vermeidung von Rückständen 352
8.7.2 Einsparung von Energie 353
8.7.3 Regenerative Energien 354
Zitierte Literatur 358
Index 361
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| author | Alloway, Brian J. 1944- Ayres, David C. |
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| discipline | Chemie / Pharmazie Allgemeines Biologie Bauingenieurwesen Umwelt |
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