Umwelt, Ressourcen & Werkstoffe: Konzepte & Definitionen

Naturgefahren und Risikomanagement

Definition von Naturgefahren

Eine Naturgefahr ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Bevölkerung eines Gebiets Schäden oder Katastrophen erleidet, die sich aus einem natürlichen Prozess ergeben. Laut UNESCO ist dies die Wahrscheinlichkeit des Verlusts von Menschenleben, Eigentum oder Produktionskapazität durch ein natürliches oder vom Menschen verursachtes Phänomen. Wenn sich einer dieser Prozesse an einem bestimmten Ort und zu einem bestimmten Zeitpunkt manifestiert, kann ein Ereignis (mit geringfügigen Auswirkungen) oder eine Katastrophe (tritt ohne Vorwarnung auf und führt zu schweren Schäden für menschliche Aktivitäten) eintreten.

Gefahrenevaluation

Die Evaluation von Gefahren berücksichtigt die Oberflächeneigenschaften des natürlichen Prozesses, die betroffenen Gebiete und die Auswirkungen auf die Aktivitäten der Bevölkerung.

Klassifizierung von Risiken

• Endogen: Seismische und vulkanische Aktivitäten.
• Exogen: Flüsse, Dynamik der Atmosphäre und die daraus resultierende Erosion.

Risikomanagement-Begriffe

Risikofaktoren

Dies sind Bedingungen, die das Auftreten einer Katastrophe während eines Prozesses begünstigen oder verursachen.

Vorhersage

Ziel ist es, vor dem Auftreten eines Phänomens zu informieren.

Prognose

Statistische Vorausbestimmung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Phänomens, seiner Intensität und Häufigkeit.

Prävention

Maßnahmen zur Vermeidung schädlicher Auswirkungen potenziell gefährlicher Phänomene.

Mitigation

Umsetzung von Entscheidungen und Maßnahmen zum Schutz vor Katastrophen, um deren Auswirkungen zu mindern.

Natürliche Ressourcen

Definition und Klassifizierung

Natürliche Ressourcen sind die auf der Erde vorhandenen Materialien, die einen wirtschaftlichen Wert haben. Diese Ressourcen können als erneuerbar oder nicht erneuerbar eingestuft werden. Wichtige Ressourcen sind Luft, Boden und Mineralien.

• Erneuerbare Ressourcen: Ressourcen, die sich innerhalb eines menschlich relevanten Zeitraums regenerieren oder unbegrenzt verfügbar sind (z.B. Sonnenenergie, Windenergie, Wasser, Holz bei nachhaltiger Nutzung).
• Nicht erneuerbare Ressourcen: Ressourcen, die sich über geologische Zeiträume bilden und deren Verbrauch die Regenerationsrate übersteigt, sodass sie erschöpflich sind (z.B. Erdöl, Kohle, Erdgas, Metalle).

Wasser

Trinkwasseraufbereitung

Behandlung von Wasser, um es von Krankheitserregern und Schadstoffen zu befreien und für den menschlichen Verzehr geeignet zu machen.

Abwasserreinigung

Behandlung von Abwasser, um es vor der Einleitung aus der Stadt zu reinigen.

Umweltauswirkungen

Definitionen

Umweltauswirkung

Positive oder negative Effekte, die eine bestimmte Aktivität auf die Umwelt hat.

Luftverschmutzung

Stoffe oder Energieformen, die in der Atmosphäre in Konzentrationen auftreten, die über den normalen Umweltwerten liegen.

Treibhauseffekt

Wirkung von CO2 und anderen Gasen in der Atmosphäre, die das Entweichen von der Erde reflektierter Sonnenstrahlung als Wärme verhindert.

Abfall

Material, das aus einem Herstellungs-, Verwendungs-, Reinigungs- oder Verbrauchsprozess resultiert, wenn sein Besitzer es aufgrund mangelnder Brauchbarkeit entsorgt.

Abholzung und Walddegradation

Abholzung ist der Rückgang der Waldflächen und die massive Zerstörung von Wäldern infolge menschlicher Eingriffe. Degradation ist der Verlust der Qualität des Waldökosystems in einigen oder allen seiner Elemente.

Wälder und ihre Funktionen

Wälder sind komplexe Ökosysteme. Ihre Bedeutung als nachwachsender Rohstoff lässt sich in vier Funktionen unterteilen: Regulierungs-, Schutz-, Nutz- und Erholungsfunktionen.

Biologische Vielfalt

Biologische Vielfalt ist die Vielfalt aller Lebensformen auf der Erde, in all ihren Ausprägungen und Beziehungen.

Ursachen des Verlusts

• Zerstörung, Abbau und Fragmentierung von Habitaten.
• Einführung von exotischen Arten.
• Verschmutzung.
• Industrialisierung.

Neue Werkstoffe

Einführung

Die Entwicklung neuer Werkstoffe ist eine Antwort auf die Erschöpfung natürlicher Ressourcen und neue Bedürfnisse. Basierend auf wissenschaftlichen Erkenntnissen über Atome und Moleküle sind neue Materialien die deutlichsten Beispiele für die Verbindung zwischen wissenschaftlicher und technologischer Entwicklung, Kreativität und Innovation. Um die Eigenschaften eines Materials zu verstehen, muss man seine Zusammensetzung, die Beziehungen der Atome und seine Form kennen.

Metalle

Eigenschaften

Hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Dichte, Festigkeit und Zähigkeit.

Aluminium

Bietet Festigkeit und Zähigkeit in Legierungen. Es wird aus Bauxit durch einen energieintensiven Prozess gewonnen, der umweltschädlichen Schlamm erzeugt.

Zink

Verwendung in Batterien, Messing, Bronze, Lackfarben.

Nickel

Herstellung von Münzen.

Lithium

Verdickt Schmierstoffe, verlängert die Lebensdauer von Alkali-Batterien.

Zinn

Verwendung in Messing, Bronze und Lötmaterialien.

Halbleiter

Können sich als Leiter oder Isolatoren verhalten und bilden die Grundlage der Elektronikindustrie. Beispiel: Silizium.

Keramik

Von Kochsalz bis zu komplexen Silikaten sind Keramiken anorganische, nichtmetallische Materialien. Sie sind oft sehr zerbrechlich. Man unterscheidet konventionelle Keramiken (z.B. Ton, Glas) mit geringer elektrischer und thermischer Leitfähigkeit und fortgeschrittene Keramiken (z.B. für Glasfaserkabel, Sensoren).

Polymere

Verbindungen aus organischen Molekülen, den Monomeren. Sie haben eine niedrige Dichte und Schmelztemperatur und sind oft auf Erdölbasis. Dazu gehören:

Kunststoffe

Sind leicht, wasserdicht, flexibel, kostengünstig und sehr korrosionsbeständig.

Gummi

Ein Kohlenwasserstoff-Polymer, das aus dem Milchsaft des Gummibaums gewonnen wird.

Silikone

Ein Silizium-Polymer, das inert und bei hohen Temperaturen stabil ist. Es wird in Schmierstoffen, Imprägniermitteln und Klebstoffen verwendet.

Verbundwerkstoffe

Gemischte Materialien, die aus den oben genannten Werkstoffen hergestellt werden. Fasern werden in ein polymeres Harz (die Matrix) eingebettet, das Volumen verleiht und die Fasern schützt.

Information und Kommunikation

Informationen

Informationen sind eine organisierte Gruppe von Daten. Wissen umfasst die Integration von Informationen in einer organisierten Form im menschlichen Gehirn.

ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) ist eine Methode zur asymmetrischen Datenübertragung über Kupfer-Telefonleitungen. Es nutzt eine einzelne Kupferleitung, um gleichzeitig Sprach-, Download- und Upload-Daten über verschiedene Frequenzbereiche zu übertragen.