Umweltauswirkungen: Ressourcen, Energie und Verschmutzung

Umweltauswirkungen

Übernutzung von Ressourcen

Die verschiedenen Elemente aus der Natur, die der Mensch zu seinem Vorteil nutzen kann, werden als natürliche Ressourcen bezeichnet.

Klassifizierung natürlicher Ressourcen

• Nachwachsende Rohstoffe: Solche, die unerschöpflich sind, wie Energie aus Sonne, Wind, Gezeiten usw.
• Nicht erneuerbare Ressourcen: Solche, die in begrenzten Mengen vorhanden sind. Die bekanntesten sind Erdöl, Kohle und Erdgas.
• Potenziell erneuerbare Ressourcen: Können sich regenerieren, abhängig vom Grad der menschlichen Ausbeutung im Verhältnis zur Regenerationsrate der Ressource. Dazu gehören biologische Ressourcen wie Landwirtschaft, Viehzucht, Fischerei usw.

Wasser

Die Erde ist ein Wasserplanet. Drei Viertel der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt. Allerdings sind nur 2,5 % dieses Wassers Süßwasser, und ein sehr hoher Prozentsatz davon ist in den Eismassen der Polarregionen gebunden. Nur eine sehr kleine Menge ist leicht zugänglich.

Die Hydrosphäre

Sie besteht aus Meeren, Flüssen, Seen, Grundwasser, Eiskappen und Gletschern, die die Erde umgeben.

Die Energie der Sonne und die Schwerkraft sind die Motoren dieses Kreislaufs, der als Wasserkreislauf bekannt ist.

Wassernutzung durch den Menschen

Die Menschen benötigen und nutzen Wasser seit Beginn ihrer Existenz.

Die Landwirtschaft ist die Tätigkeit, die am meisten Süßwasser verbraucht: Sie nutzt 73 %, weit mehr als Industrie und Energieerzeugung, die zusammen 21 % benötigen.

• Häuslicher und öffentlicher Verbrauch: Für Reinigung und Ernährung. Auch für öffentliche Zwecke.
• Landwirtschaft: Bewässerung von Kulturen (Bewässerungsmethoden: Flut, Sprinkler, Tropf).
• Energieerzeugung: Wasserfälle erzeugen Strom in Wasserkraftwerken.
• Tierhaltung: Tränken von Nutztieren und Reinigung der anfallenden Abfälle.
• Industrie und Bergbau: Bei der Herstellung verschiedener Produkte sowie zur Kühlung in verschiedenen Industriezweigen und Kraftwerken.

Energie

Es gibt keine Energie, die nicht verbraucht wird.

Nicht erneuerbare Energien

• Kohle. Umfasst kohlenstoffreiche Mineralien. Entsteht durch Zersetzung pflanzlichen Materials. Der billigste Weg zur Energieerzeugung und eine primäre nicht erneuerbare Ressource. Sie ist sehr umweltschädlich und erzeugt Treibhausgase sowie Stoffe, die sauren Regen verursachen. Die Hauptanwendung ist die Stromerzeugung durch Verbrennung in Kraftwerken.
• Erdöl. Heute eine grundlegende Ressource für Benzin, Diesel, Kunststoffe usw. Schwindende Reserven und ein starker Anstieg der Förderung in den letzten Jahren. Der Großteil der Reserven (65 %) befindet sich im Nahen Osten, was zu einer starken Lokalisierung führt.
• Erdgas. Eine Mischung aus Gasen wie Methan, Wasserstoff usw. Entsteht durch Zersetzung organischer Stoffe. Hat eine sauberere Verbrennung als Erdöl und kommt oft zusammen mit Erdöl vor.
• Kernenergie. Wird in Kernkraftwerken durch die bei der Spaltung von angereichertem Uran freigesetzte Energie gewonnen.

Erneuerbare Energien

• Solarenergie. Die Umwandlung von Sonnenlicht in nutzbare Energie.
  • Solarthermie: Absorption solarer Wärme durch eine Flüssigkeit, hauptsächlich zum Heizen genutzt.
  • Photovoltaische Solarenergie: Eine der profitabelsten und am schnellsten wachsenden Formen.
• Wasserkraft. Die am häufigsten genutzte erneuerbare Energieform. Nutzt die Kraft von Flüssen und Wasserfällen zur Stromerzeugung in Wasserkraftwerken.
• Windkraft. Windmühlen (Windkraftanlagen) nutzen die Kraft des Windes zur Stromerzeugung.
• Gezeitenenergie. Erneuerbare Energie, die auf der Nutzung von Meeresströmungen basiert.
• Geothermie. Die Nutzung der Wärme aus dem Erdinneren.
• Biomasse. Alle Materialien, die durch metabolische Prozesse entstanden sind. Genutzt werden Abfälle aus Landwirtschaft, Viehzucht und Siedlungsabfälle.
• Wasserstoff. Das häufigste Element auf der Erde. Kann in einem Verbrennungsprozess zur Freisetzung von Energie und Wasser genutzt werden.
• Kernfusion. Die Energiequelle der Sonne und Sterne.

Umweltverschmutzung

Umweltverschmutzung ist die Veränderung der Umwelt durch physikalische, chemische oder biologische Einwirkungen, die in ausreichender Konzentration an bestimmten Orten auftreten.

Wasserverschmutzung

• Nährstoffe. Wesentliche Elemente für das Wachstum von Wasserpflanzen. In hoher Konzentration führen sie zu übermäßigem Wachstum (Eutrophierung).
• Sauerstoffzehrende Stoffe. Stoffe, die bei der Zersetzung Sauerstoff verbrauchen.
• Krankheitserreger. Bakterien, Viren usw. Können durch organische Abfälle ins Wasser gelangen.
• Salzgehalt. Mineralisiertes Wasser kann durch den Boden oder Gestein gelangen, ebenso wie Industrieabfälle.
• Schwermetalle. Einige Metalle können in großen Mengen sehr giftig sein. Sie können in die Nahrungskette gelangen und erhebliche Gesundheitsprobleme verursachen.
• Organische Verbindungen. Meist Pestizide, Kunststoffe, flüchtige organische Verbindungen usw.
• Wärmebelastung. Wasser, das als Kühlmittel in industriellen Prozessen verwendet wird, gibt Wärme an die Umgebung ab.
• Sedimente oder Schwebstoffe. Unlösliche Partikel aus Erosion.

Der Treibhauseffekt

Er wird hauptsächlich durch Kohlendioxid und Wasserdampf verursacht.

Ohne den Treibhauseffekt wäre unser Planet ein Ort wie der Mars, mit eisigen Temperaturen. Der Treibhauseffekt ermöglicht das Leben auf der Erde. Ein Überschuss dieser Gase würde uns den Bedingungen auf der Venus annähern, deren Atmosphäre im Wesentlichen aus CO2 besteht.

Das Phänomen des Treibhauseffekts beginnt, wenn die Sonnenstrahlung die Atmosphäre durchdringt und die Oberfläche unseres Planeten erreicht. Diese Strahlung wird von der Erde absorbiert, die sich erwärmt und einen Teil dieser Energie als Infrarotstrahlung wieder abgibt. Diese Strahlung sollte eigentlich ins All zurückkehren, wird aber von Treibhausgasen in der Atmosphäre eingefangen, was zu einer Erwärmung der Erdoberfläche führt.

Das englische Wort Smog (von smoke: Rauch und fog: Nebel) wird für die Luftverschmutzung verwendet, die in einigen Städten infolge der Kombination bestimmter Wetterlagen und Schadstoffe auftritt. Manchmal wird es auch als Smog übersetzt. Es gibt zwei sehr unterschiedliche Arten von Smog:

Industrie-Smog

Der sogenannte Industrie-Smog oder graue Smog war sehr typisch für einige Großstädte wie London oder Chicago mit viel Industrie, die bis vor einigen Jahren große Mengen Kohle und Schweröl mit hohem Schwefelgehalt in Industrie und Heizung verbrannte. In diesen Städten bildete sich eine Mischung aus Schwefeldioxid, daraus entstandenen Schwefelsäuretröpfchen und einer Vielzahl schwebender Feststoffpartikel. Diese verursachten einen dichten Schadstoffnebel mit schädlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit sowie auf die Erhaltung von Gebäuden und Materialien.

In entwickelten Ländern werden heute Brennstoffe, die Verschmutzung verursachen, in Anlagen mit Reinigungssystemen verbrannt oder die Emissionen werden besser verteilt, sodass diese Art der Verschmutzung selten auftritt. In Schwellenländern wie China und einigen europäischen Ländern ist dies jedoch immer noch ein ernstes Problem in einigen Städten.

Photochemischer Smog

Ozon (O₃) ist eine Substanz, deren Molekül aus drei Sauerstoffatomen besteht, im Gegensatz zu den 2 Atomen, aus denen Sauerstoff (O₂) besteht. Jedes freigesetzte Sauerstoffatom bindet an ein anderes Sauerstoffmolekül (O₂) und bildet Ozonmoleküle (O₃).

Bei normaler Temperatur und normalem Druck ist Ozon ein Gas mit stechendem Geruch und meist farblos, kann aber in hohen Konzentrationen leicht bläulich sein. In großen Mengen eingeatmet, ist es giftig und kann zum Tod führen.

Ozon befindet sich in der Stratosphäre als Schicht zwischen 15 und 30 km Höhe. Dort reichert es sich in großen Mengen an und bildet einen Schild, der uns vor der UV-Strahlung der Sonne schützt und so das Leben auf der Erde ermöglicht.