Umweltchemie: Abfall, Ozon, Kreisläufe und Treibhauseffekt

Abfall, Ozon und Kreisläufe

Restprodukt

Restprodukte entstehen bei Herstellung, Verbrauch und Verwendung. Sie haben keinen wirtschaftlichen Wert.

Verbrennung

Die Beseitigung von Restprodukten besteht in der kontrollierten Verbrennung. Dabei entstehen Wärme, Asche, CO₂ und H₂O. Bei der Verbrennung von Kunststoffen können giftige Dioxine entstehen.

Gefährlichkeit

Gefährlichkeit ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines potenziell schädlichen Phänomens in einer bestimmten Zeit und Entfernung.

Exposition

Exposition ist die Gesamtzahl der Personen oder Sachwerte, die durch ein Risiko gefährdet sind. Betroffen ist die Bevölkerung.

Ozon

Ozon ist ein hellblaues, reizendes und stechend riechendes Gas. In der Stratosphäre ist es unentbehrlich, in der Troposphäre ist es ein Schadstoff, den man nicht einatmen kann.

Ökosystem

Ökosystem bezeichnet die Gesamtheit der natürlichen Körper und Faktoren, die mit ihrer Umwelt in Wechselwirkung stehen. Ressourcen sind erneuerbar oder nicht erneuerbar.

Trophische Kette

Die trophische Kette ist eine Beziehung der Nahrungsaufnahme in einer linearen Abfolge (Produzenten, Konsumenten 1. Ordnung, Konsumenten 2. Ordnung usw.).

Kompost

Kompost entsteht durch die Zersetzung organischer Stoffe unterschiedlicher Herkunft und wird als Dünger verwendet.

Ozonschicht

Die Ozonschicht ist eine Schicht der Atmosphäre in etwa 15 bis 20 km Höhe, in der natürlicherweise Ozonmoleküle vorkommen, die ultraviolette Strahlung absorbieren. Diese Kreisläufe absorbieren den größten Teil der UV-Strahlung, die für die Biosphäre potenziell schädlich ist.

Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoff findet sich in der Atmosphäre als CO₂, im Wasser als Hydrogencarbonat. Pflanzen nehmen ihn auf und binden ihn; Konsumenten nehmen ihn über die Nahrung auf. Nach dem Tod werden Organismen von Destruenten zersetzt, die bei der Atmung CO₂ produzieren und so wieder in die Atmosphäre abgeben. Vulkane, Brände und die Verbrennung von Kohle und Öl setzen ebenfalls CO₂ frei.

Stickstoffkreislauf

Gasförmiger Stickstoff kann von Pflanzen nicht direkt verwendet werden. Bakterien oxidieren ihn und wandeln ihn in Nitrite und Nitrate um. Hülsenfrüchte leben in Symbiose mit Bakterien, die an ihren Wurzeln Knöllchen bilden; dadurch wird der Boden angereichert (Fruchtfolge bei Hülsenfrüchten). In der Atmosphäre entstehen durch Stickstoffverbindungen Schadstoffe und Hydroxylradikale.

Phosphorkreislauf

Der Großteil des Phosphors liegt in Form von Gestein vor. Durch Verwitterung wird er von Pflanzen aufgenommen oder gelangt in Nahrungsketten. Phosphor gelangt über Flüsse ins Meer, wo er von Phytoplankton aufgenommen wird. Über Ausscheidungen mariner Tiere, Sedimente und Fischerei kann er wieder auf die Erde zurückgeführt werden.

Schwefelkreislauf

Pflanzen nehmen Schwefel in gelöster Form über das Wasser auf. Über pflanzenfressende und fleischfressende Tiere wird er weitergegeben. Nach dem Tod werden Organismen durch Bakterien zersetzt, wobei Schwefelwasserstoff entsteht. Durch die Verbrennung von Kohle gelangt Schwefeldioxid in die Atmosphäre, wo es zu Schwefelsäure umgewandelt wird und als saurer Regen zur Erde zurückkehrt.

Saurer Regen

Schwefeldioxid (SO₂) und Stickstoffoxide entstehen unter anderem bei der Verbrennung von Kohle. Sonnenlicht regt Reaktionen an: Stickstoffoxid wird zu Salpetersäure und SO₂ zu H₂SO₄ umgewandelt, die mit dem Regen auf die Erde fallen.

Natürlicher Treibhauseffekt

Der natürliche Treibhauseffekt beruht auf der Anwesenheit bestimmter Gase in der Atmosphäre, die einen Teil der Wärme zurückhalten und so Energie in Form von Wärme speichern. Ohne diesen Effekt wäre die Temperatur des Planeten deutlich niedriger.