Blaue Wirtschaft

Die Ozeane der Welt steuern– durch ihre Temperatur und Strömungen, Flora und Fauna und Funktion als CO₂-Speicher–globale Systeme, die die Erde für die Menschheit bewohnbar machen. Unser Regenwasser, Trinkwasser, Wetter, Klima, Gezeiten, ein großer Teil unserer Nahrung, Medikamente und sogar der Sauerstoff in der Luft, den wir atmen, werden von den Meeren bereitgestellt und reguliert.

Aufgrund verschiedener Faktoren wie Überfischung, Plastikmüll, Versauerung der Gewässer und Klimawandel ist die Gesundheit unserer Ozeane heute stark gefährdet.

Das Konzept der ‚blauen Wirtschaft zielt darauf ab, wirtschaftliche Entwicklung, soziale Integration und die Erhaltung oder Verbesserung der Lebensgrundlagen zu fördern, während gleichzeitig die Umweltverträglichkeit der Ozeane und Küstengebiete gewährleistet wird.

Zur ‚blaue Wirtschaft‘ tragen unter anderem traditionelle anthropogene Eingriffe in Form von Fischerei, Tourismus und maritimem Transport bei, aber auch neu aufkommende Aktivitäten wie Offshore-Erzeugung erneuerbarer Energien, Aquakultur, Meeresbodengewinnung und marine Biotechnologie.

Aquaponic

„Aquaponic“-Farmen verknüpfen Aquakulturen (Fischzucht) und Hydroponic (Pflanzenanbau ohne Erde), in einem ökologischen Kreislauf. Der Kreislauf ist der Natur nachempfunden und Parameter wie Feuchtigkeit, Sauerstoff und Temperatur werden durch Computersteuerung automatisch überwacht.

In Fischtanks oder separaten Becken findet die kontrollierte Aufzucht von Fischen statt. Die anfallenden Ausscheidungen der Tiere gelangen in einen Filter, der nach festen, gröberen und feinen Partikeln sortiert. Nur die feinen Fischkot-Partikel bleiben im Wasserkreislauf und bei deren Zersetzung wird das für Fische giftige Ammoniak (NH₃ / NH₄⁺) frei. Daher befinden sich in dem nächsten Filter Bakterien, die das Ammoniak durch Oxidation zu Nitrit (NO₂^-) verstoffwechseln. Eine weitere Bakterienkultur wandelt das Nitrit in Nitrat (NO₃^-) um. Statt in Erde sind die Pflanzen in anorganischem Substrat wie Blähton, Kies und Mineralwolle kultiviert. Über die Wasserzufuhr wird das zuvor bakteriell erzeugte Nitrat von den Pflanzenwurzeln absorbiert und als Nährstoff verwertet. Anschließend gelangt das gereinigte Wasser zurück in den Fischtank, wo der Kreislauf von neuem beginnt.

Die benötigte Prozessenergie kann z.B. über Photovoltaikanlagen erzeugt, Wasser über abgefangenes Regenwasser gewonnen und aufbereitet werden. Im Vergleich zur konventionellen Fischzucht ist das System der Aquaponic unter professioneller Installation und bei qualifiziertem Einsatz mit geringeren Kosten verbunden. Aquaponik eröffnet die Chance auch außerhalb von landwirtschaftlichen Flächen die Kombination von Fischzucht und Gemüse- / Salatanbau z.B. in städtischen Bereichen und kann die Nachfrage nach regionalen lokalen Lebensmitteln bereichern. Indem Gebäude verschattet, das städtische Mikroklima verbessert und lange Transporte der Lebensmittel-Produktion erspart werden, trägt Aquaponic zur Reduzierung von Treibhausgasen bei.

Chemische Evolution

Die chemische Evolution beschreibt die chemischen Prozesse nach dem Urknall.
Sekundenbruchteile nach der Urexplosion bildeten sich erste Strukturen aus. Aus Erkenntnissen der Teilchenphysik lassen sich kosmische Prozesse berechnen und vorhersagen. So ist zu erwarten, dass sich noch innerhalb der ersten Sekunde jeweils drei Quarks zu einem Proton bzw. einem Neutron vereinigten. Dabei sank die Temperatur auf 10¹⁰ Grad. Bei dieser Energiedichte können aus Photonen nicht mehr Elektronen und ihre Antiteilchen, die Positronen, erzeugt werden. Positronen und Elektronen anihilieren, d. h. zerstrahlen – es bleibt ein geringfügiger Überschuss an Elektronen. Bereits eine Minute nach dem Urknall vereinigen sich jeweils zwei Neutronen mit zwei Protonen zum Atomkern He²⁺(Helium). Nach drei Minuten ist die Temperatur auf 10⁹ Grad gefallen. Das expandierende Weltall setzt sich jetzt aus etwa 24% Helium und etwa 76% Wasserstoffkernen zusammen (sowie Spuren leichter Elemente). Elemente mit höherer Ordnungszahl als Helium (von den Astronomen als „Metalle“ bezeichnet) wurden in späteren Entwicklungsstadien des Kosmos gebildet. Bei weiterer Abkühlung des Universums entstanden elektroneutrale Wasserstoff- und Heliumatome (sowie Spuren von Lithium) durch Elektroneneinfang. Dieser Prozess reduzierte drastisch die Anzahl freier Elektronen und der Kosmos wurde „durchsichtig“, d. h. Photonen vermochten nun ungehindert den Raum zu durchqueren, ohne an freien Elektronen gestreut zu werden. Etwa 300.000 Jahre nach dem Urknall herrschten Temperaturen, bei denen sich Elektronen und Kerne zu Atomen vereinigen konnten. In den folgenden Zeiträumen bildeten sich an einigen Stellen des Alls Massenverdichtungen. Es entstanden die ersten Gestirne. Diese ersten Sterne bestanden nur aus Wasserstoff und Helium, wodurch ihre Lebenszeit im Vergleich zu rezenten Sternen „nur“ bei wenigen Millionen Jahren lag.
Nach weiteren hunderten Millionen Jahren nach dem Urknall (einige Astrophysiker nennen etwa eine Milliarde Jahre) betrug die Temperatur nur noch etwa 18 K, um dann bis zum Wert von 3 K (genau: 2,73 +- 0,01 K) abzusinken.
Bei diversen „Brennprozessen“ der Sterne bilden sich mittelschwere Elemente (He, C, O, N, S etc.). Ein Beispiel: Bei einem dreifachen Alpha-Prozess – d. h. freie Heliumkerne, die aufeinander treffen – entsteht ¹²C (Kohlenstoff). Welche Elemente gebildet werden können hängt von der Masse der Sterne ab.
Die Synthese schwerer Elemente (Metalle) erfolgt bei Supernova-Explosionen (Tod eines Sterns).
Der weitere Verlauf, d. h. die Verbindung der Atome zu Molekülen, hängt in den häufigsten Fällen mit thermischen Energien als Katalysator zusammen. In den seltensten Fällen auch autokatalytisch. Letzteres aber vor allem bei der Biogenese. Über diese gibt es heute aber wenig Wissen jedoch viele Hypothesen.

Evolution

Als Evolution bezeichnet man die kontinuierliche Entwicklung der Lebensformen in der Natur.

Die Fortpflanzung von Lebewesen ist Beitrag zum Genpool (Gesamtheit aller Gene einer Art) der nächsten Generation. Durch fittere, also besser angepasste und damit in der Fortpflanzung erfolgreichere Individuen werden Gene weitervererbt, die sich in den folgenden Generationen wiederfinden.
Der individuelle Genotyp (Gesamtheit aller Gene eines Organismus) bestimmt phänotypische und ethologische Unterschiede zwischen Lebewesen.

Beispiele: Ein ethologischer Unterschied kann sein, dass ein Bär wasserscheu ist, während ein anderer Artgenosse am Tag vier Stunden im Wasser bleibt. Phänotypische Unterschiede sind unter anderen Felllänge, Krallenlänge, Muskulatur usw.

Diese Unterschiede sind wichtig für das Überleben und die Fortpflanzung einzelner Individuen. Deshalb verbreiten sich nur die Gene weiter, dessen Vehikel (Organismus/Lebewesen) am besten an die Umgebung angepasst ist. Dadurch verschwinden einige unnütze Gene aus dem Genpool, die zu keinem Vorteil in Bezug auf Überleben und Fortpflanzen führen (Selektion). Gene, durch die Vorteile im Konkurrenzkampf entstehen, werden von der natürlichen aber auch sexuellen oder parentalen Selektion bevorzugt und von den Überlebenden an die nächste Generation weitergegeben. Mutationen und Rekombination der Gene sorgen für neue Eigenschaften der Lebewesen, da Lebewesen der Tochtergeneration sich der Elterngeneration ähneln, jedoch nicht identisch sind (Rekombination durch Paarung und Mutation durch Mutagene).

Genetische Aktivitäten und die Umwelt (Selektionsdruck) sind also die zwei wichtigsten Einflussfaktoren für den evolutionären Wandel.

Alle Lebewesen haben einen gemeinsamen Vorfahren.
Unser Genom (im Chromosomensatz gespeicherte Erbanlage) ist zu über 95% identisch mit dem der Schimpansen (Pan troglodytes), da dieser und wir (Homo sapiens) den nächsten gemeinsamen Vorfahren haben.

Wie kommt es also, dass wir und der Schimpanse sich in so vielen Dingen Unterscheiden?

Dazu müssen wir ersteinmal verstehen, dass bis zu 97% des Genom sich im Intron befindet, dem nicht codierten Bereich, welcher nicht der Proteinbildung dient und ist somit für den späteren Körperbau des Organismus nicht relevant.

Ein weiterer Grund ist etwas komplizierter, sollte aber dennoch erläutert werden:
Gen A für X beim Menschen ist nicht unbedingt Gen A für X beim Schimpansen. (A,B=dessen phänotypische Auswirkung, X,Y=Situation/Verhalten/etc.).
Gen A „für“ X, kann auch Gen B „für“ Y sein. Wenn z.B. Gen A dafür sorgt, dass eine Tierart nicht auf Grund von Austrocknung stirbt, so muss es nichts über das Gen aussagen. Es könnte sich um eine zufällige Korrelation handeln, denn Gen A könnte das Verhalten bestimmen, was gegen das Austrocknen wirkt, andererseits könnte es (Gen A) aber auch phänotypische Merkmale, wie z. B. für eine dickere Hautmembran oder inaktiviere Harnblase codieren, was auch vor der Austrocknung schützt. In einer anderen Tierart, die keiner Austrocknung als Existenzangst mehr gegenübersteht (da es sich evolviert hat), wird dieses dennoch vorhandene Gen (A) in Bezug auf die phänotypischen Auswirkung sinnlos und wird selektiert (, oder in den nicht codierten Intron-Bereich verschoben). Soetwas kann viele Gründe haben, z. B. ein Outlaw-Gen, oder die natürliche/künstliche Auslese.
Anstelle von Gen A „für“ X wird es ein Gen für etwas anderes (z. B. Gen A „für“ Y), oder aber es wird durch eine Deletion, Autosom-Mutation oder eine andere Mutationsart zu einem Gen B „für“ X, weil sich die Umweltbedingungen (und damit der Selektionsdruck) geändert haben. In den letzten beiden Fällen wären es Mutationen, die einem Organismus, der Art (oder gar sich selbst) einen Vorteil verschafft haben. Zu erwähnen ist, dass solche Fälle aber Ausnahmen sind, denn Mutationen wirken sich häufig negativ aus.
Fazit ist: Übereinstimmende Gene müssen nicht für genau eine bestimmte Sache codieren, selbst wenn die Basenfolge genau gleich ist.
Für eine einfache Mutation benötigt man bloß sieben Mutagene. Zu Mutagenen zählen:

Akridinfarbstoffe
Basenanaloga
Bromuracil
Chemikalien
energiereiche (UV-)Strahlen
Industrieabgase
Klimafaktoren
physikalische Einwirkungen
radioaktive Strahlung
Fehler in der Replikation der DNA
Röntgenstrahlen
salpetrige Säure
Teerstoffe

Gäbe es keine Enzyme, die die allermeisten genetischen Schäden sofort beheben würden, wäre Leben unmöglich, denn unsere DNA mutiert die ganze Zeit. In der Embryogenese, (also während der Ontogenese) reicht eine Mutation (selbst eine Punktmutation, die sich nur auf eine einzelne Base auswirkt) aus, um schwerste bis zu tödliche Schäden als Folge zu tragen. Dies gilt bei den sogenannten Struktur-Genen und Hox-Genen. Wir Menschen besitzen 13 Hox-Gene, welche ein Gencluster in der Morphogenese, d.h. Entstehung der Form darstellen. Hierbei soll klar werden, wie leicht sich durch die ontogenetischen Mutationen, die ganze Morphogenese (und damit der Körperbau der zukünftigen Nachkommen) verändern werden kann.
Beste Beispiele sind Mosaikformen, die z.B. eine neue Fortbewegungsmöglichkeit erworben oder verloren haben. Die bekannteste solche Mosaikform unter dem Taxon: Australopithecus afarensis, wurde getauft als Lucy. Sie ist das vollständigste Fossil dieser Art, die die Bipedie (den aufrechten Gang) zumindest als echte Alternative in die Familie der Primaten eingeführt hat. Lucy ist höchstwahrscheinlich unsere direkten Vorfahrin oder zumindest ein sehr naher Verwandter von diesen. Die direkten Vorfahren der Schimpansen, wurden hingegen noch nicht als Fossil gefunden, da im nassen Laub keine Fossilien entstehen können, bzw. die Fossilisation hier noch viel unwahrscheinlicher wird. Das ist der Grund wieso wir in Laub- und Regenwäldern etc. so gut wie keine Fossilien finden und somit nur sehr wenige Fossilien von unseren verwandten Menschenaffen (Hominidae) und deren Urahnen besitzen.

Seit den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts herrscht eine genozentristische Ansicht auf die Evolution vor. Diese besagt folgendes: Nicht die Konkurrenz zwischen Individuen, die aufgrund ihrer Allele besonders gut angepasst sind, ist ausschlaggebend, sondern die Konkurrenz zwischen Allelen, d.h. Ausprägungen von Genen, die mithilfe der Körper überleben, die sie zu diesem Zweck bilden. Die Idee dahinter ist: Die Fortpflanzung ist offensichtlich vorteilhaft für die Allele, nicht jedoch für die Individuen. Da das Überleben der Individuen erst eine Evolution der Allele erlaubt, ist der Beitrag zum Genpool der nächsten Generation durch fittere Individuen für die Allele von großer Interesse; nicht für die Individuen selbst.

Vgl: Literatur und Quellen:

Rolf Knippers (1997). Molekulare Genetik, Thieme, ISBN 3-13-477007-5: Mutationen sind vererbbare Veränderungen der genetischen Information.
Douglas J. Futuyma: Evolutionsbiologie, Birkhäuser, Basel - Boston - Berlin 1990, S. 105.
1982: Der erweiterte Phänotyp: Der lange Arm der Gene. Spektrum, Akad. Verl., Heidelberg 2010 (Originaltitel: The Extended Phenotype: The Gene as the Unit of Selection, übersetzt von Wolfgang Mayer), ISBN 978-3-8274-2706-9.
2004: Geschichten vom Ursprung des Lebens: Eine Zeitreise auf Darwins Spuren. Ullstein, Berlin 2008 (Originaltitel: The Ancestor's Tale: Pilgrimage to the Dawn of Life, übersetzt von Sebastian Vogel), ISBN 978-3-550-08748-6.
Doolittle, W. Ford (February 2000). Uprooting the Tree of Life (PDF). Scientific American (Stuttgart: Georg von Holtzbrinck Publishing Group) 282 (2): 90–95.doi:10.1038/scientificamerican0200-90. ISSN 0036-8733.PMID 10710791. Archived from the original (PDF) on 2006-09-07. Retrieved 2015-04-05.
Glansdorff, Nicolas; Ying Xu; Labedan, Bernard (July 9, 2008). The Last Universal Common Ancestor: emergence, constitution and genetic legacy of an elusive forerunner. Biology Direct (London: BioMed Central) 3: 29.doi:10.1186/1745-6150-3-29. ISSN 1745-6150.PMC 2478661. PMID 18613974.
Darwin, Charles (1859). On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life (1st ed.). London: John Murray.LCCN 06017473. OCLC 741260650.
Varki, Ajit; Altheide, Tasha K. (December 2005). Comparing the human and chimpanzee genomes: searching for needles in a haystack. Genome Research (Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press) 15 (12): 1746–1758. doi:10.1101/gr.3737405. ISSN 1088-9051.PMID 16339373.

Frostschutzmittel

(Gefrierschutzmittel) Substanzen, die zur Senkung des Gefrierpunktes von Flüssigkeiten dienen.

Der Begriff F. wird meist für Zusätze im Kühlwasser von Automotoren gebraucht. F. sollen möglichst billig und wirksam sein, dürfen aber bei der normalen Betriebstemperatur bei laufendem Motor (ca. 90 Grad C) nicht in großem Umfang verdunsten.

Häufig verwendete F. im Auto sind hochsiedende, wasserlöslichr und schwer entflammbare organische Flüssigkeiten wie Glykole (Ethylenglykol). Glykole sind giftig, als mittlere letale Dosis gelten 1,4 ml/kg Körpergewicht. Da es sich bei Glykol um eine süßlich schmeckende Flüssigkeit handelt, ist darauf zu achten, daß es nicht in Kinderhände gerät.

Andere F., die auf der Basis von Alkoholen arbeiten, stellen keine so große Gefährdung für Kinder dar, weil sie durch ihren stechenden Geschmack nicht zum Trinken verleiten.
F. in Autos enthalten korrosionshemmende Zusätze (Natriumphosphat, Kaliumphosphat oder Borax) und sollten deshalb nicht nur im Winter dem Kühlwasser beigemischt werden.

Auf anderen Gebieten werden F. im Winter z.B. auch Beton zugesetzt, um diesen bei Temperaturen unter 0 Grad C verarbeiten zu können. Kühlmittel in Sonnenkollektoren können F. enthalten, damit sie auch im Winter einsetzbar sind.

Lit.: Römpp Chemie Lexikon, Stuttgart 1990

Fruktifikation

Füllhalter

F. enthalten meistens blaue oder schwarze Tinte.

Blaue Tinte enthält Triarylmethan-Farbstoff (3%), Monoazofarbstoff (2%), Glycerin (2%), Zucker (2%), Phenol (0,3%), Formaldehyd (0,6%), anionische Tenside (0,7%), Schwefelsäure (0,2%) und Wasser. Schwarze Tinte enthält zusätzlich Oxalsäure (0,03%) und Eisen-II-Sulfat (0,6%) Durch verschluckte Tinte ist eine Vergiftung unwahrscheinlich.
Oft wird für nachfüllbare F. auch Tusche verwendet. Sie besteht aus ca. 6% Farbstoff, 1,5% Schellack, 5,5% Gelatine, 1% Phenol und 86% Wasser. Als Farbstoffe werden eingesetzt: Ruß, Mono- und Polyazofarbstoffe, Phtalocyaninfarbstoffe, Di- und Triarylmethanfarbstoffe. Vergiftungen durch Tusche sind nicht bekannt.

Lit.: J.Velvart: Toxikologie der Haushaltsprodukte, Stuttgart 1989

Furane

Furmecyclox

Fußbodenbehandlungsmittel

F. umfasst eine Gruppe mit einer hohen Vielfalt von Produkten mit divergierendem Leistungsprofil und unterschiedlicher Umweltrelevanz.

F. besitzen neben ihrer Reinigungskraft auch mehr oder weniger große Pflegewirkung. Das Verhältnis zwischen diesen beiden Aspekten variiert je nach Produkttyp sehr stark, und es bestehen fließende Übergänge. Je nach Anforderung reicht die Spanne von F., die starke Reinigungs-, aber keine Pflegewirkung erzielen, bis hin zu B., die nur pflegen, aber kaum reinigen.

Während die Reinigung durch Seife und andere Tenside, Gerüststoffe und Lösemittel erbracht wird, stehen als Pflegekomponenten wiederum die Seife, Polymere sowieso synthetische und natürliche Wachse zur Auswahl.

Als Polymere stehen meist Polyacrylate (Polyacrylharze), aber auch CoPolymere des Styrol und die strapazierfähigen Polyurethane zur Verfügung.

Als Wachse sind natürliche auf Basis nachwachsender Rohstoffe Carnaubawachs geeignet. Üblicherweise werden jedoch synthetische und solche aus fossilen quellen eingesetzt, nämlich Paraffine, Polyethylene, Mikro- und Montauwachse. B. weisen zum Teil erhebliche Lösemittelgehalte auf, z.B. bei den Bohnerwachsen bis zu 90 Prozent (Benzin), wodurch es zu starker Innenraumluftbelastung und Explosionsgefahr kommen kann. Wässrige B.-Systeme sind jedoch keineswegs weniger problematisch. Insbesondere Die sogenannten Selbstglanzemulsionen, welche unverdünnt aufgebracht werden und strapazierfähige sowie festhaftende Pflegefilme erzeugen, können z.T. schwer abbaubare Substanzen enthalten. Diese Pflegefilme erfordern die gelegentliche Anwendung aggressiver Grundreiniger.

Während die Selbstglanzemulsionen praktisch ausschließlich pflegend wirken, verfügen sogenannte Wischglanzmittel auch noch über eine gewisse Reinigungskraft. Sie werden zum Filmaufbau unverdünnt und zur Unterhaltsreinigung verdünnt im Wischwasser angewandt (daher auch die Bezeichnung als Mehrzweckemulsionen). Ihre Zusammensetzung ähnelt bis auf den höheren Tensidgehalt der von Selbstglanzemulsionen, demnach ist auch hier mit dem Abbau stark haftender, verschmutzter Pflegefilme zu rechnen.

Noch stärkere Betonung erfährt der Reinigungsaspekt in den Wischpflegemitteln mit wässerlöslichen Polymeren oder den Wischwachsen. Auch manche dieser F. bewirken noch den unerwünschten Filmkrustenaufbau. Ganz vermieden wird dieser Nachteil und die damit verbundene Grundreiniger-Anwendung allerdings in den Seifenreinigern (Allzweckreiniger), welche in der Regel durchaus akzeptable F. darstellen.

Allerdings empfiehlt sich immer ein Blick auf die Produktdeklaration, denn es können z.B. problematische Gerüststoffe, wie die Komplexbildner Phosphat und EDTA zugegen sein.

Fossile Brennstoffe

Zu den fossilen Brennstoffen zählt man Erdöl, Erdgas, Braun- und Steinkohle.

Sie entstanden vor Jahrmillionen durch die Zersetzung abgestorbener Pflanzen und Tiere unter dem Druck darüberliegender Gesteinsschichten. Die in ihnen enthaltene Energie stammt aus in Pflanzen gespeicherter Solarenergie.

Heute wird der Weltprimärenergiebedarf (Energie) zu 90% durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe gedeckt, wodurch das Weltklima zunehmend gefährdet wird (Kohlendioxidproblem, Treibhauseffekt). Die Nutzung von F. ist durch ihre Energiereserven begrenzt.

Umweltbelastungen bei Abbau und Transport: Erdöl, Braunkohle, Bergbau
Umweltbelastungen bei Verbrennung: Fernwärme, Heizung, Ofenheizung, Kraftwerk, Verkehr

Fotochemikalien

F. bestehen zu großen Teilen aus Entwicklersubstanzen (CD3, CD4 als Farbentwickler und Hydrochinon-Verbindungen als S/W-Entwickler), Bleichbadsubstanzen (Ammoniumbromid, Ammonium-EisenIII-EDTA (Ammoniak)) und Fixierbadsubstanzen (Ammoniumthiosulfat).

Als Hilfsstoffe werden z.B. DTPA, Nitrilotriacetat und EDTA als Kalkschutzmittel sowie Formalin und Bakterizide zur Filmstabilisierung eingesetzt.
Die privaten wie auch die gewerblichen Anwender müßten gesetzlich verpflichtet werden, die unter Umweltgesichtspunkten fortschrittlichsten Verarbeitungsprozesse zu verwenden. Seit einiger Zeit existiert zwar ein neuer Prozeß für die Farbpapier-Entwicklung (RA-4-Prozeß), jedoch wird dieser noch nicht überall eingesetzt.

Während bei den privaten Anwendern von behördlicher Seite darauf geachtet werden müßte, eine ordentliche Entsorgung der F. sicherzustellen, d.h. die verbrauchten F. müssen an Sammelstellen für Sonderabfall abgeliefert werden, muß bei den gewerblichen zusätzlich auf eine weitestgehende Aufbereitung und Wiederverwendung (Recycling) der F. gedrängt werden. Das Maß dieser Forderungen muß über die schon heute übliche Silberrückgewinnung aus dem Fixierbad hinausgehen.

Die meisten F. sind mehr oder weniger stark giftig (manche krebserregend), so daß der Anwesende zum eigenen Schutz strenge Vorsichtsmaßnahmen einhalten muß (Hautkontakt vermeiden und für gute Durchlüftung sorgen). Kinder haben im Labor nichts zu suchen, da sie empfindlicher auf allergieauslösende Substanzen reagieren. Darüber hinaus stellen die F. als giftige und/oder schwer abbaubare

organische Verbindungen bzw. als Schwermetallverbindungen (Schwermetalle) ein Umweltproblem dar, wenn sie ins Abwasser gelangen.

Fotokopieren

Freiwillige Vereinbarung

Von der Industrie favorisiertes Mittel der Umweltpolitik. Eine F. ist eine freiwillig eingegangene Selbstverpflichtung der Industrie, Schadstoffemissionen zu reduzieren, ohne daß sie gesetzlich dazu verpflichtet wäre.

Tatsächlich reichen aber weder die ca. 2.000 Gesetze, die die Arbeit der chemischen Industrie reglementieren, noch die F. aus, die Umweltsituation zu verbessern. Darüber hinaus kann anhand der F. mit dem Verband der Lackindustrie gezeigt werden, daß diese nicht eingehalten werden. Ohne grundsätzliche Änderung der Rechtsauffassung, wie Umkehr der Beweislast, Einsichtsrecht in Umweltakten, verschuldensunabhängige Haftung sowie Durchsetzung des Verursacherprinzips bringen neue Gesetze nur neues Vollzugsdefizit und F. nur Problemverschiebung statt Lösungen.

Freizeit und Umwelt

F. stehen in Deutschland und anderen Industrienationen in einem Spannungsverhältnis. Von einer Anzahl von Freizeitbeschäftigungen gehen Gefahren für Mensch und Umwelt aus, z.B. durch Heimwerken, Gartenarbeiten und Heimlabore, die ein beträchtliches Maß an Sondermüll und Emissionen (z.B. hochgiftige Lösungsmittel) verursachen.

Eine Reihe von Freizeitaktivitäten, vor allem Tourismus, bringen den Menschen mit der Natur in Berührung, können aber bei einer Häufung zu großen ökologischen Belastungen führen. Seit den 60er Jahren erleben die Länder der EG einen ungebrochenen Freizeit- und Tourismus-Boom, der auch in Zukunft anhalten wird. Begründet ist dieser Trend in kürzeren Arbeitszeiten, höheren Einkommen und der Bereitschaft, mehr Geld für Freizeit und Erholung auszugeben, aber auch dem höheren Grad an Motorisierung und dem ständigen Ausbau der touristischen Infrastruktur.
Eines der Hauptprobleme ist der Flächenverbrauch (Flächennutzung) durch die Bebauung besonders attraktiver Kultur- und Naturräume, durch den Neu- oder Ausbau von Fremdenverkehrsgebieten, Ferienzentren, Campingplätzen und Freizeitwohnsitzen (häufig in direkter Nähe attraktiver Gewässer), durch den Straßen- und Wegebau, Bau von Parkplätzen und touristischer Infrastruktur wie Schwimmbädern, Sportplätzen, Skipisten und -liften, Langlaufloipen, Rennbahnen, Flugplätzen, Sportboothäfen usw.
Im besonderen Maße gefährdet sind empfindliche Ökosysteme wie Feuchtgebiete, Heiden, Dünen und Hochgebirge (Alpen). In den intensiv zur Erholung und Freizeit genutzten Tälern der Nordalpen halten sich z.B. bis zu 1.300 Erholungsuchende pro km2 auf. Im gesamten Alpenraum beträgt die Summe der Übernachtungen z.Z. etwa 300 Mio. In der Wintersaison von Dezember bis April verbringen gegenwärtig rd. 20 Mio Menschen ihren Urlaub in den Alpen, dazu stoßen ca. 30 Mio Tagesgäste und Wochenendausflügler. Zermatt und Davos mit ca. 6.000 Einwohnern werden in den Wintermonaten von über 50.000 Menschen bewohnt. Ca. 120.000 km Abfahrtspisten, 250.000 Langlaufloipen und etwa 15.000 km Schlepplifte vergegenwärtigen die hohe Belastung der labilen Hochgebirgs-Ökosysteme. Die Folgen sind: Schädigung des Wasserhaushalts und Bodenerosion durch Rodung, Bodenverdichtung und Wasserentzug; Störung und Vertreibung empfindlicher Tierarten bis hin zu Abwanderung und Aussterben; Schädigung der Fauna in besonders empfindlichen Ökosystemen durch Trittschäden, Ausgraben und Abreißen von Pflanzen; die weitgehende Schädigung des durch das Waldsterben ohnehin gefährdeten Bergwalds mit seiner Schutzfunktion vor Lawinen, Geröll und Erosion. Der Tourismus zerstört zunehmend seine eigenen Grundlagen, während der Erholungswert der Berge immer weiter sinkt.

Um die abweichenden Interessen von F. in Erholunggebieten wenigstens einigermaßen zu harmonisieren, sind - ähnlich wie beim Sport (Sport und Umwelt) - folgende Maßnahmen möglich und wünschenswert:

Beschränkung des Siedlungswachstums in Erholungsgebieten auf den Bedarf der einheimischen Bevölkerung.
Kanalisierung des Massentourismus auf bereits erschlossene Zonen, keine Neuanlagen von Seilbahnen, Liften oder anderen Projekten, die die Landschaft stark beanspruchen, Aufgabe des Skitourismus in besonders gefährdeten Regionen.
Beschränkung des Straßenbaus auf das Mindestmaß; statt dessen Ausbau öffentlicher Verkehrsmittel; großflächige Verkehrsleitsysteme mit der Möglichkeit, die Zufahrt zu Skigebieten zu schließen, wenn die Aufnahmekapazität erreicht ist; Einschränkung des Wochenendtourismus; Drosselung des Zulaufs Erholungsuchender in gefährdete Ökosysteme.
Schaffung von Ruhe- und Pufferzonen in besonders schützenswerten Ökosystemen; Einrichtung von weiteren Landschaftsschutzgebieten, Naturschutzgebieten, Nationalparks.

Frigen

Flüssigwaschmittel

Flüsterasphalt

Flussäure

Formalin

Forschung und Technologie

Unter F. versteht man die Wissenschaftsbereiche Grundlagenforschung (z.B. über den Aufbau der Atome und Atomkerne), Forschung über den Menschen (z.B. Geschichte, Psychologie) und seine natürliche Umgebung (vom Kleinstlebewesen bis hin zu entfernten Sternensystemen), anwendungsbezogene Forschung als Voraussetzung zur Schonung von Ressourcen und Umwelt, zur Verbesserung der Lebens- und Arbeitsbedingungen und zur Steigerung der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit (z.B. Mikrochips) sowie Hochtechnologie (Mikroelektronik und -mechanik, Informations-, Kommunikations- und Biotechnologien, Raumfahrt).

F. tragen weltweit zur Steigerung der Arbeitsproduktivität bei und erhöhen damit insgesamt Lebenserwartungen und -standard der Bevölkerung. Zugleich sind mit F. eine Reihe negativer Auswirkungen verbunden, indem sie z.B. die Ausbeute wertvoller Ressourcen ermöglichen bzw. erfordern. Das technische Können ist erheblich schneller gewachsen als das Wissen um ihre Umweltwirkungen und deren Beherrschung: Dazu zählen etwa die Entsorgung des Atommülls, die Erforschung der Wirkungen von ca. 8 Mio definierten, größtenteils neuen synthetischen Chemikalien auf die Umwelt (jährlicher Zuwachs: 500.000) sowie der Bereich der Gentechnologie, der wie andere Risikotechnologien scheinbar hohen Nutzen (sowie hohe finanzielle Anreize) mit bisher nicht abschätzbaren Gefahren verbindet. Aus der Einsicht um diese Risiken ist als eigene Forschungsrichtung der Bereich Technologiefolgenabschätzung entstanden.
In Deutschland sowie in der Europäischen Gemeinschaft werden für F. im Bereich Umwelt Programme mit den Forschungsschwerpunkten emissionsarme industrielle Prozesse, Minderung und Reinigung von Industrieabgasen, umweltfreundliche Produkte,
Abfall-Behandlung und -Verwertung, Bekämpfung der Meeresverschmutzung und Lärm-Minderung geschaffen und gefördert (Förderprogramme Umwelt, Forschungsförderung). Das Förderbudget der EG zeigt dabei in den letzten Jahren eine deutliche Akzentverschiebung: Gegenüber dem Rahmenprogramm 1978-1991, das für Biotechnologien 5,2% des Etats einplante, werden im Rahmenprogramm 1990-1994 13,0% für Biowissenschaften und -technologien sowie 9,1% für den Bereich Umwelt ausgeschrieben. Führend in F. sind sowohl vom finanziellen Aufwand wie von den Ergebnissen her die USA, Japan und Deutschland (1990 2,8% des Bruttosozialprodukts).

Forschungsförderung

F. wird in Deutschland für Grundlagen- und für angewandte Forschung gewährt, u.a. in den Bereichen Energie, Biotechnologie, Meeresforschung, Materialforschung, Verkehr, Luftfahrt- und Weltraumforschung.

Das Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFT) als Hauptträger staatlicher F. vertritt einen marktwirtschaftlichen Standpunkt: Verantwortung und Kosten für Forschung und Technologie sollen primär von der Industrie getragen werden, die von der Anwendung profitiere und die Marktchancen von Produkten am besten abschätzen könne. Von gut 70 Mrd DM, die in Deutschland jährlich für Forschung und Entwicklung aufgebracht werden (2,8% des Bruttosozialprodukts), trägt die Wirtschaft selbst mehr als 60%. Die verbleibenden knapp 40% staatlicher F. werden vorrangig vom BMFT sowie vom Verteidigungsministerium und von den Ministerien für Wirtschaft und für Bildung und Wissenschaft getragen. Den Grundsätzen des BMFT zufolge setzt staatliche F. ein, "wo Forschung und Entwicklung aus übergeordneten gesellschaftlichen und gesamtwirtschaftlichen Gründen der Unterstützung bedürfen". Mittels F. soll die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft auf den internationalen Märkten gesichert werden.
Die Gelder kommen den Institutionen durch unterschiedliche Förderprogramme zu: "Direkte Projektförderung" kann von Wirtschaft, Hochschulen und Forschungsinstituten beantragt werden. Als besonders förderungswürdig gilt "Verbundforschung", d.h. gemeinsame Projekte von Wirtschaftunternehmen und Forschungsinstituten. "Indirekt-spezifische Förderung" unterstützt die Verbreitung bereits entwickelter Schlüsseltechnologien, indem sie kleineren und mittleren Unternehmen den Zugang zu den Ergebnissen angewandter Forschung verschafft.
Der Bundeshaushalt 1992 weist für das BMFT Fördergelder von insgesamt 9,2 Mrd DM aus. Diese Gelder verteilen sich auf die vier Förderbereiche programmübergreifende Grundlagenforschung (16%), staatliche Langzeitprogramme (24,5%), Vorsorgeforschung (17,4%) sowie Technologie- und Innovationsförderung (42,2%), die wiederum in einzelne Förderschwerpunkte untergliedert sind (s.u.). Die größten Einzelposten entfallen auf: Weltraumforschung und Weltraumtechnik (staatl. Langzeitprogramm, 18,8%), Großgeräte der Grundlagenforschung (10,9%) und Informations- und Fertigungstechnik (Technologie und Innovationsförderung, 10,2%).
Die Gewichtung der Förderaktivitäten durch das BMFT läßt sich an den unten angeführten Prozentsätzen des Etats ablesen. Ein erhebliches Ungleichgewicht zugunsten der Förderung von Hoch- und Risikotechnologien ist eindeutig.
In den vier Förderbereichen sind folgende Schwerpunkte hervorzuheben: Unter die Grundlagenforschung fallen Großprojekte wie die Europäische Synchroton-Strahlenquelle (Grenoble), Beschleunigeranlagen LEP beim CERN (Genf) und SIS/ESR (Darmstadt), der Speicherring HERA beim Deutschen Elektronen-Synchroton (Hamburg) und der Forschungsreaktor BER II (Berlin). Die staatlichen Langzeitprogramme betreffen neben dem deutlichen Schwerpunkt Weltraumforschung (Großprojekte HERMES und COLUMBUS) u.a.Kernfusionsforschung (2,2%), Meeresforschung (1,4%), Polarforschung (0,8%). Die Vorsorgeforschung hat in den letzten Jahren v.a. durch verstärkte Forschung in den Bereichen Ökologie (3%), Umwelttechnologien (2,9%), Klima- und Atmosphärenforschung (1,5%) und Gesundheit (5,1%) an Gewicht gewonnen. Unter die Technologie- und Innovationsförderung fallen u.a. Biotechnologie (3,3%), Materialforschung (3,2%) und Transport und Verkehr (1,8%). Auch die Förderschwerpunkte Kohle und andere fossile Energieträger (1,3%), Regenerative Energiequellen und rationale Energieverwendung (3,8%) und nukleare Energieforschung und Reaktorsicherheit (6,8%) sind hier zu finden.

Flußbegradigung

Durch extrem verstandene Flurbereinigung wurden mit Millionenaufwand Bäche und Flüsse verrohrt, betoniert und begradigt.

Mehr und mehr erkennt man die negativen Auswirkungen der F., wie durch schnelles Abfließen der Regenwassermengen bedingtes Hochwasser, verringerte Grundwasserneubildung, Erosion, Artensterben (im naturbelassenen Flußbett können sich in den Zonen unterschiedlicher Fließgeschwindigkeit mannigfache Arten entwickeln).

Mit ebensolchem Aufwand versucht man nun, die Gewässer zu renaturieren (Renaturierung), da man sich zuvor über die Folgen der F. keine Gedanken gemacht hatte.

Flockung

Vorgang, bei dem in einer Flüssigkeit schwebende Stoffe zum Absetzen gebracht werden

Typische Anwendungsbereiche sind die Schönung von Wein, die Behandlung industrieller und kommunaler Abwässer oder die Entfernung von Trübstoffen aus Oberflächengewässern bei der Trinkwasseraufbereitung. Häufig verwendete F.-Mittel sind Eisen- oder Aluminium-Salze. Diese bilden in Wasser voluminöse Flocken, die Trübstoffe einschließen bzw. deren elektrostatische Abstoßung aufheben.

Als Hilfsmittel wird auch Polyacrylamid verwendet.
Die Entfernung der Flocken geschieht durch Filtration, Absetzen (Sedimentation) oder durch Aufschwimmen an die Oberfläche (Flotation). Im Trinkwasser müssen F.-Mittel bis auf technisch unvermeidbare und gesundheitlich unbedenkliche Restkonzentrationen entfernt werden.

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