Infrarotstrahlung

I. oder auch Wärmestrahlung gehört zur elektromagnetischen Strahlung und liegt im Spektrum zwischen sichtbarem Licht und Mikrowellenstrahlung.

I. geht von jedem warmen Körper bzw. Gegenstand aus und kann ihrerseits Materie erwärmen.
Öfen und Heizkörper geben ihre Wärme über Konvektion (heiße Heizflächen geben ihre Wärmeenergie über Wärmeleitung an die Raumluft ab) und I. an den Raum ab, wobei ein größerer Anteil I. mit größerer Behaglichkeit verbunden ist. I. wird vom Menschen direkt aufgenommen, so daß sich ein Wärmegefühl auch bei kühlerer Raumluft einstellt (Raumklima). Je wärmer ein Gegenstand ist, desto stärker gibt er I. an die Umgebung ab. Aus diesem Grunde ist in Räumen mit Kachelöfen, Wandheizung, großen Speichermassen (Solararchitektur) bzw. Wärmeschutzverglasung ein besonders hoher Anteil von I., verbunden mit hoher Behaglichkeit, zu finden. Niedertemperatur-Heizsysteme haben aufgrund ihrer großen Abstrahlflächen trotz niedriger Temperatur größere I.-Anteile als normale Heizkörper und tragen damit ebenso zum positiven Raumklima bei.
I. wird in der Medizin zur Bestrahlung eingesetzt. Die I., die von der Erde ausgeht, ist zusammen mit den sog. klimarelevanten Spurengasen zuständig für den Wärmehaushalt der Erde und damit auch für den Treibhauseffekt (Globalstrahlung, Strahlungsbilanz).
Wärmetransport

Infraschall

Ingestion

Inhalation

Inhibitoren

Inkorporation

Inkorporation bedeutet die Aufnahme chemischer oder radioaktiver Substanzen (Radionuklide) in das Innere des Körpers durch Atmen, Essen und Trinken oder über die Poren der Haut.

Viele radioaktive Substanzen, die außerhalb des Körpers aufgrund der geringen Reichweite ihrer Alpha- oder Betastrahlung nur geringe Strahlenschäden verursachen können, bilden inkorporiert eine große Gefahr. Sie emittieren, bevor sie wieder ausgeschieden sind, ihre ionisierende Strahlung in unmittelbarer Nähe der Körperzellen und können sich sogar in bestimmten Organen anreichern (Anreicherung, Organdosis). So wird das von Kernkraftwerken abgegebene radioaktive Iod durch Atmung und über die Nahrungskette aufgenommen, und reichert sich in der Schilddrüse an.

Radioaktivität, Halbwertszeit, Kontamination,
Strahlenbelastung

Indikator

WGK

Wasserwerk

Wasserverschmutzung

Wasserverbrauch

Wassersparen

Wasser ist unser kostbarstes Lebensmittel und es ist in jedem Fall sinnvoll und wirkt kostensenkend.

In Haushalten kann Wasser durch bewussten Umgang eingespart werden:

Benutzung des Gemüsewaschwassers zum Blumengießen
Anschaffung wassersparender Wasch- und Spülmaschinen
Wassersparsets für die Toilettenspülung
Regenwassernutzung

Getrennte Brauch- und Trinkwassersysteme in Neubauten haben sich bisher aufgrund der hohen Kosten und hygienischer Bedenken seitens des Gesetzgebers nicht durchgesetzt. Die Industrie hat ihren Wasserbedarf in den letzten zwei Jahrzehnten deutlich durch die Installation interner Wasserkreisläufe und effektiver Einsparmaßnahmen verringert.

W. ist v.a. deshalb notwendig, weil jeder Liter Wasser, bevor er sich Trinkwassernennen darf mehr oder weniger aufwendig aufbereitet werden muss und diese Aufbereitung heute bereits einen großen Anteil am Wasserpreis hat. Der hoheWasserverbrauch in Ballungszentren hat auch eingreifende ökologische Folgen durch die Absenkung des Grundwassers werden ökologisch wertvolle Gebiete gefährdet oder zerstört.

Das Abwasser wird meist in einer aufwendigen Kläranlage gereinigt, auch diese Behandlung treibt den Wasserpreis erheblich in die Höhe.

Imprägnierungsmittel

Poröse Textilien werden durch Imprägnierung gegen Wasser, Öl etc. geschützt. Die gebräuchlichsten I. werden auf der Basis von Paraffinen, Wachsen, Silikonen und Kunstharzprodukten hergestellt.

In der handelsüblichen Form als Flaschen, Spraydosen, Tuben oder Pasten werden I. den Verbrauchern angeboten. I. gelten bei der Anwendung in geschlossenen Räumen als gesundheitsschädlich: Schwäche, Schwindel, Erbrechen und Magenschmerzen, bei höheren Konzentrationen auch Reizungen der Augen und Atemwege sind typische Symptome. Die Verursacher hierfür sind v.a. die Lösemittelkomponenten, weniger die weitgehend ungiftigen Kunstharzkomponenten.

I. werden weiterhin als Holzschutzmittel angewandt. Die auf Fluorbasis aufgebauten wasserlöslichen Produkte mit den Inhaltsstoffen Natriumfluorid oder Silikatfluorid bergen eine erhebliche Gesundheitsgefährdung. Tiere erlitten in der Vergangenheit durch Ablecken von imprägnierten Zäunen tödliche Vergiftungen.

Gefährdung der Gesundheit geht ebenfalls von den ölhaltigen I. aus, die aus Karbolineum, Stein-, Braun- oder Holzkohleteeröl bestehen, meist sind dies Haut- und Augenkontaminationen und dadurch auftretende Lichtdermatosen. Aufgrund ihrer krebserregenden (Krebs) Bestandteile sind Teeröle als

Holz-I. heute verboten (Teerölverordnung).

Indigo

Aus den Blättern des Indigostrauchs gewonnener Farbstoff, der bis zur Jahrhundertwende der am meisten benutzte Farbstoff zum Blaufärben war.

Seine Synthese und kostengünstige künstliche Herstellung aus Steinkohlenteer im Jahre 1897 beendete die Vorrangstellung des natürlichen Farbstoffs. Der I.-Strauch ist bereits seit 4.000 Jahren als Kulturpflanze bekannt.
Vom Mittelalter bis ins 17. Jahrhundert war für Europa der Färberwaid die wichtigste I.-Quelle. Heute wird Färberwaid wieder in Produkten der Naturfarbenhersteller eingesetzt.

Hypochlorit

Immission

Immission ist die Einwirkung der emittierten Schadstoffe (Emission) auf Pflanzen, Tiere und Menschen sowie Gebäude, nachdem sie sich in der Luft, dem Wasser oder dem Boden ausgebreitet (Ausbreitung, Deposition) oder auch chemisch oder physikalisch umgewandelt haben.

Das Ausmaß der Schadstoffeinwirkung hängt von ihrer Konzentration am Ort der Einwirkung und der Dauer dieser Einwirkung ab. Die Immission wird daher als Menge Schadstoff pro Menge Wasser, Boden oder Luft gemessen (Immission-Messung) und die so erhaltenen Werte als Immission.-Werte bezeichnet.

In der durchschnittlichen Großstadtluft befinden sich etwa 1.000 verschiedene Schadstoffe. Davon werden meist nur fünf fortlaufend erfaßt. Die Immission.-Werte einzelner Schadstoffe lassen keinen unmittelbaren Schluß auf ihre Wirkung zu, da sich Schadstoffe in ihrer Wirkung verstärken können (z.B. Staub und Schwefeldioxid). In Belastungsgebieten muß die Immission.-Messung von fünf Schadstoffen (Stickoxide, Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Staub, Ozon) kontinuierlich an den Punkten eines über das Gebiet gelegten 4x4-km2-Gitternetzes durchgeführt werden. Die gemessenen Immission.-Werte müssen als Jahresmittelwerte und als Kurzzeitwerte (TA Luft, MIK-Werte) an allen Meßpunkten des Gebietes ausgerechnet und auf Karten dargestellt werden. Die so ermittelte räumliche Verteilung der Jahresmittelwerte und der Kurzzeitwerte wird Immission.-Kataster genannt.

Wenn die Emissionen bekannt sind, kann auch mit Hilfe einer Ausbreitungsrechnung (Ausbreitung) näherungsweise die Immission. an jedem Punkt eines bestimmten Gebietes um die Emittenten ausgerechnet und dadurch ein Immission.-Kataster erstellt werden. Die Höhe des Jahresmittelwertes ist für eine Aussage über die mögliche gesundheitsschädliche Wirkung des Schadstoffes weitgehend unbrauchbar. Kurzzeitig auftretende hohe Schadstoffbelastungen verursachen erhebliche Schäden. Ein Mensch, der sich mit den Kohlenmonoxidabgasen seines Autos in der Garage umbringt, stirbt an den kurzzeitig hohen Kohlenmonoxidkonzentrationen. An der über das ganze Jahr gemittelten durchschnittlichen Kohlenmonoxidkonzentration in seiner Garage wäre er nicht gestorben.

Wasserleitung

Man unterscheidet zwischen Trink- und Abwasserleitungen (Trinkwasser, Abwasser).

In der Trinkwasserversorgung wird in der Zuleitung vom Wasserwerk bis zu den Häusern als Material Gußeisen, auch zementausgeschleudertes Gußeisen,PVC und Zementrohr (z.T.Asbestzement) verwandt. In den Hausanschlußleitungen und der Hausinstallation kommen Materialien wieKupfer, verzinkter Stahl, Gußeisen sowie verschiedene Kunststoffe (Polyethylen (PE), Polypropylen und PVC) zum Einsatz. Bis 1960 wurden vielfach Bleirohre eingebaut.

Die Wahl des Rohrleitungsmaterials sollte sich stark an der Wasserbeschaffenheit orientieren (z.B. pH-Wert, Kalkgehalt, Nitratgehalt), denn chemische Reaktionen zwischen Wasserinhaltsstoffen und Rohrmaterial können die Trinkwasserqualität negativ beeinflussen. Als Material für Abwasserrohre werden verschiedeneKunststoffe (PE und PVC), Gußeisen oder Steinzeug verwendet.

Wasserkreislauf

Die Wasservorräte (Gesamtmenge ca. 1,35 Mrd m3) der Erde stehen über den W., der letztlich durch die Wärmestrahlung der Sonne angetrieben wird (Globalstrahlung), miteinander im Fließgleichgewicht.

97,5% des Gesamtwasservorrats ist in den Meeren gespeichert, die restlichen 2,5% entfallen einerseits auf Süßwasser (hier größtenteils als Eis festgelegt) und andererseits zu 0,001% auf in derAtmosphäre zirkulierenden Wasserdampf.

Der größte Teil des Wassers verdunstet dabei über der Meeresoberfläche und geht als Regenwasser vornehmlich auf Landgebieten nieder. Die Bilanz zwischen Meer und Land wird durch den ober- und unterirdischen Rückfluß zum Meer wieder ausgeglichen. Dieser Rückfluß kann als regenerative Energiequelle (Wasserkraft) zur Energiegewinnung genutzt werden.

Aktives Leben ist unbedingt an einen bestimmten Wassergehalt gebunden (Landlebewesen bestehen zu 45-95% aus Wasser). Wasser ist also unverzichtbare Ressource. Nutzt der Mensch Wasser für sich, greift er in diesen Kreislauf mehr oder weniger stark ein.

Wasserkraft

Wasserkraft gehört zu den regenerativen Energiequellen. Genutzt wird die kinetische und potentielle Energie des Wassers an Flüssen, Schleusen, Gezeitenkraftwerken und Staudämmen (Talsperren).

In vielen Fällen stellt die Wasserkraftnutzung eine wertvolle erneuerbare und v.a. konkurrenzlos billige Energiequelle dar. Wasserkraftwerke erweisen sich aufgrund fehlender Emissionen gegenüber Kraftwerken mit fossilen Energieträgern (Kohle, Erdöl, Gas) und Kernkraftwerken als ökologisch sehr vorteilhaft. Wasserkraft hat v.a. in den skandinavischen Ländern und der Schweiz einen größen Anteil am staatlichen Energiemix.

Während sich kleine und mittlere Anlagen i.d.R. problemlos in bestehendeÖkosysteme integrieren lassen, treten bei Großprojekten von bis zu einigen tausend Megawatt Leistung oft schwerwiegende ökologische und soziale Folgen auf.

In den Entwicklungsländern stellt die Nutzung der Wasserkraft mit ca. 45 Prozent Anteil noch vor Erdöl die wichtigste Stromquelle dar und soll weiter stark ausgebaut werden. Ein Paradebeispiel für den ökologisch bedenklichen Ausbau der Wasserkraft ist Brasilien (größtes Wasserkraftwerk der Welt Itaipu mit 12.600 MW). Hier soll die Verdopplung der Kraftwerkskapazität v.a. durch den Bau gigantischer zusätzlicher Wasserkraftwerke erzielt werden.

Die Folgen sind Zwangsumsiedlungen, oft verbunden mit Verelendung (weltweit mußten bereits Millionen von Menschen Staudämmen weichen), Verlust fruchtbaren Ackerlands im Staugebiet und fehlender Eintrag fruchtbarer Schlämme auf Ackerland unterhalb des Staudamms, Gefahr des Umkippens der Stauseen, Behinderung von Fischwanderungen und Rückgang des Fischfangs, Schaffung optimaler Nährböden für eine Vielzahl von Erregern (Darminfektionen) und Brutgebiete für Moskitos (Malaria), Grundwasseranstieg (Versumpfung) und lokale Klimaveränderungen.

Besonders problematisch sind Staudämme im Regenwald, die aufgrund ihrer geringen Tiefe extrem große Waldflächen überfluten und damit zerstören (Flächenbedarf: Regenerative Energiequellen). Der unter Wasser verrottende Urwald setzt große Mengen Methan (Treibhauseffekt) und Schwefelwasserstoff frei.

Neben Brasilien stellen riesige Staudämme v.a. in Kanada, in China und im Mittleren Osten (hier kommen Wasserverluste durch Verdunstung hinzu) ökologisch bedenkliche Wasserkraftnutzungen dar.
In Europa finden wir Wasserkraftwerke v.a. in gebirgigen Lagen, wo sie hohe Leistung bei geringem Flächenbedarf erbringen. Problematisch ist aber auch hier u.U. die Zerstörung seltener Biotope (Artensterben).

In Westdeutschland ist Wasserkraft nur noch wenig ausbaufähig, wenn v.a. in kleinen und mittleren Anlagen. Die systematische Reaktivierung von kleinen und mittleren Anlagen (die z.T. wegen ungünstiger Einspeisebedingungen stillgelegt worden waren) sowie die Sanierung und Modernisierung bestehender Anlagen könnte den Anteil der Wasserkraft an der Stromversorgung ökologisch vorteilhaft auf etwa 6 Prozent steigern. Aufgrund der Einspeisevergütungen können nun auch kleine Anlagen in der Regel wirtschaftlich betrieben werden.
Potential: Regenerative Energiequellen

Wasserhaushalt des Waldes

Die Wasserbilanz eines Waldes hängt von unterschiedlichen Faktoren ab: Der Anteil des Kronendurchlasses (das Wasser, das direkt durch die Lücken im Kronendach auf den Waldboden fällt) ist abhängig vom Baumalter, der Baumart und der Waldstruktur: Laubbäume 57-78%, Nadelbäume 70-80% bei Starkregen, bei Schwachregen 15-20%.

Die Interception ist der Teil des Niederschlages, der von Blättern, Nadeln und Ästen zunächst zurückgehalten wird. Sie beträgt je nach Baumart und Jahreszeit 10-40%. Davon verdunstet ein Teil, bevor er zu Boden gelangt, ein Teil tropft ab, ein Teil fließt am Stamm zuBoden. Der Niederschlag, der zu Bodenkommt, fließt zu einem geringen Teil oberirdisch ab oder verdunstet wieder.

Der größte Teil sickert in den Boden, wird dort gefiltert, von den Bäumen aufgenommen oder fließt unterirdisch hangabwärts oder ins Grundwasser . Der W. unterscheidet sich wesentlich vom W. des Freilandes, nicht nur wegen des Einflusses des Kronendachs, sondern auch wegen der tiefen Durchwurzelung des Bodens und seiner großen Wasserspeicherkapazität.

Durch seine hohe Interception und Speicherfähigkeit verhindert der Wald Hochwasser, in Trockenzeiten liefert er eine gleichmäßige Wassermenge. Er hat also eine ausgleichende, regulierende und reinigende Wirkung, die durch dieImmissionsschäden und Rodungen im tropischen Regenwald akut gefährdet ist.

Wasserhärte

Die W. ist ein Maß für den Gehalt an gelösten natürlich vorkommenden Calcium- und Magnesiumverbindungen im Wasser.

Diese Mineralstoffe bewirken eine Stabilisierung des pH-Wertes und eine Geschmacksverbesserung des Wassers. Beim Erhitzen über 50-60 Grad C fällt die sog. Carbonathärte, der Anteil der W., der aus der Lösung von Kalkstein stammt, aus. Dies führt zur Verkalkung der Heizstäbe von Waschmaschinen und Kaffeemaschinen. Die Ablagerungen können durch Säuren, z.B. Essig- oder Zitronensäure, wieder aufgelöst werden. Seife verbindet sich mit Calcium und Magnesium zur unlöslichen Kalkseife ("Grauschleier") und wird dadurch unwirksam.

Häufiger als die offiziellen Angaben der W. in Millimol pro l (mmol/l) wird die Bezeichnung Deutsche Härtegrade (früher Grad dH, heute Grad d) verwendet. 1 Grad dH entspricht 18 mg/l Kalk. Nach Waschmittelgesetz werden je 7 Härtegrade zu einem Härtebereich zusammengefaßt (s. Tab).

Die Wasserversorgungsunternehmen müssen einmal jährlich den Härtebereich des verteilten Trinkwassers mitteilen. Entsprechende Dosiervorschriften müssen auf den Waschmittelpackungen angegeben werden.

Wegen der gesundheitlichen Bedeutung der W. darf Trinkwasser nicht unter 1,5 mmol/l entsprechend 8,4 Grad dH enthärtet werden. Im Haushalt wird meist mit Ionenaustauschern enthärtet. Diese müssen mit Kochsalz regeneriert werden und belasten damit das Abwasser.
Gleichzeitig erhöht sich die Natriumkonzentration im Trinkwasser.

Lit.: KATALYSE e.V.: Das Wasserbuch, Köln 1990

Wasserenthärtung

Wasseraufbereitungsverfahren zur Verminderung der Wasserhärte.

Die W. erfolgt durch Fällungsverfahren(Fällung) oder Ionenaustauscher. ImWasserwerk sind Ionenaustauscher, die mit Natriumionen (Natrium) regeneriert werden müssen, seit der Neufassung derTrinkwasserverordnung verboten. Das gängigste Verfahren zur zentralen W. ist die sog. Entcarbonisierung.

Dabei wird dem Wasser das stark basische Calciumhydroxid (gelöschter Kalk) zugesetzt. Dadurch erhöht sich der pH-Wert, und das im Wasser gelöste Calciumfällt zusammen mit dem zugegebenen als Calciumkarbonat (Kalk) im Verhältnis 1:1 aus. Der anfallende Feststoff (als Schlamm oder feste Kügelchen) stammt also je zur Hälfte aus dem zudosierten und dem natürlichen Calciumgehalt des Wassers.

In Haushalten werden zunehmend Ionentauscher und Dosieranlagen zur W. eingesetzt. Dosieranlagen verzögern durch Zusatz von Phosphat- und/oder Silikatverbindungen die Ausfällung von Calcium- und Magnesiumverbindungen bzw. sollen dafür sorgen, daß diese nicht als Stein, sondern als Schlamm ausfallen.

Wasser in den Härtebereichen I bis III bedarf grundsätzlich keiner W.. Eine W. ist allenfalls in höheren Härtebereichen zu technischen Zwecken (z.B. Waschmaschine) erforderlich. Gesundheitlich sind die härtebildenden Salze sogar förderlich.

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