Abwasserreinigung

Die Abwasserreinigung wird meist in Kläranlagen durchgeführt. In der mechanischen ersten Stufe einer Kläranlage werden durch Rechen, Sandfang und Absetz- oder Vorklärbecken grobe Bestandteile, Sand und absetzbare Stoffe abgetrennt. Die biologische zweite Stufe bringt die restlichen gut löslichen Abwasserbestandteile in Kontakt mit Bakterien und anderen Kleinlebewesen.

Diese Mikroorganismen leben vom Abbau der organischen Stoffe und vermehren sich dabei (Belebtschlamm). Bezogen auf den BSB liegt die Reinigungswirkung solcher Kläranlagen i.d.R. bei 90 bis 95 Prozent. Die Entfernung der restlichen 5 bis 10 Prozent und der Stickstoff- und Phosphorverbindungen ist Aufgabe der weitergehenden Abwasserreinigung (Dritte Reinigungsstufe, Nitrifikation, Fällung).

Ein weiteres Abwasserreinigungsverfahren ist die Wurzelraumentsorgung wie etwa in Schilfkläranlagen. Sie ist eine dezentrale Abwasserreinigung und eignet sich für Siedlungsgebiete ohne eigene Kanalisation.

Industrieabwässer werden entweder gemeinsam mit häuslichem Abwasser gereinigt oder erfordern gesonderte Anlagen (Indirekt- und Direkteinleiter).

Siehe auch: Kläranlagen, Bakterien, Eutrophierung, Abwasser

Abwasserbeseitigungsplan

Abwasserabgabengesetz

Die Neufassung des Abwasserabgabengesetz (AbwAG) vom 6.11.1990 trat in den alten Bundesländern am 1.1.1991 in Kraft. In den neuen Bundesländern gilt das Abwasserabgabengesetz für die nach der Anordnung vom 1.6.1987 am 30.6.1990 entgeltpflichtigen Einleiter ebenfalls ab dem 1.1.1991. Für alle übrigen Einleiter in den neuen Bundesländern tritt das Abwasserabgabengesetz am 1.1.1993 in Kraft.

Nach dem Abwasserabgabengesetz wird für das Einleiten von Abwässern in Gewässer (Vorfluter) eine Abgabe erhoben (1). Ausgenommen werden die Einleitungen im Rahmen landbaulicher Bodenbehandlung. Die Abgabehöhe richtet sich nach der Schädlichkeit, ausgedrückt in Schadeinheiten auf der Grundlage der Abwassermenge, der oxidierbaren Stoffe (CSB), des Phosphors (Phosphat), des Stickstoffs, der organischen Halogenverbindungen (AOX), der Metalle Quecksilber, Cadmium, Chrom, Nickel, Blei, Kupfer und der Fischgiftigkeit (3).

Die zugrundeliegenden Schadstofffrachten werden außer für Niederschlagswasser (Regenwasser) (7) und Kleineinleitungen (8) dem Einleitungsbescheid entnommen (4). Der Abgabesatz (9) beträgt ab dem 1.1.1991 je Schadeinheit 50 DM. Er wird bis 1999 alle 2 Jahre um 10 DM auf 90 DM erhöht. Orientiert an den Werten für die genannten Parameter aus dem Einleitungsbescheid wird bei Überschreitung (4,IV) der höchste ermittelte Wert in die Abgabenrechnung einbezogen. Bei Einhalten der Werte (9) wird der Abgabesatz in den ersten vier Jahren um 75%, in den nächsten vier Jahren um 40% und danach um 20% vermindert.

Investitionen zur Gewässerreinhaltung (10), die eine Verminderung der Schadstofffracht um mindestens 20% erwarten lassen, können mit der Abwasserabgabe verrechnet werden. Die Abwasserabgaben müssen zweckgebunden für Gewässerschutzmaßnahmen verwendet werden. Das Abwasserabgabengesetz wendet sich ausschließlich an Direkteinleiter. Indirekteinleitungen werden in den Landesgesetzen geregelt (z.B. LWG NW 59, Indirekteinleiterverordnungen (VGS), kommunale Abwassersatzungen). I.d.R. orientieren sich die Regelungen der Länder an 7a WHG und den darauf aufbauenden VwV (Rahmen-AbwasserVwV, 2.-48. AbwVwV).

In Zusammenhang mit dem Abwasserabgabengesetz sind zwei EG-Richtlinien bedeutsam. Die EG-Richtlinie zur Verschmutzung von Gewässern durch Einleiten gefährlicher Stoffe (Amtsbl. EG 18.5.1976, Nr. L 129/23) fordert für die Einleitung besonders gefährlicher Stoffe (schwarze Liste) in Gewässer einheitliche EG-Grenzwerte. Für die Einleitung gefährlicher Stoffe (graue Liste) sollen nationale Programme aufgestellt werden. Die EG-Richtlinie zum Schutz des Grundwassers gegen die Verschmutzung durch gefährliche Stoffe (Amtsbl. EG 26.1.1980, Nr. L 20/43) enthält für die Einleitung besonders gefährlicher Stoffe in das Grundwasser (schwarze Liste) Verbote und für die Einleitung gefährlicher Stoffe (graue Liste) Einschränkungen.

Abwasser

Man unterscheidet kommunales Abwasser und Industrieabwasser. Kommunales Abwasser enthält neben schadstoffbelastetem Regenwasser (z.B. Auswaschung von Fahrbahnen/Parkplätzen) häusliche Abwässer mit Fäkalien, Speiseresten, Desinfektionsmitteln und Spül- und Reinigungsmitteln, die schwer abbaubare Bestandteile enthalten können (Abbau, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Tenside, Autowäsche).

Häufig werden häusliche und Regenabwässer zusammen in Mischkanalisationen zur Kläranlage (Abwasserreinigung) geleitet. Bei starken Regenfällen führt kann die Kapazität der Kläranlagen überschritten werden und Abwasser ungeklärt in den Vorfluter gelangen. Daher sollten getrennte Kanalisationen für häusliche und Regenwasser vorhanden sein. Da Abwasser aus Waschmaschinen oder Duschen meist relativ warm ist, könnte die enthaltene Wärme zur Wärmerückgewinnung genutzt werden. So kann eine Wärmepumpe die Energie aus dem Abwasser nutzen.

In Deutschland sind über 95 Prozent der Bevölkerung (2001) an das rund 450.000 km lange Kanalnetz angeschlossen. Über 10.000 öffentliche Kläranlagen erfüllen die EU-Anforderungen bei der Abwasserreinigung. Der größte Teil der Kläranlagen in Deutschland ist mit der biologischen Grundreinigungsstufe und einer weiteren Stufe zur Behandlung von Stickstoff und Phosphor ausgestattet.

Industrie-Abwässer sind je nach Branche sehr unterschiedlich zusammengesetzt. Bei der Papierindustrie z.B. fallen hochkonzentrierte organische Abwässer an, bei Galvanikfirmen (Metallindustrie) v.a. Schwermetalle, organische Lösungsmittel und Säuren.

Siehe auch: Industrieabwasser, Regenwasser, Autowäsche, Abbau, Autowäsche

Abstandserlass

In einigen Bundesländern geltende Vorschriften zur Berücksichtigung von Abständen zwischen Industrie- und Gewerbegebieten einerseits und Wohngebieten andererseits im Rahmen der Bauleitplanung.

In Abstandslisten werden je nach Betriebsart unterschiedliche Abstände zwischen emittierenden Betrieben und schutzbedürftiger Wohnnutzung angegeben. So werden in Nordrhein-Westfalen derzeit 182 Betriebsarten 8 Abstandsklassen zugeordnet. Die Abstandklassen gehen von 100 bis 1.500 m. Die in den Listen enthaltenen Abstandswerte enthalten jedoch keine Bindewirkung.

Sie sind lediglich als Empfehlungen zu verstehen, die bei der Aufstellung von Bauleitplänen im Rahmen der Abwägung unterschiedlicher Belange neben anderen zu berücksichtigen sind (Planungserlaß). Darüber hinaus sind die Abstandslisten zur planerischen Behandlung von Gemengelagen weniger geeignet, da aufgrund gewachsener städtebaulicher Strukturen die dem A. zu entnehmenden Schutzzonen i.d.R. weit unterschritten werden.

Mindestabstände sind z.B. auch für den Betrieb von Windfarmen (Windenergie) festgelegt.

Kettenreaktion

Kernschmelzen

Durch Ausfall der Kühlung eines Kernreaktors können die Temperaturen im Innern des Reaktors derart ansteigen, daß es zum Schmelzen der Brennelemente im Reaktorkern kommt.

Kernschmelzen ist mit der Abgabe großer Mengen radioaktiver Substanzen an die Umwelt verbunden (Radioaktivität). Störfallabläufe, die zum K. führen, nennt man Super-GAU. Umweltauswirkungen und Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von K.: GAU. Beim Reaktorunfall in Harrisburg schmolzen 25% der Brennelemente im Reaktorkern durch, in Tschernobyl kam es zum vollständigen Kernschmelzen.

Berstschutz

Euratom

auch Europäische Atomgemeinschaft (EAG). Ziel der E. ist die Förderung der friedlichen Nutzung der Kernernergie (Kernkraftwerk) und -forschung mit zahlreichen Arbeitsgebieten (Biologie, Medizin, Umweltschutz, Technologie, Reaktorsicherheit, Kernfusion).

Begründet wurde die E. gleichzeitig mit der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft (EWG) durch die Römischen Verträge vom 27.3.1957, in Kraft seit dem 1.1.1958. Zusammen mit der Europäischen Gemeinschaft für Kohle und Stahl (Montanunion) und EWG bildete die E. die Grundlage für die Gründung der Europäischen Gemeinschaft (EG).

"Atom"

Die Tatsache, daß der E.-Vertrag zu den Gründungsverträgen der EG gehört, ist von wesentlicher Bedeutung, weil damit die Nutzung der Kernernergie in der EG-Politik rechtlich verankert ist. Der Atomwirtschaft werden mit dem E.-Vertrag EG-weite Wettbewerbsvorteile gegenüber anderen Energieträgern eingeräumt. Ein Ausstieg der EG aus der Atompolitik ist aus diesen Gründen kaum denkbar.
Nach dem E.-Vertrag ist "die Kernernergie eine unentbehrliche Hilfsquelle für die Entwicklung und Belebung der Wirtschaft und für den friedlichen Fortschritt". Neben der Kernspaltung wird auch die Risikotechnologie Kernfusion von der E. gefördert. Geplant ist die Schaffung einer mächtigen, europaweit arbeitenden Nuklearindustrie, die sich erheblich leichter jeglicher Kontrolle entziehen könnte als nationale atomwirtschaftliche Organisationen. Auch wenn einzelne EG-Mitgliedstaaten aus der Atomenergie aussteigen, läßt sich Atomstrom im Europäischen Binnenmarkt nach dem Prinzip des freien Warenverkehrs EG-weit vermarkten. Ebenso lassen sich bei einem grenzenlosen EG-Verbundnetz die hohen Sicherheitsanforderungen einzelner Mitgliedstaaten durch die Wahl eines Standortes in Ländern mit geringeren Auflagen umgehen.
An ihren Zielen halten die Unterzeichner des E.-Vertrags auch nach Tschernobyl fest. Die für die Atompolitik verantwortlichen EG-Politiker ziehen sich auf den Standpunkt zurück, daß der Sicherheitsstandard westlicher Kernkraftwerke solche Risiken ausschließt. Durch die Diskussion über Klima und Treibhauseffekt erhalten die Ausbaupläne im Gegenteil neuen Aufwind.

Lit.: Spiegel-Spezial: Alarm für die Umwelt - Europa ohne Grenzen, 1992

Endlager

Becquerel

Alkoholkraftstoff

Die Alkohole Methanol und Ethanol sind in reiner Form (M 100 und E 100) oder als Beimischung zu Benzin oder Diesel als Kraftstoff geeignet.

In einem größeren Forschungsprogramm liefen etwa 900 Pkw mit einem M 15 Kraftstoff (15% Methanol, 85% Benzin) und wurden durch 30 Tankstellen im Bundesgebiet und besonders in Berlin versorgt. Motiv ist hauptächlich das wirtschaftliche Interesse an Kohlevergasung und Verwertung von Biomasse als Ersatz für Erdöl.

Die Vorteile sind: höhere Klopffestigkeit (Oktanzahl) mit der Möglichkeit höherer Verdichtung und höherem Wirkungsgrad, etwas geringere Kohlenmonoxid-, Kohlenwasserstoff- und Stickoxid-Emissionen (Schadstoffe aus Kfz).

Die Nachteile sind: höhere Formaldehyd-Emission, größeres Volumen und fast doppeltes Gewicht pro Energieeinheit und Wasserempfindlichkeit.

Siehe auch: Benzin, Diesel, Kraftstoff, Biomasse, Kraftstoff, Autoantrieb

Abrieb

Abrieb entsteht durch die Abnutzung von Fahrbahnbelag, Fahrzeugreifen, Bremsbelägen und metallischen Bremsteilen.

Genaue Mengenangaben gibt es nicht, allein die Menge des Reifenabriebes wird auf über 200.000 t/Jahr geschätzt. Besonders gefährlich ist die Freisetzung von Bitumen, Asbest, Zink, Blei, Nickel und Chrom. Kleinfaserige Partikel (z.B. Asbest) können den Menschen direkt über die Atemluft gefährden. Der Abrieb belastet in der Umgebung der Straßen Boden, Oberflächengewässer und Pflanzen.

Siehe auch: Regewasser, Streumittel

Anreicherung

(radioaktiver Stoffe in Organismen) Erhöhung der Konzentration von Stoffen in biologischen Systemen.

Tiere, Pflanzen und speziell auch Menschen nehmen bestimmte chemische Substanzen, die sie für ihre Lebensvorgänge benötigen, bevorzugt aus der Nahrung auf und speichern sie. Da sich radioaktive Isotope (Radionuklid) chemisch nicht von ihren nichtradioaktiven Isotopen unterscheiden, werden sie genau wie diese angereichert. Untersucht man die Ausbreitung radioaktiver Stoffe in Ökosystemen und Nahrungsketten bis hin zum Menschen, sind Anreicherungs-Vorgänge wichtige Größen. Sie werden beschrieben anhand von Transferkoeffizienten. Für die innere
Strahlenbelastung des Menschen spielt es eine entscheidende Rolle, ob radioaktive Substanzen, die über Luft, Wasser oder Nahrung in den Körper gelangt sind (Inkorporation), wieder ausgeschieden oder in einzelnen Organen angereichert werden, dort lange bleiben und zu hohen Organbelastungen führen (Strahlendosis, Organdosis, Halbwertszeit).

Die besondere Gefährlichkeit zahlreicher künstlich erzeugter radioaktiver Substanzen (z.B. aus Kernkraftwerken) liegt in ihrem Anreicherungs-Verhalten begründet. Viele Organe reichern natürlich vorkommende radioaktive Stoffe gar nicht oder nur in kleinen Mengen an, während sie künstliche radioaktive Stoffe in großen Mengen aufnehmen und speichern. Radioaktives Iod ist ein Beispiel für eine künstlich erzeugte radioaktive Substanz mit hoher Anreicherung: Iod wird zunächst von Pflanzen (Gras) aufgenommen und reichert sich über die weidende Kuh in deren Milch an. Trinkt ein Mensch diese Milch, gelangt das Iod in seinen Körper und wird in hohem Maße in der Schilddrüse angereichert, wo es zu starken Organbelastungen führt.

Strahlenbelastung, Strahlenschäden, Radioaktivität, Bioakkumulation

Lit.: P.Weish/E.Gruber: Radioaktivität und Umwelt, Stuttgart 1986; KATALYSE (Hrsg.): Strahlung im Alltag, Frankfurt 1986

Aktivität

Aktivierung

Abschirmung

Abschirmung nennt man Schutzeinrichtungen, die insb. Menschen vor ionisierender Strahlung schützen sollen.

Dies kann auf seiten der Strahlungsquelle erfolgen (Radionuklide werden in Bleiziegeln verpackt, der Reaktordruckbehälter im Kernreaktor besitzt eine Betonummantelung) oder auf seiten der zu schützenden Person mit Bleischürzen. Blei eignet sich besonders gut zur Abschirmung von Gammastrahlung, Wasser und Beton zur Abschirmung von Neutronenstrahlung.

Die Abschirmung absorbiert Strahlungsenergie; ist sie dick genug, kann sie die gesamte Strahlung schlucken. Eine 10-15 cm dicke Betonschicht schluckt z.B. die Hälfte einer typischen Neutronenstrahlung. Die kurzreichweitige Alphastrahlung kann bereits durch ein Blatt Papier abgeschirmt werden.
Strahlenschutz, Strahlenschäden

Treibgase

T. dienen zur Förderung und Zerstäubung von Stoffen und Zubereitungen aus Spraydosen. Dafür wurden noch bis vor wenigen Jahren bestimmte FCKW (insb. FCKW 11 und 12) eingesetzt.

Wegen der Gefahr des Ozonabbaus und der Verstärkung des Treibhauseffektessind diese T. weitgehend substituiert worden. Lag der FCKW-Einsatz 1990 noch bei 1.585 t entsprechend 2,5% allerSpraydosen, so dürfen nach der FCKW-Halon-Verbots-Verordnung seit dem 1.1.1992 keine Druckgaspackungen mehr mit den von der Verordnung erfaßten T. in Umlauf gebracht werden. Befristete Ausnahmen gelten nur für bestimmte medizinische und technische Anwendungsformen.
Die Verordnung spricht entgegen ihrem Namen kein generelles Verbot von FCKWaus, sondern nur für einige als besonders schädlich betrachtete Vertreter dieser Verbindungsklasse. So sind durchaus teilhalogenierte FCKW wie FCKW 142b oderFCKW 152a als alternative T. in Betracht.
Als Ersatzstoffe für die problematischeren FCKW werden heute v.a. Propan, Butanund
Dimethylether (DME) verwandt. Die Lebensdauer dieser T. in der Atmosphäreliegt mit 1-2 Wochen sehr niedrig, verglichen mit der des Methans von 10 Jahren.
Ihr Abbau führt wie bei allen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart der Stickoxide zur Erhöhung des bodennah unerwünschten Ozons. Ein weiterer Nachteil ist die Brennbarkeit dieser T..
Günstiger sind die selten benutzten T. Stickstoff, Luft und Kohlendioxid zu beurteilen. Wesentlich umweltverträglicher als die Einwegverpackung Spraydose ist aber in jedem Fall das wiederbefüllbare und treibgasfreie Pumpspray.

Schwefeldioxid

S. (SO₂)ist ein farbloses, stechend riechendes Gas, das beim Einleiten in Wasser schweflige Säure bildet. In der Natur befindet sich S. in vulkanischen Gasen und im Erdgas. 98 Prozent des industriell erzeugten S. dient zur Schwefelsäureherstellung.

S. findet vielfältige Verwendung: In der Lebensmittelchemie als Konservierungsstoff (Wein, Trockenfrüchte u.a.), in der Zellstoff- undTextilindustrie als Bleich- und Lösemittel sowie in der Abwasseraufbereitung (Abwasseraufbereitung).

Durch Verbrennung fossiler Brennstoffe ergibt sich eine große Belastung der Atmosphäre mit S: (Saurer Regen,Waldsterben, Winterssmog). Aufgrund der Bildung von schwefeliger Säure wirkt S. auf Mensch und Tier durch Reizung und Schädigung der Schleimhäute, Bronchospasmen und Reizhusten.

Konzentrationen ab 400-500 ppm S. sind kurzfristig bei Einatmung lebensbedrohlich (MAK-Wert: 2 ppm, entspricht 5 mg/m³). Die langfristige Einwirkung von S. führt zunächst zu fehlen des Geschmacks, roter Zunge und Beklemmungen, dann zu Lungenentzündungen bzw. –ödemen, zu Herz-Kreislauf-Versagen und Atemstillstand. Pflanzen reagieren entschieden empfindlicher auf die Einwirkung von S.. Anteile von 1-2 ppm S. genügen, um den natürlichen Photosynthese-Ablauf zu stören, was eine Schädigung der Blätter zur Folge hat (Blattnekrose, Waldsterben).

Kohlenmonoxid

K. (CO) ist ein Gas ohne Farbe, Geruch und Geschmack; Hauptquelle sind Verbrennungsprozesse.

Eingeatmetes CO verdrängt Sauerstoff aus dem Blut, da seine Bindung an das Hämoglobin ca. 300-mal stärker als die von Sauerstoff ist. Die Symptomatik, die Folge der verminderten Sauerstofftransport-Kapazität des Blutes ist, ist stark konzentrationsabhängig: zwischen 5 und 30 Prozent Hb-CO zeigen sich Sehstörungen, Kopfschmerz, Mattigkeit und Schwindel; höhere Konzentrationen bedingen Lähmungen, Bewußtlosigkeit und schließlich den Tod (ab 60 Prozent Hb-CO). Aufgrund der sehr allgemeinen Symptome sind CO-Vergiftungen nur schwer als solche erkennbar. Anfällig für CO-Effekte sind Herz-Kreislauf-Patienten, da sie einen Sauerstoff-Mangel schlechter ausgleichen können.

Entscheidend für die Risikobeurteilung von CO ist die aktuelle Konzentration. Der MAK-Wert liegt bei 30 ml/m³ (=33 mg/m³). In schlecht belüfteten, verkehrsreichen Straßenfluchten besonders bei austauscharmen Wetterlagen (Wintersmog, Inversionswetterlage) werden Spitzenkonzentrationen von 1 bis 10 ppm gemessen. In Reinluftgebieten werden K.-Konzentrationen zwischen 100 und 150 ppb. Die Smogverordnung sieht als Vorwarnstufe 30 mg/m³, als Alarmstufe 1: 45 mg/m³ und als Alarmstufe 2: 60 mg/m³ vor.

Rund 98 Prozent aller K.-Emissionen sind natürlichen Ursprungs. Anthropogene Hauptemissionsquelle von K. ist der Straßenverkehr. Hohe spezifische K.-Emissionen weisen Ofenheizung und kleine Anlagen zur Holzverbrennung (Heizung)auf. Die Emissionen an CO können durch Nachverbrennung und Katalysatoren vermindert werden. 1990 wurden über 10 Mio. Tonnen K. in Deutschland emittiert; durch gesetzliche Reglungen im Kraftfahrzeugbereich und die Umstellung auf flüssige und gasförmige Brennstoffe bei kleinen Feuerungsanlagen konnten die K.-Emissionen auf 6,7 Mio. Tonnen K. reduziert werden. Fast 2/3 der heutigen CO-Emissionen entfallen auf den Strassenverkehr.

Kohlendioxid

Farbloses, unbrennbares, schwach säuerliches riechendes und schmeckendes Gas (CO₂). In freiem Zustand natürlicher Bestandteil von Luft (0,03 – 0,036 Vol.-Prozent) und Mineralquellen.

Kommt in flüssiger Form in Stahlflaschen (Kohlensäure) und fest als „Trockeneis“ (-78,5 °C) in den Handel. K. ist ungiftig und bis zu 2,5 Vol. Prozent in der Luft unschädlich, 4-5 Prozent wirken betäubend und mehr als 8 Prozent tödlich (Erstickung). Der MAK-Wert beträgt 9.000 mg/m³.

Der K.-Kreislauf ist einer der wichtigsten Naturkreisläufe. Er transportiert den für alle Lebewesen notwendigen Kohlenstoff zwischen Luft, Boden und Wasser. Der K.-Gehalt der Atmosphäre weist einen ausgeprägten Jahreszyklus auf: Ende April ist er im globalen Mittel um ca. 6 ppm höher als im Oktober. Die Pflanzen der Nordhemisphäre entziehen der Luft während der Vegetationsphase (Frühjahr bis Herbst) durch Photosynthese soviel K., dass die Konzentration zum Herbst hin abnimmt, während zum Ende des Winters die K.-Konzentration aufgrund des geringeren K.-Verbrauchs und dem Zersetzen von Biomasse K. freigesetzt wird.

Von den Pflanzen wird K. mit Hilfe des Sonnenlichts in Kohlenstoff und Sauerstoff zerlegt (Photosynthese). Der Kohlenstoff bleibt in der Pflanze und der Sauerstoff wird an die Umwelt abgegeben. Tierische Organismen gewinnen Energie, indem sie Kohlenstoff mit Sauerstoff zu K. verbrennen. Durch den intensiven K.-Austausch zwischen Atmosphäre und Biosphäre treten Tages- und Jahresschwankungen im K.-Gehalt der Luft auf.

Gegenüber dem biologischen K.-Kreislauf sind die geochemischen Umsätze, Vulkanausbrüche und v.a. die Verbrennung fossiler Brennstoffe, zwar verschwindend klein, aber um so folgenreicher: K. ist als wichtiges klimarelevantes Spurengas maßgeblich an der Regulation des irdischen Wärmehaushalts beteiligt. K. verändert den Strahlungshaushalt der Erde, indem es die kurzstrahlige Sonnenstrahlung fast ungehindert auf die Erdoberfläche passieren lässt und die langwellige, von der Erde emittierte Wärmestrahlung teilweise absorbiert.

Nur etwa 4 Prozent des jährlich emittierten K. stammt aus anthropogenen Quellen; die natürlichen K.-Emissionen betragen ca. 600 Mrd. Tonnen/Jahr. Greift der Mensch durch zusätzliche K.-Emissionen in den K.-Kreislauf ein gefährdet er das Weltklima.

Eine weitere Erhöhung der K. in der Atmosphäre lässt eine Zunahme der globalen Temperaturen erwarten. Im Vergleich zu den letzten 250.000 Jahren der Erdgeschichte ist der K.-Gehalt der Erdatmosphäre heute am höchsten; die jährliche Konzentrationszunahme liegt bei etwa 0,4 Prozent. Der anthropogen bedingte Anstieg der K.-Konzentration wird weniger auf industrielle Aktivitäten, sondern vielmehr auf die Umwandlung von Wald- in Ackerflächen (Europa, USA, Ostasien) zurückgeführt. Rund 80 Prozent der K.-Emissionen stammen aus den Industrieländern, in denen nur etwa 20 Prozent der Weltbevölkerung leben. 1994 hat Deutschland mehr als 600 Mio. t K. in die Umwelt emittiert.

K. ist mit einem Anteil von 50 Prozent das wichtigste anthropogene Treibhausgas. Deutschland hat daher Reduktionsziele von minus 25 Prozent zum Jahr 2005 und 50 Prozent Reduzierung zum Jahr 2020 beschlossen.

Klimaschutz

Klimaschutz bezeichnet Maßnahmen, die dem Klimawandel entgegen wirken sollen. Im Mittelpunkt steht derzeit die Verringerung des Ausstoßes von Treibhausgasen.

Während ein Inder jährlich etwa eine Tonne Kohlendioxid verursacht, sind es bei einem Europäer bereits 9 Tonnen und bei einem US-Bürger sogar 20 Tonnen Kohlendioxid.

Im Klimaschutz bestehen zahlreiche Unsicherheiten über Ausmaß und zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels. Prognosen sprechen von einer globalen Temperaturerhöhung zwischen 2 und 6 Grad Celsius. Dadurch könnte der Meeresspiegel um 10 bis 90 cm steigen, Küstenregionen und tiefer gelegene Inselstaaten überflutet sowie die Ausbreitung von Wüstenregionen und das Abschmelzen von Gletschern forciert werden.

Ob, wann und in welchen Teilen der Erde sich eine Klimakatastrophe vollzieht, ist kaum vorherzusagen. Inzwischen haben die meisten Länder die Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen unterzeichnet, so dass das Kyoto-Protokoll am 16. Februar 2005 in Kraft trat. Auch wenn die USA im Jahr 2001 ihren Ausstieg aus dem Kyoto-Protokoll erklärten, einigte sich die Staatengemeinschaft auf konkrete Regelungen zur Umsetzung des Kyoto-Protokolls.

Klimapolitik darf aber weder auf internationaler, noch auf nationaler Ebene im Jahr 2012 enden. Mit dem Beschluss der Bundesregierung vom 13. Juli 2005 wurde das Nationale Klimaschutzprogramm vom 18. Oktober 2000 fortgeschrieben. Bis zum Jahr 2003 konnte Deutschland seine Treibhausgasemissionen bereits um 18,5 Prozent gemessen an den Emissionen von 1990 reduzieren.

Auch der Einzelne kann relativ viel zum Klimaschutz beitragen. Durch Energieeinsparung kann man seinen Verbrauch um 30 Prozent senken und damit den Ausstoß von Kohlendioxid. Durch den Einsatz energieeffizienter Technik bei Haushaltsgeräten, Beleuchtung, Heizungsanlagen oder Fahrzeugen und den sparsamen Gebrauch derselben deutlich gesenkt werden. Schon das Abschalten von Stand-by-Geräten bei Nichtnutzung würde in ganz Deutschland 14 Millionen Tonnen Kohlendioxid sparen.

Klimaanlagen

Anlagen zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Klimas (Temperatur und Feuchtigkeit) der Raumluft, insb. in öffentlichen Gebäuden, Büroräumen und anderen Arbeitsplätzen.

Als sick building syndrom bzw. Montagsfieber werden Befindlichkeitsstörungen und Gesundheitsbeschwerden bezeichnet, die vorwiegend durch künstlich klimatisierte Räume ausgelöst werden. Häufig ist die Verkeimung von Filtern und Befeuchtersystem die Ursache für diese Symptome (Legionellen).

Neben der aktiven Klimatisierung durch K. gibt es eine Reihe von Möglichkeiten zur passiven Klimatisierung, die Raumluft und Raumklima ohne schädliche Nebenwirkungen optimieren und eine K. überflüssig machen. Hierzu zählen: Wärmedämmung, die die Wärme im Winter im Haus hält und im Sommer nicht reinläßt, überhängende Dächer zum Abhalten der hochstehenden Sommersonne, wärmereflektierende Fenster (Wärmeschutzverglasung), diffusionsfähige, offenporige Baustoffe und gut regelbare Zu- und Abluftöffnungen .

Weitere Effekte können durch die Realisierung einer Temperaturhierarchie erzielt werden, bei der bereits in der Planungsphase die verschiedenen Temperaturanforderungen verschiedener Nutzräume (Eingangsbereich, Treppenhaus, Lager, Büroräume) einbezogen werden.

Siehe auch: Behaglichkeit, Solararchitektur.

Klima

Das Klima-System setzt sich zusammen aus dem inneren und dem äußeren System.

Zum ersten gehören die Atmosphäre , die Hydrosphäre (Ozeane, Flüsse, Seen), die Kryosphäre (Schnee- und Eisflächen), die Lithosphäre (Landmassen der Erde) und die Biosphäre. Die einzelnen Sphären sind miteinander durch physikalische Prozesse (z.B. unterschiedliche Erwärmung der Luft über Land und über Wasser) vernetzt. Auf das innere System wirkt das äußere System, zu dem Faktoren wie die Sonnenstrahlung (Strahlungsbilanz), Vulkanausbrüche und menschliche Eingriffe gezählt werden.

Auslöser aller Klima-Prozesse ist die in konstanter Leistungsdichte auf der Erde eintreffende Sonnenstrahlung (Globalstrahlung). Die ungleiche Energieverteilung auf der Erdoberfläche bewirkt die Ausbildung unterschiedlicher Wetterlagen und Klima-Zonen. Die Koppelung der einzelnen Sphären und die schwankenden äußeren Einflüsse führen ständig zu Klima-Veränderungen in zeitlicher und räumlicher Hinsicht. Deshalb bereitet es große Schwierigkeiten, Klima-Veränderungen durch menschliche Eingriffe für das Global-Klima nachzuweisen, während dies für das Lokal- und Mikro-Klima bereits jetzt möglich ist.

Wichtigster Faktor möglicher anthropogen verursachter Klima-Veränderungen ist die Anreicherung der Atmosphäre mit Gasen und Aerosolen, wodurch das natürliche Gleichgewicht der chemischen Zusammensetzung der Luft gestört und die Strahlungsbilanz beeinflußt wird. Die beiden wesentlichsten Eingriffe des Menschen sind Treibhauseffekt und Ozonabbau. Der Treibhauseffekt wird durch die Emission sog. Klima-relevanter Spurengase, v.a. Kohlendioxid, verstärkt, was extreme Folgen für das Welt-Klima haben kann (Treibhauseffekt).

Ursache des Ozonabbaus sind Chlorfluorkohlenstoffe in der Stratosphäre (Ozonabbau, Atmosphäre). Die Umwandlung von Naturlandschaft in Ackerland, Stadt- oder Industrielandschaft hat in vielfältiger Weise auf das Klima eingewirkt. Durch das Abholzen großer Waldbestände und die Umwandlung in Ackerland werden große Mengen Kohlendioxid freigesetzt (Treibhauseffekt).

Die Verringerung der natürlichen Vegetationsdichte führt über die Änderung des Albedos und der Oberflächenrauhigkeit zur Veränderung des Wärmehaushalts, der Strahlungsbilanz und der Niederschlagsverteilung (Wüste).
Die Emissionen von Abwärme führen zu nachweisbaren Klima-Veränderungen im lokalen Bereich (Stadtklima).

Zur Stabilisierung des Welt-Klima sind die Eindämmung des Treibhauseffekts und das Herstellen eines Gleichgewichts zwischen Vegetationsvernichtung und Wiederaufforstung (Renaturierung) dringend erforderlich. Manche Wissenschaftler sehen bereits Klima-Veränderungen durch den Treibhauseffekt (Artensterben).

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