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.

Entwässerung

Abführen von Wassermengen, die zeitlich und örtlich im Übermaß anfallen und für das Wachstum der Kulturpflanzen schädlich sind, durch Gräben und Drainagen

Ziele der E. sind Nutzungsänderungen (Grünland zu Ackerland), Erleichterung der Bodenbearbeitung, Ertragssicherung und -steigerung und die Erneuerung bestehender Anlagen.

In den vergangenen Jahren wurde die E. sehr großzügig gehandhabt. Heute treten als Folge davon in einigen Gebieten (Weinbau an der Mosel und Mittelrhein) in trockenen Monaten Probleme mit der Wasserversorgung auf, weil die notwendige Grundwasserneubildung verringert wird. Die stoffliche Belastung des Grundwassers nimmt allerdings nicht ab, da die Nutzungsintensität der Fläche gesteigert wird.

Die E. führt außerdem zu Verschiebungen im Artenbestand von Tieren und Pflanzen, Humusabbau, erhöhter Stickstoffverfügbarkeit, Geländesetzungen und Auswirkungen auf das Mikroklima. Sie ist mitverantwortlich für die gestiegene Hochwasserhäufigkeit, da das Wasser nicht mehr im Boden versickert. Die E. großer Feuchtgebiete zum Zwecke landwirtschaftlicher Nutzung ist die Hauptursache für das Verschwinden derartiger Biotope und ihrer typischen Pflanzen- und Tierwelt.

Elbe

Die E. ist mit 1.140 km Länge von der Quelle bis zur Nordseegrenze und einem Gesamteinzugsgebiet von 148.268 km2 eines der größten Flußgebiete Westeuropas; für das Gebiet der ehemaligen DDR das größte und für die CSFR das zweitgrößte Fließgewässer

Durch die hohe Abwasserbelastung im Gebiet der CSFR werden die Nutzungen im Oberen Elbtal negativ beeinflußt. Die Hauptbelastungsschwerpunkte stellen in Sachsen und Sachsen-Anhalt der Raum Dresden und der Raum Magdeburg mit Mulde- und Saalemündung dar.

Diese hohe Abwasserbelastung führt u.a. im Tidebereich der E. mit erhöhten Aufenthaltszeiten und verringerten Fließgeschwindigkeiten in wärmeren Jahreszeiten zu einem Sauerstoffdefizit. Regelmäßiges Fischsterben ist die Folge. Ursache sind die sauerstoffzehrenden Substanzen (Ammonium (Ammoniak) sowie schwer abbaubare Ligninsulfonsäuren und Huminverbindungen (Sauerstoffzehrung, Lignin, Abbau)).

Schwermetalle, insbesondere Quecksilber und schwer abbaubare chlorierte Kohlenwasserstoffe (Hexachlorbenzol, PCB) zählen zu den besonders problematischen Schadstoffen. Die Schwermetalle reichern sich u.a. in den Sedimenten an. Die hochgradige Belastung des Elbeschlicks führt zu gravierenden Problemen bei der Unterbringung des Baggergutes nach der Entnahme im Hamburger Hafen.

Für die mittleren Abflußverhältnisse der E. sind bezogen auf 1986 die wichtigsten Belastungskomponenten bei Schnackenburg tabellarisch zusammengestellt:
Das Ökosystem der E. soll in einen Zustand versetzt werden, bei dem heute verschwundene, aber früher vorhandene höhere Arten in der E. wieder heimisch werden können. Das Sanierungsziel wird durch Erreichen der Gewässergüteklasse II "mäßig belastet" ausgedrückt.

Die Nutzung des Elbwassers als Rohstoff für die Trinkwasserversorgung muß künftig möglich sein.
Die Belastung der E. durch Problemstoffe muß drastisch verringert werden.
Im Bereich der landwirtschaftlichen Produktion ist durch ein Konzept von Maßnahmen der diffuse Eintrag von Nährstoffen in das Grundwasser nachhaltig zu reduzieren (Eutrophierung). Einzelne Maßnahmen:
- intensive Beratung der Betriebe,
- pflanzenbedarf- und standortgerechte Düngung,
- Verminderung von Bodenerosion und Abschwemmung,
- sachgerechter Umgang mit tierischen Abgängen (Jauche und Gülle),
- Herausnahme von Flächen aus der landwirtschaftlichen Produktion sowie Extensivierung der Produktion.

Um die an der E. bestehenden Nutzungen langfristig zu sichern, ein möglichst naturnahes Ökosystem zu erreichen und die Belastung der Nordsee aus dem E.-Gebiet nachhaltig zu verringern, ist eine enge Zusammenarbeit der Vertragsparteien bei Vorschlägen für langfristige Maßnahmen zur Verringerung von Emissionen Voraussetzung.

Einleitungsbescheid

Der E. ist eine befristete wasserrechtliche Erlaubnis (Wasserhaushaltsgesetz 7).

Er enthält mindestens die Konzentrationen der Schadstoffe und Schadstoffgruppen, den Verdünnungsfaktor für die Fischgiftigkeit und die Jahresschmutzwassermenge, die die Grundlage für die Abwasserabgabenberechnung (Abwasserabgabengesetz) bilden.

Bei Abwässern, die gefährliche Stoffe enthalten (vgl. WHG 7a, Abwasserherkunftsverordnung (AbwHerV)), soll der Einleitungsbescheid auch die Mindestanforderungen entsprechend der Rahmen-AbwasserVwV bzw. die 2.-48. AbwVwV berücksichtigen.

Einleiter

Exkremente

Externe Kosten

Kosten, die nicht in den Marktpreisen enthalten sind, da sie nicht vom eigentlichen Verursacher getragen werden, werden als externe Kosten bezeichnet.

Hierzu gehören beispielsweise die Kosten für das Waldsterben, Gesundheitsschäden, Bau- und Materialschäden, Klimaveränderung etc. infolge der Emission von Luftschadstoffen. Derartige Kosten sind volkswirtschaftlich kontraproduktiv, obwohl sie zu einer Steigerung des Bruttosozialproduktes beitragen.
Den Kosten von 475,5 Mrd DM/Jahr standen im Jahre 1989 Ausgaben für den Umweltschutz in Höhe von 32,3 Mrd DM/Jahr entgegen. Den Fehlbetrag werden kommende Generationen zu tragen haben. Dies zeigt, wie erforderlich die Weiterentwicklung unserer Wirtschaftsordnung hin zu einer ökologischen Marktwirtschaft ist. Nur eine Internalisierung der externe Kosten, d.h. einer Zurechnung der externe Kosten zu dem jeweiligen Produkt, z.B. durch eine Ökosteuer oder entsprechende Abgaben, stellt sicher, daß der größte Vorteil der Marktwirtschaft, nämlich die Tendenz, sich quasi selbststeuernd auf wirtschaftliche Optima zuzubewegen, erhalten bleibt.
Die externe Kosten in Höhe von 6.000 DM pro Pkw (Auto, Lastkraftwagen) und Jahr entsprechen dem Betrag, den es kosten würde, jedem, der auf sein Auto verzichtet, eine ganzjährige Netzkarte für den Öffentlichen Personennahverkehr, alle fünf Jahre ein Fahrrad zu 1.000 DM und zusätzlich jedes Jahr rund 15.000 Bahnkilometer 1. Klasse zu schenken.
Regenerative Energiequellen

Lit.: UPI: Ökologische und soziale Kosten der Umweltbelastung in der BRD im Jahr 1989, UPI-Bericht Nr. 20, Heidelberg; O.Hohmeyer: Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung, Social Costs of Energie consumption, Heidelberg

Eutroph

Euro-Diesel

E. gibt es noch nicht, soll es aber bald geben.

Die EU hatte 1991 das CEN (Comit Europen de Normalisation) zur europäischen Normung aller Kraftfahrstoffe (z.B. einheitliche Oktanzahl für Ottokraftstoffe oder Schwefelgehalt im Dieselkraftstoff) aufgefordert.

Die Anforderungsnormen für Kraftstoffe sind auf der Basis der europaeinheitlichen EN-Normen als DIN EN 228 (Ottokraftstoff), DIN EN 589 (Autogas) und DIN EN 590 (Dieselkraftstoff) in Deutschland eingeführt und durch die 10. Verordnung zum BImSchG (Bundes-Immissionsschutzgesetz) verbindlich gemacht worden.

Außer Anforderungsnormen für Mineralölprodukte gibt der FAM auch die Prüfnormen heraus, nach denen die in den Anforderungsnormen festgelegten Eigenschaften untersucht werden. Zu jedem genormten Qualitätsmerkmal gehört wenigstens eine - vielfach international abgestimmte - Prüfnorm.
Für bleifreies Benzin gibt es die Europäische Norm (EN 228, entspricht DIN 51 607).

Laut Dieselkraftstoffnorm DIN EN 590 dürfen Diesel bis zu 5 Prozent Biodiesel beigemischt werden. Für Ottokraftstoffe wie Benzin und Super ist die Norm DIN EN 228 entscheidend, die einen Ethanol-Anteil von bis zu 5 Prozent erlaubt. Im Fall von Ethyl-Tertiär-Butylether (ETBE, ein chemischer Abkömmling von Bio-Ethanol), das ebenfalls Benzin und Super beigemischt wird, sind bis zu 15 Prozent zulässig.

Die Kraftstoffqualitätsverordnung (Verordnung über die Beschaffenheit und die Auszeichnung der Qualitäten von Kraftstoffen - 10. BImSchV, die Anfang 1994 in Kraft getreten ist) hat die frühere Benzinqualitätsverordnung abgelöst. Mit der letzten Änderung der Kraftstoffqualitätsverordnung wurden 1999 die Vorgaben der europäischen Kraftstoffrichtlinie auch für die deutschen Kraftstoffe verbindlich festgeschrieben sowie die Bezeichnungen "schwefelarm" für Kraftstoffe mit weniger als 50 mg Schwefel je kg Kraftstoff bzw. "schwefelfrei" für solche mit weniger als 10 mg/kg verbindlich gemacht.

Ether

Zumeist leichtflüchtige, brennbare Flüssigkeiten (Dimethylether gasförmig). Luft/Ether-Gemische sind hochexplosiv.

Chlorierte E.-Derivate sind stark giftig, bei Vergiftungen Arzt bzw. Klinik aufsuchen! Vorkommen in der Natur: Methyl-E.-Derivate bei Alkaloiden, Blütenfarbstoffen, Geruchsstoffen (z.B. Vanillin), in Zuckern (auch Cellulose, Stärke). Verwendung: Löse- und Extraktionsmittel; Weichmacher; Sprüh-Treibgase; Narkosemittel (Diethylether).

Gesundheitsschädigende Wirkung: unterschiedlich narkotisierend und schleimhautreizend. Chloralkyl-E.: stark schädigend, Verätzungen (obere Atemwege, Augen); erheblich giftiger als einfache E.; Bis(chlormethyl)-E.: Eines der stärksten menschlichen Karzinogene (Bronchial-, Lungenkarzinome).

Herstellung und Verarbeitung soll in Zukunft unterbleiben (MAK-Wert-Liste, III A1), kein gesundheitlich unbedenklicher MAK-Wert anzugeben. Bildung der Substanz soll aus Formaldehyd und Salzsäure (Chlorwasserstoff) an feuchter Luft in wenigen Minuten erfolgen.

Monochlordimethyl-E.: eindeutig krebserregender Arbeitsstoff, da technisch mit ca. 7% Bis(chlormethyl)-E. verunreinigt (MAK-Wert-Liste, III A1), 2,2'-Dichlordiethyl-E.: Verwendung in Beiz-, Wasch- und Mercerisierlösungen, Insektizid. MAK-Wert 10 ppm entspricht 60 mg/m3. Als nicht krebserregend eingestuft (1984), stark schleimhautreizend (Husten, Würgreiz, Übelkeit).

Etherische Öle

Sammelbezeichnung für duftende pflanzliche Stoffe, die im Gegensatz zu den fetten Ölen schnell und ohne Rückstand verdampfen.

Sie sind Gemische von Alkoholen, Estern, Ketonen, Terpenen und anderen Stoffen. Gewonnen werden sie durch Wasserdampfdestillation oder Auspressen. Sie können auch durch chemische Synthese hergestellt werden. Verwendung: in Haushaltsprodukten, Kosmetika häufig als Duftstoffe; viele werden medizinisch eingesetzt: Zitronen-, Lavendel-,

Eukalyptus-, Fichtennadelöl, Menthol.

Campher wurde früher als Mittel zur Abtreibung benutzt; wegen desinfizierender und antiparasitärer Wirkung auch als Wurmmittel. Terpentinöl wurde früher als Lösemittel in Lacken verwendet und ist heute in einigen Naturfarbenprodukten enthalten.
Bei Anwendung von E. als Badezusatz größere Empfindlichkeit von Kindern beachten.

Campher und Menthol: Vorsicht bei Säuglingen und Kleinkindern (tödlich unter 1 g). MAK-Wert Campher: 2 ml/m3 (ppm) (entspricht 13 mg/m3).
E. reizen die Schleimhäute des Magen-Darm-Trakts und der Atemwege. Sie werden auch unter die Haut aufgenommen.

Im Terpentinöl nordischer Kiefern ist allergenes Delta-3-Caren enthalten. Daher wurde der MAK-Wert vorläufig auf 100 ppm = 560 mg/m3 festgelegt. Da die Nadelbäume des Mittelmeer- und Alpenraumes (Lärchenharz) Delta-3-Carengehalte oft unter der Nachweisgrenze enthalten, ist diese undifferenzierte Einordnung der MAK-Liste zur Bewertung ungeeignet.

Ethylalkohol

Ethylen

Ethylen, auch Ethen genannt, ist ein farbloses, schwach süßlich riechendes, brennbares Gas. Luftgemische mit 3 bis 29 Volumenprozent Ethylen sind explosiv.

Toxikologie: Ethylen ist wenig giftig, wirkt aber in höheren Konzentrationen in Verbindung mit Sauerstoff narkotisch. Eine ausreichende Narkosetiefe erfordert jedoch derart hohe Ethylen-Konzentrationen, dass im Gemisch nicht ausreichend Sauerstoff zur Erhaltung der vitalen Funktionen vorhanden ist.

Verwendung: Ethylen ist ein Pflanzenhormon, das vielfältige Wirkungen auf den Pflanzenstoffwechsel besitzt. In den USA behandelt man grün geerntete Bananen, Orangen und Zitronen mit Ethylen, um sie künstlich ausreifen zu lassen; andererseits kann man durch künstliches Entfernen von Ethylen aus Lagerfrüchten deren Frische erhalten.

Ethylen gehört mengenmäßig zu den wichtigsten Rohstoffen der organischen Chemie. So ist Ethylen die Ausgangsbasis für rund 30 Prozent aller Petrochemikalien.

Produktion: In Europa stellt Deutschland den größten Ethylen-Produzenten dar (2,9 Mio t 1989), gefolgt von Frankreich (2,5 Mio t) und England (1,9 Mio t). Etwa die Hälfte des Ethylen wird zur Herstellung von Polyethylen benutzt. Die andere Hälfte wird zur Herstellung einer Vielzahl von chemischen Basischemikalien eingesetzt.

Die Herstellung von Ethylen erfolgt durch Dampfpyrolyse von Naphtha nach dem Steamcracking-Verfahren. Zum Cracken (Spalten) wird der Kohlenwasserstoff mit Dampf gemischt
und auf 500 bis 650 °C vorgeheizt. Im Reaktor wird das Gemisch bei Temperaturen zwischen 700° und 900° C innerhalb einer Sekunde gecrackt. Mit der anschließenden Kühlung wird die
Zersetzung der gebildeten Produkte (Ethylen, Propylen, C4-Fraktion, Benzol) verhindert. Der Produktstrom wird anschließend gewaschen, getrocknet und fraktioniert. Zur Reingewinnung der Produkte (Ethylen, Propylen und Benzol) aus sind weitere spezielle Aufarbeitungsschritte notwendig.
Weltweit werden 97 Prozent der Ethylenproduktion durch die Dampfpyrolyse (Steamcracking) von Kohlenwasserstoffen hergestellt.

In Westeuropa und Japan fehlte es lange Zeit an ethanreichem Erdgas, so dass das aus Erdöl gewonnene Naphtha als der hauptsächliche Ethylen-Rohstoff genutzt wurde. Zunehmende Verwendung von Erdgas haben in Westeuopa den Naphthaanteil auf unter 80 Prozent sinken lassen.

Daten zu Ethylen (Ethen)
Index-Nr. 601-010-00-3 F+R12
EG-Nr. 200-815-3 R67
CAS-Nr. 74-85-1

Kennzeichnung
Symbol: F+
R: 12-67
S: (2-)9-16-33-46

Literatur und Quellen
Das KATALYSE Umweltlexikon, 2. Auflage Verlag Kiepenheuer & Witsch, Köln 1993, seit dem Jahr 1997 gepflegt und ständig erweitert als Online-Umweltlexikon.de, KATALYSE Institut, Köln 2006

Bahadir, M./Parlar,H./Spiteller, M.: Springer Umweltlexikon; Springer Verlag, Hamburg 2000

Baier, E.: Umweltlexikon; Ponte Press Verlags GmbH, Bochum 2002

Karcher, R. Jakubke, H.: Lexikon der Chemie; Studienausgabe, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998

Römpp, H./Falbe, J./Regitz, M .: Römpp Lexikon Chemie, 10. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart 1996-1999

Ullmann: Ullmann`s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Completely Revised Edition, Vol. A 10, Weinheim 1987

Ethylenbromid

Ethylenchlorid

Ethylenoxid

E. (Ethenoxid, 1,2-Epoxyethan, Oxiran) ist ein farbloses, explosives Gas. Es ist mutagen und krebserregend (MAK-Liste III A2).

Für E. wird daher seit 1984 kein MAK-Wert mehr angegeben; etwa 100-200 mg/l Atemluft wirken für den Menschen in wenigen Augenblicken tödlich. Der TRK-Wert wurde auf 1 ppm (ml/m3) festgesetzt. Einatmen von E. bewirkt Kopfschmerzen, Benommenheit und Schwindel, Lungenödem, Leber- und Nierenschäden, Augenreizungen sowie Übelkeit und Erbrechen.

Inhalationen von höheren Konzentrationen können tödlich wirken. Der Kontakt mit flüssigem E. führt zu Erfrierung und Verätzung der betroffenen Körperpartien. Da E. keinen ausgeprägten Eigengeruch und damit keine geruchsbedingte Warnfunktion besitzt, kann es ohne Meßinstrumente nicht erkannt werden. Es wirkt bereits bei niedrigen Konzentrationen allmählich betäubend und kann somit zu schweren Vergiftungen führen.

E. ist nach der Gefahrstoffverordnung ein gefährlicher Stoff, der vor allem in der chemischen Industrie (bei Herstellung und Weiterverarbeitung), aber auch im Gesundheitswesen (als Desinfektionsmittel) für Krankheitsfälle bei den Beschäftigten verantwortlich ist. E. wird industriell für die Herstellung von Tensiden und Kunststoffen sowie zur Pharmazeutikaproduktion u.a. verwendet. Produktionsmenge 1991 Westdeutschland: 594.000 t.

Ethan

Ethanol

(Äthanol, Etylalkohol, Weingeist, Alkohol). Klare, farblose, würzig riechende und brennend schmeckende, leicht entzündliche Flüssigkeit, bildet mit Luft ein explosives Gemisch.

Chemische Formel C₂H₅OH, Schmelzpunkt -114,4 Grad C, Siedepunkt 78,3 Grad C, Flammpunkt 13 Grad C, Zündtemperatur 425 Grad C, Explosionsgrenze 3,4-15 Vol%, MAK 1000 ppm = 1900 mg/m³.

E. kommt in der Natur überall vor, wo nasse, zucker- oder stärkehaltige Substanzen durch allgegenwärtige Hefezellen vergoren werden (Fallobst, Brotteig usw.). Menschliches Blut enthält 0,002-0,003% E.

Reines E. ist für alle Organismen giftig. E. wird daher auch als Desinfektions- und Konservierungsmittel (Konservierungsstoffe) verwendet. E. findet v.a. Anwendung als Lösungsmittel für Erzeugnisse wie Lacke, Anstrichfarben, Möbelpolituren, Klebstoffe, Arzneimittel und Sprengstoffe, aber auch als "Baustein" bei der Herstellung von Chemikalien mit hohem Molekulargewicht.

Bakterien werden in 70%igem E. abgetötet. Auf den Menschen wirkt E. in kleinen Mengen (meist in Form von alkoholischen Getränken aufgenommen) anregend, in größeren Mengen berauschend. Verstärkende Wirkung einiger Medikamente z.B. Beruhigungs- und Schlafmittel sowie schwächende Wirkung von z.B. Vitaminen und Antikonzeptionsmitteln. E. wird im menschlichen Körper mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 g/kg Körpergewicht und Stunde abgebaut.

Vergiftungserscheinungen:
Wärmegefühl, Enthemmung, Ermüdung, Rauschzustand, zuletzt kann Narkose und Atemstillstand eintreten (Alkoholtod bei ca. 5 Promille). E. erweitert die Blutgefäße, wodurch Untertemperatur (Körpertemperatur unter 30 Grad C) entstehen kann (Erfrieren Betrunkener bei wenigen Kältegraden). Die Wirkung ist dabei individuell verschieden und von unterschiedlichen Faktoren abhängig (Geschlecht, Alter, Hunger, Ermüdung). Besonders gefährlich ist E. während einer Schwangerschaft für das ungeborene Kind.

Die Letaldosis (Letal) für ein 5-6jähriges Kind liegt bei 30 Gramm E. Jährlich werden in Deutschland über 2.500 Babys mit Mißbildungen geboren, die auf E. zurückzuführen sind.

Konsumieren Frauen täglich mehr als 20 Gramm reines E. (rd. 0,5 l Bier oder 0,2 l Wein) und Männer mehr als 60 Gramm, ist mit schweren gesundheitlichen Schäden zu rechnen. Regelmäßiger Genuß von E. kann zu einer Abhängigkeit und zu körperlichen, seelischen und sozialen Schädigungen führen (Alkoholismus). Alkoholismus ist die häufigste Suchterkrankung in Deutschland.

Die Zahl der behandlungsbedürftigen Alkoholiker wurde von der Deutschen Hauptstelle gegen die Suchtgefahr (Hamm) mit 2,5 Mio für 1990 angegeben (davon ca. 10% Jugendliche!). Nach Schätzungen sind 1990 allein in Westdeutschland 20.000-40.000 Menschen an E. oder seinen unmittelbaren Folgen gestorben. Hinzu kommt eine schwer zu ermittelnde Dunkelziffer von Alkoholikern, da der Beginn der Abhängigkeit nicht exakt zu bestimmen ist.

Das Bundesarbeitsgericht Kassel entschied Anfang 1991, dass ein alkoholkranker Arbeitnehmer entlassen werden darf, wenn er nicht zu einer Entziehungsbehandlung bereit ist oder die Behandlung erfolglos ist!
Der Pro-Kopf-Verbrauch alkoholischer Getränke lag in Westdeutschland 1990 bei 175,6 l, was rd. 11,8 l reinem E. entspricht.

Synthetischer E. wurde früher aus Acetylen hergestellt, heute hauptsächlich aus Ethylen. Bei der alkoholischen Gärung wird Zucker durch Hefezellen in Kohlendioxid und E. umgewandelt. Eine Faustregel besagt, dass in der Praxis aus 100 kg Zucker mit einer Ausbeute von etwa 50 Liter reinem Alkohol gerechnet werden kann. Hierbei entstehen 4-5% Nebenprodukte, die für den Geschmack E.-haltiger Getränke wichtig sind. In der Natur kommt Alkohol nur in einer Konzentration von max. 15 Prozent vor, weil die Organismen, die ihn bilden, bei höherer Konzentration absterben. Durch Nachgärung und technische Maßnahmen können maximal 18% E.-Lösung hergstellt werden. Konzentrationen über 18% erhält man nur durch Destillation.

Bei der Destillation werden Stoffe mit unterschiedlichen Siedetemperaturen durch Verdampfung und anschließender Kondensation getrennt. In der Brennerei wird z.B. der leichtflüchtige Trinkalkohol (E.) und andere flüchtige Stoffe wie die Aromakomponenten vom restlichen Gemisch getrennt. Um ausreichende E.-Reinheiten z.B. für Trinalkohol zu erhalten, wird der Vorgang meist mehrfach durchgeführt.

Es besteht immer noch ein staatliches Monopol auf Herstellung, Einfuhr, Reinigung und Handel mit zusätzlicher Besteuerung (Branntweinmonopolgesetz vom 8.4.1922). In der Deutschland wurden 1985 87.000 t Synthese-E. hergestellt (ähnliche Mengen aus der Gärung). Weltweit werden etwa 5,3 Mt/a E. aus Agrarprodukten erzeugt.
Wegen seines hohen Heizwertes eignet sich E. als Brennstoff und im Gemisch mit Benzin als Motortreibstoff (Alkoholkraftstoff).

Ethen

Erythem

Essentiell

Erdstrahlen

E. sind ein Sammelbegriff für z.T. physikalisch nicht exakt faßbare Strahlen, die vom Erdboden, insb.
im Bereich von Wasseradern und Verwerfungen ausgehen.

Es ist umstritten, ob sich die fraglos vorhandenen Auswirkungen von E. auf das Wohlempfinden von Mensch und Tier vollständig auf bekannte physikalische Größen wie z.B. elektrisches und magnetisches Feld, elektromagnetische Strahlung (Elektrosmog) und ionisierende Strahlung (Radioaktivität) zurückführen lassen, oder ob es noch zusätzliche, physikalisch bislang nicht verstandene Wirkungen gibt.

Ergosterin

Epichlorhydrin

Epoxidharz

Zu 90% hergestellt durch Kondensation von Epichlorhydrin und Bisphenol, flüssige bis viskose, glasige Stoffe.

Vernetzung durch Umsetzung mit Härtern (Polyamine, Säuren: ätzende, teilweise brennbare Substanzen). Je nach Vernetzungsgrad flüssiges, breiiges oder festes Produkt. Verwendung: als Lackharze (50%), Elektroindustrie, (Zweikomponenten-) Klebstoffe, Kunststoffverstärkungen.

Technische Eigenschaften: Haftung an Werkstoffen ohne Korrosion an Metallen, widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse und Chemikalien. Produktion in der BRD 76.000 t (1985). Nach Kontakt mit E. sofort die betroffenen Stellen gründlich mit Wasser spülen!
Gesundheitsschädigung: Reizung und Sensibilisierung der Haut (Haut- und Augenkontakte (Lidödeme etc.) meiden); bei beruflicher Belastung: Rötungen, Schwellungen an ausgesetzten Körperpartien, Allergien, Reizung der Atemwege, die von den Ausgangsstoffen Epichlorhydrin, Bisphenol und Härtesubstanz herrühren.

Bei festen Harzen sind fast keine Reizwirkung und bisher keine carcinogenen Eigenschaften bei längerandauernder (beruflicher) Belastung festgestellt worden. Staubförmige E., die bei Renovierungsarbeiten auftreten können, lösen allergische Erkrankungen aus.