Handbuch Der Umweltveränderungen Und Ökotoxikologie: Band 1a: Atmosphäre Anthropogene Und Biogene Emissionen Photochemie Der Troposphäre Chemie Der St

ISBN-13: 9783642630378 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 424 str.

Robert Guderian

Opis

Vor 10000 Jahren, zu Beginn des Neolithikums begann der Mensch seBhaft zu werden. Er lei tete damit einen neuen ProzeB in das erdge schichtliche Geschehen ein, namlich Wachs tum und Expansion der eigenen Spezies iiber die naturgegebene Umweltkapazitat hinaus. Er kauft wird diese Entwicklung mit der starken Inanspruchnahme der endlichen Ressourcen Materialien und Raum sowie der Belastung von Natur und Umwelt auf eine unseren Planeten nachhaltig bedrohende Art und Weise. Bis zur "agrarischen Revolution" in der Jungsteinzeit war der Mensch als Jager und Sammler Teil natiirlicher Okosysteme und da mit vergleichbar den tierischen Organismen den naturgegebenen Ge setzmafiigkeiten unterworfen. Dann rodete er den Wald, bearbeitete den Boden, kultivierte ausgewahlte Pflanzen, entwickelte die Haustier haltung und schuf mit festem Wohnsitz in seinen dorflichen Sied lungsgemeinschaften die Voraussetzung fUr eine systematische Vor ratshaltung. Die Tragfahigkeit eines Gebietes war jetzt nicht mehr aus schlieBlich durch die in Raum und Zeit begrenzten Naturressourcen bestimmt. Der Mensch hatte einen Weg gefunden, sie durch zielge richtete MaBnahmen systematisch zu erweitern. Mit dieser Befreiung aus der strengen Abhangigkeit von der Natur scherte der Mensch aus den regelnden Zwangen der Evolution aus und begann, sich iiber die populationserhaltende Reproduktion hinaus nachhaltig zu vermehren. Seit 1850 hat sich die Weltbevolkerung verfiinffacht auf 6 Mrd. ge gen Ende des 20. Jahrhunderts. Gleichzeitig wuchs der Verbrauch an Primarenergie, gegenwartig zu 75% durch fossile Energietrager ge deckt, urn mehr als das Dreifiigfache. Spatestens jetzt wurde das be sonders verschwenderische Verhalten des Menschen o ffenbar.

Spis treści

1 Einführung.- 1.1 Arten und Ursachen von Umweltbelastungen.- 1.1.1 Definitionen.- 1.1.2 Ursachen und Indikatoren der Umweltbelastungen.- 1.1.3 Literatur.- 1.2 Zur Geschichte der Luftverunreinigungen.- 1.2.1 Frühe urbane Luftverschmutzung.- 1.2.2 Belastungen durch Bergbau, Verhüttung und Metallverarbeitung.- 1.2.3 Belastungssituationen im Industriezeitalter.- 1.2.4 Literatur.- 2 Emissionen von Spurenstoffen.- 2.1 Emissionsursachen und emittiertes Stofsspektrum.- 2.1.1 Verbrennungsprozesse.- 2.1.2 Industrielle Fertigungsprozesse.- 2.1.3 Lagerung, Umschlag und Transport von Gütern.- 2.1.4 Anwendung lösemittelhaltiger Erzeugnisse.- 2.1.5 Nutzung und Handhabung radioaktiver Materialien.- 2.1.6 Biologische/natürliche Prozesse.- 2.2 Schwefeldioxid.- 2.3 Biogene reduzierte flüchtige Schwefelverbindungen.- 2.3.1 Einleitung.- 2.3.2 Schwefelzyklus Biosphäre-Atmosphäre.- 2.3.3 Schwefelwasserstoff.- 2.3.4 Dimethylsulfid.- 2.3.5 Carbonylsulfid.- 2.3.5.1 Physiologie der COS-Aufnahme.- 2.4 Stickstoffoxide.- 2.4.1 Anthropogene Emissionen.- 2.4.2 Biogenes Stickstoffmonoxid (NO) und Distickstoffoxid (N2O).- 2.4.2.1 Prozesse der Produktion und Aufnahme von NO und N2O im Boden.- 2.4.2.2 Bestimmende Größen der NO- und N2O-Austauschflüsse.- 2.4.2.3 Experimentelle Flußbestimmungen.- 2.4.2.4 Modelle und Daten der biogenen N2O- und NO-Emission.- 2.5 Kohlenmonoxid.- 2.6 Kohlendioxid und andere Treibhausgase.- 2.6.1 Wasserdampf.- 2.6.2 Kohlendioxid.- 2.6.3 Distickstoffoxid.- 2.6.4 Halogenkohlenwasserstoffe.- 2.6.5 Emissionsdaten für klimarelevante Spurenstoffe.- 2.7 Staub.- 2.8 Flüchtige organische Kohlenwasserstoffe (VOC).- 2.8.1 Anthropogene Emissionen.- 2.8.1.1 Emittentenbereich Verbrennungsprozesse.- 2.8.1.2 Emittentenbereich Lösemittelanwendung.- 2.8.1.3 Emittentenbereich industrielle Prozesse.- 2.8.1.4 Emittentenbereich Lagerung, Umschlag und Transport flüssiger und gasförmiger Güter.- 2.8.1.5 Emittentenbereich biologische Prozesse.- 2.8.1.6 Emissionsdaten für Methan und NMVOC.- 2.8.1.7 Zusammensetzung der NMVOC-Emissionen.- 2.8.1.8 Zeitliche und räumliche Variabilität von NMVOC-Emissionen.- 2.8.2 Biogene flüchtige Kohlenwasserstoffe.- 2.8.2.1 Allgemeine Bemerkungen.- 2.8.2.2 Monoterpene und Isopren.- 2.8.2.3 Andere flüchtige Kohlenwasserstoffe.- 2.8.2.4 Physiologie und Ökologie der Kohlenwasserstoffemission höherer Pflanzen.- 2.9 Fluorwasserstoff und Chlorwasserstoff.- 2.10 NH3.- 2.11 Radioaktive Stoffe.- 2.12 Literatur.- 3 Umwandlung von Spurenstoffen und ihre Auswirkungen auf die Atmosphäre.- 3.1 Aufbau und Funktion der Atmosphäre.- 3.1.1 Zusammensetzung der Atmosphäre.- 3.1.2 Allgemeines Verhalten von Temperatur und Zirkulation.- 3.1.3 Wolken.- 3.1.4 Austausch von Spurenstoffen.- 3.1.5 Literatur.- 3.2 Photochemie der Troposphäre.- 3.2.1 Einführung.- 3.2.2 Konzentrationsangaben und reaktionskinetische Grundlagen.- 3.2.2.1 Konzentrationsangaben.- 3.2.2.2 Thermische Reaktionen.- 3.2.2.3 Photochemische Reaktionen.- 3.2.3 Übersicht über die Troposphärenchemie der Gasphase.- 3.2.3.1 Reaktionen bei Sonnenlicht.- 3.2.3.2 Oxidationsprozesse in der Nacht.- 3.2.3.3 Typische Konzentrationsbereiche von trcposphärischen Oxidationsmitteln und troposphärische Abbauzeiten von Spurengasen.- 3.2.4 NOy-Spezies der Photooxidantienchemie.- 3.2.4.1 HNOx.- 3.2.4.2 Organische Oxi-und Peroxinitrate.- 3.2.5 hotochemie von organischen Spurenstc ffen und von ohlenmonoxid.- 3.2.5.1 bbau von Methan und Kohlenmonoxid.- 3.2.5.2 bbau von Nichtmethan-Alkanen.- 3.2.5.3 Abbau von Alkenen.- 3.2.5.4 Abbau von aromatischen Kohlenwassers toffen.- 3.2.5.5 Sauerstoffhaltige organische Verbindungen.- 3.2.5.6 Das Ozonbildungspotential organischer Spurenstoffe.- 3.2.5.7 Abbau von Isopren und Terpenen.- 3.2.6 Meteorologische Einflußfaktoren.- 3.2.6.1 Jahreszeitlicher Konzentrationsverlauf gasförmiger Spurenstoffe.- 3.2.6.2 Tagesgänge und vertikale Durchmischung.- 3.2.6.3 Transport über hügeligem und gebirgigem Gelände.- 3.2.7 Stadien der Photooxidantienchemie und Limitierung der Photooxidantienbildung.- 3.2.7.1 Das „Altern“ der Luftmassen und Ozonbildung.- 3.2.7.2 Indikatorvariablen und Reduktion der Ozonkonzentrationen.- 3.2.8 Städtische Abluftfahnen.- 3.2.8.1 Übersicht.- 3.2.8.2 Untersuchung im Großraum Los Angeles.- 3.2.8.3 Die Abluftfahne von Mailand.- 3.2.8.4 Messungen am Schauinsland.- 3.2.8.5 Regionale Spurenstoffbilanzen von O3 und NO2.- 3.2.9 Abbau von Dimethylsulfid.- 3.2.10 Gasphasenchemie der schwach belasteten und der freien Troposphäre.- 3.2.11 Langzeittrends von gasförmigen Luftspurenstoffen.- 3.2.11.1 Einleitung.- 3.2.11.2 Langzeittrends von Spurenstoffen des reduzierenden Smogs.- 3.2.11.3 Langzeittrends von Spurenstoffen des oxidierenden Smogs seit den 50er Jahren.- 3.2.11.4 Trends von Spurenstoffen des oxidierenden Smogs seit Mitte der 60er Jahre.- 3.2.12 Zusammenfassende Schlußbemerkungen.- 3.2.13 Literatur.- 3.3 Chemie der Stratosphäre und der Ozonabbau.- 3.3.1 Einleitung.- 3.3.2 Struktur, Zusammensetzung und Transport in der Stratosphäre.- 3.3.3 Globale Verteilung und Variabilität des Ozons.- 3.3.4 Homogene Gasphasenreaktionen und photochemische Prozesse.- 3.3.4.1 Chemie der reinen Sauerstoffatmosphäre.- 3.3.4.2 Chemie der katalytischen Zyklen.- 3.3.4.2.1 HOx-Zyklus.- 3.3.4.2.2 NOx-Zyklus.- 3.3.4.2.3 ClOx und BrOx Zyklus.- 3.3.4.3 Quellgase der Ozonabbaukatalysatoren.- 3.3.5 Heterogene chemische Prozesse.- 3.3.5.1 Sulfataerosole und polare stratosphärische Wolken (PSCs).- 3.3.5.2 Aktivierung von Reservoirgasen.- 3.3.5.3 Chemie des Ozonabbaus in der polaren Stratosphäre.- 3.3.6 Trends des stratosphärischen Ozons.- 3.3.6.1 Globale Trends.- 3.3.6.2 Veränderungen in den Polarregionen.- 3.3.7 Zusammenfassung und Ausblick.- 3.3.8 Literatur.- 4 Glossar.- 5 Index.

Blurb

Zum Gesamtwerk: Die drei Bände des Werkes "Handbuch der Umweltveränderungen und Ökotoxikologie", jeweils in zwei Teilbände unterteilt, dokumentieren und bewerten die Entstehung und Verbreitung von Belastungen der Medien Luft, Boden und Wasser mit stofflichen Verunreinigungen, radioaktiven Substanzen und erhöhter UV-Strahlung und die dadurch bedingten Wirkungen auf die Atmosphäre sowie terrestrische und aquatische Systeme.
Die beiden Bände "Atmosphäre" behandeln die Emissionen der wichtigsten anthropogenen und biogenen Luftspurenstoffe. Namhafte Fachwissenschaftler der Atmosphärenchemie und der Meteorologie beschreiben die chemisch-physikalischen Vorgänge in der Troposphäre, die Immission- und Depositionsverhältnisse sowie die Prozesse des Ozonabbaus in der Stratosphäre und dessen Bedeutung für die UV-Strahlung. Die möglichen Folgen ansteigender Gehalte von Treibhausgasen für das Stadt-, Regional- und Globalklima werden ausführlich dargestellt.