Handbuch des Umweltschutzes und der Umweltschutztechnik: Band 1: Emissionen und ihre Wirkungen

873 Pages·1997·20.682 MB·German

by  G. Bayerl, H. Brauer (auth.), Professor Dr. h. c. mult. Dr.-Ing. Heinz Brauer (eds.)

Handbuch des Umweltschutzes
und der Umweltschutztechnik
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Heinz Brauer (Hrsg.)
Handbuch
des Umweltschutzes
und der
Um weltsch utztech n ik
Band 1:
Emissionen und ihre Wirkungen
Mit 167, teilweise farbigen Abbildungen, 152 Tabellen
und 2 Farbtafeln
i
Springer
Professor Dr. h. c. mult. Dr.-Ing. Heinz Brauer
Technische Universität Berlin
Institut für Verfahrenstechnik
Straße des 17. Juni 135
10623 Berlin
ISBN 978-3-642-63892-3
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Handbuch des Umweltschutzes und der Umweltschutztechnik 1
Heinz Brauer (Hrsg.). - Berlin ; Heidelberg; New York: Springer.
ISBN 978-3-642-63892-3
NE: Brauer, Heinz [Hrsg.)
Bd. 1. Emissionen und ihre Wirkungen. - 1996
ISBN 978-3-642-63892-3 ISBN 978-3-642-59197-6 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-59197-6
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1997
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1997
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Autorenverzeich n is
Professor Dr.-Ing. Gerhard Bartsch
Technische Universität Berlin, Institut für Energietechnik,
Marchstraße 18, 10587 Berlin
Professor Dr. Günther Bayerl
Technische Universität Cottbus, Institut für Technikgeschichte,
Karl-Marx- Straße 17, 03044 Cottbus
Priv.-Doz. Dr. Rüdiger Berghahn
Umweltbundesamt, Institut für Wasser-, Boden-und Lufthygiene,
Schichauweg 58, 12307 Berlin
Professor Dr. h. c. muh. Dr.-Ing. Heinz Brauer
Technische Universität Berlin, Institut für Verfahrenstechnik,
Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin
Professor Dr. Monika Bullinger
Universitätsklinik Eppendorf, Abteilung für Medizinische Psychologie,
Kollaustr. 67 -69, 22529 Hamburg
Professor Dr. med. Eduard David
Universität Witten/Herdecke, Institut für Normale und Pathologische Physiologie,
Alfred-Herrhausen-Straße 50, 58448 Witten
Professor Dr. Hermann H. Dieter
Umweltbundesamt, Institut für Wasser-, Boden-und Lufthygiene,
Corrensplatz 1, 14195 Berlin
Professor Dr. Manfred Heck! t
Technische Universität Berlin, Institut für Technische Akustik,
Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin
Dr. Joachim Heidemeier
Umweltbundesamt, Fachbereich 11, Bismarckplatz 1, 14193 Berlin
VI Autorenverzeichnis
Professor Dr. Ewald Heitz
DECHEMA, Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt
Dr. Jörg Henke
Umweltbundesamt, Fachbereich 11, Bismarckplatz 1, 14193 Berlin
Dr. Helmut Kerndorff
Umwe1tbundesamt, Institut für Wasser-, Boden-und Lufthygiene,
Corrensplatz 1, 14194 Berlin
Dr. Thomas Kowalczyk
Landschaft Planen & Bauen,
Schlesische Straße 27, 10997 Berlin
Dr. Stephan Kühn
Umweltbundesamt, Institut für Wasser-, Boden-und Lufthygiene,
Corrensplatz 1, 14195 Berlin
Professor Dr. Erdwin Lahmann
Schützallee 136, 14169 Berlin
Professor Dr.-Ing. Christian Maschke
Technische Universität Berlin, Institut für Technische Akustik,
Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin
Dipl.-Chem. Bernd Mehlhorn
Umweltbundesamt, Fachbereich 11, Bismarckplatz 1, 14193 Berlin
Dipl.-Psych. Markus Meis
Ludwigs-Maximilians-Universität München, Institut für Medizinische Psychologie,
Goethestraße 31, 80336 München
Professor Dr.-Ing. Michael Möser
Technische Universität Berlin, Institut für Technische Akustik,
Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin
Dr. Volker Mohaupt
Umwe1tbundesamt, Fachbereich 11, Bismarckplatz 1, 14193 Berlin
Dr. Dietger Mühlhausen
Umweltbundesamt, Institut für Wasser-, Boden-und Lufthygiene, Außenstelle Langen,
Paul-Ehrlich-Str. 29, 63225 Langen
Dr. Ullrich Müller-Wegener
Umwe1tbundesamt, Institut für Wasser-, Boden-und Lufthygiene,
Corrensplatz 1,14195 Berlin
Autorenverzeichnis VII
Dr. Werner Muschack
Umweltbundesamt, Fachbereich II, Bismarckplatz 1, 14193 Berlin
Dipl.-Biol. Bettina Rechenberg
Umweltbundesamt, Fachbereich II, Bismarckplatz 1, 14193 Berlin
Dr. Wolfg ang Sand
Universität Hamburg, Institut für Allgemeine Botanik, Abteilung Mikrobiologie,
Ohnhorststraße 18, 22609 Hamburg
Dr. Ruprecht Schleyer
Umweltbundesamt, Institut für Wasser-, Boden-und Lufthygiene,
Corrensplatz 1, 14195 Berlin
Dr. Klaus-Günther Steinhäuser
Umweltbundesamt, Fachbereich IV 2, Seeckstraße 8-10,13581 Berlin
Dr. Dieter Veltwisch
Bundesministerium für Umwelt, Referat WAl 4, Ahrstraße 20, 53175 Bonn
Professor Dr. Dr. Berndt-Michael Wilke
Technische Universität Berlin, Institut für Landschaftsbau,
Albrecht-Thaer-Weg 4,14195 Berlin
Dr. Dietmar Wunderlich
Umweltbundesamt, Fachbereich II, Bismarckplatz 1, 14193 Berlin
Vorwort
Das letzte Jahrhundert des 2. Jahrtausends der christlichen Zeitrech
nung geht zur Neige. Das 1. Jahrhundert des 3. Jahrtausends kündigt
sich an. Alle Anzeichen deuten daraufhin, daß sich nicht nur die Jahr
hundert-und Jahrtausendzahl ändert, sondern die Menschheit in eine
neue Ära geistiger Weltorientierung eintaucht. Die Welt der abge
grenzten Regionen tritt in den Hintergrund menschlichen Tuns und
Denkens. Der Mensch ist auf dem Weg, beides universal zu orientieren
und zu verantworten.
In der 1. Periode der Menschheitsgeschichte begab sich der
Mensch freiwillig, Schutz und Hilfe erflehend, in das System der Theo
zentrie. Die Götter leiteten und bestimmten des Menschen Tun und
Denken. In den verschiedenen Regionen der Welt bildeten sich die
großen Religionen aus. Die Theozentrie, häufig zur Theokratie aus
gestaltet, etablierte sich mit fester, alle Aspekte menschlichen Daseins
bestimmender Herrschaft.
Mit der Renaissance beginnend schuf sich der christliche
europäische Mensch ein neues Weltbild. Die 2. Periode der Mensch
heitsgeschichte nahm ihren Lauf. Mutig, aber mit einem kräftigen
Schuß überheblichkeit, setzte der Mensch dem theozentrischen sein
neues, sein anthropozentrisches Weltbild entgegen. Er fand in der
Bibel nicht nur die Berechtigung für sein Denken und Handeln, son
dern direkt den Auftrag, sich die Welt untertan zu machen, die Welt
zu beherrschen. Er setzte sich auf den Weltenthron, beherrschte und
gestaltete die Welt allein nach seinen Bedürfnissen mit einer ihm
unbegrenzt erscheinenden Herrschermacht.
Aber als die Theozentrie überwunden wurde, erkannte der
Mensch im ausgehenden Jahrhundert, daß er den Thron in der von
ihm geschaffenen anthropozentrischen Welt, die zur egozentrischen
entartet war, aufgeben mußte. Die Welt der Anthropozentrie hat sich
in rasch steigendem Maß zur anthropophoben Welt gewandelt.
Der Mensch beginnt zu begreifen, daß er nicht Beherrscher
allen Lebens dieser Erde, sondern daß er in dieser Welt Partner in der
Gemeinschaft aller Lebewesen ist, und nur in dieser Form am Leben
X Vorwort
teilhaben kann. Er ist, dank seiner geistigen Kräfte, seiner Kreativität,
dazu berufen, in Verantwortung für alles Leben zu handeln und zu ge
stalten. Das anthropozentrische wird vom physiozentrischen Weltbild
überwunden.
In dieser neuen Periode der Menschheitsgeschichte wird der
Mensch zum Träger des holophysischen Mandats. In der Verantwor
tung für alles Leben muß er die Natur mit ihrer immanenten Dynamik
und somit die Welt, in die er hineingeboren ist, gestalterisch erhalten.
Nur gestaltend kann der Mensch in dieser dynamischen Welt
ein Gleichgewicht allen Lebens suchen und versuchen, es zu erhalten. In
diesem Sinne ist Gestaltung der Welt zugleich Schutz der Umwelt, denn
diese ist die Welt des Menschen, in der er lebt und wirkt. Der Homo fa
ber besinnt sich dabei auf seine Verpflichtungen als Homo morales.
Die auf 5 Bände angelegte Buchreihe soll hauptsächlich In
genieuren und Naturwissenschaftlern deutlich machen, welche tech
nischen Möglichkeiten sie bei der Gestaltung unserer dynamischen
Welt, auch zu deren Schutz, zur Verfügung haben, um Fehler zu kor
rigieren, die der handelnde Mensch niemals ausschließen kann. Die
Buchreihe ist wie folgt gegliedert:
1. Emissionen und ihre Wirkungen
2. Produktions-und produktintegrierter Umweltschutz
3. Additiver Umweltschutz: Behandlung von Abluft und Abgasen
4. Additiver Umweltschutz: Behandlung von Abwässern
5. Sanierender Umweltschutz
Der den Emissionen in Luft, Wasser und Boden sowie deren Wirkun
gen gewidmete 1. Band schließt die medizinischen Probleme praktisch
aus. In vorbereitenden Diskussionen stellte sich immer deutlicher her
aus, daß diese Probleme weit gründlicher behandelt werden müssen,
als in diesem Band mit seiner Zielsetzung möglich gewesen wäre.
Von besonders großer Bedeutung ist der 2. Band, in dem
der produktions- und produktintegrierte Umweltschutz behandelt
werden. Der produktionsintegrierte Umweltschutz zielt darauf hin,
nur die Stoffe nach Quantität und Qualität in den Produktionsprozeß
einzuleiten, die für das gewünschte Zielprodukt direkt erforderlich
sind. Jedes Zuviel an eingeleiteten Stoffen muß im Prozeßablauf
zwangsläufig, in unveränderter sowie durch unerwünschte oder
unkontrollierbare Begleitprozesse während der Stoff- und Energie
umwandlungen, zur Produktion von Schadstoffen führen. Diese wer
den am Ende des Prozesses teilweise emittiert oder erfordern zusätz
liche Auf- und Verarbeitungsprozesse. Aber auch dann, wenn dem
Prozeß nur die für das Zielprodukt erforderlichen Rohstoffe zuge
führt werden, können durch Unvollkommenheiten einer chemischen
und einer physikalischen Stoffu mwandlung unerwünschte Neben
oder Begleitprodukte, somit auch Schadstoffe, produziert werden.
Das Ziel des produktionsintegrierten Umweltschutzes ist die
größtmögliche Vermeidung einer Einleitung und Produktion von Schad-
Vorwort XI
stoffen. Die damit verbundenen Probleme sind in starkem Maße von den
sehr unterschiedlichen Produktionsprozessen abhängig. Es war daher
auch nicht zu umgehen, daß diesem Band eine gewisse Heterogenität
eigen ist. Mit fortschreitender wissenschaftlicher Durchdringung der
Produktionsprozesse wird diese Heterogenität jedoch überwunden wer
den. Gleichzeitig wird aber auch, durch Einschluß der Produkte in alle
Überlegungen, der Weg zur Kreislaufwirtschaft beschritten.
Der 3. und der 4. Band beinhalten den additiven Umwelt
schutz, die Reinhaltung von Luft und Wasser. Bei allen Erfolgen, die
der produktionsintegrierte Umweltschutz erreicht hat und weiter an
strebt, werden wir niemals ohne additive Maßnahmen auskommen.
Jedoch werden die herkömmlichen Verfahren zu einer Spurstofftech
nologie weiterentwickelt werden müssen.
Der 5. und letzte Band ist dem sanierenden Umweltschutz
gewidmet. Auch dieses Gebiet ist noch stark in der Entwicklung be
griffen. Seine gegenwärtige Bedeutung ist jedoch außerordentlich
groß und könnte sogar noch zunehmen.
In der vorliegenden Form legt die Buchreihe nicht nur
Zeugnis dafür ab, welche Schäden der Mensch durch seine Tätigkeit
der Umwelt zugefügt hat, sondern, und dieses ist für alle im Umwelt
schutz tätigen und verantwortlichen Ingenieure und Chemiker min
destens ebenso wichtig, daß er die erkannten Schäden wieder besei
tigen und durch vorausschauende Planung zukünftig vermeiden
kann. Er darf aus dieser Buchreihe die Hoffnung schöpfen, neu auf
kommende Probleme erfolgreich bearbeiten zu können. Er darf auf
seine Fähigkeiten und Kreativität als Triebkräfte für die Gestaltung
unserer Zeit vertrauen.
Für jeden Band haben sich zur Bearbeitung der Probleme
zahlreiche technisch und wissenschaftlich hervorragend ausgewie
sene Fachkollegen zur Verfügung gestellt. Ihnen allen ist der Heraus
geber zu großem Dank verpflichtet. Es ist ihr Verdienst, wenn die
Buchreihe "Umweltschutz" den angestrebten Erfolg erzielt. Die Buch
reihe hätte aber auch nicht realisiert werden können ohne das große
Engagement des Springer-Verlages.
Frau Dr. Hertel hat mit großem Einsatz, mit viel Verständ
nis und Geduld die Arbeit an diesem Projekt gefördert. Ihr gebührt
ganz besonderer Dank.
Die Buchreihe ist all den Menschen gewidmet, die sich ge
staltend dem Schutz der Umwelt verpflichtet sehen. Die Kritik der Ge
stalter und Schützer unserer Umwelt, einer Welt, in der wir in voller
Verantwortung für alles Leben zu handeln verpflichtet sind, ist will
kommen.
Naturam protegere necesse est
H. Brauer Berlin 1995