Umweltchemie

• Umweltchemie


  Fachübergreifender Wissenschaftsbereich, der sich mit dem Verhalten, den Auswirkungen und dem Verbleib von (chemischen) Stoffen beschäftigt
• Böden


  • Kompliziertes System aus anorganischen und organischen Verbindungen
  • Anorganischer Anteil stammt aus der Verwitterung der Gesteine
  • Organische Bestandteile entstehen durch Verrottung von abgestorbenen Pflanzen und werden Humus genannt
• Belastungen, die die Böden verändern

  • Saurer Regen
  • Düngung
  • Verdichtung durch Maschinen
• Düngemittel


  Stoffe, die Pflanzen für ihr Wachstum zusätzlich zu Wasser, CO2 und Licht benötigen: Stickstoff, Kalium, Phosphor, Magnesium und Calcium in Form von wasserlöslichen Salzen
• Justus von Liebig hat 1840 das Gesetz von Wachstumsminimum (oder Minimum) formuliert: Das Wachstum einer Pflanze richtet sich nach jenem Nährstoff, der in der geringsten Menge vorhanden ist
• Mineraldünger


  Industriell hergestellte Nährsalze, die die drei wichtigsten Elemente Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) in Ionenform enthalten und als NPK-Dünger bezeichnet werden
• Wasser


  • Moleküle bestehen aus Wasserstoff und Sauerstoff, die durch Atombindung verbunden sind, Dipolmolekül
  • Zwischen Wassermoleküle wirken Wasserstoffbrückenbindungen
• Physikalische Eigenschaften von Wasser

  • Flüssigkeit, farblos, geruchlos
  • Schmelzpunkt: 0°C
  • Siedepunkt: 100°C
  • Gutes polares Lösungsmittel für Salze und Dipolmoleküle
• Feststoffe lösen sich besser im warmen Wasser, Gase lösen sich in kaltem Wasser besser
• Beim Gefrieren ordnen sich die Wassermoleküle zu einer sechseckigen Struktur, es dehnt sich aus
• Der Schmelzpunkt von Wasser liegt bei 0°C, der Siedepunkt bei 100°C
• Destilliertes Wasser


  Die reinste Form des Wassers, erhält man durch Erhitzen von Wasser zu Wasserdampf und anschließendes Abkühlen
• Anomalie des Wassers


  Wasser nimmt bei 4°C den kleinsten Raum ein (bei maximaler Dichte), bei Abkühlung unter 4°C und Erwärmung über 4°C dehnt es sich aus
• Herstellung und Zerlegung des Wassers

  1. Wasser lässt sich durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen (endotherme Reaktion)

  2. Wasser entsteht durch Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff (exotherme Reaktion, Knallgasreaktion)
• Wasser ist auf der Erde ständig in Bewegung, der "Motor" ist die Sonne (Kreislauf des Wassers)
• Vorkommen von Wasser auf der Erde


  • Salzwasser (97%)
  • Süßwasser (3%)
  • Niederschlagswasser
  • Grundwasser
  • Quellwasser
  • Oberflächenwasser (Flüsse, Seen, Meer)
• Atmosphäre


  • Bis 100 km Höhe enthält sie bereits 99,9999% aller Gasteilchen
  • Zusammensetzung: 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, 1% sonstige Gase
• Wichtigste Gase in der Atmosphäre

  • Sauerstoff
  • Stickstoff
  • Edelgase
  • Kohlenstoffdioxid
• Kohlenstoffdioxid


  Farb- und geruchloses Gas, schwerer als Luft, gut wasserlöslich, sublimiert bei -78°C, ist ein Treibhausgas
• Ohne Treibhauseffekt läge die Durchschnittstemperatur der Erde bei -18°C, steigende Treibhausgaskonzentrationen erwärmen die Erde immer stärker
• Luftschadstoffe


  • Giftige Gase, die die Gesundheit von Menschen gefährden und die Luft belasten
  • Kohlenstoffmonoxid ist ein Atemgift, das sich 300-mal stärker an Hämoglobin bindet als Sauerstoff
  • Schwefeldioxid ist ein farbloses, stechend riechendes Gas, das mit Wasser schweflige Säure bildet
  • Stickstoffoxide bilden mit Wasser Salpetrige Säure und Salpetersäure
• Ozonbildung


  Stickstoffdioxid wird durch Licht zu NO und ein Sauerstoffradikal gespalten, das mit einem Sauerstoffmolekül zu Ozon reagiert
• Ozon


  Tiefblaues, reaktionsfähiges Gas, das in der Stratosphäre die schädliche UV-Strahlung absorbiert, in Bodennähe aber ein Atemgift ist
• Smog


  Kunstwort aus "smoke" (Rauch) und "fog" (Nebel), Anreicherung von Schadstoffen in der Luft
• Saurer Regen


  Niederschlag mit einem pH-Wert unter 5,5, Hauptursache ist die Luftverschmutzung durch Abgase
• Saurer Regen löst Kalk aus Gebäuden und Skulpturen auf und ist Hauptverursacher von Waldsterben
• Emission


  An die Luft abgegebene Schadstoffe, die in der Luft verdünnt und verteilt werden
• Immission


  Einwirkungen von Luftschadstoffen, Geräuschen oder Strahlen auf ein Gebiet
• Gifte


  Substanzen, die schon bei geringer Dosis gesundheitsschädlich wirken
• LD50-Wert


  Jene Dosis, die bei 50% der Versuchstiere zum Tod führt
• MAK-Wert


  Maximale Arbeitsplatzkonzentration, die als gesundheitlich unbedenklich gilt
• ADI-Wert


  Für Stoffe, die Lebensmitteln zugesetzt werden, die Dosis, die täglich ohne Gesundheitsbeeinträchtigung aufgenommen werden kann