Ökologie und Umweltschutz

Ökologie und Umweltschutz

Begriffsbestimmung

Die Ökologie untersucht die Wechselbeziehungen und ihrer Umwelt. (sowohl von Organismen mit der unbelebten Natur, als auch Lebewesen untereinander. Jedes Lebewesen hat seinen Standort od. Lebensraum mit bestimmten Temperaturen, Lichtverhältnissen, Bodenstrukturen usw. Dieses Faktoren werden als abiotische oder unbelebte Faktoren bezeichnet.

Steht es mit anderen Lebewesen in Verbindungen bezeichnet man dies als biotische oder belebte Faktoren.

Organismen sind nicht zufallsmäßig verteilt, sondern es können Muster gefunden werden. (z.B. typische Pflanzen und Tiere eines Waldes)

Ökologische Betrachtungsweisen:

· Autoökologie: die Beziehungen des Einzelwesens zur Umwelt und zu anderen Lebewesen

· Demökologie: die Beziehungen von Populationen zu anderen und ihrer Umwelt.

· Synökologie: ökologischer Bereich in Biotopen oder Lebensräumen von einem übergeordneten Standpunkt aus.

Ökofaktoren

Unbelebte Faktoren

Von großer Bedeutung für die Existenz eines Lebewesens ist das Klima. Dies zeigt sich vor allem in den großen Klimagürteln der Erde (Tropen, Subtropen, gemäßigte Zone...). Aber auch Klimaveränderungen durch den Abstand zum Meer / Höhenlage spielen eine wichtige Rolle (Höhenstufen der Pflanzenwelt in den Alpen).

aber auch innerhalb dieser Bereiche gibt es unterschiede im sog. Kleinklima (Wahl des Standortes mit viel od. wenig Licht und Schutz vor Aus- u. Einstrahlung...). Nicht überall ist die Natur so kompliziert strukturiert wie Österreich. Es gibt auch große einheitliche Räume wie z.B. die Tiefsee.

Auf die verschiedenen Umwelteinwirkungen reagieren die Organismen sehr unterschiedlich. Es gibt zum Beispiel wärmeliebende Nutzpflanzen wie Tomaten und Gurken die beim ersten Frost schon erfrieren, aber auch kälteharte wie den Kohl.

Bachforellen können nur in kühlen Gewässern leben bis 15°C, während Karpfen unterschiedliche Temperaturen dulden.

Alle meßbaren Umweltfaktoren haben artspezifische obere und untere Grenzen. Außerhalb der Grenzen ist ein Leben für die jeweilige Art nicht möglich. Den Wertbereich nennt Toleranzwert. Die Punkte, an denen die Lebewesen gerade noch existieren können, heißen Pessimum und der günstigste Wert heißt Optimum.

In der Natur kommen viele Einflüsse zusammen. Die Toleranzbereiche beeinflussen sich dabei gegenseitig. Das ökologische Optimum einer Art ist durch die günstige Kombination aller Umweltfaktoren gegeben.

Zeigerarten

Feuchtigkeit - Sumpfdotterblume

Trockenheit - Federgras

Nährsalzreichtum - Kohl ........

Pflanzen und Tiere mit einem engen Toleranzbereich nennt man Zeigerarten. Ihr Auftreten zeigt die konkrete Ausprägung des Umweltfaktors an. Sie werden deshalb in der Land- und Forstwirtschaft eingesetzt um bestimmte Umweltfaktoren zu ermitteln.

Je größer die ökologische Potenz einer Art ist desto unterschiedlicher können die Wachstumsstandorte sein.

Belebte Faktoren

Die Feind-Beute Beziehung

Organismen stellen selbst die wichtigsten Energie und Nahrungslieferanten für andere Organismen dar. Nahrung ist daher der wichtigste biotische Faktor. daher ist auch das Feind-Beute Verhältnis so wichtig. Man versteht darunter, dass eine Art von einer anderen getötet oder geschädigt wird um sich selbst zu erhalten. auch Pflanzenfresser und Pflanzen zählen dazu. Aber auch die Schmarotzer werden dazugerechnet.

Nimmt die Zahl der Beuteorganismen zu, dann steigt auch die Zahl der Räuber. Je mehr Nahrung, desto mehr Nachkommen Þ die Menge der Beuteorganismen wirkt sich auf die Menge der Räuber positiv aus. Die Zeitspanne bis die Vermehrung deutlich wird heißt Totzeit. Weil jetzt aber mehr Räuber mehr Beutetiere fressen wirkt sich dies negativ auf die Menge aus. Damit wirkt die Zahl der Beute negativ auf die Zahl der Räuber zurück. Alle Versuche ungeschützte Beute mit dem Feind in einem künstlichen Lebensraum zu halten, schlugen bis jetzt fehl. In der Natur ist die Ausrottung so fast unmöglich. ein Teil der Beute lebt nämlich versteckt oder sind auf einem zu niedrigen Entwicklungslevel als das sie zur Nahrung dienen könnten. sie bleiben als unverwundbare Komponente übrig. Ein Beispiel sind auch die Weidetiere die nur den oberen Teil der Pflanze fressen. Die Wurzeln bleiben erhalten und können somit wieder neu wachsen.

Es gibt eine sog. Organismusdichte. Die Wellen der Organismusdichte ist vor allem bei arten zu beobachten die auf eine Nahrung spezialisiert sind. Zum Beispiel ist die Dichte der Luchse von der Menge der Schneehasen abhängig. Hier reguliert die Beute den Räuber.

Eine Allianz:

Strauße

Antilopen

optisches Erkennen der Feinde

geruchliches Erkennen der Feinde

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gemeinsame Flucht

In einem artenreichen Lebensraum sind die Feind-Beute Beziehungen vielfältig und verflochten.

Viele Organismen haben spezielle Schutzanpassungen an die Umwelt wie z.B. Tarnfarben. Auffallende Farben sind bei wehrhaften und ungenießbaren Tieren sehr häufig. sie sollen die Räuber abschrecken.

Konkurrenz und ökologische Nische

Konkurrenz kommt zustande wenn Lebewesen Umweltfaktoren gemeinsam beanspruchen und sich so gegenseitig beeinträchtigen. Konkurrenz besteht auch zwischen Individuen der gleichen Art, da sie ja die selben Nahrungsansprüche stellen. Besonders negativ wirkt sich dies auf die Entwicklung aus wenn bei einer hohen Dichte nur wenig Nahrung vorhanden ist. Die Natur ist imstande Mechanismen zu entwickeln, die eine Übervermehrung verhindert. Zum Beispiel werden Hemmstoffe gegen die eigene Art entwickelt. Außerdem gibt es den Dichtestreß, der zu einer drastischen Verringerung führt.

Der Toleranzbereich einer Art, ihre Anpassung und die Feinde,... verleiht ihr eine feste Stellung in einem Gefüge. Diese Stellung bezeichnet man als ökologische Nische. Man versteht darunter in erster Linie die Art des Nahrungserwerbs und die Ausnützung des Lebensraumes. Dadurch werden Konkurrenzsituationen zwischen den Arten vermieden. Daher leben nur solche Arten in gemeinsamen Lebensräumen die verschiedene Ansprüche stellen.

So kann ein Baum von verschiedenen Tieren verschieden genutzt werden: Blätter, Früchte, morsches und frisches Holz und die Insekten werden vielleicht noch von einem Vogel genutzt. Die ökologische Nische ist der Lebensraum, der die Gesamtheit aller für einen Organismus lebenswichtigen Umweltfaktoren umfaßt.

Das Prinzip der Nischenbildung und Artenvielfalt ermöglicht durch Konkurrenzvermeidung insgesamt eine maximale Organismendichte in einem Lebensraum, ohne ihn einseitig zu übernutzen.

Weniger universelle Beziehungen treten zwischen Vertretern verschiedener Arten auf. Es sind Symbiose und Kommensalismus. Als symbiotische Beziehung zählt man auch die Vermehrung der Pflanzen durch Tiere. die Tiere werden ernährt und die Pflanzen können sich vermehren. Von einer Allianz spricht man bei der gelegentlichen lockeren Gesellung von verschiedenen Arten.

Bei Parabiosen handelt es sich um Beziehungen die für den einen Partner primär Wohn,- Schutz und Transportmöglichkeiten bieten für den anderen keine Vor- oder Nachteile hat.

Kommensalen leben von den Nahrungsüberschüßen anderer Organismen, ohne diese wesentlich zu schädigen. als Beispiel sind die Schakale und Hyänen zu nennen.

Population und Populationswachstum

In einem Lebensraum findet man nur selten Vertreter die von den anderen isoliert leben. In der Regel besiedeln eine Zahl von Artgenossen einen Lebensraum über mehrere Generationen. die Gesamtheit dieser Organismen heißt Population.

Ãœblicher Weise gibt es beim Wachstum einer Population verschiedene Phasen:

Phase I: Nach der Gründung ist das Wachstum meist eher schwach. Es besteht die Gefahr des Aussterbens.

Phase II: Das Wachstum nimmt sehr rasch und exponentiell zu

Phase III: Zunehmender Mangel an Nahrungsstoffen verlangsamt das Wachstum

Phase IV: Es pendelt sich ein Populationsniveau ein

Die Größe oder Verringerung einer wird als Zahlenverhältnis von Todes und Geburtenrate angegeben. Eine zunehmende Vergrößerung fördert die Ausbreitung von Seuchen und Epidemien.

Feinde, Parasiten, Konkurrenten und klimatische Faktoren könne über eine längere Zeit bewirken, dass die Sterberate höher als die Geburtenrate ist. Es besteht dann die Gefahr des Aussterbens. Die Gefahr verstärkt sich durch das Unterschreiten des Minimums der Populationsdichte. Das Auffinden der Geschlechtspartner wird schwerer. Das ist auch der Grund für das aussterben seltener Arten.

Halten sich Geburten und Sterberate die Waage und ist die Populationsdichte ausgeglichen spricht man von einem biologischen Gleichgewicht. Populationen haben die Fähigkeit, sich über andere Lebensräume auszubreiten.

Biotop, Biozönose und Ökosystem

Abgegrenzte Lebensräume mit relativ gleichen Bedingungen bezeichnet man als (Tümpel, Waldstücke, Wiesen...). Es ist die Gesamtheit aller jeweiligen Umweltfaktoren. Sie sind immer mit charakteristischen Tieren und Pflanzen besetzt.

Die Lebewesen eines Biotops sind immer aufeinander angewiesen. Sie bilden eine Lebensgemeinschaft oder Biozönose.

Biotop und Biozönose sind ebenfalls eng miteinander verbunden. Sie stellen mitsammen eine höhere Einheit dar, - das Ökosystem.

Innerhalb eines Ökosystems kann man verschiedene Ernährungsebenen unterscheiden:

· Grundlage sind die autotrophen Pflanzen. Sie bauen aus anorganischen Stoffe Organische, von denen leben alle heterotrophen Organismen. Man nennt sie daher Erzeuger.

· Die Konsumenten werden in weitere Gruppen unterteilt:

· Primärkonsumenten: Pflanzenfresser

· Sekundärkonsumenten: Fleischfresser 1. Ordnung - fressen Pflanzenfresser, Fleischfresser 2. Ordnung - fressen Fleischfresser...

Feind und Beutepopulationen liegen immer übereinander. Da die Feinde gleichzeitig auch als Beute dienen können gibt es eine mehrgliedrige Nahrungskette. Aus Gründen des Energieverbrauchs gibt es aber kaum mehr als 4-5 Glieder.

Abgestorbene Organismen, Futterreste, tierische Exkremente werden durch Bakterien und Pilze zersetzt. Sie werden Destruenten genannt. Sie bauen die organische Substanz stufenweise wieder zu anorganischen Stoffen ab. Sie nehmen in der Nahrungskette eine Sonderstellung ein. auf diese Weise entsteht im Ökosystem eine Zirkulation von Stoffen, die sich in verschiedenen Kreisläufen aufgliedern lässt.

Das Ökosystem ist ein geschlossenes System und erhält sich selbst. Ein gesundes System befindet sich im ökologischen Gleichgewicht.

Kreisläufe einzelner Elemente

Verfolgt man im Kreislauf der Stoffe die Elemente Sauerstoff und Kohlenstoff für sich alleine, erkennt man, dass beide getrennte Wege haben und sich nur bei der Photosynthese und der Atmung überschneiden.

Der Sauerstoff gelangt als Bestandteil des Wassers aus dem Boden in die Pflanze und wird bei der Photosynthese freigesetzt. Bei den Atmungsvorgängen wird der Sauerstoff als Gas aufgenommen und als Wasserdampf wieder freigesetzt. Im Rahmen des Wasserkreislaufes gelangt er wieder zurück in den Boden.

Der Kohlenstoff wird als Kohlendioxyd von der Pflanze aus der Luft aufgenommen und als Co2 ausgeschieden. Das Co2 benötigen alle heterotrophen Lebewesen. Eine intensive Co2 Produktion geschieht durch die Atmung des Bodens durch die große Zahl von Mikroorganismen.

Stickstoff ist ein Bestandteil aller Eiweißstoffe und ist daher eine lebenswichtiges Element. Er kommt zwar zu 78% in der Luft vor, kann aber so nicht genutzt werden. Eine Pflanze ist auf anorganische Stoffe als Stickstoffquelle angewiesen, hauptsächlich Nitrate. Die heterotrophen Organismen nehmen Stickstoffe über das Pflanzeneiweiß auf.

Tiere scheiden stickstoffhaltige Stoffe in großen Mengen ab. Der Stickstoff wird als Ammoniak abgespalten. Der Sauerstoff wandelt den Ammoniak in Nitrite um. Durch Nitrifikation werden daraus Nitrate.

So wie diese Stoffe zirkulieren noch viele andere in einem Ökosystem auf die selbe Weise.

Produktionspyramide und Energiefluß

Von der in die Atmosphäre eintretende Strahlungsenergie werden 97% in Wärme umgewandelt; die Hälfte der restlichen Strahlung wird von den Pflanzen durch Photosynthese in chemische Energie umgewandelt. Die durch die Photosynthese pro Zeiteinheit erzeugte Menge organischer Substanz in einem Ökosystem bezeichnet man als Bruttoproduktion. Die Differenz zwischen dieser und der durch die Atmung der Pflanzen verbrauchte Stoffmenge heißt Nettoproduktion. Sie kann als Energiequelle aber nie voll ausgenützt werden, da immer Verluste entstehen (Pflanzenteile fallen ab, können nicht gefressen werden oder werden unverdaut wieder abgegeben).

So verbleibt ein geringer Prozentsatz, der von den Pflanzenfressern (Konsumenten 1.Ordnung) genützt werden kann. Unter erneuten Verlusten wird die Substanzmenge von den Fleischfressern (Konsumenten 2.Ordnung) aufgenommen.

Die Zunahme an organischer Substanz in einer Ernährungsebene beträgt nur ca. 10% des Zuwachses der vorigen! Die Produktionsabnahme von Stufe zu Stufe nennt man Produktionspyramide.

Die Bruttoproduktion entscheidet über die Tragfähigkeit eines Ökosystems. Nur kleine Teile der Erdbiosphäre sind besonders ertragreich (Küsten- und Mündungsgebiete der Ströme, Lößgebiete und Schwemmflächen günstiger Klimabereiche); diese müssen daher geschützt werden.

Zwischen den Ernährungsebenen findet eine Weitergabe von Energie statt, sie fließt durch das Ökosystem durch. Denn die chemische Energie der Pflanzen und die Verluste werden später von den Destruenten auch zu Wärme abgebaut.

Die Energieweitergabe ist nur in eine Richtung möglich = Energiefluß.

Sukzession

Wenn Land brach liegen bleibt, bilden sich Lebensgemeinschaften, die sich in einer bestimmten Reihenfolge ablösen. Dieser Ablauf, der über Gestrüpp und Buschwerk schließlich zur Entwicklung eines Waldes führt, wird als Sukzession bezeichnet. Die aufeinanderfolgenden Lebensgemeinschaften sind die Sukzessionsstadien.

Sukzessionen sind die Folge von Wechselwirkungen zwischen Organismus und Umwelt. Die jeweiligen Besiedler verändern Substrat und Boden so, dass ideale Lebensbedingungen für andere geschaffen werden, die die alten verdrängen, usw. Wenn die Umweltbedingungen so stark wie möglich verändert worden sind, tritt Stetigkeit ein = Klimaxgemeinschaft.

Nackte Felsen werden zuerst von Flechten überzogen, deren Humus ermöglicht das Wachstum von Moosen. Der Mooshumus wiederum ist die Grundlage für das Gedeihen einfacher Blütenpflanzen. Die folgenden Pflanzengemeinschaften werden immer komplizierter. In dieser Phase ist die Nettoproduktion am höchsten, es wird viel mehr Biomasse produziert als benötigt. Ist der stabile Reifezustand erreicht, wird die Nettoproduktion gleich Null. Ein nicht durchforsteter Wald bringt keinen Ertrag; deshalb zwingt man ihn durch laufende Entnahmen zur Regeneration und damit zur Neubildung organischer Substanzen.

Sukzessionen gibt es auch bei Insekten, Pilzen und Bakterien. Im Heuaufguß bilden sich zunächst Bakterien, dann Flagellaten und kurz darauf Wimpertierchen. Nun treten spezialisierte Wimpertierchen auf, später dann Amöben und Rädertierchen. Wenn jetzt Algen in die Kultur geraten, kann ein Gleichgewicht entstehen; sonst zerfällt die Kultur weil alle Organismen an Nahrungsmangel eingehen.

Der Ackerbau ist auch eine dauernde Erhaltung früher Sukzessionsstadien, da eine große Nettoproduktion für die Ernte nötig ist. Eine stabile Umwelt erreicht man mit einer guten Mischung aus frühen und ausgereiften Sukzessionsstadien.

Eingriffe in Ökosysteme

Umweltkrise und Umweltschutz

Störungen des Gleichgewichts auf der Erde durch den Menschen sind die Hauptursache der Umweltkrise. Durch die industrielle Expansion kam es zu einer Anhäufung von giftigen Abfällen und einer Unterbrechung wichtiger Kreisläufe.

Umweltschutz sind alle Maßnahmen, die dazu dienen, die Umwelt des Menschen zu sichern bzw. wieder in einen besseren Zustand zu versetzen ® techn. Maßnahmen.

Umweltpolitik ist die Einordnung der Umweltschutzmaßnahmen in alle öffentlichen Aufgaben. Es werden die ausgesucht, die am wenigsten mit anderen Zielvorstellungen in Konflikt geraten ® polit. Maßn.

Natur- und Artenschutz

Die Natur ist die Gesamtheit aller Erscheinungen, Kräfte und Stoffe der belebten und unbelebten Welt. Naturschutz bedeutet daher den Schutz der Natur vor dem Menschen. Die Maßnahmen werden von den entsprechenden Ministerien der Bundesländer gesetzt.

"Nationalparks" dienen der Erhaltung und wissenschaftliche Beobachtung des Tier- und Pflanzenbestandes und sind in beschränktem Umfang auch der Bevölkerung zugänglich.

Beim Artenschutz muss man die jeweiligen Lebensgewohnheiten berücksichtigen, die Tiere und Pflanzen also an ihrem natürlichen Standort lassen. Artenschutz kann also nur über einen umfassenden Biotopschutz erfolgen. Dafür gibt es biogenetische Reservate, das sind Vollnaturschutzgebiete zum Erhalten bestimmter bedrohter Arten. Über das weltweite Aussterben von Tieren und Pflanzen informiert das "Red Data Book" der IUCN (International Union for Conservation of Natural Resources), in Österreich sind das die "Roten Listen".

WWF, IUCN und UNEP entwarfen eine Weltstrategie zum Schutz der Natur als Lebensgrundlage der Menschheit. Ihr Hauptziel besteht in der Erhaltung der genetischen Vielfalt, von der auch das Funktionieren verschiedener Züchtungsprogramme abhängt.

Landschaft und Landschaftsschutz

Anfang des 19. Jh. konnte man in Österreich Landschaftstypen unterscheiden:

- Urlandschaftsreste, nicht vom Menschen beeinflußte Gebiete

- Naturlandschaften, gering bis mäßig beeinflußter Wald und Grünlandgebiet

- Kulturlandschaften, stärker beeinflußte und ihrem ursprünglichen Charakter entfremdete Landschaften

In der 2. Hälfte dieses Jh. kam es zu einem starken Rückgang der Naturlandschaften besonders durch wasserwirtschaftliche Eingriffe (Flußregulierungen, Trockenlegungen). Es wurden auch Urlandschaften einbezogen (Gletscherskilauf, Seilbahnen). Nach dem 2. Weltkrieg begann die Mechanisierung, Wegfall notwendiger Futterflächen, Zersiedelung, Intensivierung von Dünger ® geschlossene Kreisläufe wurden unterbrochen. Durch all diese Veränderungen hat die Kulturlandschaft in den letzten 30 Jahren ihre Stabilität verloren.

Belastung des Wassers

In Österreich liegt der tägliche Durchschnittswasserverbrauch pro Kopf zwischen 300 und 400 l (mit Industrie). Der Großteil wird aber nicht verbraucht, sondern gebraucht und als Abwasser in den natürlichen Wasserkreislauf zurückgeleitet. Die Abwässer unterscheiden sich chemisch und in ihrer Wirkung auf Lebewesen:

a) Fäulnisfähige organische Stoffe sind Abwässer aus Haushalten, Betrieben, die Waren aus organischen Stoffen herstellen und landwirtschaftlichen Betrieben. Diese können in natürlichen Gewässern im Rahmen der Selbstreinigung abgebaut werden. Sie werden durch Mikroorganismen (Des­truenten) in mineralische Stoffe zerlegt. Wieviel Abwasser selbstgereinigt werden kann, hängt vom Sauerstoffgehalt des Wassers ab; bei zu viel muss man eine Kläranlage zwischenschalten. In der 2stuf­igen gibt es eine mechanische und eine biologische Reinigungsstufe. Bei der biologischen sind die Vorgänge einer Selbstreinigung zeitlich und räumlich zusammengedrängt. Es werden zwei technische Verfahren angewendet: Im Tropfkörperverfahren rieselt das Abwasser über poröse Schlackemassen, auf denen sich ein Rasen von Bakterien ansiedelt. Beim Belebtschlammverfahren wird das Abwasser durch Rührwerke in Bewegung gehalten. Bei beiden Verfahren wird von unten Luft durchgeblasen, um die Tätigkeit der Mikroorganismen zu fördern. Nachher kommt das Wasser in Nachklärbecken, wo sich die lebenden und toten Organismen als Klärschlamm absetzen.

Dieser wird kompostiert, verbrannt oder keimfrei gemacht. In Faultürmen wird er mit anaeroben Bakterien zur Gärung gebracht, die entstandenen Gase (CH4 und CO2) werden wirtschaftlich genützt.

Der Rest an Schmutzstoffen und Krankheitskeimen können in einer chemischen Reinigungsstufe vernichtet werden. Die anfallenden Phosphate werden ausgefällt, die Nitrate reduziert man durch Bakterientätigkeit zu freiem Stickstoff. Das gereinigte Abwasser wird nach einer letzten Filtrierung in ein Fließgewässer geleitet.

b) Stoffe, die schwer oder nicht abgebaut werden können kommen meist aus der Industrie (Säuren, Laugen, Schwermetallsalze, Zyanide). Sie stören den biologischen Abbau in Kläranlagen, da sie schäumen, Mineralöle bilden einen Ölfilm und verhindern so den Licht- und Luftzutritt zur Wasseroberfläche.

c) Überdüngung (Eutrophierung) gefährdet besonders stehende Gewässer. Sie verursacht nämlich eine Massenvermehrung der Planktonanlagen, die in Fäulnis übergehen. Wenn sie absinken wird der Sauerstoff in den tieferen Wasserschichten völlig verbraucht ® stinkende Brühe.

Jährlich gelangen etwa 10 Millionen Tonnen Erdöl und Erdölprodukte in die Ozeane. Öltanker dürfen nämlich aus technischen Gründen nicht mit leeren Laderäumen fahren; sie werden mit Wasser gefüllt. Dieses mit Öl verschmutzte Wasser wird nachher ins Meer gepumpt.

Zur Beseitigung von ausgeflossenem Rohöl gibt es Ölsperren und Absaugen, es ist aber auch auf oxidativem Wege mit CH-abbauenden Bakterien und marinen Pilzen möglich. Doch auch die Temperatur ist wichtig, denn im Sommer ist der Ölabbau 4× so hoch wie im Winter.

Luftschadstoffe und ihre Wirkung

Emission nennt man den Ausstoß verschiedener Stoffe in die Umwelt [Men­genangabe pro Zeiteinheit]. Immission bezeichnet man die Einwirkung emittierter Stoffe [ppm].

Schwefeldioxid (SO2) entsteht bei der Verbrennung von Kohle und Heizöl. Es verbindet sich mit dem Luftsauerstoff und der Luftfeuchtigkeit zu Schwefelsäure (H2SO4), die dann als Tröpfchen (Aerosol) in der Luft schweben. Sie wirken giftig auf Mensch und Pflanze. Flechten sind besonders empfindlich, deshalb kann man sie als "Luftqualitätsanzeiger" sehen.

Staub wird in Grob- und Feinstaub (ø bis 10 Mikrometer) unterteilt. Der Feinstaub schwebt in der Luft bis er zu Grobstaub wird und zu Boden sinkt. Seine Hauptverursacher sind Verbrennungsanlagen, Verkehr und Industrie. Feinstaub ist lungengängig, besonders Asbeststaub und an den Staub gebundene Schwermetalle. Der Staub hat auch einen Einfluß auf das Klima. Bei Niederschlag bildet er Kondensationskerne, und er vermindert die Sonneneinstrahlung. Bei geringer Windgeschwindigkeit, hoher Luftfeuchtigkeit und vielen Abgasen entsteht Smog.

Abgase, von Benzinmotoren erzeugt, sind polyzyklische Kohlenwasserstoffe, Schwefeldioxid und Stickoxide. Der Katalysator kann diese in CO2, Wasser und Stickstoff umwandeln.

Stickoxide bilden sich bei hohen Verbrennungstemperaturen aus dem Luftstickstoff. Mit Wasser lösen sie sich zu Salpetersäure (® saurer Regen) und bilden unter Einfluß von Sonnenlicht Photooxidantien (® Waldsterben).

Kohlenmonoxid entsteht bei unvollständiger Verbrennung. 2/3 der CO-Emission in Österreich stammt von Kfz's.

Polyzyklisch CH's sind hochgradig krebserregend und bauen sich nur langsam ab. Sie werden nämlich auch an den Feinstaub gebunden und so eingeatmet.

Abfall und seine Entsorgung

Jeder Österreicher produziert jährlich rund 250 kg Hausmüll (Verpackungen, Einweg­flaschen, Sperrmüll, Klärschlamm, Industrieabfall), dessen Beseitigung nur mit besonderen Hilfsmitteln und beachtlichem finanziellen Aufwand möglich ist. Abfall unterteilt man in Müll und Sonderabfall. Müll ist vorwiegend fester Abfall aus privaten Haushalten und Industriebetrieben. Sonderabfall ist Abfall, dessen Behandlung gar nicht oder erst nach spezieller Aufbereitung möglich ist. Müll wird derzeit hauptsächlich durch Ablagerung, Verbrennung und Kompostierung beseitigt:

Die Ablagerung ist meist eine "unge­ordnete Deponie". Es entstehen übelriechende Faulgase und durch Niederschläge werden giftige Stoffe ausgewaschen und verseuchen das Grundwasser. "Geordnete Deponien" haben eine Abdichtung des Untergrundes, zwischen den Müllschichten werden humusreich Schichten gelegt und sie brauchen einen Schutz gegen Abtragung durch Wind und Wetter. Die aufgefüllte Deponie wird mit Humus zugeschüttet und begrünt.

Bei der Kompostierung wird Müll mit Klärschlamm und Bakterien angereichert, so dass nach 4 Tagen hochwertige, humusähnliche Komposterde entsteht.

Die Verbrennung ist die gründlichste, aber auch teuerste Art der Müllbeseitigung. Etwa 35% des Gewichts und 10% des Volumens des eingebrachten Mülls bleiben zurück. Staub und Abgase werden durch Filter zurückgehalten.

Ein besonderes Problem sind die Altlasten aus früheren Zeiten, die schon begrünt oder bebaut sind. Ihre Inhaltsstoffe sickern jetzt langsam ins Grundwasser. Eine völlige Abfallvermeidung wird es nie geben, doch Lösungsansätze existieren:

im organisatorisch-technolog. Bereich:

Erhöhung der Haltbarkeit der Produkte

Mehrfachnutzung

Besserung der Reperaturfreundlichkeit

im Konsum- und Haushaltsbereich:

Förderung der Problemstoffsammlung

(sie erschweren oder verhindern die

Müllbehandlung)

Kennzeichnung der Produkte

Einführung von Pfandsystemen

Förderung des Kaufs von umwelt-

freundlichen und wiederverwertba-

ren Produkte

Es sollten nur zwei Arten von Stoffklassen produziert werden:

Verwertbare Stoffe (wenn es eine Technik der Wiederaufbereitung und einen Markt für die Produkte gibt) und deponierbare Reststoffe (wenn sie in einer geeigneten Hülle langfristig die Umwelt nicht mit ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften beeinflussen).

Pflanzenschutz

In artenreichen Lebensgemeinschaften herrscht ein Gleichgewicht, es gibt keine Massenvermehrungen. Monokulturen hingegen bieten bestimmten Tieren im Gegensatz zu ihren Feinden ideale Lebensbedingungen. Es kommt zu Massenvermehrung von Arten, die nunmehr als Schädlinge auftreten, z.B. Viren, Bakterien, Pilze, Würmer, Insekten (Kartoffelkä­fer), Nager,...

Chemische Schädlingsbekämpfung

macht man mit Pestiziden. Die gebräuchlichsten sind Insektizide, Herbizide (gegen Unkraut) und Fungizide (gegen Pilze). Nach der Anwendung des Insektizids DDT gingen die Ernteverluste zurück und Tropenkrankheiten wurden eingedämmt. Nach einigen Jahren kam es aber zu Nebenwirkungen und Rückschlägen, denn die Gifte vernichteten nicht nur die Schädlinge, sondern auch ihre Feinde; außerdem wurden manche Schädlingspopulationen resistent. Chlorierte CH's, wie DDT, sind langlebig und werden nicht abgebaut. Sie reichern sich in der Nahrungskette um eine Zehner­potenz mehr pro Glied an. Das Endglied erhält so die größte - oft tödliche - Dosis und ist peinlicher Weise oft der Mensch. Die chlorierten CH's reichern sich in den Fettzellen, den Nieren, im Nervengewebe und im Blut an ® Störungen des Nervensystems, Entstehung giftiger Stoffwechsel­zwischenprodukte, Vervielfachung der Giftwirkung beim Zusammentreffen mit anderen Pestiziden oder Medikamenten.

Pflanzenschutzmittel können auch eine Vermehrung der Schädlinge verursachen, wenn die Raubinsekten gegen die Pestizide empfindlicher sind als die Schadinsekten.

DDT wurde in vielen Staaten verboten, deshalb forscht man nun nach Mitteln, die rascher abgebaut werden und nach Möglichkeit nur auf bestimmte Pflanzen- und Pilzgruppen wirken. So entstand die

Biologische Schädlingsbekämpfung

Folgende Methoden werden angewendet:

1. Die Förderung der natürlichen Feinde (Raubinsekten, Schlupfwespen, insektenfressende Vögel) durch Einrichtung von Tränken, Futterstellen und Nisthöhlen, damit sie sich vermehren können.

2. Die Einbürgerung neuer Nützlinge, wie z.B. die Einführung der Schlupfwespen in Nordamerika, Kaninchen in Australien.

3. Die Massenzucht von Nutzinsekten und nützlichen Parasiten mit anschließendem gezielten Einsatz; Bakterien und Viren werden industriell gezüchtet.

4. Die Selbstvernichtungsmethode, bei der Schädlinge massenhaft gezüchtet werden, dann unfruchtbar gemacht und im Verbreitungsgebiet freigelassen werden ® Paarungen ergeben keinen Nachwuchs.

5. Die inkompatible Population bringt Männchen und Weibchen verschiedener Insektenrassen zusammen, bei denen dann unfruchtbare oder gar keine Eier entstehen.

Die totale Vernichtung von Schädlingen ist nicht wünschenswert, weil dadurch auch ihre Feinde sterben und bei einem erneuten Eindringen nicht mehr zur Verfügung stehen. Die sinnvolle Verbindung von chemischen und biologischen Schädlingsbekämpfungsmethoden nennt man "integrier­ten Pflanzenschutz". Er versucht, große Ernteverluste zu vermeiden, ohne dabei die Umwelt zu gefährden ® Einschränkungen:

Pestizide sollen nur eingesetzt werden, wenn die durch den Schädling verursachte Ertragsverminderung größer ist als die Kosten der Bekämpfungsmaßnahmen. Den biologischen Methoden soll der Vorzug gegeben und die natürlichen Abwehrkräfte der Pflanze zuerst gestärkt werden.

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