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Umweltgeochemie Herkunft, Mobilität und Analyse von Schadstoffen in der Pedosphäre

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inkl. gesetzl. MwSt., Versandkostenfrei

Beschreibung

Produktdetails

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

05.01.2012

Verlag

Steinkopff

Seitenzahl

836

Maße (L/B/H)

23.5/15.5/4.6 cm

Gewicht

1276 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 2000

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-93712-5

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Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

05.01.2012

Verlag

Steinkopff

Seitenzahl

836

Maße (L/B/H)

23.5/15.5/4.6 cm

Gewicht

1276 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 2000

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-93712-5

Herstelleradresse

Springer-Verlag GmbH
Tiergartenstr. 17
69121 Heidelberg
DE

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  • 1 Einführung in die Umweltwissenschaft.- 1.1 Wissenschaftliche und bildungspolitische Ausgangssituation.- 1.1.1 Interdisziplinarität chemisch orientierter Umweltforschung.- 1.1.2 Bildungsbedarf und-Situation.- 1.2 Umweltchemie und Öffentlichkeit.- 1.2.1 Akzeptanzproblem Technik—Industrie—Chemie.- 1.2.2 Umweltpolitik.- 1.2.3 Umwelt und Gesundheit.- 1.2.4 Gesundheitsschutz.- 1.2.5 Risikobereitschaft.- 1.2.6 Beginnender Bewusstseinswandel.- 1.3 Entstehung und Evolution der anthropogenen Umweltbelastung.- 1.3.1 Primäres Umweltproblem: Anthropogenes Wachstum.- 1.3.2 Überbevölkerung.- 1.3.3 Energieverbrauch und Rohstoffausbeutung.- 1.3.4 Zukunftsperspektiven.- 1.3.5 Sustainable Development.- 1.3.6 Verantwortung der chemischen Industrie.- 1.3.7 Technischer Umweltschutz versus Naturschutz.- 1.4 Grundlagen und Aufgaben der Umweltgeochemie.- 1.4.1 Umweltchemie und Umweltgeochemie.- 1.4.2 Differenzierung geogene Grundbelastung/anthropogene Zusatzbelastung.- 1.4.3 Geogene Referenzen.- 1.5 Ausgewählte Thesen zur Umweltanalytik und zur Umweltchemie.- 2 Allgemeine Umweltgeochemie.- 2.1 Geochemie von Böden und Sedimenten.- 2.1.1 Einführung.- 2.1.1.1 Schadstoffbelastung.- 2.1.1.2 Intensive Bodennutzung.- 2.1.1.3 Bodenversauerung.- 2.1.1.4 Speicherkapazität.- 2.1.1.5 Öko- und humantoxikologische Aspekte.- 2.1.1.6 Bodenschutz.- 2.1.2 Einführung in die Boden- und Sedimentchemie.- 2.1.2.1 Minerale und Gesteine.- 2.1.2.2 Verwitterung.- 2.1.2.3 Tonminerale.- 2.1.2.4 Organische Bestandteile.- 2.1.2.5 Bodenwasser und -luft.- 2.1.2.6 Kulturböden.- 2.1.2.7 Wechselwirkung zwischen Boden und Bodenlösung.- 2.1.3 Chronologie der Schadstoffbelastung.- 2.1.4 Chemische Speziesbestimmungen an natürlichen Festkörpern.- 2.1.4.1 Notwendigkeit der Speziesbestimmung.- 2.1.4.2 Definition chemischer Spezies.- 2.1.4.3 Analytische Methoden zur Speziesbestimmung.- 2.1.4.4 Anwendungsbeispiele.- 2.1.5 Die Methode der sequentiellen chemischen Extraktion.- 2.1.5.1 Diskussion gebräuchlicher Extraktionsschemata.- 2.1.5.2 Verfahrensstandardisierung (BCR Brüssel).- 2.1.5.3 Anaerobe Ablagerungsbedingungen.- 2.1.6 Elutionstests zur Mobilitätsabschätzung.- 2.1.6.1 Einteilung, Technik und Anwendung von Elutionstests.- 2.1.6.2 Elutionstest Grundwassergefährdung im internationalen Vergleich.- 2.1.6.3 Elutionstest Grundwassergefährdung in Deutschland.- 2.1.6.4 Elutionstest Pflanzenverfügbarkeit.- 2.1.6.5 Elutionstest Ingestion.- 2.1.6.6 Geogene und biogene Elution.- 2.1.6.7 Elution von Abfällen.- 2.1.7 Rechnerische Modellierung der Schadstoffverfrachtung.- 2.2 Erfassung, Bewertung und Sanierung von kontaminierten Standorten.- 2.2.1 Anthropogen kontaminierte Böden.- 2.2.1.1 Definition von Altlasten.- 2.2.1.2 Erfassung des Kontaminationsherdes.- 2.2.1.3 Geochemische Hintergrundbelastungen.- 2.2.1.4 Situationsberichte.- 2.2.1.5 Mineralölkontaminationen.- 2.2.1.6 Nukleare und militärische Altlasten.- 2.2.2 Beurteilung und Bewertung der Kontamination.- 2.2.2.1 Sediment- und Bodenqualität.- 2.2.2.2 Kriterium Grundwasserqualität.- 2.2.2.3 Biologische Kriterien.- 2.2.2.4 Administrative Vorgaben.- 2.2.3 Chemische Aspekte der Altlastensanierung.- 2.2.3.1 Sanierungsplanung und- Optimierung.- 2.2.3.2 Überblick zu Sanierungsmethoden.- 2.2.3.3 Mikrobiologische Verfahren.- 2.3 Chemische Aspekte der Abfallwirtschaft.- 2.3.1 Abfälle der Industriegesellschaft.- 2.3.1.1 Das Mengenproblem der Abfallwirtschaft.- 2.3.1.2 Siedlungs- und Industrieabfälle.- 2.3.1.3 Sonderabfälle.- 2.3.1.4 Radioaktive Abfälle.- 2.3.2 Produkte der Abfallbehandlung.- 2.3.2.1 Abfallentsorgung, Wiederverwendung.- 2.3.2.2 Müllverbrennung.- 2.3.2.3 Verbrennungsaschen.- 2.3.2.4 Kompost.- 2.3.2.5 Rotte.- 2.3.2.6 Klärschlamm.- 2.3.2.7 Faulgase.- 2.3.3 Deponierung von Abfällen.- 2.3.3.1 Deponietypen und -klassen.- 2.3.3.2 Die Hausmülldeponie als chemischer Reaktor.- 2.3.3.3 Stabilisierung von Abfällen.- 2.3.3.4 Geochemische Konzepte der Langzeitlagerung von Abfällen.- 2.4 Partikuläres Material in der Atmosphäre.- 2.4.1 Atmosphärische Aerosole (Einführung).- 2.4.1.1 Luftverschmutzung durch Stäube.- 2.4.1.2 Toxikologie von Feinstaub.- 2.4.2 Anorganische Schadstoffe in atmosphärischen Partikeln.- 2.4.2.1 Mineralfasern, Asbest.- 2.4.2.2 Metall(oid)e.- 2.4.2.3 Flugasche.- 2.4.3 Organische Schadstoffe in atmosphärischen Partikeln.- 2.4.3.1 Herkunft organischer Bestandteile.- 2.4.3.2 Industrierusse (black carbon).- 2.4.3.3 Dieselruss.- 2.4.4 Partikel im Innenraumbereich.- 2.4.4.1 Allgemeines zum Hausstaub.- 2.4.4.2 Rauchen in geschlossenen Räumen.- 2.4.4.3 Anorganische Stoffe im Hausstaub.- 2.4.4.4 Organische Stoffe im Hausstaub.- 2.4.4.5 Hausstaubuntersuchungen.- 3 Spezielle Umweltgeochemie.- 3.1 Einführung in anorganische, organische und radioaktive Schadstoffe.- 3.1.1 Anorganische Schadstoffe.- 3.1.1.1 Metall(oid)e.- 3.1.1.2 Cadmium und Quecksilber.- 3.1.1.3 Zinn und Blei.- 3.1.1.4 Arsen, Antimon und Bismut.- 3.1.1.5 Weitere ausgewählte Elemente und Spezies.- 3.1.2 Organische Schadstoffe.- 3.1.2.1 Organische Stoffe in der Umwelt.- 3.1.2.2 Aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe.- 3.1.2.3 Halogenorganische Verbindungen.- 3.1.2.4 Biozide.- 3.1.3 Radioaktive Stoffe.- 3.1.3.1 Strahlenbelastung des Menschen.- 3.1.3.2 Anthropogene Emissionen und Endlagerungsproblematik.- 3.1.3.3 Geogene Quellen.- 3.1.3.4 Innenraumradioaktivität.- 3.1.3.5 Ausgewählte Nuklide.- 3.2 Assoziationen zwischen Metall(oid)en und organischem Material.- 3.2.1 Fossile und rezente Sedimente.- 3.2.2 Metalloproteine.- 3.2.3 Metall(oid)organische Verbindungen.- 3.2.4 Carbonyle.- 3.2.5 Biomethylierung der Elemente.- 3.2.5.1 Methanogenese.- 3.2.5.2 Cadmium.- 3.2.5.3 Quecksilber.- 3.2.5.4 Zinn.- 3.2.5.5 Blei.- 3.2.5.6 Arsen.- 3.2.5.7 Antimon.- 3.2.5.8 Bismut.- 3.2.5.9 Selen.- 3.2.5.10 Tellur.- 3.2.5.11 Silicium.- 3.3 Chemische Tracer.- 3.3.1 Biomarker.- 3.3.1.1 Flüchtige Komponenten.- 3.3.1.2 Alkanverteilung.- 3.3.1.3 Gesättigte polyzyklische KW.- 3.3.1.4 Aromatische KW.- 3.3.1.5 Höhersiedende Komponenten.- 3.3.1.6 Benzin, Dieselkraftstoff und Heizöl.- 3.3.1.7 Einfluss sekundärer Effekte in der Umwelt.- 3.3.1.8 Altersabschätzung.- 3.3.1.9 Anwendungsbeispiele.- 3.3.2 Isotopenverteilungen.- 3.3.2.1 Isotope leichter Elemente.- 3.3.2.2 Isotope schwerer Elemente.- 3.3.3 Spurenelemente, Ölzusätze.- 3.3.3.1 Emissionsmarker.- 3.3.3.2 Öl-und Kraftstoffadditive.- 3.3.3.3 Zusammensetzung moderner Schmierstoffe.- 3.3.4 Kombinationsstudien.- 4 Kolloidale Systeme in der Umwelt.- 4.1 Allgemeine Grundlagen.- 4.1.1 Die besonderen Eigenschaften kolloidaler Systeme.- 4.1.2 Einteilung kolloidaler Systeme.- 4.1.3 Grundlegende Kolloidstrukturen.- 4.1.4 Synthesen kolloidaler Systeme.- 4.1.5 Stabilität kolloidaler Systeme.- 4.1.5.1 Ionische Wechselwirkungen.- 4.1.5.2 Stern-Potential.- 4.1.5.3 Van-der-Waals-Kräfte.- 4.1.5.4 Sterische Wechselwirkungen.- 4.1.5.5 Depletion-Kräfte.- 4.1.5.6 Solvatationskräfte.- 4.2 Grenzflächen.- 4.2.1 Flüssige Oberflächen.- 4.2.2 Unlösliche dünne Filme an der Wasseroberfläche.- 4.2.3 Die Grenzfläche zwischen zwei Flüssigkeiten.- 4.2.4 Grenzflächen zwischen Festkörpern und Flüssigkeiten.- 4.2.5 Spreitung und Benetzung.- 4.2.6 Flotation.- 4.2.7 Adsorptionsprozesse an flüssigen und festen Grenzflächen.- 4.2.7.1 Henry-Isotherme.- 4.2.7.2 Langmuirsche Adsorptionsisotherme.- 4.2.7.3 Freundlich-Isotherme.- 4.2.7.4 Volmer-Isotherme.- 4.2.7.5 Frumkin-Isotherme.- 4.2.7.6 Kelvin-Isotherme.- 4.2.7.7 BET-Isotherme.- 4.2.7.8 Adsorption an porösen Festkörpern.- 4.2.7.9 Adsorption an Biofilmen.- 4.3 Assoziationskolloide.- 4.3.1 Typische Eigenschaften von Assoziationskolloiden.- 4.3.2 Klassifikation der Tenside.- 4.3.3 Tensidadsorption an fluiden Grenzschichten.- 4.3.4 Struktur und Eigenschaften von Schäumen.- 4.3.5 Bodensanierung mit Schäumen.- 4.3.6 Mizellbildung.- 4.3.7 Unterschiedliche Mizellformen.- 4.3.8 Lyotrope Mesophasen.- 4.3.9 Grundprinzipien der Solubilisierung.- 4.3.10 Phospholipide.- 4.3.11 Freisetzung natürlicher Lösungsvermittler.- 4.3.12 Mobilisierung hydrophober Stoffe durch Liposomen.- 4.4 Emulsionen.- 4.5 Mikroemulsionen.- 4.5.1 Wasch- und Reinigungsprozesse.- 4.5.2 Bodensanierung mit Mikroemulsionen.- 4.6 Gele.- 4.6.1 Struktur und Eigenschaften von Gelen.- 4.6.2 Gele für die Sicherung von Deponien.- 4.7 Kurzer Ausblick.- 5 Analytische Chemie in Umweltmatrices.- 5.1 Einordnung der Probenmaterialien.- 5.1.1 Analytische Objekte.- 5.1.1.1 Böden und Sedimente.- 5.1.1.2 Abfälle.- 5.1.1.3 Gesteine.- 5.1.1.4 Sonstige Festkörper.- 5.1.1.5 Flüssigkeiten.- 5.1.2 Konzentrationen.- 5.2 Probenahme und Probenvorbereitung.- 5.2.1 Probenahme.- 5.2.2 Probenvorbereitung.- 5.2.2.1 Trocknen.- 5.2.2.2 Aliquotieren, Vereinigen.- 5.2.2.3 Trennmethoden.- 5.2.2.4 Mahlen.- 5.2.2.5 Pressen und Schmelzen.- 5.2.2.6 Elution, Extraktion und Aufschluss.- 5.2.2.7 Anreicherung.- 5.3 Auswahl der geeigneten Methode.- 5.3.1 Atomabsorptionsspektroskopie (AAS).- 5.3.2 Atomemissionsspektroskopie (AES/OES).- 5.3.3 Röntgenfluoreszenzanalytik (RFA).- 5.3.4 Anionenbestimmungsmethoden.- 5.3.5 Gaschromatographie.- 5.3.6 Andere Methoden für organische Kontaminationen.- 5.3.7 Ausgewählte Verfahren zur Schlamm- und Sedimentuntersuchung nach DIN.- 5.4 Chromatographische Methoden.- 5.4.1 Allgemeines zu Trenn- und chromatographischen Methoden.- 5.4.1.1 Verteilungschromatographie.- 5.4.1.2 Adsorptionschromatographie.- 5.4.2 Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie.- 5.4.3 Gaschromatographie.- 5.4.4 Anwendungungen.- 5.4.5 Kopplung mit anderen Analysenmethoden.- 5.5 Röntgenmethoden.- 5.5.1 Röntgenemission.- 5.5.1.1 Wellenlängendispersive und energiedispersive RFA.- 5.5.1.2 Totalreflexionsröntgenfluoreszenzanalyse.- 5.5.1.3 Weitere Röntgenemissionsmethoden.- 5.5.2 Röntgenabsorptionsmethoden (XANES, EXAFS).- 5.5.3 Röntgendiffraktometrie.- 5.5.3.1 Probenvorbereitung.- 5.5.3.2 Pulverdiffraktometer.- 5.6 Spektroskopische Methoden.- 5.6.1 UV/Vis- Spektralphotometrie.- 5.6.1.1 Lichtabsorption und Spektrum.- 5.6.1.2 Spektralphotometer.- 5.6.1.3 Bestimmung von umweltrelevanten Feststoffen.- 5.6.2 Infrarot-Spektroskopie.- 5.6.2.1 IR-Spektrometer.- 5.6.2.2 Fouriertransform (FT)-IR-Spektrometer.- 5.6.2.3 Einsatzbereiche in der Umweltanalytik.- 5.6.3 Raman-Spektroskopie.- 5.6.3.1 Anwendungen.- 5.6.4 Atomabsorptionsspektrometrie (AAS).- 5.6.4.1 Flammen-AAS.- 5.6.4.2 Graphitrohr-AAS (Graphite furnace AAS, GFAAS).- 5.6.4.3 Hydridtechnik.- 5.6.4.4 Kaltdampftechnik.- 5.6.4.5 Untergrundkorrektur.- 5.6.4.6 Anwendungen.- 5.6.5 Optische Atomemissionsspektrometrie (AES/OES).- 5.6.5.1 Anwendungen.- 5.6.6 Instrumentelle Neutronenaktivierungsanalyse (INAA).- 5.7 Massenspektrometrie.- 5.7.1 Massenspektrometer.- 5.7.1.1 Massenspektrometertypen.- 5.7.2 ICP-MS und GC-MS.- 5.8 Ausgewählte Anwendungen der analytischen Methoden.- 5.8.1 Speziesanalytik organischer und anorganischer Substanzen.- 5.8.2 Analytik ausgewählter organischer Schadstoffgruppen.- 5.8.2.1 Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK).- 5.8.2.2 BTEX.- 5.8.2.3 Phenole.- 5.8.2.4 Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW).- 5.8.2.5 Polychlorierte Biphenyle (PCB).- 5.8.2.6 Polychlorierte Dibenzodioxine und -furane (PCDD/F, „Dioxine”).- 5.8.2.7 Biozide.- 5.8.3 Organometallanalytik.- 5.8.4 Radioanalytik.- 5.8.5 Klärschlammanalytik.- 5.8.6 Abfallanalytik.- 5.8.7 Staubanalytik.- 5.8.8 Öl-Analytik.- 5.8.9 Vor-Ort-Analytik.- 5.9 Analytische Qualitätskriterien und Qualitätssicherungsmassnahmen.- 5.9.1 Statistik in der Analytischen Chemie.- 5.9.1.1 Fehler.- 5.9.1.2 Mittelwert, Nachweisgrenze, Bestimmungsgrenze.- 5.9.1.3 Häufigkeitsverteilungen.- 5.9.1.4 Beurteilung der Richtigkeit der Analyse.- 5.9.2 Labor-Informations-und Management-Systeme.- 5.9.2.1 GLP (Good Laboratory Practice; Gute Labor Praxis).- A.1 Literaturanhang.- A. 1.1 Auswahl interdisziplinärer Fachliteratur.- A. 1.2 Auswahl grundlegender und weiterführender Literatur zur speziellen Umweltgeochemie (Kap.3).- A.2 Datenanhang.- A.2.1 Physikalisch-chemische Daten von Metall(oid)en (Kap. 3.1.1).- A.2.2 Daten zu organischen Stoffen (Kap. 3.1.2).- A.2.2.1 BTEX.- A.2.2.2 PAK (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe).- A.2.2.3 Substituierte Aromaten.- A.2.2.4 PCB.- A.2.2.5 PCDD/F (Dibenzodioxine/Dibenzofurane).- A.2.2.6 Ausgewählte Biozide.- A.2.2.7 Biomarker.- A.2.3 Liste gentoxischer Substanzen.- A.3 Verzeichnis der Abkürzungen.- Literatur.