Umweltwissenschaften (Fach) / Kapitel 7 (Lektion)

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• Landbedeckung und Landnutzung (Definitionen) angelehnt an „U.N. Food and Agriculture Organization“ (1999) Landbedeckung beschreibt den physikalischen Status der Landoberfläche, z.B. Ackerflächen, Wälder oder Berge. Weiterhin beinhaltet sie anthropogene Strukturen Gebäude und Fahrbahnen sowie andere Aspekte der natürlichen Umwelt wie etwa Bodentyp, Biodiversität, Oberflächen- und Grundwasser. Landnutzung ist gekennzeichnet durch die Vorkehrungen, Maßnahmen und Beiträge, die Menschen bei einer bestimmten Form der Landbedeckung leisten, um diese zu erzeugen, zu verändern oder zu erhalten.
• Intensivierung der Landnutzung Nahrungsmittelproduktion 1961 - 1991: + 100 % Aber: Zuwachs der Ackerfläche „nur“ + 10 % Bewässerung: + 68 % Düngereinsatz: N: + 680 % P: + 350 % Maschineneinsatz: + 240 % PBSM: +2900 % (Handelsvolumen)
• Auswirkungen der Landnutzung auf Umweltgüter Bodenerosion und Bodenverdichtung (Landwirtschaft) Flächenversiegelung und damit Verlust von nutzbaren Böden (Städte) Belastung von Oberflächengewässern und Grundwasser durch Düngereinsatz und Abwässer Emissionen von Treibhausgasen wie N2O (Düngung) und CO2 (Umbruch von Grünland, Abholzung von Waldflächen) Erhöhte Belastung von Böden und Gewässern durch Pestizideinsatz (Landwirtschaft) sowie durch die Beseitigung von Abfällen Zusätzlicher Wasserbedarf für Bewässerung (Stichwort: Konkurrenz zu anderen menschlichen Nutzungen und zu Ökosystemen)
• Gründe für Bodenerosion Siedlungsentwicklung an Hanglagen Nicht nachhaltige landwirtschaftliche Nutzung:          - Verlust an organischer Bodensubstanz         - Für längere Zeit unbedeckter Boden nach Pflügen          - Anbau an Steilhängen Versalzung durch nicht-angepasste Bewässerung Nutzung von Steilhängen für Siedlungsaktivitäten   Übernutzung von Grünland Zerstörung der Vegetation durch Überweidung
• Bodenkontamination – Einträge von Schadstoffen: Diffuse Quellen Diffuse Quellen Atmosphärische Deposition von Stoffen (versauernd, eutrophierend, toxisch)   Deposition (Ablagerung) von Stoffen durch Wasser oder erodiertem Boden Bodenverbesserungsmittel – z.B. anorganische Phosphatdünger enthalten beträchtliche Mengen an Spurenelementen (z.B. Cd)   Ausbringung von Schadstoffen          - Pestizide (organische Verbindungen)          - Klärschlamm (Schwermetalle)
• Bodenkontamination – Einträge von Schadstoffen: Punktquellen Punktquellen Unfälle (Verkehr, Industrie)   Industrielle Aktivitäten   Ablagerung kommunale Abfälle: Klärschlamm, Müllkompost, Flugasche (Cd, Pb), Hausabfälle   Ablagerung industrieller Abfälle (Pb, Zn) Altlasten
• Altlasten und Altstandorte Altlasten: Alte Ablagerungen kommunaler Abfälle und Produktionsrückstände An Industriestandorten: Oberflächlich vergrabene Produktionsrückstände oder Lagerung von Endprodukten; Kontamination durch leck gewordene Leitungen oder Tanks
• Planung und Management von Landnutzung Nachhaltiges Landmanagement ist die Nutzung von Landressourcen wie Böden, Wasser, Tieren und Pflanzen zur Produktion von Gütern, die die sich wandelnden Bedürfnisse der Menschen befriedigen, und dies bei gleichzeitiger Sicherung des langfristigen Produktionspotenzials dieser Ressourcen und ihrer ökologischen Funktionen. Landnutzungsplanung ist ein iterativer, auf einem Dialog zwischen allen Beteiligten basierender Prozess, der die Festlegung von Entscheidungen über die nachhaltige Form der Flächeninanspruchnahme im ländlichen Raum zum Ziel hat und auch die Initiierung sowie Begleitung der entsprechenden Umsetzungsmaßnahmen beinhaltet.
• Nachhaltige Agrarpraxis: Verfahren zur Vermeidung von Bodenerosion Traditionelle Verfahren Bearbeitung quer zum Hang, Einsaat von Schutzstreifen, Zwischenfrüchte.   Konservierende Bodenbearbeitung „Conservation Tillage“ Ein Teil der Ernterückstände oder Pflanzenreste wird auf dem Boden belassen, um ihn vor Erosion zu schützen   Geringere Bodenverdichtung durch „schonende Bewirtschaftungs-verfahren“ , z.B. weniger Maschineneinsatz Verzicht auf Saatbettvorbereitung durch Direktsaatverfahren
• Nachhaltige Agrarpraxis: Vermeidung von Bodenkontamination Vermeidung/Verringerung des Einsatzes von Düngemitteln (N-Eintrag ins Grundwasser, Schwermetalle in Düngemitteln) von potenziellen Schadstoffen          - Pestizide (organische Verbindungen)         - Klärschlamm → Ökologische Landwirtschaft→ Integrierte Landwirtschaft
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• Wie erreiche ich eine nachhaltige Agrarwirtschaft? Vermeidung von Bodenkontamination Verfahren zur Vermeidung von Bodenerosion → Ökologische Landwirtschaft→ Integrierte Landwirtschaft
• Ziele der Integrierten Landwirtschaft Integration natürlicher Ressourcen und Regulierungsmechanismen zwecks Verminderung äußerer Einflüsse aller Art (Dünger, Wasser, Energie...) Sicherung einer verträglichen Produktion von Nahrungsmitteln und anderen Erzeugnissen mittels Verwendung von Technologien und Produkten, die schonend mit der Umwelt umgehen und die Kontaminierung vermindern Aufrechterhaltung der vielfältigen Funktionsabläufe in der Landwirtschaft und die Wirtschaftlichkeit der landwirtschaftlichen Erträge
• Abfälle und Altlasten - Responses „End of pipe“ Technologien: Behandlung von Schadstoffen. Bodensanierung/-restauration Deponierung Reduzierung des Schadstoffvolumens Müllverbrennung Produktrecycling Waste Avoidance (Schadstoff- und Abfallvermeidung). Produktsubstitution
• End of Pipe: Bodensanierung Belassen des kontaminierten Bodens, Veranlassung einer Nutzungsbeschränkung Abdecken bzw. Einkapseln des kontaminierten Bodens mit Wasser undurchlässigen Materialien Ausgraben des kontaminierten Bodens und Verbringen auf eine Sondermülldeponie Reinigung des kontaminierten Bodens
• End of Pipe: Deponierung Ziele der modernen Abfallwirtschaft: Vermeiden, Verwerten, und Behandeln von Abfällen (siehe Kreislaufwirtschaftsgesetz) Deponien: Anhäufung mobilisierbarer Schadstoffe; gehören nicht zur modernen Abfallwirtschaft; nur eine Ergänzung der Behandlung von Abfällen Deponieformen: Haldendeponie geschlossene Grubendeponie offene Grubendeponie   Eine geordnete Deponie hat: Untergrundabdichtung Einrichtungen und Anlagen zur Erfassung und Behandlung bzw. Ableitung des Sickerwassers Anlagen zur Verwertung von Deponiegas
• Reduzierung Schadstoffvolumen: Müllverbrennung Hauptziel der Müllverbrennung: Volumen der Abfälle reduzieren (80 bis 95%) Aufgaben um die Müllverbrennung umweltverträglich zu gestalten: die gasförmigen Emissionen müssen reduziert werden die festen Abfälle müssen verwertet werden die anorganischen Schadstoffe (z.B. Schwermetalle) müssen konzentriert und wiedergewonnen oder als Sonderabfall abgelagert werden.
• Reduzierung Schadstoffvolumen: Produktrecycling Motivation für Recycling durch konventionelle Abfallwirtschaft gehen Energie und Rohstoffe verloren; konventionelle Abfallwirtschaft hat eine große Umweltbelastungen Recyclingpfade: Wiederverwendung: die wiederholte Benutzung eines Produkts oder Materials für den gleichen Verwendungszweck (z.B. Pfandflaschen) Weiterverwertung: die Wiedergewinnung chemischer Grundstoffe aus Abfällen und Rückführung in den Produktionsprozess (z.B. Einsatz von Autoschrott in Stahlwerken) Weiterverwendung: der Einsatz von Abfällen für neue Anwendungsbereiche (z.B. Granulierung von Altreifen / Füllstoff für Baumaterialien)
• Abfallvermeidung: Produktsubstitution Ziel: Vermeidung der Schadstoffproduktion und Einträge in Böden Alternativer Ansatz: Vermeidung der Abfall- und Sonderabfall-produktion, „Substitution“ von Materialien, Reduzierung des Materialkonsums Beispiele: Reduzierte Nutzung von Verpackungsmaterialien „Elektronische Bücher“ statt Papierbücher Ersatz chemischer Putzmittel im Haushalt durch umweltschonende Alternativen (z.B. Essigsäure)

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