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Huminsäure

Huminsäure

Als Huminsäuren werden die Säuren bezeichnet, die sich aus Resten abgestorbener Lebewesen im Boden bilden. Huminsäuren sind hochmolekulare chemische Verbindungen die neben anderen Huminstoffen beim Abbau von biologischem Material gebildet werden. Erstmals beschrieben hat sie der deutsche Chemiker Karl Franz Achard (1753-1821). Huminsäuren weisen neben den Carboxylgruppen (Säuregruppe) noch andere funktionelle Gruppen auf. In Wasser dissoziieren sie in ein elektrisch hoch geladenes Polyanion und eine entsprechende Anzahl von Kationen. Huminstoffe und -säuren werden unter anderem verwendet
- als Bodenverbesserungsmittel (Dünger),
- zur Absorption von Schwermetallen (Blei, Kupfer etc.) im Klärschlamm
- als Hilfsmittel zur Beschleunigung des Abbaus von Schädlingsbekämpfungsmitteln Aus dem Wasser können Huminsäuren mit Aktivkohlefiltern oder Membranverfahren (Umkehrosmose) entfernt werden. Kategorie:Bodenkunde

Chemische Verbindung

In der Chemie bezeichnet man mit Verbindung eine Substanz, die aus zwei oder mehr verschiedenen chemischen Elementen besteht, welche in einem festen Massenverhältnis zueinander stehen. Das Charakteristische ist die chemische Formel, mit der man unter Verwendung des Molgewichts z.B. die Menge an Produkten einer chemischen Reaktion errechnen kann. Somit zählen Legierungen (z.B. Messing) oder andere Stoffgemische (etwa Schokolade) nicht zu den chemischen Verbindungen. Allerdings ist es bei Legierungen und Intermetallischen Verbindungen nicht immer einfach festzustellen, ob eine Verbindungsbildung stattfindet oder nicht.

Elektronenverteilung

Eine Verbindung ist in jedem Falle elektronenarm, wenn es sich hierum um ein Kation handelt, da solche Verbindungen weniger Elektronen als Protonen enthalten. Als elektronenreich wird eine chemische Verbindung bezeichnet, wenn es sich hierbei um ein Anion handelt, da solche Verbindungen mehr Elektronen als Protonen enthalten. Alle neutralen Verbindungen sind in sich zunächst elektroneutral. Innerhalb einer Verbindung kann allerdings die Elektronenverteilung sehr ungleichmäßig sein, so dass man hier von elektronenreichen und elektronenarmen Bereichen spricht. Elektronenreiche Bereiche sind potentiell nucleophil - elektronenarme Bereiche sind dagegen potentiell electrophil.

Siehe auch:

Organische Verbindung, Chemikalienliste, R- und S-Sätze, Gefahrstoff, Global harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien, Dendrimer

Weblinks

- [http://www.chem.ox.ac.uk/inorganicchemistry3/index.html Einige chemische Verbindungen nach ihren Hauptelementen] Kategorie:Chemie ja:化合物 ko:화합물 simple:Chemical compound th:สารประกอบเคมี

Carboxylgruppe

Die Carboxylgruppe (auch Carboxygruppe) ist die charakteristische funktionelle Gruppe der Carbonsäuren. Sie hat die Formel -COOH. An das Kohlenstoff-Atom der Carboxylgruppe ist über eine Doppelbindung ein Sauerstoff-Atom und über eine Einfachbindung eine Hydroxylgruppe gebunden. Da das Sauerstoff-Atom auf Grund seiner starken Elektronegativität einen elektronenziehenden Effekt (-I-Effekt) auf das Kohlenstoff-Atom ausübt, wird das Kohlenstoff-Atom positiv polarisiert, es erhält eine positive Partialladung. Der partielle Elektronenmangel am C-Atom bewirkt, dass die polare Atombindung zwischen dem Sauerstoff- und dem Wasserstoff-Atom der Hydroxylgruppe noch stärker polarisiert wird, so dass das positiv polarisierte Wasserstoff-Atom in wässriger Lösung leicht als Proton auf ein Wasser-Molekül unter Bildung eines Oxonium-Ions übertragen werden kann. Das Proton der Carboxylgruppe kann somit leichter abgespalten werden, als das Proton einer Hydroxylgruppe. Zudem ist die entstehende, negativ geladene Carboxylatgruppe resonanzstabilisiert, da die negative Ladung über das C-Atom und die zwei O-Atome delokalisiert ist. So erklärt sich die höhere Acidität (Säurestärke) der Carbonsäuren gegenüber den Alkoholen. Kategorie:Funktionelle Gruppe ja:カルボキシル基

Anion

Ein negativ geladenes Ion heißt Anion. Da negativ geladene Ionen bei einer Elektrolyse zur Anode (dem Pluspol) wandern, wurde für sie der Name Anion gewählt. Anionen entstehen aus Atomen bzw. Molekülen durch Elektronenaufnahme oder – bei Säuren – durch Protonenabgabe
- Es gibt einfach, zweifach und dreifach geladene Anionen. Beispiele:
- F + 1 e^- → F^- einfach negativ geladenes Fluoridion
- S + 2 e^- → S^2- zweifach negativ geladenes Sulfidion
- N + 3 e^- → N^3- dreifach negativ geladenes Nitridion
- Es gibt auch Anionen, die aus mehreren Atomen zusammengesetzt sind, man spricht dabei auch von Molekülionen, z.B.
- HSO₄^- Hydrogensulfat-Ion
- SO₄^2- Sulfat-Ion
- HCO₃^- Hydrogencarbonat-Ion
- CO₃^2- Carbonat-Ion
- PO₄^3- Phosphat-Ion
- CH₃COO^- Acetat-Ion
- einfache chemische Reaktionen, bei denen Anionen beteiligt sind:
- NaCl → Na⁺ + Cl^-
- MgCl₂ → Mg²⁺ + 2 Cl^-
- FeCl₃ → Fe³⁺ + 3 Cl^-
- Na₂CO₃ → 2 Na⁺ + CO₃^2-
- Fe₂(SO₄)₃ → 2 Fe³⁺ + 3 SO₄^2- Siehe auch: Kation Salze Liste von Anionen Kategorie:Atomphysik Kategorie:Chemie ja:陰イオン

Kation

Ein Kation (sprich: kat-ion) ist ein positiv geladenes Ion. Da positiv geladene Ionen bei einer Elektrolyse zur Kathode (dem Minuspol) wandern, wurde für sie der Name Kation gewählt. Kationen entstehen aus Atomen durch Abgabe von Elektronen bzw. bei Molekülen oder durch Abgabe von Elektronen oder Aufnahme von Wasserstoff-Ionen H⁺(Protonen). Salze sind immer aus Kationen und Anionen zusammengesetzt. Der Austausch zwischen verschiedenwertigen Kationen wird durch die Gapon-Gleichung beschrieben.

Beispiele für Kationen

- einfache Kationen:
- K⁺, Na⁺, Li⁺, H⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Al³⁺, Pb⁴⁺
- zusammengesetztes Kation:
- NH₄⁺ (Ammonium-Ion)
- H₃O⁺ (Oxonium-Ion)

Die Ladung von einfachen Kationen

- Na ---> Na⁺ + 1e^- :Aus dem Natrium-Atom entsteht durch Abgabe eines Elektrons ein einfach positiv geladenes Natriumion. Dadurch, dass eine negative Ladung im Atom weniger vorhanden ist, überwiegt die positive Ladung.
- Mg ---> Mg²⁺ + 2e^- :Durch Abgabe von zwei Elektronen entsteht aus einem Magnesium-Atom ein zweifach positiv geladenes Magnesiumion.
- Al ---> Al ³⁺+ 3e^- :Das Aluminiumatom wird nach Abgabe von 3 Elektronen zu einem dreifach positiv geladenen Aluminiumion. Die Ladung der Metall-Ionen ergibt sich aus der Elektronenkonfiguration (Verteilung der Elektronen in der Atomhülle). Die Abgabe von Elektronen hat das Ziel, gleich viele Elektronen wie ein Edelgas zu erreichen (Edelgaskonfiguration). Die Anzahl der abzugebenden Elektronen richtet sich nach der Anzahl der Außenelektronen, die sich im Periodensystem für die Hauptgruppenelemente aus deren Hauptgruppennummer ablesen lässt. siehe auch: Edelgasregel, Edelgaszustand, Oktettregel

Einige einfache chemische Reaktionen

- NaCl ---> Na⁺ + Cl^-
- MgCl₂ ---> Mg²⁺ + 2Cl^-
- FeCl₃ ---> Fe³⁺ + 3Cl^-
- Na₂CO₃ ---> 2Na⁺ + CO₃^2-
- Fe₂(SO₄)₃ ---> 2Fe³⁺ + 3SO₄ ^2-
Siehe auch: Anion, Alkalimetalle, Erdalkalimetalle Kategorie:Atomphysik Kategorie:Chemie

Dünger

Dünger oder Düngemittel ist ein Sammelbegriff für Stoffe und Stoffgemische, die dazu dienen, höhere Erträge oder schnelleres Wachstum bei Kulturpflanzen zu erzielen. Ein Grundprinzip der Düngung folgt dem liebigschen Minimumsgesetz. Wichtigste Bestandteile eines Düngers sind meist Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K), da ein Mangel an diesen Stoffen in vielen Böden das Pflanzenwachstum beschränkt. Diese Düngerbestandteile werden gesondert oder in Mischungen angeboten, die den Anforderungen der jeweiligen Kulturpflanzen möglichst gerecht werden sollten. Dünger, welche Stickstoff, Phosphor und Kalium beinhalten, werden NPK-Dünger genannt. In zweiter Linie enthalten Dünger auch Schwefel, Kalzium und Magnesium. Schließlich benötigen Pflanzen auch Spurenelemente, welche auch in Düngern vorkommen können. Vereinfacht kann man sagen, dass Stickstoff der Erzeugung von Blattmasse dient, Phosphor dient der Blüten- und Fruchtbildung, Kalium stärkt die Holzbildung und Pflanzenstatik, Magnesium fördert die Nährstoffaufnahme. Der gelegentlich kursierende Ausdruck Kunstdünger wird häufig falsch verwendet. Sprachlich verweist er auf synthetisch hergestellte Dünger, organische wie mineralische. Der Begriff wird aber manchmal als Synonym nur für mineralische Dünger verwendet, in der falschen Annahme, nur mineralische Dünger würden synthetisiert.

Düngerarten

Man unterscheidet Dünger an der Art, wie der düngende Stoff gebunden ist:

Mineralische Dünger

Im anorganischen Dünger oder Mineraldünger liegen die düngenden Elemente in Form von Salzen vor. Anorganische Dünger werden meist synthetisiert, sprich chemisch hergestellt, oder seltener im Bergbau gewonnen. Sie haben einen großen Produktivitätsfortschritt in der Landwirtschaft ermöglicht und werden heute sehr häufig eingesetzt. Problematisch sind die synthetischen Dünger in Anbetracht des enormen Energieaufwandes bei der Herstellung. Mineralische Phosphatdüngung führt zudem zu einer Anreicherung des giftigen und radioaktiven Schwermetalls Uran im Boden und damit in der Nahrungskette, da Phosphat und Uran chemisch eng aneinander gebunden sind. Der Einsatz von Mineraldüngern kann in Granulat- oder Pulverform, häufig als Silikat, oder in flüssiger Form erfolgen. Selbst eine Aufnahme über die Blätter ist begrenzt möglich. Erfinder der Mineraldünger bzw. Kunstdünger ist Justus von Liebig. Die Düngung mit gasförmigem Kohlenstoffdioxid (CO₂) ist eine wichtige Anwendung im Unterglasgartenbau.

Organische Dünger

Bei den organischen Düngern sind die düngenden Elemente an Kohlenstoff gebunden. Organische Dünger sind normalerweise tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, können aber auch synthetisiert werden (z. B. Harnstoff). Sie entfalten ihre Wirkung langfristiger und werden weniger schnell ausgewaschen als mineralische. Eine Kennzahl für die Wirkgeschwindigkeit ist der C-N-Quotient, das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff. Je größer die Kennzahl ist, desto langsamer wirkt der Dünger. Organische Dünger sind meist Abfallstoffe aus der Landwirtschaft, die wiederverwendet werden können; dies kann zu geschlossenen Kreisläufen führen. Beispiele für organische Dünger:
- Gülle
- Jauche
- Mist
- Guano
- Kompostierte Pflanzenreste
- Blutmehl
- Fischmehl
- Knochenmehl und Hornspäne
- Harnstoff

Vorteile des Düngens

Durch Düngung werden die zur Ernährung des Menschens nötigen landwirtschaftlichen Erträge deutlich gesteigert.

Gefahren des Überdüngens

Bei zu starker Ausbringung von Düngern besteht die Gefahr, dass der Boden überdüngt (Eutrophierung) und damit die Bodenfauna nachteilig verändert wird, was wiederum zu Lasten der Erträge und der Qualität der Ernte geht. Überdies werden die nicht von den Pflanzen aufgenommenen Düngerbestandteile in das Grundwasser ausgeschwemmt und können dadurch dessen Qualität gefährden. Dieses Problem besteht vor allem in Gebieten intensiver landwirtschaftlicher Nutzung mit hohem Viehbesatz (z.B. im Münsterland und in Südwestniedersachsen) und stellt die Wasserversorgung dort vor erhebliche Probleme. Zudem führt das nährsalzreiche Wasser, wenn es in Oberflächengewässer gelangt, zu einem Überangebot an Mineralstoffen, was zu Algenblüten führen kann und so Sauerstoffmangel im Tiefenwasser von Seen verursacht.

Düngerverbrauch

Der weltweite Verbrauch an Düngemitteln betrug 1999 141,4 Mio. Tonnen (Quelle: FAO). Die größten Verbraucher sind (in Mio. Tonnen):
- China : 36,7
- Vereinigte Staaten : 19,9
- Indien : 18,4
- Brasilien : 5,9
- Frankreich : 4,8
- Deutschland : 3,0
- Pakistan : 2,8
- Indonesien : 2,7
- Kanada : 2,6
- Spanien : 2,3
- Australien : 2,3
- Türkei : 2,2
- Vereinigtes Königreich : 2,0
- Vietnam : 1,9
- Mexiko : 1,8 Diese Zahlen sind insofern relevant, als die Herstellung von Stickstoffdünger sehr energieintensiv ist. Sie geben jedoch keine Information über das Pro-Kopf- bzw. Pro-Hektar-Verhältnis.

Weblinks

- [http://www.gartentechnik.de/News/duenger/ Dünger-News für Privatgärtner]
- [http://www.hausgarten.net/gartenpflege/duengung.html Düngung im Garten]

Siehe auch

Schwermetall

Schwermetalle sind Metalle, deren Dichte größer oder gleich 5 g/cm³ ist. In der Technik meint dies auch alle Legierungen; hierbei im besonderen auch die Nichteisen-Legierungen. Zu ihnen zählen unter anderem: die Edelmetalle sowie Bismut, Eisen, Kupfer, Blei, Zink, Zinn, Nickel, Cadmium, Chrom und Uran. Der Abbau von Schwermetallen geht häufig mit einer hohen Belastung der Böden einher. An Stellen im Harz und im Siegerland haben sich auf den durch Erzbergbau belasteten Böden beispielsweise spezifische Pflanzengesellschaften ausgebildet (sogenannte Azonale Vegetation). Dort bilden die sogenannten Galmeipflanzen Schwermetallrasen aus. Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Siehe auch: Leichtmetalle Kategorie:Stoffgruppe ja:重金属 ko:중금속

Blei

Blei (lat. plumbum, von plumbeus: bleiern, stumpf, bleischwer) ist ein chemisches Element. Chemisches Symbol: Pb. Der Name Blei ist indogermanischen Ursprungs und bedeutet soviel wie schimmernd, leuchtend oder glänzend. Blei ist ein Schwermetall mit der Ordnungszahl 82. Die stabilen Bleiisotope Pb 206, Pb 207 und Pb 208, die schwersten stabilen Atomkerne überhaupt, sind die Endprodukte der natürlichen Zerfallsreihen der radioaktiven Elemente. Das Metall lässt sich leicht verformen und kann auch in beliebige Form gegossen werden. Im englischen Wort für Klempner („plumber“) steckt noch das Wort Blei. Schließlich wurden früher weltweit alle Wasserrohre aus Blei gefertigt. Auch die Plombe hat den Wortstamm Plumbum.

Geschichte

In der frühen Bronzezeit wurde Blei neben Antimon und Arsen verwendet, um Bronzen zu erzeugen, bis sich Zinn weitgehend durchsetzte. Bereits die Babylonier kannten Vasen aus Blei, die Römer verwendeten das Metall als Material für Bleigefäße, als Schleudergeschoss, für Plomben (Name) und Wasserleitungen. Die hohe Nachfrage nach Blei und vor allem Zinn wird sogar als ein Grund für die römische Besetzung Britanniens angeführt – in der südwestlichen Region Cornwall befanden sich damals bedeutende Erzvorkommen. Auch in Westfalen gewannen die Römer bis zu ihrem Rückzug nach der Varusschlacht Blei. Die römische Bleiverarbeitung hat zu einer bis heute nachweisbaren Umweltverschmutzung geführt: Eiskerne aus Grönland zeigen zwischen dem 5. Jahrhundert v. Chr. und dem 3. Jahrhundert n. Chr. einen messbaren Anstieg des Bleigehalts in der Atmosphäre.

Vorkommen

Bleierz kommt in chemischen Verbindungen als Bleisulfid,PbS (Bleiglanz) vor. Dieses Mineral ist auch die bedeutendste kommerzielle Quelle für die Gewinnung von neuem Blei. Die größten Vorkommen findet man in China, den USA, Australien, Russland und Kanada. In Europa sind Schweden und Polen die Länder mit den größten Vorkommen. Auch in Deutschland wurde in der Jülicher Börde, im Harz(Goslar/Rammelsberg) und in Sachsen(Freiberg) in der Vergangenheit Bleierz abgebaut, verhüttet und veredelt. Die bedeutendste Quelle für Blei ist heute das Recycling von alten Bleiprodukten.

Gewinnung und Darstellung

Bleierze werden heute im Tagebau oder im Tiefbau gefördert. Die Verhüttung von reinem Erz kommt heute nur noch sehr selten vor. Fast ausschließlich wird das geförderte Erz zu einem Konzentrat angereichert. Aus diesem Konzentrat wird Blei auf zwei Wegen hergestellt.
- Röst-Reduktionsarbeit: Dieser Vorgang verläuft in zwei Stufen, dem Rösten und der Reduktion. Beim Rösten wird der Schwefel entfernt. Das Bleisulfid PbS (Bleiglanz) wandelt sich zu Bleioxid PbO um. ::

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. Die Reaktion wird mit Sinteranlagen durchgeführt. Anschließend erfolgt die Reduktion des PbO zu metallischem Blei im Schachtofen mit Hilfe von Koks. Dieser Koks verbrennt zu CO (Kohlenmonoxid), welches das PbO dann reduziert. ::

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.
- Reaktionsarbeit: In den letzten Jahren wird ebenfalls die sogenannte Reaktionsarbeit durchgeführt. Diese ermöglicht die Bleierzeugung in einem Schritt: ::

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- Raffination: Das entstehende Werkblei (Rohblei) enthält 2-5% Verunreinigungen, darunter oft Kupfer, Silber, Zinn, Zink, Arsen und Wismut. Die Raffination und Entschlickerung trägt durch das Aufreinigen und Vermarkten dieser Beiprodukte wesentlich zur Wirtschaftlichkeit der Bleigewinnung bei. Dies geschieht vornehmlich mit Hilfe von Salzen oder Luft durch selektive Oxidation eines Bestandteils der Schmelze oder Verdrängen aus der Schmelze durch Mischkristallbildung und Abziehen der sog. Schäume. Auch galvanische Verfahren sind für höhere Reinheiten gebräuchlich. Es entsteht genormtes handelsgängiges Hüttenblei (Weichblei) mit 99,9% bis 99,97 % Reinheit (z.B. Eschweiler Raffiné) oder Feinblei mit 99,985% bis 99,99% (DIN 1719, veraltet) Entsprechend dem Verwendungszweck sind auch Bezeichnungen wie Kabelblei verbreitet. Aktuelle Normen wie DIN EN 12659 kennen diese noch gebräuchlichen Bezeichnungen nicht mehr.

Verwendung

Metall

- in Bleiakkumulatoren als chemischer Energiespeicher (siehe Verbindungen)
- wegen seiner hohen Dichte als Gewicht:
- als Ausgleichsgewichte zum Auswuchten von Autorädern (seit 01. Juli 2003 bei PKW Neuwagen und seit 1. Juli 2005 bei allen PKW (bis 3,5 t) verboten – ersetzt durch Zink- oder Kupfergewichte)
- als Bleikette in Gardinen, damit diese glatt hängen
- beim Tauchen werden Bleigewichte gebraucht, um den Auftrieb von Taucher und Ausrüstung auszugleichen.
- zur Stabilisierung von Schiffen
- als Schwingungsdämpfer in vibrationsempfindlichen (Auto-)Teilen
- für Sonderanwendungen des Schallschutzes
- wegen seiner Abschirmwirkung gegen hochenergetische Strahlung und Elementarteilchen wird es zum Schutz beispielsweise in Röntgengeräten aber auch in Kathodenstrahlröhren (Computerbildschirme, Fernsehgeräte, etc) eingesetzt.
- für schärfere Röntgenbilder als Streustrahlenraster.
- wegen seiner chemischen Beständigkeit gegen u. a. Schwefelsäure und Brom durch Passivierung als Korrosionsschutz im Apparate- und Behälterbau.
- Blei wurde auch zur Herstellung von Rohren verwendet. Aufgrund der Toxizität des Bleis und seiner Verbindungen (Bleivergiftung) kommen Bleirohre aber seit den 1970er Jahren nicht mehr zum Einsatz. Trotz einer gebildeten Kalkschicht in den Rohren löst sich das Blei weiterhin im Trinkwasser. Erfahrungsgemäß wird bereits nach wenigen Metern der Grenzwert der geltenden Trinkwasserverordnung nicht eingehalten.
- Blei wurde lange Zeit auch als Hauptmaterial für Fensterfassungen eingesetzt, wie man es an mittelalterlichen Kirchenfenstern oft noch erkennen kann.
- in alten Bauwerken aus Naturstein zur Verbindung von Steinen durch eingegossene Metallklammern oder Metalldübel
- als Dachdeckung oder für Dachabschlüsse
- In früheren Zeiten sowie auch noch heute wird Blei als Material für Geschosse verwendet, sowohl für Schleudern als auch für Feuerwaffen bis ins 21. Jahrhundert („Pulver und Blei“). In so genannten Kartätschen wurde gehacktes Blei verschossen. Die Soldaten stellten ihre Geschosse selbst her, und es war nicht unüblich, dass Soldaten alles Blei stahlen, das sie finden konnten, um Munition daraus zu machen. Heutzutage wird um das Blei meist noch ein Mantel aus Kupfer gegossen, um einer Verbleiung des Laufes entgegenzuwirken und eine bessere Führigkeit und Beständigkeit der Munition zu erreichen.
- Ein Brauchtum zu Silvester ist das Bleigießen, bei dem flüssiges Blei (heutzutage auch Zinn) in kaltem Wasser zum Erstarren gebracht wird. Anhand der zufällig entstehenden Formen wird über die Zukunft assoziiert.
- historisch als giftiger Bleizucker zum Süßen insbesondere von Wein.

Legierungsbestandteil

- als Letternmetall in Verbindung mit Zinn und Antimon zur Herstellung von Lettern
- als Lagermetall zur Herstellung von Lagern
- Als Legierungsbestandteil von Zinn-Lot wird Blei als so genanntes Weichlot unter anderem in der Elektrotechnik benutzt. Die Verwendung von Blei in Loten betrug 1998 weltweit etwa 20.000 Tonnen. Die gesetzlichen EU-Vorschrift RoHS verbannt Blei ab Juli 2006 weitgehend aus der Löttechnik.

Verbindungen

- als chemischer Energiespeicher in Bleiakkumulatoren, bei Energieabgabe Umwandlung von Blei und Bleidioxid in Bleisulfat.
- als Tetraethylblei Pb(C₂H₅)₄ diente es als Additiv, als Antiklopfmittel in Vergaserkraftstoffen.
- als Bleioxid PbO wird es bei der Herstellung des Bleikristalls der Glasschmelze zugegeben.
- als Farbpigmente dienen
- Bleiweiß Pb(OH)₂·2 PbCO₃, das weiße Pigment mit der höchsten Deckkraft
- Chromgelb PbCrO₄ und Chromrot PbO₂·PbCrO₄
- Mennige Pb₃O₄, ein rotes Pigment, das auch als Rostschutzmittel verwendet wird

Biologische Bedeutung

Toxizität

Bei einmaliger Aufnahme von Blei oder Bleisalzen ist kaum eine Giftwirkung zu bemerken. Jedoch selbst Mengen von einem Milligramm pro Tag, über einen längeren Zeitraum eingenommen, werden im Körper gespeichert und erzeugen eine chronische Vergiftung, die sich in Kopfschmerzen, Müdigkeit, Abmagerung und Defekten der Blutbildung, des Nervensystems und der Muskulatur zeigt. Die Verwendung von Blei in Essgeschirren ist heute verboten, Zinngeschirre müssen bleifrei sein. Siehe Gressenicher Krankheit, Dienerkrankheit und Bleikinder. Zusammengefasst: Störung der Biosynthese, Blutdruckanstieg, Nierenschäden, Fehl- und Frühgeburten, Schäden des Nervensystems, Hirnschäden, senkt den IQ, verminderte Fruchtbarkeit bei Männern durch Schädigung der Spermien, verminderte Lernfähigkeit und Verhaltensstörungen bei Kindern (Hyperaktivität usw.).

bleifrei

Wegen seiner Toxizität ist die Verwendung von Blei, Bleilegierungen und Bleiverbindungen wachsenden gesetzlichen Einschränkungen unterworfen. Entsprechende Produkte und Anwendungen werden entweder vollständig ersetzt (wie Bleitetraethylen im Benzin) oder der Bleigehalt durch Grenzwerte auf einen der technischen Verunreinigung entsprechenden Wert beschränkt (z. B. Zinn und Lot). Diese Produkte werden gern „bleifrei“ genannt. Grenzwerte gibt es u. a. in der Gesetzgebung um die sog. RoHS (Richtlinie 2002/95/EG), die 1000ppm (0,01 %) vorsieht. Strenger ist der Grenzwert für Verpackungen mit 100ppm (Richtlinie 94/62/EG). Der politische Wille zum Ersetzen des Bleis gilt auch dort, wo die Verwendung aufgrund der Eigenschaften technisch oder wirtschaftlich interessant wäre, die Gesundheitsgefahr gering und ein Recycling mit sinnvollem Aufwand möglich wäre (z. B. Blei als Dacheindeckung).

Nachweis

Eine Möglichkeit, Blei-Ionen in einer chemischen Verbindung nachzuweisen, ist der Nachweis mit Kaliumiodid. Dabei wird die Probe in verdünnter Salzsäure gelöst und vorsichtig bis zur Kristallisation eingedampft. Der Rückstand wird mit einem Tropfen Wasser aufgenommen und anschließend mit einem Kristall Kaliumiodid versetzt. Es entstehen nach kurzer Zeit gelbe hexagonale Blättchen (Blei(II)-iodid), die zwischen gekreuzten Polarisatoren hohe Interferenzfarben zeigen. Nach einiger Zeit kommt es zur Wiederauflösung der anfänglich gelben Kristalle, und es entsteht das farblose Kaliumtetraiodoplumbat(II).

Weblinks

- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Blei Blei im Mineralienatlas WiKi]
- [http://www.epa.gov/history/topics/perspect/lead.htm Lead Poisoning: A Historical Perspective – Historische Perspektive zur Bleivergiftung (englische Webseite)] Kategorie:Chemisches Element Kategorie:Gruppe-14-Element Kategorie:Periode-6-Element Kategorie:Schwermetall Kategorie:Gift ja:鉛 th:ตะกั่ว

Klärschlamm

Klärschlamm fällt bei der Abwasserreinigung an. Man unterscheidet Rohschlämme (Primärschlamm aus der mechanischen Stufe oder Überschußschlamm aus der biologischen Stufe) und stabilisierte, behandelte Schlämme (Faulschlamm oder aoerob stabilisierter Schlamm). Bei Klärschlamm handelt es sich um Schwebstoffe - bei Überschußschlamm meist abgestorbene Bakterien -, die sich in der Kläranlage aus dem Wasser absetzen, zu Boden sinken (sedimentieren) und dort eine Mischung aus Wasser und Feststoffen bilden. Klärschlamm ist im Ausgangszustand dünnflüssig, dunkelgefärbt und nährstoffreich - enthält aber auch geringe Mengen an Schwermetallen (meist < 0,1 %). Daneben kann Klärschlamm auch organische Schadstoffe wie Halogenkohlenwasserstoffe und Dioxine enthalten. Eine Ausbringung von Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen als Dünger in der Landwirtschaft unterliegt daher in Deutschland der Klärschlammverordnung (AbfKlärV). Die Verwendung als Dünger ist nur auf Ackerflächen zulässig - nicht auf Dauergrünland oder Obst- und Gemüseanbauflächen. Klärschlämme, die hinsichtlich der Schadstoffgehalte die Vorschriften der Klärschlammverordnung erfüllen und hinsichtlich der Nährstoffgehalte den Vorgaben der Düngemittelverordnung entsprechen, gelten in Deutschland als zugelassenes Düngemittel. Nach DWA (2005) wurden 2003 in Deutschland 56 % der behandelten Klärschlämme aus kommunalen Kläranlagen als Dünger in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau eingesetzt. Die damit ausgebrachte Schwermetallfracht ist deutlich kleiner, als die anderer Düngemittel wie Kompost oder Mineraldünger. In der Schweiz wird die Ausbringung von Klärschlamm ab dem 1. Oktober 2005 vollkommen verboten sein, auf Futter- und Gemüseflächen ist die Ausbringung bereits seit dem 1. Januar 2003 untersagt. In Tirol ist die Ausbringung von Klärschlamm seit Mitte 2002 verboten, während sie im übrigen Österreich eingeschränkt möglich ist.

Gefahren für den Menschen

Nach § 3 BioStoffV (Biostoffverordnung) fällt Klärschlamm in die minder schwere Risikogruppe 2 (von 4 Gruppen). Klärschlamm kann Mikroorganismen enthalten, die beim Menschen Infektionen hervorrufen. Eine Verbreitung solcher Infektionen in der Bevölkerung durch Klärschlamm ist aber unwahrscheinlich. Die Aufnahme von Klärschlamm z.B. durch Verschlucken, über die vorgeschädigte Haut (z.B. offene Wunden, Ekzeme) oder durch Einatmen (Aerosole) ist zu vermeiden.

Schutzmassnahmen bei der Arbeit mit Klärschlamm

- Zum Schutz vor Verschlucken hygienische Grundregeln beachten, wie z.B. Hände waschen vorm Essen oder vor dem Gang zur Toilette
- falls direkter Hautkontakt nicht zu vermeiden ist, geeignete Körperschutzmittel verwenden (Schutz- bzw. Einweghandschuhe)
- zum Schutz vor Einatmen sind bei Arbeiten, bei denen Aerosole entstehen können Atemschutzmasken zu tragen

Literatur

- Gudrun Both, Harald Friedrich, Horst Fehrenbach, Hürgen Giegrich, Florian Knappe: Neue Strategien der Klärschlammentsorgung in NRW. Ordnungsgemäße und schadlose Verwertung nach KrW-/AbfG und im Einklang mit dem Bodenschutz. KA-Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall 48(10), S. 1430 - 1442 (2001)
- Harro Bode: Klärschlammbehandlung und -entsorgung. Wie klar sind die Rahmenbedingungen für die Betreiber? KA-Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall 48(12), S. 1758 - 1765 (2001)
- Andrea Bertsche, Susanne Klages, Christian Schaum, Ute Schultheiß, Helmut Döhler, Peter Cornel: Statistische Auswertung von Nähr- und Schadstoffgehalten sowie bodenverbessernden Inhaltsstoffen in niedersächsischen Klärschlämmen. KA-Abwasser, Abfall 52(5), S. 586 - 594 (2005),
- Reimar Leschber - Ulrich Loll, "ATV-Handbuch Kläschlamm, 4.Auflage 1996" 729 Seiten, Ernst & Sohn Verlag, Berlin,

Weblinks

- [http://bundesrecht.juris.de/bundesrecht/abfkl_rv_1992/ deutsche Klärschlammverordnung]
- [http://www.sbg.ac.at/ver/links/lgbl/tir/t-2002_056.htm Ergänzung zum Tiroler Feldschutzgesetz] Kategorie:Bewirtschaftung von Abwässern

Schädlingsbekämpfungsmittel

Pestizide (auch Biozide), Schädlingsbekämpfungsmittel sind Substanzen, die Schädlinge töten sollen. Oftmals werden sie als „Pflanzenschutzmittel“ eingesetzt. Als Schädlinge können z.B. angesehen werden: Insekten, Gräser, Vögel, Nagetiere, Fische, Pilze. Da sie überwiegend nicht zielartspezifisch wirken, wird die Artenvielfalt auf Wirtschaftsflächen gemindert. Für den Anwender stellt der Einsatz ein Risiko dar. Akute Wirkungen auf Organismen sind gut untersucht, große Wissensdefizite existieren bei den chronischen Wirkungen. So wird über die Rolle von Pestiziden beim Anstieg der Allergierate, bei Krebs und bei anderen Störungen des Immunsystems diskutiert. Die deutsche Bundesregierung will den in Deutschland seit jeher restriktiven Pestizideinsatz über die Agrarreform weiter reduzieren. Diesem Anspruch widerspricht jedoch, dass laut Greenpeace "seit Einrichtung des Verbraucherministeriums im Jahr 2001 [...] bei insgesamt 126 Pestizid-Wirkstoffen die für pflanzliche Lebensmittel geltenden Grenzwerte" angehoben wurden [http://www.greenpeace.de/themen/chemie/presseerklaerungen/artikel/weniger_schutz_vor_pestiziden_in_lebensmitteln/]. Entsprechende Tests zeigen auch, dass "immer höhere Konzentrationen an Pestiziden, die häufig sogar die erlaubten Grenzwerte überschreiten" vorrangig in konventionell angebauter Ware gefunden werden [http://de.einkaufsnetz.org/ratgeber/16599.html]. Produkte aus dem Biolandbau weisen hier eine deutlich geringere Belastung auf, wie auch eine aktuelle Untersuchung der Lebensmittelüberwachung des Landes Baden-Württemberg zeigt, welche konstatiert: "Die Rückstandsgehalte in Lebensmitteln aus ökologischem Landbau unterscheiden sich von konventionell erzeugten Lebensmitteln signifikant. Während in konventionellen Lebensmitteln häufig Rückstände nachgewiesen werden (im Jahr 2002 75 %), waren Öko-Lebensmittel zu 93 % [...] ohne Befund." [http://www.untersuchungsaemter-bw.de/index2.html?http://www.untersuchungsaemter-bw.de/seiten/lm_pest_oekomonitoringbericht2002.html] . Häufig gibt es jedoch keine Alternativen zu Pflanzenschutzmitteln, da sonst die Schädlinge überhand nehmen und die Produktivität fallen würde (Beispiel: Heuschreckenplage in Afrika); die Nahrungsmittelgrundlage für die Menschen würde entzogen. Zumindest aber im lokalen Maßstab und als Ergänzung zum konventionellen Anbau zeigt der Biolandbau eine Pflanzenschutzmittel-freie Alternative auf. Einteilung der Pestizide:
- Akarizide gegen Milben
- Algizide gegen Algen
- Bakterizide gegen Bakterien
- Fungizide gegen Pilze, bzw. Pilzkrankheiten
- Herbizide gegen Pflanzen
- Insektizide gegen Insekten
- Molluskizide gegen Schnecken
- Nematizide gegen Fadenwürmer (Nematoden)
- Rodentizide gegen Nagetiere
- Virizide gegen Viren
- Wuchsstoffe wie Entlaubungsmittel und Wachstumsregulierer

Weblinks

- [http://www.iva.de Industrieverband Agrar e.V.]
- [http://www.umweltinstitut.org/frames/all/m102.htm Umweltinstitut München e.V.: Unabhängige Infos zu Pestiziden in Lebensmitteln]
- [http://www.verbraucherministerium.de Verbraucherministerium]
- [http://www.einkaufsnetz.org Orientierung zu pestizidfreiem Nahrungsmitteleinkauf des Greenpeace-Verbandes] Kategorie:Pestizid ja:農薬

Umkehrosmose

Bei der Umkehrosmose (auch: der Reversosmose) benutzt man Druck, um den natürlichen Osmose-Prozess umzukehren. Der anzuwendende Druck muss dabei größer sein als der Druck, der durch das osmotische Verlangen zum Konzentrationsausgleich entstehen würde (50 bar - 200 bar). Die osmotische Membran, die nur die Trägerflüssigkeit (Solvent) durchlässt und die gelösten Stoffe (Solute) zurückhält, muss derartig ausgelegt sein, diesen hohen Druck auszuhalten. Wenn der Druckunterschied das osmotische Gefälle mehr als ausgleicht, passen die Solvent-Moleküle wie bei einem Filter durch die Membran während die Verunreinigungsmoleküle zurückgehalten werden. Im Gegensatz zu einem klassischen Membranfilter verfügen Osmosemembranen nicht über durchgehende Poren. Vielmehr wandern die Ionen und Moleküle durch die Membran hindurch, indem sie durch das Membranmaterial diffundieren. Das Lösungs-Diffusions Modell beschreibt diesen Vorgang. Der osmotische Druck steigt mit zunehmendem Konzentrationunterschied und wenn der natürliche osmotische Druck gleich dem angelegten Druck ist, kommt der Prozess zum Stehen. Um dem entgegenzuwirken, wird das Konzentrat stetig abgeführt, man spricht von Querflussmembranen (Crossflow-Membrane). Da das Auskristallisieren (prezipitation) des Solute (Salz oder Mineralien) in den Membranen verhindert werden muss, ist die Benutzung der Umkehrosmose nur bis zu einer gewissen Maximalkonzentration des Konzentratflusses ('reject') sinnvoll. Der Konzentratauslass fließt durch einen Druckregler, und da die Druckerzeugung viel Energie kostet, oft auch durch einen Druckaustauscher, der hilft, mehr Rohflüssigkeit zu pumpen.

Umkehrosmose in der Aquariumtechnik

Hier ist die Umkehrosmose eine Methode zur Gewinnung von gereinigtem, sprich Ionen-freiem Wasser. An eine mit Wasser gefüllte Kammer, die mittels einer semipermeablen Membran an eine andere Kammer anschließt, wird ein Druck angelegt, der größer ist als der osmotische Druck der Flüssigkeit. Dadurch drängt das Wasser durch die Membran, im Wasser gelöste Teilchen können die Membran nicht passieren. In der zweiten Kammer sammelt sich das gereinigte Wasser (auch Permeat genannt). Umkehrosmoseanlagen werden für die Trinkwasseraufbereitung und in der Aquaristik verwendet. Im Aquaristenjargon sind die Kürzel "UO" (wie in "UO-Wasser") und "UOA" (= Umkehrosmoseanlage) gebräuchlich. Siehe auch: Meerwasserentsalzung Kategorie:Aquaristik Kategorie:Trennverfahren Kategorie:Wasserwirtschaft ja:逆浸透膜

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