774322 Chemische Prozesse in Atmosphäre, Hydrosphäre und Geosphäre

Art
Vorlesung
Semesterstunden
2
Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Organisation
Angeboten im Semester
Sommersemester 2024
Unterrichts-/ Lehrsprachen
Deutsch
Lehrinhalt

Die Vorlesung richtet sich vorwiegend an Bachelorstudenten der Fachrichtungen "Kulturtechnik und Wasserwirtschaft" ist jedoch auch überaus empfehlenswert für viele andere Studienrichtungen auf BSc, MSc und PhD level.

Neben einer die gesamte Vorlesung begleitenden Wiederholung von Grundlagen der anorganischen und organischen Chemie deckt die Vorlesung in einer motivierenden, interaktiven Form zwischen Vortragendem und Studierenden sowie einer Kombination aus Tafelbild und Powerpoint-Präsentation viele chemische Ursachen von Phänomenen in unserer Umwelt - Atmosphäre, Hydrosphäre und Geosphäre - auf und soll auf diese Weise ein wertvoller Schlüssel zur Freude an der Erschließung von chemischem Hintergrundwissen zu wichtigen Vorgänge in unserer Umwelt aufgefasst werden.

Folgende Themenbereiche werden besprochen:

Grundlagen der Chemie stratosphärischer und troposphärischer Schadstoffe
Aufbau und Funktionen der Erdatmosphäre, Herkunft, Verteilung, Persistenz und Transport von Schadgasen

Stratosphäre: Der Nutzen von Ozon in der Stratosphäre, Chapman-Zyklus, stratosphärische Prozesse die zum Abbau der Ozonschicht führen, FCKW, H-FCKW, Halone, N2O, H2O, Ozonloch

Troposphäre: Die Schädlichkeit der Bildung von Ozon in der Troposphäre, Stickoxide, Ozon und der Los-Angeles-Smog, Beitrag von KFZ- und Industrieabgasen, Treibhausgase, Schwefeldioxid, Russpartikel und London-Smog, Feinstaub, weitere Schadgase wie Methan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, industrielle Rauchgas-Behandlung, Behandlung von KFZ-Abgasen, ...)

Wasser als Lösungs-, Transport- und Reaktionsmedium

HO-Radikale als „Waschmittel“ der Atmosphäre, saurer Regen, Berechnung der pH-Werte von Niederschlags-, Oberflächen- und Sickerwässern in Abhängigkeit von Salzgehalt und Menge eingetragener säure- (basen-)bildender Gase

Chemische Aspekte der Verwitterung

Silikatverwitterung (Primärminerale / Sekundärminerale, Mineralneubildung, Bildung und Eigenschaften von Zwei- und Dreischicht-Tonmineralen, permanente- und variable Ladung, Ionenaustausch, Bodenversauerung, Gefügestabilität von Böden)

Verwitterung von Karbonatgesteinen (Hydrochemie und Hydrogeochemie in Karstgebieten, Kohlensäure-Gleichgewicht, Wasserhärte, Mischkorrosion, Tropfsteinbildung, ...)

Pyritverwitterung (Hydrochemie und Hydrogeochemie in Braunkohle-Tagebaugebieten, Bodenversauerung, Melioration kulturfeindlicher Böden,
Technologien zur Sanierung von Braunkohle-Bergbaugebieten, ...)

Grundlagen der Baustoff-Chemie (Luft- und Wassermörtel, künstliche Steine, Zement, Beton, Betonkorrosion)

Grundlagen der Düngemittelchemie (u.a. Herstellung / Eigenschaften kommerzieller Düngemittel, slow-release Dünger, Nitrifikationshemmer, Eutrophierung)

Korrosion metallischer Werkstoffe (Säure-, Sauerstoff-, Wasserstoff-, Sulfid- und Chloridkorrosion) und Korrossionsschutz

Ubiquitäre organische Schadstoffe

Summenparameter in der Umweltanalytik: PAK, PCB, MKW, LHKW, FCKW, DOC, TON, BTX, AOX, EOX, POX, CSB, BSB, TCDD, TCDF, AMX...Bedeutung, Untersuchungsmethoden, toxikologische Relevanz, Bewertung ...

Endokrine Substanzen (Phthalate, Sn-organische Verbindungen, Nonyl-/Octylphenole, PCP ...)

Pestizide in Land- und Forstwirtschaft (Insektizide, Herbizide, Fungizide, Besprechung ausgewählter Substanzklassen, Struktur, Wirkung, Aufwandmengen, Persistenz ...)

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Inhaltliche Voraussetzungen (erwartete Kenntnisse)

keine
Lehrziel

An Hand von vielen, sorgfältig ausgewählten Praxisbeispielen erwerben die Studierenden solide Kenntnisse auf dem Gebiet der Umweltchemie. Gepaart mit einer fortwährenden, interaktiven Wiederholung von wichtigen Grundlagen der anorganischen und organischen Chemie und deren Anwendung auf komplexe Umweltaspekte entdecken die Studierenden im Laufe der VL die Freude am besseren Verständnis und der Bewertung chemischer Informationen aus dem Umwelt-, Düngemittel- oder bautechnischen Bereich. Sie werden befähigt, Ursachen für das Auftreten erhöhter Schadstoff-Konzentrationen in Luft- und Wasserproben zu erkennen, Umweltrisiken abzuschätzen und eigenständig geeignete Analysenverfahren zum Monitoring der Luft- und Wasserqualität auszuwählen.
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