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Umweltchemie: Eine Einführung mit Aufgaben und Lösungen

Umweltchemie: Eine Einführung mit Aufgaben und Lösungen

Ronald A. Hites, Jonathan D. Raff, Peter Wiesen (Translator)

ISBN: 978-3-527-67296-7

Aug 2017

300 pages

$44.99

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Vorwort zur englischen Originalausgabe IX

Vorwort zur deutschen Ausgabe XI

1 EinfacheWerkzeuge oder:Was man weiß – wasman wissen sollte 1

1.1 Umrechnung von Einheiten 1

1.2 Schätzung 3

1.3 Das ideale Gasgesetz 5

1.4 Stöchiometrie 9

1.5 Übungsaufgaben 10

2 Massebilanz und chemische Kinetik 13

2.1 Quasistationäre Massebilanz 13

2.1.1 Durchsatz, Beladung und Verweilzeiten 13

2.1.2 Die Berücksichtigung mehrerer Flüsse 19

2.1.3 Fluss und Flussdichte 21

2.2 Massebilanz im nicht stationären Zustand 24

2.2.1 Die Produktbildung 25

2.2.2 Verbrauch der Edukte 28

2.2.3 Arbeiten mit realen Messdaten 30

2.3 Chemische Kinetik 35

2.3.1 Reaktionen erster Ordnung 35

2.3.2 Reaktionen zweiter Ordnung 36

2.3.3 Michaelis-Menten-Kinetik 38

2.4 Übungsaufgaben 41

Literatur 45

3 Chemie der Atmosphäre 47

3.1 Struktur und Aufbau der Atmosphäre 47

3.2 Licht und Fotochemie 49

3.3 Oxidantien in der Atmosphäre 53

3.4 Kinetik der Reaktionen in der Atmosphäre 54

3.4.1 Das Quasistationaritätsprinzip 54

3.4.2 Die Arrhenius-Gleichung 56

3.5 Ozon in der Stratosphäre 56

3.5.1 Bildung und Abbau von Ozon in der Atmosphäre 56

3.5.2 Der NO/NO2-Zyklus 57

3.5.3 Der OH/OOH-Zyklus 58

3.5.4 Der Cl/OCl-Zyklus 58

3.5.5 Die Kinetik der Chapman-Reaktionen 61

3.6 Smog 64

3.7 Übungsaufgaben 69

Literatur 74

4 DerKlimawandel 75

4.1 Historischer Zusammenhang 75

4.2 Strahlung eines schwarzen Körpers und die Oberflächentemperatur der Erde 77

4.3 Absorption von Infrarotstrahlung 80

4.4 Treibhauseffekt 81

4.5 Strahlungsbilanz der Erde 82

4.5.1 Treibhausgase 82

4.5.2 Albedo 84

4.5.3 Solarkonstante 84

4.5.4 KombinierteWirkung 85

4.6 Aerosole undWolken 85

4.7 Strahlungsantrieb 87

4.8 Treibhauspotenzial 88

4.9 Schlussbemerkung 90

4.10 Übungsaufgaben 91

Literatur 95

5 CO2-Gleichgewichte 97

5.1 Reiner Regen 98

5.2 Verschmutzter Regen 101

5.3 Oberflächengewässer 106

5.4 Die Versauerung der Meere 109

5.5 Übungsaufgaben 113

Literatur 117

6 Pestizide, Quecksilber und Blei 119

6.1 Pestizide 120

6.1.1 Diphenylmethananaloga 121

6.1.2 Hexachlorcyclohexan 122

6.1.3 Hexachlorcyclopentadien (HCCPD) 123

6.1.4 Phosphorbasierte Insektizide 126

6.1.5 Carbamate 128

6.1.6 Analoga natürlicher Substanzen 129

6.1.7 Phenoxyessigsäuren 130

6.1.8 Nitroaniline 131

6.1.9 Triazine 132

6.1.10 Chloracetamide 133

6.1.11 Fungizide 134

6.2 Quecksilber 135

6.3 Blei 138

6.4 Übungsaufgaben 140

Literatur 144

7 Organische Verbindungen und ihr Abbau in der Umwelt 145

7.1 Dampfdruck 146

7.2 Wasserlöslichkeit 147

7.3 Henry-Konstante 148

7.4 Verteilungskoeffizienten 148

7.5 Lipophilie 149

7.6 Bioakkumulation 150

7.7 Adsorption 151

7.8 PhasenübergangWasser-Luft 152

7.9 Reaktiver Abbau organischer Substanzen 156

7.10 Verteilung und Persistenz 157

7.11 Übungsaufgaben 160

Literatur 166

8 PCB, Dioxine und Flammschutzmittel 167

8.1 Polychlorierte Biphenyle (PCB) 167

8.1.1 Nomenklatur der PCBs 168

8.1.2 Herstellung und Verwendung 169

8.1.3 PCBs im Hudson River 170

8.1.4 PCBs in Bloomington, Indiana 173

8.1.5 Die Yush¯o- und Yu-Cheng-Krankheit 175

8.1.6 Der Envio-PCB-Skandal 177

8.1.7 Schlussfolgerungen 178

8.2 Polychlorierte Dibenzo-p-Dioxine und Dibenzofurane 179

8.2.1 Nomenklatur der Dioxine 179

8.2.2 Die Ödemkrankheit bei Hühnerküken 180

8.2.3 Agent Orange 181

8.2.4 Der Times Beach-Skandal in Missouri 183

8.2.5 Der Störfall von Seveso, Italien 185

8.2.6 Kieselrot 188

8.2.7 Verbrennungsprozesse als Quelle von Dioxinen 189

8.2.8 Dioxin – Neubeurteilung 191

8.2.9 Dioxin – Schlussfolgerungen 191

8.3 Bromierte Flammschutzmittel 192

8.3.1 Polybromierte Biphenyle 192

8.3.2 Polybromierte Diphenylether 194

8.4 Lehren 196

Literatur 197

Anhang A Eine kurze Einführung in die Struktur und Nomenklatur organischer Verbindungen 199

Anhang B Lösungen zu den Übungsaufgaben 213

Anhang C Periodensystemder Elemente 217

Stichwortverzeichnis 221