Bücher der Reihe Teubner-Reihe Umwelt

Bioresponse-linked instrumental analysis combines biomolecular recognition, initiating a biological effect in the organism, and chemical analysis. Although this technology is only at its beginning, the power of this approach is obvious. It provides both, information on effects with respect to the applied target structures as well as the chemical structure and concentration of active substances present in a sample. In this book, examples ranging from endocrine disruptors to neurotoxic substances are used to illustrate the principle.

Prinzipiell erkennt man heute allgemein an, daB Umweltschutz eine Notwendig­ keit darstellt. Sobald jedoch Konzepte zurn Umweltschutz entwickelt werden, die die Lebensgewohnheiten der Biirger oder die Interessen von Industrie und Wirtschaft betreffen, dann wird trotz aller prinzipiellen Einverstandniserklamngen sehr schnell energischer Widerspruch gegen solche MaBnahrnen laut. Nicht selten werden dann Umweltschiitzer als realitatsfremde Illusionisten bezeichnet. Dieser Vorwurf ist insofern durchaus berechtigt, als sowohl unser derzeitiger Lebensstil als auch die industriellen und wirtschaftlichen Handlungsweisen untibersehbar gewachsene Realitaten darstellen, wie etwa die Nutzung von Energiequellen, die modernen Verkehrskonzepte oder internationale Reise- und Handelsaktivitaten. Andererseits stehen diesen Realitaten die Lebensbedtirfnisse von Pflanzen, Tieren und des Menschen gegentiber, die in einer sehr viel langeren Entwicklungs­ geschichte entstanden und ein enges Flechtwerk gegenseitiger Abhangigkeiten bilden. Aus dem Blickwinkel der angeborenen Lebensbediirfnisse der Organismen stellen sich jedoch manche unserer gegenwiirtig praktizierten Lebens- und Wirtschaftsweisen als realitatsferne Illusion dar, namlich als die Illusion von einer nach unseren Vorstellungen frei gestaltbaren Umwelt, die unsere Evolution kaum oder gar nicht beriicksichtigen muB. Damit wird die Weiterentwicklung der Le­ bewesen, auch diejenige der Menschen, in Frage gestellt, urn den Preis momen­ tanen, finanziellen Gewinns oder moglichst reibungsarrn verlaufender, einge­ fahrener Praktiken des Lebensstils und wirtschaftlich-technischer Verfahrenswei­ sen.

Biotechnologische Verfahren nehmen einen wichtigen Platz bei der Entlastung der Umwelt ein. Die natürlichen Prozesse der Selbstreinigung sowie deren zielgerichtete Nutzung und Beeinflussung stehen im Mittelpunkt dieses Lehrbuches. Die präventive Anwendung biotechnologischer Prozesse in Produktionslinien sowie ökologische Gesamtbilanzen gewinnen zunehmend an Bedeutung.

Die Eigendynamik wirtschaftlicher Entwicklung schrankt heute zunehmend die Voraussetzungen fUr okologische Entwicklung ein. Am deutlichsten zeigt sich dies am Artensterben im Tier-und Pflanzenreich sowie in der Zerstorung von Lebensraumen. Sei es durch BevOlkerungswachstum oder durch Steigerung des materiellen Lebensstandards, unter den derzeitigen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen fOOrt quantitatives Wirtschaftswachs­ tum in groBem AusmaB zur Vernichtung okologischer Vielfalt. Gleichzeitig vermindern Ressourcenverbrauch und Umweltbelastung die Regene­ rationsfahigkeit der Natur. Durch diese Faktoren vermindert sich die Le­ bensqualitat fUr den Menschen, was zusammen mit der Zunahme instabiler Umweltbedingungen zur Einschrankung kultureller Entwicklungsmoglich­ keiten fUhrt. Die industrielle Revolution hat uns an die Grenzen der Tragfahigkeit der Erde gefUhrt, so daB wir uns heute fragen mussen: Wie bewerten wir die Natur, dam it sie Eingang findet in die Art und Weise der Organisation unserer Handlungen? - Bewerten wir sie nach ihrem relativen Nutzen fUr alternative Verwen­ dungszwecke? Hier kann die Wirtschaftswissenschaft Hilfestellung geben. - Bewerten wir sie entsprechend dem Stand der Umweltforschung? Hier sind die Ergebnisse der Medizin, der Biologie und der Okologie gefragt.

Das Klima und seine Veranderlichkeit haben in den letzten Jahren eine zunehmende Publizitat erfahren. Die relativ hohe Wahrscheinlichkeit eines tiefgreifenden, durch den Menschen hervorgerufenen Klimawandels im Laufe des nachsten Jahrhunderts hat nicht nur zur Entwicklung der international en Klimapolitik gefUhrt, sondern bei vielen Menschen auch zu einem BewuJ3tsein fur das Risiko. Dieses Buch, in das die jahrzehntelangen Erfahrungen des Autors aus Vorlesungen und Vortragen einge­ flossen sind, soli moglichst weitgehend Auskunft zum Klimaproblem im Ganzen geben. Es ist fur Studenten der Studiengange, die mit Natur- und Umweltproblemen direkt oder indirekt zu tun haben, aber auch fur aile anderen Interessierten, die sich tiefer mit der Klimaproblematik befassen wollen, geschrieben worden. Ein Anliegen des Buches besteht auch darin, die fur den Menschen positiv oder negativ spurbaren Besonderheiten des Klimas im engeren Lebensraum im Kontext mit den globalen Klimaproblemen darzustellen. Die gegenwartig noch weitgehend vorhandene Entkoppelung der beiden Aspekte der Klimatologie - globale und lokale Betrachtungsweise - wird zwangslaufig in wenigen Jahren uberwunden sein, wenn zum einen die globalen Klimamodelle ihre raumliche Auflosung weiter vergroBern und zum anderen die Frage der Auswirkungen von Klimaschwankungen differenzierte Antworten verlangt. Herrn Dip\. Met. B. Tinz danke ich fur die kritische Durchsicht des Manuskripts. Mein Dank gilt auch den Herren Prof. Dr. W. Kuttler und Dr. M. Schonherr sowie nicht zuletzt meiner Frau, die mit Rat und umfangreicher Tat am Entstehen des Buches mitgewirkt hat.

Am Ende einer jeden Entsorgungskette steht die Deponie. Da Standorte rur Deponien knapp sind und weil in alten Ablagerungen noch Wertstoffe enthalten sein konnen, wird zunehmend erwogen, alte Ablagerungen wieder aufzunehmen. Es ist dabei zunachst das Ziel, die Abfallmasse zu reduzieren, zu inertisieren und hochstverdichtet wieder abzulagern, um so neuen Deponieraum zu gewinnen. Wissenschaftliche und technische Grundlagen rur eine derartige Vorgehensweise sind noch wenig erarbeitet worden. Von der Volkswagen-Stiftung ist deshalb hierzu ein Forschungsantrag von vier Instituten der Technischen Universitat Braunschweig bewilligt worden, aufgrund dessen die zugehorigen Arbeiten von 1992 bis 1994 finanziert wurden. Die wesentlichen Ergebnisse des Abschluberichtes von 1995 sollen hier publiziert werden. Im Namen aller Antragsteller bedanke ich mich bei der Volkswagen-Stiftung rur diese Forderung und rur die unkomplizierte und sehr effektive Zusammenarbeit. Besonders danken wir Herrn Dr. Hofvon der Volkswagen-Stiftung, der uns jeder- zeit engagiert beraten und im Sinne eines zugigen Projektablaufes geholfen hat. Sehr dankbar sind wir auch dem Stadtreinigungsamt der Stadt Braunschweig und seinem Leiter, Herrn Dipl.-Ing. Bode, rur die Moglichkeit, die Versuche auf der Deponie Braunschweig-Watenbuttel durchfuhren zu konnen. Herzlich danken wir Herrn S charringhau sen, der uns im alltaglichen Versuchsablauf tatkraftig unter- stutzt hat. Ohne alle diese verborgenen Unterstutzungen hatten wir das Projekt nicht in der vorliegenden Form realisieren konnen.

In diesem Lehrbuch werden die ökologischen Grundlagen der Limnologie und der angewandten Ökologie dargestellt. Im Mittelpunkt stehen die ökologischen Bedingungen für die Besiedlung der unterschiedlichen limnischen Ökosysteme mit Pflanzen und Tieren, die Klassifizierung der Gewässer und die Leistungen der Lebensgemeinschaften. Dabei wird der Leser mit der Belastbarkeit von Ökosystemen, den Problemen der Eutrophierung, der Selbstreinigung und der Bioproduktion sowie der Stabilität, Sanierung, Regeneration und Restaurierung geschädigter Systeme vertraut gemacht. Das Buch wendet sich vor allem an Studenten und an Praktiker.

Viren sind in der Umwelt nahezu allgegenwärtig. Sie stellen Umweltfaktoren dar, die in starkem Maße sowohl auf Individuen, besonders auf deren Eigenum­ welt, als auch auf Ökosysteme und Populationssysteme einwirken. Viren werden oft als Parasiten auf genetischer Ebene bezeichnet, denn sie zwingen den befallenen Organismus, Virusnucleinsäure sowie Virusproteine und schließlich neue Viruspartikeln zu bilden. Hierfür muß er zahlreiche Wirtsen­ zyme, die zur Proteinbildung erforderlichen Ribosomen sowie seine Mitochon­ drien und andere für die Energiegewinnung und den Energietransport erfor­ derliche Mechanismen bereitstellen. Im Hinblick auf diese Verhältnisse ist eine Analyse der Eigenumwelt der virusbefallenen Organismen von besonderer Be­ deutung. Es ist nicht unumstritten, die Viren, die in der Lage sind, Wirtsmechanis­ men zur Virusreplikation umzustimmen und zu nutzen, die also gewissermaßen ein geborgtes Leben führen, als Organismen anzusehen, deren Funktionen durch extremen Parasitismus stark vermindert sind. Zumindest für einige große Tier­ viren dürfte das aber mit einiger Sicherheit zutreffen. Kleinere Tierviren und Viren von Bakterien und Pflanzen könnten demgegenüber eher von Zellbestand­ teilen abstammen, die sich verselbständigt haben. Macht man sich - gewisser­ maßen als gemeinsamen Nenner - die Sicht zu eigen, daß Viren lebendig sind, auch wenn ihr Leben ähnlich wie das extrem stark zurückgebildet er Parasiten nur geborgt ist, dürfen befallene Wirts zellen und vielfach der gesamte Wirtsor­ ganismus als wesentlicher Teil der Umwelt der Viren angesehen werden. Hier­ durch wird es erleichtert, die Wechselwirkungen zwischen den Viren und ihren Wirtsorganismen zu untersuchen und zu verstehen.

Heute hat der diffuse Stoffeintrag in Böden und in Gewässern, sei es über den Luftpfad oder über die Bodennutzung, in vielen Regionen Ausmaße angenommen, die ein regelndes Eingreifen zum Schutz der Wasserressourcen erforderlich macht. Die Verminderung der diffusen Auswaschung von Nährstoffen aus Böden, zum Beispiel in Wasserschutzgebieten der Trinkwassergewinnung, ist eine aktuelle Aufgabe. Dieses Buch vermittelt fundierte Kenntnisse über die wichtigsten Quellen der Belastungen sowie über die Mechanismen des Stofftransportes und des Stoffumsatzes. Der Leser wird an diese Themen herangeführt, welche Aspekte der Fachgebiete Meteorologie, Forst- und Landwirtschaft, Bodenkunde, Hydrogeologie, Limnologie und Wasserwirtschaft berühren.