Die Erde

Deichschaf

Der Wasserplanet Erde

„Wenn wir das Universum auf der Suche nach Leben durchstreifen könnten, täten wir gut daran, nach Welten mit Wasser Ausschau zu halten. Leben auf trockenen Planeten würden wir nämlich unter Umständen gar nicht erkennen, selbst wenn es existierte. Alle uns vertrauten Organismen bestehen größtenteils aus Wasser und leben in einer Welt, in der Wasser das Klima und viele andere Umwelteigenschaften bestimmt. Hier auf unserem Planeten ist Wasser das biologische Element schlechthin – der Stoff, der Leben in der uns vertrauten Form erst möglich macht.”

[4) Campbell, Neil A. (1998): S. 45.]

Die Chemie des Lebens. Wir alle leben von und auf unserem blauen Planeten, mit dessen Ressourcen wir veantwortungsvoll und nachhaltig umgehen müssen. Im Folgenden stelle ich als Deichgräfin® den Zusammenhang genauer dar, ausgehend von unserem Planeten über die Chemie bis hin zur Analytik.

“Unter Materie wollen wir dabei alles verstehen, was Raum einnimmt und Masse besitzt.”

[3) Klein, Latscha; Klein, Helmut Alfons (1996): S. 2.]

Materie auf der Erde - Raum und Masse

“Die Chemie ist eine Disziplin der Naturwissenschaften, die zum Verständnis der Naturvorgänge im weitesten Sinne sehr viel beizutragen hat. Sie ist nicht nur eine theoretische Wissenschaft, sondern hat uns praktische Methoden gelehrt, wie man Stoff- und Energieumsätze technisch beherrschen kann, um sie in großem Maßstab industriell zu nutzen. Chemisches Arbeiten ist interdisziplinäres Arbeiten.”

[1) Schwister, Karl u.a.: Taschenbuch der Chemie (1999): Vorwort.]

Anorganik ~ Im Laufe der Zeit entdeckten Forscher eine Vielzahl von Grundstoffen. Chemische Elemente lassen sich mit chemischen Methoden nicht weiter zerlegen. Diese wurden im Periodensystem der Elemente in die unterschiedlichen Stoffgruppen kategorisiert. Noch heute kommen sehr vereinzelt weitere hinzu. Unterteilt wird das System nach Metallen (z. B. Eisen, Aluminium) und Nichtmetallen (z. B. Kohlenstoff, Wasserstoff, Schwefel), Halbmetallen (z. B. Arsen, Antimon) und Edelgasen (z. B. Helium, Argon).

Periodensystem der Elemente

Quelle: Wiley-VCH Verlag

Die anorgansichen Rohstoffe sind unterteilt in Luft, Wasser und die Rohstoffe der Erdkruste.

Aus der Luft (Atmosphäre) werden technisch sechs Gase gewonnen: Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2), Argon (Ar), Neon (Ne), Krypton  (Kr) und Xenon (Xe). Es fallen nur Kosten für die Aufbereitung und Isolierung der einzelnen Rohstoffe an, alles weitere bekommen wir kostenlos geliefert.

Wasser wird in drei Kategorien unterschieden: Süßwasser (2,04%), Brackwasser und Meerwasser (97%). Meerwasser enthält einen großen Anteil an gelösten Salzen (3,5 %). Vor allem Kochsalz (NaCl) sowie Calcium (Ca)- und Magnesium (Mg)-Carbonate.

Außerdem liegt der Wasseranteil auf Erdoberfläche insgesamt bei etwa 71 Prozent und die Landfläche nur bei einem Anteil von 29 Prozent.

Unser deutsches Trinkwasser ist eines der am besten kontrollierten Güter weltweit und gilt deshalb als unbedenklich.

Es muss frei von Krankheitserregern sein. Im Wasser sind viele der Elemente und Mineralien aus der Erdkruste gelöst.

Der blaue Planet

In der Erdkruste finden sich die meisten Elemente und Mineralien. Dabei besteht diese zu 99 Prozent aus nur 9 Elementen. Die restlichen Elemente kommen nur in einer Menge von < 100 ppm in der Erdkruste vor. In besonders geringen Mengen lassen sich die Edelmetalle Gold, Platin und Iridium nachweisen.

 Häufigkeit der Elemente auf der Erde und im menschlichen Körper Quelle: 3) Anorganische Chemie

Für das Leben entscheidend sind etwa 25 der 92 natürlich vorkommenden Elemente. 96 Prozent der lebenden Materie bestehen aus Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O), Wasserstoff (H) und Stickstoff (N). Die restlichen 4 Prozent des Gewichtes eines Organismus machen folgende Stoffe aus: Phosphor (P), Schwefel (S), Calcium (Ca), Kalium (K) und einige weitere Elemente

Organik ~ Auf der Erde besteht alle lebende Materie aus organsichen Molekülen und damit aus Kohlenstoff und seinen Verbindungen. Dazu gehören die Fette, die Zucker, die Proteine und die Nucleinsäuren. Ein Zelle besteht zu 70 bis 95 Prozent aus Wasser. Der restliche Anteil jedoch besteht größtenteils aus Verbindungen, die als Basisbaustein Kohlenstoff haben.

Die lebende Materie unterscheidet sich von der unbelebten durch Proteine, DNA, Kohlenhydrate und andere Moleküle, welche alle mit Kohlenstoffatomen aufgebaut sind. In Verbindung mit Atomen anderer Elemente sorgt der Kohlenstoff für eine fast unendliche Vielfalt biologischer Moleküle.

“Organische Stoffe wie Benzin, Arzneimittel, Pestizide und Polymere haben unsere Lebensqualität verbessert. Andererseits hat die unkontrollierte Beseitigung organischer Chemikalien die Umwelt verschmutzt und vergiftet, was zu der Zerstörung von tierischem und pflanzlichem Leben und Verletzungen und Erkrankungen von Menschen geführt hat.”

[2) Vollhardt, K. Peter C., Schore, Neil E. (1995): S. 1.]

Aus diesem Grund ist ein produktionsintegrierter Umweltschutz wichtig.

Umwelt = Wasser ~ Erde ~ Luft

Die Rohstoffe lassen sich in fossile, biogene Rohstoffe wie Erdöl und Erdgas, Kohle und Biomasse einteilen. Es handelt sich dabei heute um unsere wichtigsten Energieträger.
Für die Sicherung der Rohstoffe werden weitere Energiequellen erschlossen. Dazu gehören die Kernenergie, die Sonnen- und Windenergie.

Wir können viele Dinge nicht sehen, riechen oder schmecken ~ Das menschliche Auge kann die Atome, Moleküle, die ablaufenden chemischen Reaktionen nicht wahrnehmen und keine Analysedaten liefern. Hierfür hat der Mensch im Rahmen der naturwissenschaftlichen Forschung Methoden und Analysegeräte entwickelt. Die Laboratorien kümmern sich um die Analytik, ohne die eine Prozeßverbesserung und Sicherheit wie wir sie heute haben nicht möglich wäre. Die vielen Daten aus den Analysen liefern eine Grundlage für detaillierte Berechnungen und ermöglichen die Kontrolle der industriellen Produktion.

Deklaration / Nährwertangaben auf einer Magarine-Packung

Nahrungsmittel: Tagtäglich werden Stichproben aus den am Markt erhältlichen Lebensmitteln gezogen und deren Qualität überprüft. Zudem prüfen die Unternehmen in ihren eigenen Laboratorien kontinuierlich die Qualität der Produkte. Der Verbraucherschutz hat höchste Priorität.

Sind die Lebensmittel richtig deklariert?

Sind keine Grenzwerte an Rückständen überschritten?

Sind krankmachende Keime enthalten?

Nur mit der modernen Analytik können geringe Mengen sichtbar gemacht werden. Auch Salmonellen, Listerien oder E.coli-Bakterien riechen und schmeckennicht, wir Menschen können diese außerdem nicht sehen. Die mikrobiologische Analyse ist der einzige Weg, um heraus zu finden, was drin ist in unseren Nahrungsmitteln.

Die analytische Lebensmittelchemie und rechtliche Vorschriften auf EU-Ebeneeine garantieren uns eine hohe Lebenmittelsicherheit.

Das Deichschaf als Maskottchen meiner Agentur zeigt sich übrigens recht resistent gegenüber pathogenen Keimen. Ihre Arbeit in der Natur hat sie sehr widerstandsfähig gemacht.

“[…] mit unserer Ernährung führen wir dem Körper leider nicht nur wertvolle Stoffe, wie Vitamine und Mineralstoffe zu, sondern nehmen auch Stoffe auf, die in bestimmten Mengen unserer Gesundheit schaden können. Zu solchen Stoffen gehören Umweltkontaminanten, wie zum Beispiel Schwermetalle und Dioxine, die über Verunreinigungen der Luft, des Wassers und des Bodens in die Lebensmittel gelangen können.”

[5) Hensel,  Andreas, Professor Dr. Dr. (2010): Vorwort.]

Die stetig wachsende Bevölkerungsanzahl auf der Erde steht den immer knapper werdenden Ressourcen gegenüber und stellt hohe Anforderungen an die industrielle Produktion von Nahrungsmitteln und anderen Gütern. Die ersten Rohstoffkrisen liegen hinter uns.

“Eine stark wachsende Weltbevölkerung benötigt in Zukunft deutlich mehr Nahrungsmittel und Agrarrohstoffe. Doch die Agrarflächen der Erde sind begrenzt. Eines der dringlichen Ziele in der Landwirtschaft ist es daher, umweltschonend höhere Erträge auf gleichbleibender Ackerfläche zu erzeugen.”

[e) CHEMIE 3 – Die Nachhaltigkeitsinitiative der deutschen Chemie. Nahrungs- versorgung sichern: www.chemiehoch3.de, Stand: 02.10.2013 19:45 Uhr]

Im Jahr 2013 haben drei große Verbände unter dem Dach “Nachhaltigkeitsinitiative Chemie 3” der deutschen chemischen Industrie Leitlinien gesetzt, um nachhaltiges und verantwortungsbewusstes Handeln zu fördern. Diese zeigen den Beschäftigten und Unternehmen der Branche die zwölf wichtigsten Handlungsfelder. Die Nachhaltigkeit wird als fester Bestandteil der Unternehmensstrategie empfohlen. Zwei der Grundprinzipien sind der Schutz von Mensch und Umwelt und die Einhaltung guter Arbeitsbedingungen. Die Initiative beschäftigt sich mit den globalen Herausforderungen und der ökologischen Verträglichkeit der chemischen Industrie. Die Initiative berücksichtigt alle drei Dimensionen der Nachhaltigkeit: Ökonomie, Ökologie und Soziales.

Die Handlungsfelder 8 und 9:

8. Mensch, Umwelt und biologische Vielfalt schützen
Die Unternehmen und Beschäftigten der chemischen Industrie setzen sich weltweit für den Schutz von Mensch, Umwelt und biologischer Vielfalt ein. In einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess haben sie ihre eigenen Prozesse und den gesamten Lebenszyklus ihrer Produkte im Blick. Dabei räumen sie der Produkt- und Anlagen­sicherheit sowie der kontinuierlichen Prozessoptimierung einen hohen Stellenwert ein und handeln im Sinne von Responsible Care. Mit einer frühzeitigen Risikoabschätzung tragen die Unternehmen dazu bei, dass mögliche Sicherheitsrisiken ihrer Produkte und Verfahren entdeckt und vermieden werden können. Bei der Nutzung von biologischer Vielfalt für biotechnologische und pharmazeutische Innovationen suchen die Unternehmen nach Wegen, die wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Belange in Einklang zu bringen.

9. Ressourceneffizienz und Klimaschutz fördern
Die Unternehmen der chemischen Industrie leisten mit einer hohen Energieeffizienz in ihren Anlagen, ressourcenschonenden Verfahren und mit innovativen Produkten für ihre Kunden einen bedeutenden und unverzichtbaren Beitrag zum globalen Klimaschutz. Sie verbessern ihreEffizienz beim Einsatz von Rohstoffen und Energie auch aus wirtschaftlichen Gründen kontinuierlich. Dabei betrachten sie den gesamten Produktlebenszyklus. Die Unternehmen bauen die Nutzung von nachwachsenden und wiederverwertbaren Rohstoffen aus, wo dies technisch möglich und unter wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Aspekten sinnvoll ist. Ein verantwortungsvoller Umgang mit den natürlichen Lebensräumen bei der Gewinnung von Rohstoffen hat eine hohe Bedeutung.”

[e) CHEMIE 3 – Die Nachhaltigkeitsinitiative der deutschen Chemie: www.chemiehoch3.de, Stand: 02.10.2013 19:45 Uhr]

Den richtigen Kurs einschlagen und halten. Mit Kommunikation.

Den richtigen Kurs einschlagen und halten. Mit Kommunikation.

Weitere Informationen finden Sie in den Beiträgen, die folgen werden.

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