Was sind Umweltwirkungen?

Was sind Umweltwirkungen? Ihr wisst ja vermutlich, dass ich mich beruflich im Bereich Strategieberatung und Nachhaltigkeit für tolle Unternehmen oder Organisationen wie die Berliner Philharmoniker bewege.

Ich finde es gerade recht passend, Euch an einem irre wichtigen und sehr mächtigen Thema teilhaben zu lassen: Den sogenannten Umweltwirkungen und den Planetaren Grenzen. Aber auch Themen wie Mikroplastik spielen in diesem komplexen Spannungsfeld eine wichtige Rolle und liefern gehörig negativen Impact.

In meinen Augen ist das Nachfolgende totales Grundlagenwissen, um die komplexen Zusammenhänge unserer Welt und insbesondere die damit verbundenen Herausforderungen für die Zukunft zu verstehen. Ich habe versucht, das Thema so griffig wie möglich aufzuschlüsseln und zu erklären. Also, here we go:

Definition Umweltwirkungen

Unter Umweltwirkungen (oder Umweltauswirkungen) versteht man im Allgemeinen die Reaktion der Umwelt auf verursacherbezogene Umwelteinwirkungen. Sie verhalten sich somit wie Ursache und Wirkung und bedingen in der Regel einander.
Neben primären Umweltwirkungen als direkte Reaktion auf die Eingriffe in den Naturhaushalt können häufig weitere Folgewirkungen auftreten. Ausgehend von der Art der Einwirkungen auf die Umwelt sind starke Variationen der Reaktionen möglich.

Umweltwirkungen können
• positiv oder negativ auf das Ökosystem wirken
• reversibel bzw. irreversibel sein
• kurz-, mittel- bzw. langfristig auftreten
• ständig bzw. nur vorübergehend vorhanden sein
• aufgrund von Anreicherung verstärkt wirken
• sich gegenseitig beeinflussen (verstärkend oder abschwächend)

Generell ist jede Veränderung, egal ob positiv oder negativ, die ganz oder teilweise infolge von menschlichen Tätigkeiten hervorgerufen wird, als Umweltwirkung zu verstehen.

Positiv auf die Umweltsituation wirken sich z. B. neue Technologien zur Energieeinsparung, der Einsatz von Substituten, der Ausbau von Abwasserkläranlagen usw. aus. Maßgeblich für die Intensität einer negativen Wirkung auf die Umwelt ist der betroffene Raum und der Zustand des Ökosystems. In gewissem Grad besitzt das Ökosystem, nach seiner jeweiligen Empfindlichkeit, die Fähigkeit die Belastung zu kompensieren. Für die Beurteilung der Umweltauswirkungen, z. B. ausgehend von Unternehmen, sind verschiedene räumliche Betrachtungsebenen heranzuziehen, da die Schädigung meist nicht nur lokal eintritt, sondern regional oder sogar global Einfluss nehmen kann.

Eine negative Umweltauswirkung ist beispielsweise die Überdüngung von Böden. Eine einseitige und unsachgemäße Düngung kann primär zu Schäden der Pflanzen und der Bodenmikroflora und -fauna führen. Eine Überdüngung kann weiterhin eine Eutrophierung im Grundwasser und in Oberflächengewässern zur Folge haben. Nicht nur die Funktionalität von Ökosystemen kann durch verschiedene Umwelteinwirkungen beeinträchtigt werden, auch das Wohlbefinden und die Gesundheit des Menschen reagieren mehr oder minder sensibel auf bestimmte Belastungen.
Die Nutzung natürlicher Ressourcen ist mit Emissionen und anderen Umweltwirkungen verbunden – und das entlang des gesamten Lebenszyklus von Produkten. Außerdem können knapper werdende Ressourcen und schwankende Rohstoffpreise zu starken wirtschaftlichen und sozialen Verwerfungen führen. Ressourcennutzung hat somit teilweise nicht unerhebliche Folgen .

Prinzipiell gilt, jede Entnahme und Aufbereitung eines Rohstoffes hat Auswirkungen für die Umwelt: Bodendegradierung, Wasserknappheit, Verlust der biologischen Vielfalt, Beeinträchtigung der Ökosystemfunktionen oder Verstärkung des Klimawandels können die Folge sein. Aber auch die Nutzung der aus den Rohstoffen hergestellten Produkte ist zumeist mit der Freisetzung von Treibhausgasen, der ⁠Emission⁠ von Schadstoffen oder der Beeinträchtigung von Ökosystemen und der biologischen Vielfalt verbunden. Produkte benötigen Energie, Wasser oder Fläche für Transport, Vertrieb und Nutzung. Bei unsachgemäßer Nutzung können Schadstoffe entweichen und gelangen so in Wasser, Boden oder Luft .

Die uns derzeit bekannten und relevanten Umweltwirkungen (UW) sind:

• Klimawandel (CO2)
• Trinkwasserverbrauch (Süßwasser)
• Erschöpfung fossiler Ressourcen
• Biodiversitätsverlust
• Bildung von Feinstaub
• Süßwasser-Eutrophierung
• Salzwasser-Eutrophierung
• Terrestrische Versauerung und Eutrophierung
• Abbau der Ozonschicht
• Erschöpfung von Metallressourcen
• Ionisierende Strahlung
• Landverbrauch
• Sonstige Umweltwirkungen bzw Impacts
– Mikroplastik
– Materialgesundheit

Inklusive „Mikroplastik“ sind es insgesamt 13 verschiedene Umweltwirkungen, die alle in hohem Maße miteinander verzahnt sind, in Abhängigkeit stehen und sich gegenseitig beeinflussen.

Definition Planetare Belastbarkeitsgrenzen

Um die verschiedenen Umweltwirkungen richtig einordnen zu können, gehen wir zunächst auf eine höhere Ebene:
Konsum und Produktion müssen innerhalb der sogenannten Planetaren Grenzen stattfinden – genauer: Den Planetaren Belastungsgrenzen oder Belastbarkeitsgrenzen.
Ein Kreis von etwa 30 internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern um Johan Rockström vom Stockholm Resilience Centre publizierte im Jahr 2009 den Fachartikel „A safe operating space for humanity“ und formulierte darin für neun zentrale natürliche Systeme und Prozesse „planetare Belastbarkeitsgrenzen“ (engl. planetary boundaries). Ein Teil des Autorenteams legte im Jahr 2015 eine Aktualisierung und Fortentwicklung vor. Durch diese Veröffentlichungen erhielt die Debatte über die ökologische Tragfähigkeit der Erde in den vergangenen Jahren in der Fachwelt große Aufmerksamkeit. Die Definition ökologischer Belastbarkeitsgrenzen basiert dabei einerseits auf naturwissenschaftlichen Erkenntnissen, andererseits auf der Anwendung des Vorsorgeprinzips .

Als Planetare Belastbarkeitsgrenzen werden von den insgesamt neun identifizierten insbesondere die folgenden bezeichnet

Rückgang der biologischen Vielfalt
Veränderung des Klimas und Reduzierung der Waldflächen
Nutzung von Süßwasser, Ozonverlust in der Stratosphäre und Versauerung der Meere
Aerosolgehalt der Atmosphäre

Relevante Umweltwirkungen:

Klimawandel (CO2)

Der Klimawandel ist das drängendste Problem und entscheidende Thema unserer Zeit. Er beeinflusst weltweit maximal den weiteren Verlauf unserer Zukunft auf der Erde.

Wir befinden uns an einem entscheidenden Punkt – der sogenannte „Kipp-Punkt“, der Punkt, nach dem der negative Verlauf unumkehrbar ist, steht nach Ansicht vieler Experten bevor.

Aus Sicht der Planetaren Belastbarkeitsgrenzen hat die Menschheit den sicheren Handlungsraum bereits verlassen und setzt sich einem erhöhten Risiko nicht tolerierbarer ökologischer, wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Folgen aus.
Es ist also unausweichlich, die Klimaziele mit aller Macht anzustreben.
Die Vereinten Nationen haben 2016 die Agenda 2030 mit ihren 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) vorgelegt. Sie ist ein globaler Plan zur Förderung nachhaltigen Friedens und Wohlstands und zum Schutz unseres Planeten. Der Rettung des Klimas kommt dabei eine besonders wichtige Aufgabe zu, da der Klimawandel enorm komplexe, globale Auswirkungen nach sich zieht.

Das am häufigsten vorkommende Treibhausgas CO2 wurde als Hauptverursacher des Klimawandels identifiziert.
Kohlenstoffdioxid (CO2) ist ein farb- und geruchloses Gas. Es entsteht bei der Verbrennung von Holz und fossilen Brennstoffen wie Erdöl, Kohle und Erdgas. Diese haben sich vor Millionen Jahren aus Pflanzenresten gebildet und enthalten Kohlenstoff, der bei der Verbrennung zu Kohlenstoffdioxid oxidiert und freigesetzt wird.
CO2 ist das wichtigste Treibhausgas, das in der Atmosphäre für einen natürlichen Treibhauseffekt sorgt, ohne den die Erde ein unwirtlicher Eisplanet wäre. Die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre hat sich jedoch in den letzten Jahrzehnten durch das Verbrennen fossiler Rohstoffe wie Kohle, Öl, Gas, Benzin und durch Brandrodungen ständig erhöht (> siehe auch „Erschöpfung fossiler Ressourcen“). Und steigt weiter an. Dies zeigten zuletzt auch die aktuellen Zahlen der UN anlässlich der Weltklimakonferenz COP29 in Baku, Aserbaidschan.

Die Erhöhung der CO2-Konzentration bewirkt, dass mehr Wärme zurückgehalten wird als notwendig: Die Temperatur auf der Erde steigt an.

Neben CO2 gibt es noch weitere Treibhausgase, die z.T. noch weit gefährlicher sind.
Das Klima-Expertengremium der Vereinten Nationen (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) definierte das Global Warming Potential (GWP), also das Treibhauspotenzial, um die Klimawirkung unterschiedlicher Treibhausgase vergleichbar zu machen. Ziel des Index ist es, einen Vergleich über einen festgelegten Zeitraum (meist 100 Jahre) zu ermöglichen. Als Einheit des GWPs wurden CO₂-Äquivalente festgelegt. Um dem bedeutendsten Treibhausgas für den Menschen Rechnung zu tragen, erhielt CO₂ den GWP-Wert 1.

Neben Kohlenstoffdioxid (CO₂) gibt es weitere klimarelevante Treibhausgase:

• Methan (CH4), Hauptbestandteil von Erdgas
• Lachgas (N2O)
• Fluorkohlenwasserstoffe (FKW)
• Perfluorierte Kohlenwasserstoffe (PFC)
• Schwefelhexafluorid (SF6)
• Stickstoff-Trifluorid (NF3)

Diese Gase haben eine deutlich höhere negative Klimawirkung als Kohlenstoffdioxid. Beispielsweise ist Methan pro Molekül 28-mal schädlicher fürs Klima als CO2. In CO2-Äquivalenten ausgedrückt, hat es ein GWP von 28 .

Als CO₂-Senke bezeichnet man natürliche Ökosysteme oder geologische Reservoirs, die CO₂ aufnehmen (z.B. Wälder, Böden, Moore, Meere, Pflanzen). Durch die Photosynthese entziehen Pflanzen der Atmosphäre CO₂ und lagern den Kohlenstoff (C) als Bestandteil von Zellulose ein – je nach Lebensalter der Pflanze über Jahrhunderte. Zeitweilig oder dauerhaft nimmt die Senke mehr Kohlenstoffdioxid auf, als sie abgibt .

Um die mittlere Erderwärmung effektiv auf maximal 1,5 Grad zu begrenzen, müssen laut Weltklimarat Treibhausgase nicht nur eingespart sondern zwingend auch aktiv der Atmosphäre entzogen werden. Hierfür können natürliche Kohlenstoffspeicher („nature based solutions“) aufgebaut oder technische Maßnahmen umgesetzt werden – hierbei spricht man auch von Technologien für negative CO₂-Emissionen. Beide Ansätze ermöglichen es, der Atmosphäre Treibhausgase zu entziehen, was als „Carbon Dioxide Removal“ (CDR) bezeichnet wird .

Ressourceneffizienz zur Erreichung der Klimaschutzziele ist ein anderer wichtiger Ansatz: Schonung von Primärrohstoffen und die Ausweitung von Sekundärrohstoffen durch Recycling sind eine wichtige Möglichkeit, auf Produktionsebene in verschiedenen Stufen aktiv CO2 einzusparen.
Umfassend zirkuläre Konzepte wie Cradle To Cradle liefern hier Vorlagen – weg von der linearen Wertschöpfung nach take-make-waste und einem Produktlebenszyklus, an dessen Ende („end of life“) die thermische, CO2-emittierende Verwertung steht.

Für Unternehmen bedeutet das: Die lückenlose Ermittlung und Berechnung der CO2-Emissionen auf Produkteben (PCF Product Carbon Footprint) und auf Unternehmensebene (CCF Corporate Carbon Footprint) entlang ihrer gesamten Wertschöpfungskette und die aktive CO2-Reduktion insbesondere produktionsseitig sowie wenn nötig, eine ergänzende Kompensation durch qualitativ hochwertige Klimaschutzprojekte.

Der EU Green Deal und der daraus resultierende, umfassende European Sustainability Reporting Standard (ESRS) beinhaltet unter ESRS E1 Klimaschutz als zwingend und ausnahmslos für alle Unternehmen in allen Branchen.

Trinkwasserverbrauch (Süßwasser)

Wasser ist nach Einschätzung der Vereinten Nationen das wertvollste Gut der Menschheit.

Wasserknappheit, Wassermangel und Wasserunsicherheit bis hin zu Wasserstress sind die Begriffe unserer Zeit – und ein immer drängenderes Problem weltweit, insbesondere im globalen Süden. Aber auch in anderen Teilen der Erde, sogar in Deutschland, zeigt sich eine zunehmende Tendenz bei der Wasserknappheit. Immer heißere und trockenere Sommer begünstigen diese Entwicklung. Mehr als 70 Prozent des deutschen Trinkwassers wird aus Grundwasser gewonnen. Doch der Grundwasserspiegel sinkt – die Dürrejahre von 2018 bis jetzt haben einen entscheidenden Anteil daran. Insbesondere die Landwirtschaft leidet durch stetig zunehmende Ernteausfälle.

Dass in Deutschland das Trinkwasser knapp ist, scheint kaum vorstellbar. Jedoch zeigen Satellitendaten des Grace-Satelliten vom Global Institute for Water Security in Kanada (GIWS), der National Aeronautics and Space Administration (Nasa) und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR): Deutschland verliert jährlich 2,5 Kubikkilometer Süßwasser .

Deutschland gehört damit zu den Ländern mit den höchsten Wasserverlusten.

Auf der Verbrauchsseite zeigt sich in Privathaushalten eine Abnahme des Pro-Kopf-Wasserbrauchs in den letzten Jahrzehnten.
Auf Industrieseite, insbesondere in Produktionen liegt die Problematik einerseits im steigenden direkten Wasserverbrauch – insbesondere aber im indirekten Verbrauch des sogenannten „virtuellen Wassers“. Das ist die Wassermenge, die für den Anbau, die Herstellung eines Lebensmittels oder Produkts verwendet, verdunstet oder verschmutzt wird, insbesondere durch wasserintensive Ressourcen und Produkte wie Kaffee, Fleisch, Baumwolle oder Technik.

Der Konsum von Waren und Dienstleistungen verursacht in der Regel entlang der Wertschöpfungsketten erhebliche umweltbezogene Auswirkungen einschließlich solcher auf die Ressource Wasser. Als einer der fünf größten Konsumierenden-Märkte weltweit ist Deutschland somit mitverantwortlich für wasserbezogene Umweltwirkungen .
Mit dem sogenannten „Wasserfußabdruck“ (water footprint) lassen sich näherungsweise die wasserbezogenen Umweltwirkungen in Zahlen fassen. Im Gegensatz zum direkten Wasserverbrauch rechnet der Wasserfußabdruck auch das indirekt genutzte Wasser mit ein.

Die in Produkten versteckte Wassermenge wird häufig als „virtuelles Wasser“ bezeichnet. Der Wasserfußabdruck ist die gesamte Menge Wasser, die Nationen, Unternehmen oder Verbraucherinnen und Verbraucher in Anspruch nehmen. Das Besondere des Konzepts ist, dass die Wassermenge, die in den Herstellungsregionen für die Produktion eingesetzt, verdunstet oder verschmutzt wird, mit dem Konsum dieser Waren im In- und Ausland in Verbindung gebracht wird.
Das Einteilen des gebrauchten Wassers in Kategorien ist dabei für eine spätere Bewertung des Wasserfußabdrucks hilfreich.

–>> „Grünes Wasser“ ist das natürlich vorkommende Boden- und Regenwasser, welches von Pflanzen aufgenommen und verdunstet wird. Es ist relevant für landwirtschaftliche Produkte.

–>> „Blaues Wasser“ ist Grund- oder Oberflächenwasser, das zur Herstellung eines Produktes genutzt wird und nicht mehr in ein Gewässer zurückgeführt wird. In der Landwirtschaft wird es verwendet, wenn Felder künstlich bewässert werden müssen.

–>> „Graues Wasser“ beschreibt die Wassermenge, die nötig wäre, um Gewässerverunreinigungen so weit zu verdünnen, dass die Wasserqualität den gesetzlichen oder vereinbarten Anforderungen entspricht.

Sowohl in der Industrie als auch in der Landwirtschaft fällt graues Wasser an. Durch Herstellungsprozesse oder durch die Verwendung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln können Schadstoffe in Böden und Gewässer gelangen.
In der industriellen Produktion und in der Landwirtschaft wurden viele Abläufe optimiert und dadurch Wasser gespart. Doch der reduzierte Verbrauch führte nicht zwangsläufig zu weniger Schadstoffen in den Gewässern. Um den „grauen“ Wasserfußabdruck zu verringern, muss zusätzlich der Schadstoffeintrag in die Gewässer reduziert werden .
Weltweit ist die Wasserunsicherheit in rund 80 Ländern bereits hoch oder extrem hoch und
rund 80 % des globalen Abwassers werden unbehandelt in die Umwelt geleitet. Das ist nicht nur eine starke ökologische Belastung, sondern verdeutlicht, dass die Potenziale der Kreislaufwirtschaft in Bezug auf Wasser noch zu wenig genutzt werden.

Erschöpfung fossiler Ressourcen

Fossile Ressourcen sind Erdöl, Erdgas und Kohle. Sie sind über Milliarden von Jahren durch hohen Druck aus Fossilien entstanden.

Sie alle sind im Gegensatz zu Wind-, Wasser- und vor allem Sonnenenergie, nur begrenzt vorhanden. Sind sie einmal aus der Erde geschöpft und genutzt, sind sie aufgebraucht. Sie können sich nicht regenerieren. Außerdem binden alle CO2, welches durch, meist aufwändige Förderung und Verarbeitung freigesetzt wird.

Erdöl zählt zu den wertvollsten fossilen Ressourcen. Erdöl gilt aber auch als einer der klimaschädlichsten Rohstoffe der Welt. Laut der US-Energiebehörde EIA ist die Verbrennung von Öl in Autos, Fabriken und Kraftwerken für 36 % aller CO2-Emissionen verantwortlich. Vor dem Hintergrund des Klimawandels ist ein Ausstieg aus der Ölförderung bis 2050 nötig.
Erdöl ist aber nicht nur Energiequelle sondern auch wichtiger Ausgangs-Rohstoff für die Produktion von konventionellem Kunststoff wie Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyester (PES), um die wichtigsten Polymere in diesem Themenkontext zu nennen.
Da Kunststoffe in der modernen Welt unverzichtbar sind, sind also dringend alternative Ausgangsrohstoffe benötigt. Davon gibt es bereits einige, wie pflanzliche Ressourcen oder auch Abfälle wie Speisefette, Altöle oder Klärschlamm.
Diese sogenannten Biobasierten Kunststoffe, wie bspw. Polylactid (PLA) oder das methanbindende Polyhydroxyalkanoate (PHA) bieten großes Potential, je mehr Ausgangsrohstoffe identifiziert, zugänglich und verarbeitbar – im Optimalfall pflanzliche Produktionsüberreste, Abfälle bis hin zu Altöl und Klärschlamm – gemacht werden können
Im Optimalfall sind diese Kunststoffe nicht nur 100% recyclebar, sondern auch kompostierbar und damit weniger oder im besten Falle gar nicht umweltschädlich, wenn sie in die freie Natur gelangen.

Biodiversitätsverlust

Biodiversitätsverlust umfasst die Abnahme von Artenvielfalt und beschleunigtes Aussterben, den Schwund genetischer Vielfalt und die Beeinträchtigung von Ökosystemfunktionen.
Die Biodiversität nimmt weltweit insgesamt kontinuierlich ab – einige Beispiele:

• Von knapp 97.000 Tier- und Pflanzenarten auf der Roten Liste der Weltnaturschutzunion IUCN (International Union for Conservation) sind im Jahr 2018 27.000 vom Aussterben bedroht
• Wissenschaftler haben berechnet, dass heute jedes Jahr hundertmal mehr Wirbeltiere aussterben als unter normalen Bedingungen ohne Einfluss des Menschen. So sind seit dem Jahr 1500 etwa 600 Wirbeltierarten in der Natur ausgestorben, davon rund 500 seit 1900. In den letzten hundert Jahren sind so viele Vogelarten verschwunden wie in den 3000 Jahren zuvor.
• Heute leben 60 Prozent weniger Wirbeltiere auf der Erde als noch 1970. In Süd- und Mittelamerika beträgt der Rückgang sogar fast 90 Prozent.
• Die Menge an Fluginsekten in Deutschland ist seit 1989 um mindestens 75 Prozent zurückgegangen .
Biodiversität bezieht sich auf alle ökologischen Systeme an Land, im Wasser und in der Luft.

Auf der Weltnaturkonferenz COP15 in Montreal 2022 hat die internationale Staatengemeinschaft eine neue globale Vereinbarung zum Schutz der Natur getroffen, das „Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework“.

Die Vision: Im Jahr 2050 soll der Mensch vollkommen im Einklang mit der Natur leben. Bis 2030 soll der Verlust der biologischen Vielfalt gestoppt und der Trend umgekehrt werden. Dafür setzen sich die Staaten vier langfristige Ziele bis 2050 (Goals) und 23 Ziele, die sie bis 2030 gemeinsam erreichen wollen (Targets). Sie vereinbaren, wie sie diese Ziele umsetzen, wie sie den Stand der Umsetzung kontrollieren, und wie die Umsetzung finanziert wird. Mindestens 30 Prozent der weltweiten Land- und Meeresfläche soll unter effektiven Schutz gestellt werden, vor allem Gebiete mit hoher biologischer Vielfalt, die besonders schützenswert sind. 30 Prozent der geschädigten Ökosysteme an Land und im Meer sollen bis 2030 renaturiert werden (Target 2) .

Der Rückgang der biologischen Vielfalt und deren Folgen lassen sich aus Sicht der Planetaren Belastbarkeitsgrenzen folgendermaßen umreißen: Im Hinblick auf die abnehmende Intaktheit der Biosphäre durch den Rückgang der biologischen Vielfalt sowie im Hinblick auf die Störung der Nährstoffkreisläufe von Stickstoff und Phosphor als Beispiel biogeochemischer Flüsse hat sich die Menschheit weit vom sicheren Handlungsraum entfernt und setzt sich einem hohen Risiko negativer ökologischer, wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Folgen aus .

Eine besondere Bedeutung kommt dem Boden zu – nicht zuletzt da auf und mit ihm Landwirtschaft betrieben wird und unsere Nahrungsmittel angebaut werden. Aber er kann weit mehr als das:
„Wir müssen den Boden als ökologisches Netzwerk begreifen“, ergänzt Dirk Messner, Präsident des ⁠UBA⁠. „Ein gesunder Boden speichert und filtert unser Wasser für die Trinkwasserversorgung, schützt uns vor Hochwasser, stellt Nährstoffe bereit und lässt Nahrungsmittel wachsen. Er ist auch ein nachhaltiger CO2-Speicher, was im Kampf gegen den ⁠Klimawandel⁠ mehr Aufmerksamkeit verdient.“

Ein großes Problem ist die zunehmende Eintragung von sogenannten persistenten Stoffen. Sie reichern sich in Böden kontinuierlich an, weil sie biologisch oder chemisch nicht abbaubar, das heißt persistent sind. Aktuelle Beispiele sind die beiden Stoffgruppen menschengemachte Kohlenstoff-Polymere (das heißt Plastik) und per- und polyfluorierter Verbindungen (sogenannte PFAS) .

Ein anderes Problem sind Pestizide, die in der Landwirtschaft eingesetzt, einerseits die Böden belasten und andererseits für ein Insektensterben sorgen – in dessen Verlauf wichtige biologische Kreisläufe unwiederbringlich unterbrochen werden: Fehlende Bienen sorgen für nicht bestäubte Pflanzen – Ernten bleiben aus. Durch zunehmende Monokulturen in der Landwirtschaft werden die Lebensräume für Tiere und Pflanzen zudem stark beeinträchtigt.

Entwaldung ist ein weiterer Faktor: Im Zeitraum 1990 bis 2020 sind weltweit 420 Millionen Hektar Wald verloren gegangen – eine Fläche größer als die EU. Ein erheblicher Teil dieses Waldverlusts geht auf legale Entwaldung zurück.
Entwaldung und Waldschädigung sind wichtige Treiber des Klimawandels (IPCC: 11 % der Treibhausgasemissionen) und des Biodiversitätsverlusts. Rund 90 % der Entwaldung wird durch die Ausdehnung landwirtschaftlicher Flächen hervorgerufen, die mit einer Reihe von Rohstoffen verbunden ist.

Die EU-Entwaldungs-Verordnung (EU Deforesting Regulation EUDR) liefert das Regelwerk – eine der wichtigsten Aussagen: Nur Produkte, die sowohl entwaldungsfrei als auch legal sind, werden auf den EU-Markt zugelassen oder von diesem exportiert. Regionale Leuchtturmprojekte wie bspw. die belgische Region Flandern setzt konkrete Maßnahmen in ganz Flandern gezielt gegen den Biodiversitätsverlust um.

Bildung von Feinstaub

Feinstaub steht in dem Ruf, in hohem Maße gesundheitsschädigend (krebserregend, mutagen) zu sein.
Feinstaub wird vor allem durch menschliches Handeln erzeugt: Primärer Feinstaub entsteht durch Emissionen aus Kraftfahrzeugen, Kraft- und Fernheizwerken, Öfen und Heizungen in Wohnhäusern, bei der Metall- und Stahlerzeugung oder auch beim Umschlagen von Schüttgütern.

Er kann aber auch natürlichen Ursprungs sein (beispielsweise als Folge von Bodenerosion).
In Ballungsgebieten ist der Straßenverkehr die dominierende Staubquelle. Dabei gelangt Feinstaub nicht nur aus Motoren – vorrangig aus Dieselmotoren – in die Luft, sondern auch durch Bremsen- und Reifenabrieb sowie durch die Aufwirbelung des Staubes von der Straßenoberfläche .

Süßwasser-Eutrophierung

Süßwasser-Eutrophierung zeigt sich in Form von trübem Wasser, giftiger Algenblüte, Sauerstoffmangel und Verlust der Artenvielfalt (>>> siehe auch „Biodiversitätsverlust“) in Seen und Flüssen. Sie wird hervorgerufen durch ein Überangebot von Nährstoffen wie Phosphat und Stickstoff (Nitrat). In der Regel gelangen diese Stoffe als Einträge aus der Landwirtschaft sowie aus kommunalen Kläranlagen und Industrie in die Gewässer.

Durch die Flüsse überträgt sich die Eutrophierung auch in das Salzwasser der Meere und sorgt hier z.B. zu einem erhöhten Wachstum einzelliger Algen (Phytoplankton). Diese nehmen anderen Pflanzen wie Seegras, einem der wichtigsten CO2-Speicher, das Licht – der Abbau der Algen durch sauerstoffzehrende Bakterien sorgt wiederum für ein Sterben von Lebewesen, insbesondere am Meeresboden (Muscheln, Seesterne etc.) und in der Folge für Fischsterben.
Es kommt also insgesamt zu einem umfassenden und möglicherweise unumkehrbaren Biodiversitätsverlust in Flora und Fauna ( > siehe auch „Biodiversitätsverlust“)

Salzwasser-Eutrophierung

Die Meere sind vorrangig durch zwei Faktoren überlastet und geschädigt:

Kunststoffabfälle
das übermäßige Vorkommen schädlicher Algenformen ( > siehe auch „Süßwasser-Eutrophierung“).

Aktuell gelangen Kunststoffabfälle in einer Menge von ca. 4,8 – 12,7 Millionen Tonnen jedes Jahr in die Weltmeere – Tendenz steigen. Drei Viertel des gesamten Mülls besteht aus Kunststoff.
Er tritt besonders geballt in Form von sogenannten „Garbage Patches“ auf, die sich durch Strömungen und Strudel in den Weltmeeren formieren. Der „Great Pacific Garbage Patch“ umfasst inzwischen eine Fläche von rund 1,6 Millionen Quadratkilometern und ist damit viermal so groß wie Deutschland.

Der Kunststoffmüll tritt in Form von größeren Teilen wie Tüten, PET-Flaschen, Kanistern, Fischernetze (sogenannte „Geisternetze“), Feuerzeuge, Zigarettenkippen, Strohhalme, bis hin zu klein- und kleinsteiligen Partikeln und insbesondere Mikroplastik auf. Hierbei handelt es sich vorrangig um sekundäres Mikroplastik, das aus Zerfall und Abrieb der größeren Kunststoffteilen entsteht ( > siehe auch „Mikroplastik“).

Zudem verwechseln Tiere wie Seevögel oder Meeresschildkröten herumwabernde Tüten oder bunte Kunststoffteile mit Nahrung und verenden qualvoll durch Ersticken oder im Verdauungstrakt festsitzende Teile. „Es wird geschätzt, dass bis 2050 fast jeder Meeresvogel Plastikteile im Magen haben wird, wenn die Entwicklung so weitergeht.“

Allen Kunststoffen gemein ist, dass sie bis zu 500 Jahre in der Natur verbleiben können. Im „Plastik-Bericht“ des WWF wird davor gewarnt, dass sich die Kunststoffproduktion bis 2040 verdoppeln und die Kunststoffverschmutzung verdreifachen wird.
„Die Abfallmengen im Meer bleiben trotz Anzeichen einer Verbesserung hoch. Mikroplastik ist überall zu finden. Meereslebewesen kommen häufig durch Verstrickung und Aufnahme von Müllteilen zu Schaden. Die Nährstoffeinträge sind weiterhin zu hoch und führen zur Überdüngung (⁠Eutrophierung⁠) küstennaher Gebiete. Die Auswirkungen des Klimawandels sind bereits deutlich messbar.

In Folge haben die Freiwasser-Lebensräume im ⁠OSPAR⁠-Meeresgebiet in den vergangenen 60 Jahren weitreichende Änderungen erfahren, beispielsweise in der Artenzusammensetzung und dem Vorkommen des Phyto- und Zooplanktons. Die Lebensräume am Meeresboden sind zudem durch die bodenberührende Grundschleppnetzfischerei geschädigt. Die Verschmutzung durch gefährliche Stoffe bereitet weiterhin Anlass zur Sorge.“

Terrestrische Versauerung und Eutrophierung

Schwefel- und Stickstoffeinträge aus der Luft tragen zur Versauerung und Eutrophierung von Böden und Ökosystemen bei.
Dieses kann langfristig zu einem Nährstoffungleichgewicht in Böden, dadurch einem schlechterem Pflanzenwachstum und damit letztendlich zu einem Verlust an biologischer Vielfalt führen (> siehe auch „Biodiversitätsverlust“)

Abbau der Ozonschicht

Ohne Ozonschicht wäre ein Leben auf der Erde, so wie wir es kennen, nicht möglich. Sie schützt alles Leben vor den negativen Auswirkungen der Sonne und ihren Strahlen.

Die stratosphärische Ozonschicht kann durch langlebige chlor- und bromhaltige Verbindungen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Halon (Halogenkohlenwasserstoffe) geschädigt werden. Zum Schutz der Ozonschicht wurde deshalb im Jahr 1987 das „Montrealer Protokoll“ unterzeichnet. Dies wurde in Europa und Deutschland durch verschiedene Verordnungen umgesetzt.

Experten der UN gehen davon aus, dass sich die Ozonschicht bei konsequenter Verfolgung der Verordnungen und Einhaltung der Verbote bis etwa 2066 in der Antarktis, bis 2045 in der Arktis und bis 2040 im Rest der Welt auf den Stand von 1980 erholen und das Ozonloch sich vollständig schließen kann. Dadurch könnte der Erderwärmung und somit dem Klimawandel aktiv entgegengewirkt werden .

Erschöpfung von Metallressourcen

Immer mehr Produktion von Gütern erfordert immer mehr Ressourceneinsatz. Mineralien werden dem Boden entnommen, Kraftstoffe und Metalle benötigt. Abgerodete Wälder, trockene Böden und natürliche Treibhausgase sind die Folge. (> siehe auch „Biodiversitätsverlust“ und „Klimawandel“)
Seltene Erden und Edelmetalle gehören zu den wichtigsten Rohstoffen, denn sie bilden die Basis der gesamten Elektroindustrie.

Lithium ist das leichteste Metall der Welt. Weltweit belaufen sich die Ressourcen von Lithium auf ein Volumen von rund 77 Millionen Tonnen im Jahr 2019.
Bis in die 90er Jahre fand Lithium als Spezialmetall Anwendung in Metalllegierungen. Mit der Entwicklung der Lithium-Ionen-Akkus erfuhr das Metall einen wahren Hype. Ob Smartphones, Laptops oder Akkuschrauber: In jedem Device findet sich mittlerweile Lithium.

Die Elektromobilität macht den Rohstoff zum Massenprodukt. Seit 1999 hat sich die Förderung versechsfacht. Vor allem in Chile, Bolivien und Argentinien befinden sich 70 % der Reserven. Lithium lagert dort in Salzpfannen. Doch die Situation ist wie bei vielen anderen Rohstoffen ähnlich: Ersetzen Lithium-Ionen-Akkus zunehmend Erdöl, wird auch diese Quelle eines Tages knapp.

Aluminium ist das dritthäufigste Element der Erdkruste (nach Sauerstoff und Silicium) und das am meisten genutzte Metall der Welt. Herausfordernd ist jedoch die Lösung des Aluminiums aus dem Bauxit, denn dafür ist pro Kilogramm eine Energiemenge von bis zu 18 Kilowattstunden nötig .

Ionisierende Strahlung

Ionisierende Strahlung kann durch Radioaktivität auftreten – betrifft also die Stromerzeugung durch Atomkraftwerke, den Transport von nuklearem Material (z.B. Brennstäbe) und dessen Endlagerung.
Wenn ionisierende Strahlung auf lebende Zellen oder Organismen trifft, kann sie durch diese Ionisationsvorgänge oder durch andere Veränderungen an Molekülen Schäden in den Zellen, Geweben und Organismen hervorrufen. So kann Strahlung direkt Biomoleküle der Zelle, wie zum Beispiel Proteine oder DNA (Moleküle, die die Erbinformation tragen) schädigen .

Landverbrauch

Landverbrauch oder Flächenverbrauch ist eine Umweltwirkung mit zunehmender Relevanz und Brisanz, in mehreren Dimensionen und insbesondere in Ballungszentren. Gerade im konkreten Kontext Flächenversiegelung durch Bebauung oder einer fehlenden Resistenz städtischer Strukturen gegen Hitzewellen oder Extremwetter gerät diese Umweltwirkung immer häufiger in den Fokus.
Im Allgemeinen beschreibt der Begriff alle Umweltwirkungen, die durch menschliches Handeln in Form von Landnutzung erzeugt werden: Entwaldung, Tierhaltung, Bebauung – verbunden mit Themen wie Klimawandel oder Biodiversitätsverlust. (> siehe auch „Klimawandel“ und „Biodiversitätsverlust“).

Der Begriff Flächenverbrauch wird häufig in Bezug auf Nutzung und Versiegelung von Boden in Industrieländern verstanden.
Der Begriff Landverbrauch ist aber auch im Kontext des Abbaus von Rohstoffen (Mining) wie Kohle, Gestein, Sand, etc relevant.

Weiterhin wird der Begriff Landverbrauch auch eingesetzt bezogen auf die alternative Nutzung von Agrarflächen. Bezogen auf den Anbau von z.B. Soja oder Mais – und deren Einsatz als Futtermittel für Tiere (Massentierhaltung) oder Ersatz für Erdöl in der Kunststoffproduktion eingesetzt, wird dies kritisch gesehen, da stattdessen auf den Flächen Nahrungsmittel für den menschlichen Verzehr angebaut werden könnten. Jedoch muss zugleich bedacht werden, dass große Mengen angebauter Nahrungsmittel jedes Jahr vernichtet werden. Die steigenden Weltbevölkerung und ein gleichzeitig damit einhergehender weltweit zunehmender Verzehr von Fleisch erzeugt in jedem Fall einen großen Druckpunkt: Rund 80% der Agrarböden weltweit werden inzwischen dafür verwendet, Tierfutter zu produzieren (Quelle: Welt am Sonntag, 04.04.2025).

Sonstige Umweltwirkungen

Ergänzend werden hier noch Mikroplastik und Materialgesundheit aufgeführt. Beide sind keine Umweltwirkungen im klassischen Sinne, haben aber starken Einfluss auf diese bzw. gehen mit bestimmten Umweltwirkungen einher.
Sie finden deshalb Erwähnung und werden unter Impact-Bedingungen betrachtet:

Mikro- und Nanoplastik (MNP)

Mikroplastik ist unbestritten eines der größten und drängendsten Probleme der heutigen Zeit – und ein Effekt steigender Kunststoffabfälle, insbesondere jener, die nicht verwertet werden, sondern unsachgemäß in der Natur (und insbesondere in den Weltmeeren) enden.

Die Größenangaben für Mikroplastik sind in der Literatur nicht einheitlich definiert und schwanken meist zwischen 0,0001 Millimeter (mm) bis kleiner als 5 mm. Aufgrund der z.T. mikroskopisch kleinen Größe sind Mikroplastikpartikel in der Lage, Zellwände von Organismen zu durchdringen.

Dadurch konnten Mikroplastikrückstände bereits in Fischen sowie in der gesamten Nahrungskette nachgewiesen werden – bis zum Menschen. In einer aktuellen Studie wurde sogar erstmal Mikroplastik in einem menschlichen Hirn nachgewiesen. Das bedeutet, Mikro- und insbesondere Nanoplastik ist inzwischen in der Lage, die wichtige und schützende Blut-Hirn-Schranke zu überwinden.

Nachtrag vom 17.02.2025 – Die Presse, zuletzt die Welt am Sonntag, liefert nach aktuellen Studien eine wichtige und entscheidende Aktualisierung: Wir sprechen nicht mehr von Mikroplastik sondern von Mikro- und Nanoplastik, kurz MNPs. Während Mikroplastik laut Definition in einer Partikelgröße meist in einer relativ großen Spannweite zwischen 0,0001 Millimeter (mm) bis kleiner als 5 mm stattfindet, und dadurch z.T. noch mit dem menschlichen Auge erkennbar ist, ist Nanoplastik, wie der Name sagt, ganz konkret im winzigen Nanometerbereich unterwegs: Diese Partikel weisen eine Größe von nur 0,000001 mm auf. Damit sind sie so klein wie z.B. Proteinmoleküle und können mühelos Zellwände durchdringen. Das sind entscheidende Erkenntnisse, die eine ganze Spannweite von schweren gesundheitlichen Folgen für den menschlichen Körper bereithält – mehr hier.

Auch in zahlreichen anderen Organen sowie zuletzt auch in Plazenta und Muttermilch wurden MNPs nachgewiesen.

Es wird, laut Aussage der AWI-Wattenmeerstation Sylt (Alfred-Wegner-Institut) angenommen, dass jeder Mensch jährlich ca. die Kunststoff-Menge einer Kreditkarte in Form von Mikroplastik zu sich nimmt.

Grundsätzlich wird primäres und sekundäres Mikroplastik unterschieden: Primäres Mikroplastik resultiert meist aus Kosmetikprodukten, textilem Faserverlust (z.B. Wirrfaserverbünde wie Fleece) oder technischen Granulaten.

Es wird in Form von kunststoffbasierten Granulaten bzw. Pellets gezielt industriell hergestellt. Dabei kommen u.a. unterschiedliche Kunststoffe wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamid (Nylon) und Ethylenvinylacetat (EVA) zum Einsatz.

Sekundäres Mikroplastik entsteht durch chemische und physikalische Alterungs- und Zerfallsprozesse sowie Abrieb aus beispielsweise Plastiktüten, Plastikflaschen oder Reifen. Reifenabrieb wird durch Individualverkehr, aber insbesondere Transport und Logistik verursacht. Dieses Mikroplastik gilt als besonders schadstoffbehaftet.

Im „Plastik-Bericht“ des World Wildlife Fund (WWF) wird davor gewarnt, dass sich die Kunststoffproduktion bis 2040 verdoppeln und die Kunststoffverschmutzung verdreifachen wird, wenn es nicht gelingt, die wahren Kosten von Kunststoffen zu erkennen und zu beseitigen. Dass diese Kosten momentan nicht berücksichtigt und einkalkuliert werden, liegt an uneinheitlichen Regulierungsansätzen, falschen Anreizen, fehlenden technischen Kapazitäten und finanzieller Unterstützung an falscher Stelle.

>>> Hier findet Ihr übrigens einen Blogbeitrag zum Thema „Leaky Gut und Mikroplastik“.

Materialgesundheit

Der Begriff Materialgesundheit ist eine Wortschöpfung aus dem Umfeld der Cradle-To-Cradle (C2C ) NGO. Das Prinzip „Cradle-To-Cradle“ beschreibt den umfassendsten ganzheitlich-nachhaltigen Ansatz für die Gestaltung von Produkten und Systemen und die Einordnung von Ressourcen in technischen und biologischen Kreisläufen.

Im Gegensatz zum traditionellen linearen Wirtschaftsmodell, bei dem Produkte am Ende ihres Lebenszyklus entsorgt werden („Cradle-to-Grave“), strebt Cradle-to-Cradle danach, das lineare in ein zirkuläres Wirtschaftsmodell zu wandeln und Produkte und Materialien so zu gestalten, dass sie entweder vollständig biologisch abgebaut oder in technischen Kreisläufen vollständig recycelt und weitergeführt werden können, ohne Qualitätsverlust oder schädliche Auswirkungen auf die Umwelt.

Die Forderung geht noch weiter: Produkte und ihre Bestandteile sollen nicht nur möglichst unendlich zirkulieren und insgesamt weniger schädlich sein, sondern optimalerweise sogar nützlich für Mensch und Umwelt sein, also einen Mehrwert bieten.

Die Forderung der NGO ist, ein neues Verständnis von Qualität insbesondere bei Verbrauchsprodukten: Abrieb und Verschleiß sowie Stoff-Eintrag in die Natur lassen sich nicht verhindern – das Material muss also zwingend biologisch abbaubar sein und somit materialgesund.

Der Circular Economy Action Plan (CEAP) der EU-Kommission hat das Potential, die Rahmenbedingungen für einen Umbau von einer linearen zu einer Kreislaufwirtschaft und damit materialgesunde Produkte zu liefern.

Stand: aktualisiert am 04.05.2025

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