Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist erheblich von der enormen Zunahme der Umwelt- und Lärmschutzvorschriften betroffen, die seit den 1970er Jahren hauptsächlich in den Vereinigten Staaten und Europa erlassen wurden. Gesetze wie der Clean Water Act, der Clean Air Act und der Resource Conservation and Recovery Act in den Vereinigten Staaten und begleitende Richtlinien in der Europäischen Union haben zu umfangreichen lokalen Vorschriften geführt, um Umweltqualitätsziele zu erreichen. Diese Vorschriften erzwingen in der Regel den Einsatz der besten verfügbaren Technologie, seien es neue Materialien oder Prozesse oder End-of-Stack-Kontrollgeräte. Darüber hinaus erzwingen universelle Probleme wie der Ozonabbau und die globale Erwärmung Änderungen an traditionellen Verfahren, indem Chemikalien wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe vollständig verboten werden, es sei denn, es liegen außergewöhnliche Bedingungen vor.
Frühe Rechtsvorschriften hatten bis in die 1980er Jahre kaum Auswirkungen auf den Luft- und Raumfahrtbetrieb. Das anhaltende Wachstum der Branche und die Konzentration der Betriebe rund um Flughäfen und Industriegebiete machten die Regulierung attraktiv. Die Industrie erlebte eine Revolution in Bezug auf Programme, die erforderlich sind, um giftige Emissionen in die Umwelt zu verfolgen und zu verwalten, um die Sicherheit zu gewährleisten. Die Abwasserbehandlung aus der Metallbearbeitung und der Flugzeugwartung wurde in allen großen Anlagen zum Standard. Gefährliche Abfalltrennung, Klassifizierung, Manifestierung und später Behandlung vor der Entsorgung wurden eingeführt, wo vorher rudimentäre Programme existierten. Sanierungsprogramme an Deponien wurden für viele Unternehmen zu großen wirtschaftlichen Problemen, da die Kosten an jedem Standort auf viele Millionen anstiegen. In den späten 1980er und frühen 1990er Jahren rückten Luftemissionen, die bis zu 80 % oder mehr der Gesamtemissionen aus Flugzeugherstellung und -betrieb ausmachen, in den Mittelpunkt der Regulierung. Die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) hat bereits 1981 Triebwerksemissionsnormen verabschiedet (ICAO 1981).
Chemische Emissionsvorschriften betreffen im Wesentlichen alle chemischen Verarbeitungs-, Motor- und Hilfsaggregate-, Betankungs- und Bodendienstfahrzeugvorgänge. In Los Angeles zum Beispiel könnte die Reduzierung von bodennahem Ozon und Kohlenmonoxid zur Erreichung der Clean Air Act-Standards eine Reduzierung des Flugbetriebs um 50 % des Flugbetriebs am Los Angeles International Airport bis zum Jahr 2005 erfordern (Donoghue 1994). Die Emissionen dort werden täglich verfolgt, um sicherzustellen, dass die Grenzwerte für die Gesamtemissionen flüchtiger organischer Verbindungen und Kohlenmonoxid unter der zulässigen Gesamtmenge liegen. In Schweden wurde aufgrund ihres Treibhauspotenzials eine Steuer auf Kohlendioxidemissionen von Flugzeugen erhoben. Ähnliche Vorschriften in einigen Regionen haben dazu geführt, dass die Dampfentfettung mit chlorierten Lösungsmitteln wie Trichlorethan aufgrund der historisch hohen Emissionswerte von offenen Entfettern und des Ozonabbaupotenzials und der Toxizität von 1,1,1-Trichlorethan nahezu vollständig eliminiert wurde.
Die vielleicht umfassendste Verordnung, die bisher auferlegt wurde, ist der Aerospace National Emission Standard for Hazardous Air Pollutants (NESHAP) von 1995, der von der United States Environmental Protection Agency im Rahmen der Änderungen des Clean Air Act von 1990 verkündet wurde. Diese Verordnung verlangt, dass alle Luft- und Raumfahrtbetriebe sie einhalten mit dem Durchschnitt der besten 12% der derzeitigen Kontrollpraktiken der Vereinigten Staaten, um die Emission von Schadstoffen aus den Prozessen mit den größten Emissionen zu reduzieren. Der Standard erfordert eine Konformität bis September 1998. Die am stärksten betroffenen Prozesse und Materialien sind die manuelle Wisch- und Spülreinigung, Grundierungen und Decklacke, die Entfernung von Farbe und chemische Fräsmaskierungsmittel. Die Verordnung erlaubt Prozessänderungen oder -kontrollen und beauftragt lokale Behörden mit der Durchsetzung von Material-, Ausrüstungs-, Arbeitspraktiken- und Aufzeichnungspflichten. Die Bedeutung dieser Regeln besteht darin, jedem Luft- und Raumfahrthersteller die besten Praktiken ohne Rücksicht auf die Kosten aufzuerlegen. Sie erzwingen einen umfassenden Wechsel zu lösungsmittelarmen Reinigungsmitteln mit niedrigem Dampfdruck und zu lösungsmittelarmen Beschichtungen sowie zu Applikationsausrüstungstechnologie, wie in Tabelle 1 gezeigt. Einige Ausnahmen wurden gemacht, wenn Produktsicherheit oder Personalsicherheit (aufgrund von Brandgefahr usw.) ) kompromittiert werden.
Tabelle 1. Zusammenfassung des US-NESHAP in Fertigungs- und Nachbearbeitungsanlagen.
| Prozess | Voraussetzungen: 1 |
| Manuelle Wischreinigung von Luft- und Raumfahrtkomponenten |
Maximaler Verbunddruck von 45 mmHg bei 20 °C oder Verwendung bestimmter bevorzugter Reiniger Ausnahmen für beengte Räume, Arbeiten in der Nähe von unter Spannung stehenden Anlagen usw. Sofortiges Einschließen der Wischer, um weitere Verdunstung einzudämmen |
| Spülreinigung mit VOCs2 oder HAPs3 Materialien enthalten | Sammlung und Eindämmung von Flüssigkeiten |
| Auftragen von Grundierungen und Decklacken | Verwendung von Geräten mit hoher Übertragungseffizienz4 |
| Primer HAP enthält weniger Wasser | 350 g/l Grundierung im Durchschnitt aufgetragen5 |
| Der Decklack HAP enthält Wasser | 420 g/l Decklack im Durchschnitt aufgetragen5 |
| Entlackung von Außenflächen |
Keine HAP-Chemikalien, mechanische Explosion, hochintensives Licht6. Zulage für die Entlackung von 6 zusammengebauten Flugzeugen pro Standort/Jahr mit HAP-haltigen Chemikalien |
| Beschichtungen mit anorganischen HAPs | Hocheffiziente Kontrolle der Partikelemissionen |
| Chemische Mahlmaske HAP-Gehalt weniger Wasser | 160 g/l Material wie aufgetragen oder ein hocheffizientes Dampfsammel- und Kontrollsystem |
| Overspray aus Beschichtungsvorgängen mit HAP | Mehrstufiger Partikelfilter |
| Ausrüstung zur Luftreinhaltung | Akzeptable Mindestwirkungsgrade plus Überwachung |
| Spritzpistole reinigen | Keine Zerstäubung von Reinigungslösungsmittel, Vorkehrungen zum Auffangen von Abfällen |
1 Es gelten erhebliche Aufzeichnungs-, Inspektions- und andere Anforderungen, die hier nicht aufgeführt sind.
2 Flüchtige organische Verbindungen. Es hat sich gezeigt, dass diese photochemisch reaktiv und Vorläufer für die Bildung von bodennahem Ozon sind.
3 Gefährliche Luftschadstoffe. Dies sind 189 Verbindungen, die von der US-Umweltschutzbehörde als giftig eingestuft wurden.
4 Zu den aufgeführten Geräten gehören elektrostatische oder großvolumige Niederdruck-Spritzpistolen (HVLP).
5 Spezialbeschichtungen und andere emissionsarme Verfahren ausgeschlossen.
6 Ausbessern erlaubt mit 26 Gallonen HAP-haltigem Entferner pro Flugzeug und Jahr (kommerziell) oder 50 Gallonen pro Jahr (Militär).
Quelle: US EPA-Verordnung: 40 CFR Part 63.
Zusammenfassungen typischer chemischer Gefahren und Emissionskontrollpraktiken aufgrund der Auswirkungen von Umweltvorschriften auf Herstellungs- und Wartungsvorgänge in den Vereinigten Staaten sind in Tabelle 2 bzw. Tabelle 3 enthalten. Die europäischen Vorschriften haben im Bereich der toxischen Luftemissionen größtenteils nicht Schritt gehalten, sondern mehr Wert auf die Eliminierung von Toxinen wie Cadmium aus den Produkten und den beschleunigten Ausstieg aus ozonabbauenden Verbindungen gelegt. Die Niederlande verlangen beispielsweise von Betreibern, dass sie die Verwendung von Kadmium als wesentlich für die Flugsicherheit begründen.
Tabelle 2. Typische chemische Gefahren von Herstellungsprozessen.
| Gemeinsame Prozesse | Art der Emission | Chemikalien oder Gefahren |
| Beschichtungen, einschließlich temporäre Schutzbeschichtungen, Masken und Anstriche |
Overspray von Feststoffen und Verdunstung von Lösungsmitteln
Fester Abfall (z. B. Wischtücher)
|
Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) einschließlich Methylethylketon, Toluol, Xylole Ozonabbauende Verbindungen (ODCs) (Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Trichlorethan und andere) Organische Toxine einschließlich Trichlorethan, Xylol, Toluol Anorganische Toxine einschließlich Cadmium, Chromate, Blei VOCs oder Toxine wie oben |
| Lösungsmittelreinigung |
Verdunstung von Lösungsmitteln Feststoffabfälle (Wischtücher) Flüssiger Abfall |
VOCs, Ozonabbauer oder Toxine VOCs oder Toxine Abfalllösungsmittel (VOCs) und/oder kontaminiertes Wasser |
| Lackentfernung |
Verdunstung oder Verschleppung von Lösungsmitteln
Ätzende flüssige Abfälle Staub, Hitze, Licht |
VOCs wie Xylol, Toluol, Methylethylketon Organische Toxine (Methylenchlorid, Phenole) Schwermetalle (Chromaten) Ätzmittel und Säuren einschließlich Ameisensäure Giftiger Staub (Strahlen), Hitze (Thermisches Strippen) und Licht |
| Aluminium eloxieren |
Entlüftung Flüssiger Abfall |
Säurenebel Konzentrierte Säure in der Regel Chrom-, Salpeter- und Flusssäure |
| Beschichtung von Hartmetallen |
Entlüftung Spülwasser |
Schwermetalle, Säuren, komplexierte Cyanide Schwermetalle, Säuren, komplexierte Cyanide |
| Chemisches Mahlen | Flüssiger Abfall | Ätzmittel und Schwermetalle, andere Metalle |
| Dichtung |
Verdunstetes Lösungsmittel Feste Abfälle |
VOCs Schwermetalle, Spuren von giftigen organischen Stoffen |
| Alodieren (Konversionsbeschichtung) |
Flüssiger Abfall Feste Abfälle |
Chromate, möglicherweise komplexiertes Cyanid Chromate, Oxidationsmittel |
| Korrosionshemmende Verbindungen | Partikel, feste Abfälle | Wachse, Schwermetalle und giftige organische Stoffe |
| Komposit-Fertigung | Feste Abfälle | Unausgehärtete flüchtige Stoffe |
| Dampfentfettung | Ausgetretener Dampf | Trichlorethan, Trichlorethylen, Perchlorethylen |
| Wässrige Entfettung | Flüssiger Abfall | VOCs, Silikate, Spurenmetalle |
Tabelle 3. Typische Verfahren zur Emissionskontrolle.
| Prozesse | Luftemissionen | Wasseremissionen | Landemissionen |
| Beschichtung: Overspray | Emissionskontrollausrüstung1 für Overspray (VOCs und Feststoffpartikel) | Vorbehandlung und Überwachung vor Ort | Behandeln und deponieren3 Lackierkabinenabfälle. Brennbare Materialien und Deponieasche verbrennen. Lösungsmittel nach Möglichkeit recyceln. |
| Lösungsmittelreinigung mit VOCs | Emissionskontrollen2 und/oder Materialersatz | Vorbehandlung und Überwachung vor Ort | Gebrauchte Wischtücher verbrennen und entsorgen |
| Lösungsmittelreinigung mit ODCs | Substitution wegen Verbot der ODC-Produktion | Andere | Andere |
| Lösungsmittelreinigung mit Toxinen | Substitution | Vorbehandlung und Überwachung vor Ort | Behandeln, um die Toxizität zu reduzieren4 und Deponie |
| Lackentfernung | Emissionskontrollen oder Ersatz durch Nicht-HAP- oder mechanische Methoden | Vorbehandlung und Überwachung vor Ort | Klärschlamm stabilisiert und deponiert |
| Eloxieren von Aluminium, Plattieren von Hartmetallen, chemisches Fräsen und Tauchkonversionsbeschichtung (Alodine) | Emissionskontrolle (Wäscher) und/oder Substitution in einigen Fällen | Vorbehandlung von Spülwasser vor Ort. Säure- und Laugenkonzentrate, die vor Ort oder extern behandelt werden | Klärschlamm stabilisiert und deponiert. Andere behandelte und deponierte feste Abfälle |
| Dichtung | Normalerweise keine erforderlich | Normalerweise keine erforderlich | Gebrauchte Wischtücher verbrennen und entsorgen |
| Korrosionshemmende Verbindungen | Belüftung gefiltert | Normalerweise keine erforderlich | Wischer, Restmasse- und Lackierkabinenfilter5 behandelt und deponiert |
| Dampfentfettung | Kühler zur Rekondensation von Dämpfen Geschlossene Systeme oder Aktivkohlesammlung | Entfettung Lösemittelabtrennung aus Abwasser | Giftiges Entfettungslösungsmittel recycelt, rückstandsbehandelt und deponiert |
| Wässrige Entfettung | Normalerweise keine erforderlich | Vorbehandlung und Überwachung vor Ort | Vorbehandlungsschlamm als gefährlicher Abfall behandelt |
1 Die meisten Luft- und Raumfahrteinrichtungen müssen eine industrielle Abwasservorbehandlungsanlage besitzen. Einige können eine vollständige Behandlung haben.
2 Die Kontrolleffizienz muss normalerweise größer als 95 % Entfernung/Zerstörung von eingehenden Konzentrationen sein. Üblicherweise werden 98 % oder mehr durch Aktivkohle oder thermische Oxidationseinheiten erreicht.
3 Strenge Vorschriften zur Deponierung regeln die Behandlung, den Deponiebau und die Überwachung.
4 Die Toxizität wird durch Biotests und/oder Auslaugungstests gemessen, die darauf ausgelegt sind, Ergebnisse in Deponien für feste Abfälle vorherzusagen.
5 Normalerweise gefilterte Lackierkabinen. Arbeiten außerhalb der Reihenfolge oder Ausbesserungen usw. sind in der Regel aus praktischen Erwägungen ausgenommen.
Die Lärmvorschriften haben einen ähnlichen Verlauf genommen. Die Bundesluftfahrtbehörde der Vereinigten Staaten und die Internationale Zivilluftfahrtorganisation haben aggressive Ziele für die Verbesserung der Schallreduzierung von Strahltriebwerken gesetzt (z. B. das United States Airport Noise and Capacity Act von 1990). Fluggesellschaften stehen vor der Option, ältere Flugzeuge wie die Boeing 727 oder McDonnell Douglas DC-9 (Flugzeuge der Stufe 2 gemäß ICAO-Definition) durch Flugzeuge der neuen Generation zu ersetzen, diese Flugzeuge mit „Hush“-Kits neu zu konditionieren oder nachzurüsten. Die Eliminierung lauter Flugzeuge der Stufe 2 ist in den Vereinigten Staaten bis zum 31. Dezember 1999 vorgeschrieben, wenn die Vorschriften der Stufe 3 in Kraft treten.
Eine weitere Gefahr, die vom Luft- und Raumfahrtbetrieb ausgeht, ist die Gefahr von herunterfallenden Trümmern. Gegenstände wie Abfall, Flugzeugteile und Satelliten fallen mit unterschiedlicher Häufigkeit herab. Das häufigste ist das sogenannte blaue Eis, das entsteht, wenn undichte Toilettenabflüsse den Abfall außerhalb des Flugzeugs gefrieren lassen und sich dann abscheiden und herunterfallen. Die Luftfahrtbehörden erwägen Vorschriften, die eine zusätzliche Inspektion und Korrektur von undichten Abflüssen vorschreiben. Andere Gefahren wie Satellitentrümmer können gelegentlich gefährlich sein (z. B. radioaktive Instrumente oder Stromquellen), stellen jedoch ein äußerst geringes Risiko für die Öffentlichkeit dar.
Die meisten Unternehmen haben Organisationen gegründet, um sich mit der Reduzierung von Emissionen zu befassen. Es werden Ziele für die Umweltleistung festgelegt und Richtlinien eingeführt. Verwaltung der Genehmigungen, sichere Materialhandhabung und Transport, Entsorgung und Behandlung erfordern Ingenieure, Techniker und Administratoren.
Umweltingenieure, Chemieingenieure und andere sind als Forscher und Administratoren beschäftigt. Darüber hinaus gibt es Programme, die dazu beitragen sollen, die Quelle von Chemikalien- und Lärmemissionen innerhalb der Konstruktion oder des Prozesses zu beseitigen.