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Institut
Halogenated flame retardants (HFRs) have been applied since the 1960s in various industrial and consumer products to protect humans as well as private and public possessions. In the past decade polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), formerly the major applied HFRs were widely restricted and adopted as Persistent Organic Pollutants (POPs) in the Stockholm Convention due to their adverse effects on humans and the environment as well as their ubiquitous occurrence in the global environment. Besides PBDEs, various alternative HFRs have been applied for decades as well, or were recently developed to replace PBDEs. However, their potential adverse properties, environmental distribution and fate are largely unknown. Therefore, this thesis addresses the global occurrence, distribution and transport of alternative HFRs versus PBDEs in the marine atmosphere and seawater toward the Polar Regions in order to examine their longrange atmospheric transport (LRAT) potential. This thesis presents the first data on alternative HFRs in the atmosphere of the marine environment and the Polar Regions. Alternative brominated flame retardants (BFRs), Dechlorane compounds and PBDEs were investigated in high-volume air and seawater samples taken along several sampling transects in the Atlantic Ocean, Pacific Ocean and Indian Ocean toward the Polar Regions of the Arctic and Antarctic. In addition, three sampling cruises were conducted in the German Bight, North Sea. Several alternative HFRs were detected in the global marine atmosphere and seawater with hexabromobenzene (HBB), pentabromotoluene (PBT), pentabromobenzene (PBBz), 2,3- dibromopropyl-2,4,6-tribromophenyl ether (DPTE) and Dechlorane Plus (DP) being the predominant compounds which were observed in concentrations similar or even higher than PBDEs. Total atmospheric concentrations ranged from <1 pg m-3 over the open oceans up to 42 pg m-3 over the East Indian Archipelago. Seawater concentrations ranged from <1 pg L-1 in open ocean seawater up to 21 pg L-1 in coastal regions, while estuarine concentrations reached up to 6800 pg L-1. Overall, the comparison revealed that alternative HFRs dominate versus PBDEs in air and seawater, both in coastal regions as well as the Polar Regions, showing a shift from PBDEs toward alternative HFR in the marine atmosphere and seawater. The distribution in the global atmosphere was strongly influenced by the proximity to potential source regions and the pathway of the sampled air masses. Highest concentrations were observed in continentally influenced air masses, while low background concentrations occurred during sampling of oceanic remote air masses. In general, Western Europe, East and Southeast Asia but also Africa were identified as source regions for the marine environment, especially for alternative HFRs as well as BDE-209. In contrast, relatively low peak concentrations of the PBDE congeners of the Penta- and OctaBDE mixtures under continental influence were observed, indicating limited emissions of legacy PBDEs. The dry air-seawater gas exchange estimation showed that the atmosphere is a source for seawater resulting in net deposition into the global oceans after atmospheric emissions and transport, both in coastal regions as well as in the open oceans. Besides atmospheric depositions, riverine discharge was shown to act as source for coastal environments. The investigation of sampling transects toward the Polar Regions revealed that several alternative HFRs – in particular HBB, PBT, DPTE, PBBz and DP – undergo LRAT toward the Polar Regions in an extent similar to PBDEs and, therefore, meet the LRAT criterion of POPs under the Stockholm Convention. DP was found to undergo LRAT attached to airborne particles whereby stereoselective LRAT differences were shown for the two DP stereoisomers. With respect to LRAT, the results of this thesis therefore imply that alternative HFRs – in particular HBB, PBT, DPTE and DP – aren’t suitable replacements for PBDEs, but chemicals of emerging global environmental concern and possible future POPs.
The world wide population growth and the increasing water scarcity endanger more and more the human society. Water saving measures alone will not be sufficient to solve all associated problems. Therefore, people in arid countries might come back to any kind of water available. In this context the way people regard wastewater must change in terms that it has to be recognized as a water resource. The reuse of wastewater, treated and untreated, for irrigation purposes in agriculture is already established in some semi-arid and arid countries. Countries with absolute water scarcity like Israel might not only be forced to reduce their water consumption, but even to transfer reused water to other sectors. Concerns of authorities and the general public about potential health risks are completely understandable. The health risks of wastewater are mainly originating from pathogens which are negatively correlated with its treatment. Therefore, the quality of a wastewater effluent derived from mechanical-biological treatment can be further improved by additional treatment steps like soil aquifer treatment (SAT). This process is adopted at the Israeli Shafdan facility in the south of Tel Aviv. Conventionally treated wastewater is applied on surface basins from where it percolates into the coastal plain aquifer which supplies approximately one quarter of Israel ́s drinking water. After a certain residence time in the subsurface the water is recovered by wells surrounding the recharge area. Although the pumping regime creates a hydraulic barrier to the pristine groundwater, concerns exist that a contamination of the surrounding drinking water wells could occur. So far, little is known about the removal of organic trace pollutants during the SAT process in general and for the Shafdan site in particular. Consequently, the need arose to study the purification power of the SAT process in terms of the removal of organic trace pollutants. For this purpose reliable wastewater tracers are essential to be able to differentiate between degradation and sorption processes on the one hand and dilution with pristine groundwater on the other hand. Based on their chemical properties, their worldwide usage in a variety of foodstuffs and beverages, and first data about the fate and occurrence of sucralose, artificial sweeteners came into the focus as promising tracer candidates.
Thus, in the present work an analytical method for the simultaneous determination of seven commonly used artificial sweeteners in different water matrices, like surface water and wastewater, was developed (see chapter 2). The method is based on the solid phase extraction (SPE) of the analytes by a styrene-divinylbenzene (SDB) copolymer material, and the analysis by liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass-spectrometry (LC-ESI- MS/MS). The sensitivity in negative ionization mode was considerably enhanced by postcolumn addition of the alkaline modifier tris(hydroxymethyl) aminomethane. In potable water, except for aspartame and neohesperidine dihydrochalchone, absolute recoveries >75 % were obtained for all analytes under investigation, but were considerably reduced due to matrix effects in treated wastewater. The widespread distribution of the artificial sweeteners acesulfame, saccharin, cyclamate, and sucralose in the aquatic environment was proven. Concentrations in two German wastewater treatment plant (WWTP) influents ranged up to 190 μg/L for cyclamate, several tens of μg/L for acesulfame and saccharin, and about 1 μg/L for sucralose. For saccharin and cyclamate removal rates >90 % during wastewater treatment were observed, whereas acesulfame and sucralose turned out to be very persistent. As a result of high influent concentrations and low removal rates in WWTPs, acesulfame was the dominant sweetener in German surface waters with concentrations up to 2.7 μg/L. The detection of acesulfame and sucralose in recovery wells in the Shafdan SAT site in Israel in the μg/L range was a promising sign for their possible use as anthropogenic markers. As acesulfame and sucralose showed a pronounced stability in WWTPs and were detected in recovery wells of the SAT site in Israel it became worthwhile to assess their tracer suitability compared to other organic trace pollutants suggested as anthropogenic markers in the past (see chapter 3). Therefore, the prediction power of the two sweeteners was evaluated in comparison with the antiepileptic drug carbamazepine (CBZ), the X-ray contrast medium diatrizoic acid (DTA) and two benzotriazoles (1H-benzotriazole (BTZ) and its 4-methyl analogue (4TTri)). The concentrations of these compounds and their ratios were tracked from WWTPs with different treatment technologies, to recipient waters and further to river bank filtration (RBF) wells. Additionally, acesulfame and sucralose were compared with CBZ during advanced wastewater treatment by SAT in Israel. Only the persistent compounds acesulfame, sucralose, and CBZ showed stable ratios when comparing influent and effluent
concentrations of four German WWTPs with conventional wastewater treatment. However, by the additional application of powdered activated carbon in a fifth WWTP CBZ, BTZ, and 4-TTri were selectively removed resulting in a pronounced shift of the concentration ratios towards the nearly unaffected sweeteners. Results of a seven months monitoring program along the rivers Rhine and Main showed an excellent correlation between CBZ and acesulfame concentrations (r2 = 0.94), and still good values when correlating the concentrations with both benzotriazoles (r2 = 0.66 - 0.82). In RBF wells acesulfame and CBZ were again the compounds with the best concentration correlation (r2 = 0.85).
Conflicts between intragenerational and intergenerational justice in the use of ecosystem services
(2012)
The principle of sustainability contains two objectives of justice regarding the conservation and use of ecosystems and their services: (1) global justice between different people of the present generation ("intragenerational justice"); (2) justice between people of different generations ("intergenerational justice"). International sustainability policy attaches equal normative importance to both objectives of justice. Accordingly, environmental philosophers ethically justify that people living today and people living in the future have equal rights to certain basic goods, including ecosystems and their services (e.g. Feinberg 1981, Visser’t Hooft 2007). Whereas ideal theories of sustainability and justice do not recognize interdependencies between intragenerational and intergenerational justice, conflicts in attaining the justices possibly arise in policy implementation. Identifying and preventing such conflicts is fundamental to devise an ethically legitimate, politically consistent and actually effective sustainability policy. This dissertation systematically investigates conflicts between intragenerational and intergenerational justice in the use of ecosystem services. Human wellbeing depends on the services provided by ecosystems. Yet, humans substantially degrade world’s ecosystems, and therewith cause the loss of important ecosystem services (MEA 2005: 26ff.). The idea of sustainability demands to use ecosystem services in accordance with the two objectives of intragenerational justice and intergenerational justice. Reality, however, is far from attaining these objectives: Both today’s global poor and future persons are, resp. will be, disproportionately affected by the loss of vital ecosystem services (MEA 2005: 62, 85). Especially severe affected are the rural poor who directly depend on local ecosystem services for food, income and health. The political discourse on the relationship between the objectives of intra- and intergenerational justice in the use of ecosystem services (‘justice-relationship’) is blurred. Further, the political discourse lacks a common understanding of justice in ecosystem-use and a systematic reflection on the actual ‘justice-relationship’, such as on the factors that cause conflicts between the two justices. In this dissertation, I investigate the ‘justice-relationship’ along three central questions: • What conception(s) of justice can adequately address the distribution of access rights to ecosystem services? • How must sustainability policy be designed to enhance both intragenerational and intergenerational justice in the use of ecosystem services? • (How) Can economics be helpful for characterizing and assessing trade-offs between the two justices? I approach these questions both generally and by the example of a case study, the MASIPAG farmer network in the Philippines. Methodologically, I combine a normative and a positive analysis of the relationship between intra- and intergenerational justice in the use of ecosystem services: The normative analysis serves the explication, justification and reflection of the norms underlying the ‘justice-relationship’; the positive analysis serves the description of the ‘justice-relationship’ in the sustainability discourse and in practical contexts, as well as the provision of explanations on the determinants of the ‘justice-relationship’. As methodological approach, I apply the “comprehensive multi-level approach” as developed by Baumgärtner et al. (2008) – investigating the ‘justice-relationship’ simultaneously on the three levels of (i) concept, (ii) model and (iii) case study.
Ziel der Arbeit ist es aufzuzeigen, inwiefern die untersuchten Lernfelder des SEKEM-Bildungsprogramms, die sich an kulturellen Symbolen, künstlerischen Methoden und praxisbezogenem Lernen orientieren, geeignet sind, nachhaltige Entwicklungsprozesse anzuregen und zu den Erfolgen der Initiative beizutragen. Im Hinblick auf diese Lernfelder stellt das Bildungsprogramm ein Alleinstellungsmerkmal der ägyptischen SEKEM-Initiative dar, das deren Entwicklung seit mehr als 35 Jahren entscheidend geprägt hat. Untersucht werden in der Arbeit das Kreisritual, die Betriebseurythmie, das Prinzip „arbeitend lernen und lernend arbeiten“. Diese drei überwiegend nicht-formalen Elemente des SEKEM-Bildungsprogramms erfordern keinerlei persönliche Vorbildung. Das ist insofern von Bedeutung, als die SEKEM-Mitarbeiter bei Aufnahme ihrer Tätigkeit in SEKEM mental stark geprägt sind von den traditionellen Strukturen der ländlichen Umgebung, aus der sie kommen, und zum großen Teil über keine Berufsausbildung verfügen. Mit dem überwiegend nicht-formalen Bildungsprogramm können die SEKEM-Mitarbeiter also direkt „da abgeholt werden, wo sie sich befinden“. Durch die von diesen Lernfeldern ausgehenden Impulse erhalten die Mitarbeiter der SEKEM-Unternehmen die Chance, ihr Wahrnehmungsvermögen zu schulen, ihre kommunikativen Fähigkeiten zu verbessern, neue Sichten auszubilden und eine erhöhte Sensibilität und Aufmerksamkeit zu entwickeln. Diese Impulse korrespondieren mit dem Anliegen des SEKEM-Gründers Ibrahim Abouleish, Entwicklungsprozesse in einem nachhaltigen Sinne zu fördern – bezogen auf die Entwicklung der in der Initiative tätigen Menschen, ihre Gemeinschaft und ihre Umwelt. Angesichts der vielen Krisen und Herausforderungen unserer Zeit wie Klimawandel, Hunger, Wasserknappheit etc. sind derartige ganzheitliche Impulse von großer Bedeutung. Denn in der Regel haben diese Krisen damit zu tun, dass die Entwicklung einzelner Systeme und Subsysteme auf Kosten der Entwicklung anderer Systeme und Subsysteme erfolgt ist. Dies erklärt sich nicht allein aus verantwortungslosem Handeln, sondern auch aus der Besonderheit, dass Systeme und Subsysteme von jeweils eigenen Funktionsgesetzen bestimmt werden und damit zunehmend von einer einheitlichen Ganzheit abgekoppelt sind. Hinzu kommt, dass ja gerade Spezialisierung und Begrenzung der Teilsysteme zu der allseits gewünschten und auch erreichten hohen Effizienz, Flexibilität und Produktivität geführt haben, so dass über lange Zeit kein Bedürfnis bestand, deren Voraussetzungen zu hinterfragen. Eine der Idee der Nachhaltigkeit verpflichtet Bildung muss jedoch ihr Möglichstes dazu beitragen, dass selektive Wahrnehmungen vermieden und Einseitigkeiten überwunden werden können. Ihre Aufgabe besteht vor allem darin, solche Kompetenzen zu fördern, durch die Menschen befähigt werden, sich an der Gestaltung von Gegenwart und Zukunft verantwortungsvoll beteiligen zu können. Hierzu gehört insbesondere, dass integrative Fähigkeiten und die Entwicklung eines komplexeren Selbst- und Weltverhältnisses gefördert werden. So kann der Verselbständigung von Teilinteressen entgegengewirkt und die Herstellung eines Gleichgewichts zwischen den gesellschaftlichen Teilsystemen begünstigt werden. Damit all dies gelingen kann, kommt es maßgeblich darauf an, dass dieser Veränderungs- und Entwicklungsprozess auch eine Transformation von Denken, Fühlen und Wollen der Akteure – also ein „Sustainable Development des Menschen“ – umfasst. Das SEKEM-Bildungsprogramm widmet sich auf regionaler Ebene – aber mit internationaler Ausstrahlung – seit mehr als 30 Jahren dieser Aufgabe. Anliegen der Arbeit ist es nicht, einen Zusammenhang zwischen Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) und nachhaltiger Entwicklung empirisch nachzuweisen. Dieser Weg kam bereits deshalb nicht in Betracht, weil die insofern zu befragenden Ägypter zumeist über keine englischen Sprachkenntnisse verfügen und die Verfasserin keinen Zugang zur arabischen Sprache hat. Stattdessen werden in der Arbeit die von dem überwiegend nicht-formalen Bereich des Bildungsprogramms ausgehenden positiven Wirkungs- bzw. Bildungsimpulse - wie sie in Selbstbeschreibungen der Teilnehmer zum Ausdruck kommen - unter Anwendung einer Methode, die von dem chilenischen Biologen und Neurowissenschaftler Humberto Maturana entwickelt worden ist, untersucht und erklärt. Das Resultat der Untersuchung kann wie folgt zusammengefasst werden: Im regelmäßigen Umgang mit den untersuchten Angeboten des SEKEM-Bildungsprogramms erhalten die Beteiligten bzw. deren Psychische Systeme die Chance, eigene Begrenztheiten zu überwinden und ein neues Selbst- und Weltverhältnis zu entwickeln und können in diesem Sinn zu nachhaltigen Entwicklungen in Sekem beitragen. Das im Umgang mit dem Bildungsprogramm ggf. Erlernte kann aufgrund ähnlicher Strukturen und Situationen auf die Arbeitswelt transferiert und hier angewandt werden. Es wäre zu begrüßen, wenn sich an die vorliegende Untersuchung des SEKEM-Bildungsprogramms weiterführende Untersuchungen anschließen könnten. Aus den erwähnten Gründen kann dies jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Arbeit sein.
Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel zu vermitteln, was unter dem Erlebnisnutzen von Produkten und Erlebnisökonomie verstanden werden kann, und will dabei zeigen, welches Potential die wissenschaftliche Beschäftigung mit dem Thema bietet. Ähnlich wie sich Dienstleistungen von Sachgütern abgrenzen lassen und eigene Kennzeichen besitzen, lässt sich demnach auch der Erlebnisnutzen von Produkten näher beschreiben. Bislang fehlt jedoch eine umfassende, differenzierte Beschreibung dieser Nutzenaspekte. Mit dem ersten Teil der Arbeit soll hierfür ein erstes Fundament geschaffen werden. Zur Beschreibung des erlebnisorientierten Konsums wird dabei der Begriff „Erlebnisnutzen“ verwendet. Die gesamte Arbeit beschäftigt sich mit diesem Erlebnisnutzen von Produkten und betrachtet die Erlebnisökonomie als eine Veränderung in der Gewichtung verschiedener Nutzenkomponenten. Als Verständnisgrundlage wird daher zunächst erklärt, was der Begriff „Kundennutzen“ beinhaltet und welche Bedeutung dieser für Konsumenten und Unternehmen besitzt. Anschließend soll einführend vermittelt werden, warum ein Erlebnisnutzen bei Produkten in einer Form vorhanden sein muss und ein wesentliches Konsummotiv darstellt. Im Hauptteil der Arbeit werden drei verschiedene Konzepte einer Erlebnisökonomie vorgestellt. Gezeigt wird zum einen, welche Auffassung eines Erlebnisnutzens der Autor jeweils vertritt und zum anderen, inwiefern dieser Erlebnisnutzen an Bedeutung gewinnt, sodass von einer Erlebnisökonomie gesprochen werden kann. Außerdem soll gezeigt werden, wie die Entstehung der Erlebnisökonomie jeweils begründet wird. Im letzten Teil werden zunächst die drei Konzepte einer Erlebnisökonomie hinsichtlich ihrer Aussagekraft bewertet, um herauszustellen, welches Bild einer Erlebnisökonomie sich aufgrund der kritischen Betrachtung ergibt. Abschließend werden die Potentiale für die weitere wissenschaftliche Beschäftigung mit dem Thema basierend auf diesem Bild einer Erlebnisökonomie dargestellt.
Ausgehend von der Zielsetzung, eine Methode bzw. ein Verfahren zur Überwachung der Verockerungstendenz eines Aquiferwärme- und Kältespeichersystems zu entwickeln, wurden die beteiligten Prozesse untersucht. Insbesondere wurde die Kinetik autokatalytischer und biologischer Vorgänge bei der Oxidation des im Wasser gelösten Eisen(II) erarbeitet und der Gesamtprozess aus biotischen und abiotischen Vorgängen in Abhängigkeit vom Eisengehalt des Wassers, pH-Wert, Sauerstoffkonzentration, Temperatur und Ionenstärke modelliert. Hierfür wurde insbesondere die katalytische Aktivität biotisch gebildeten Eisenschlamms im Vergleich zu abiotisch gebildetem Eisenoxid untersucht. Zur Berechnung der Verockerungsneigung auf der Basis der abgebildeten Vorgänge wurde der einfach zu erfassende und weit verbreitete Parameter des Redoxpotentials, gemessen mit einer Platinelektrode, genutzt. Im Ergebnis hierzu durchgeführter Laborversuche zeigte sich, dass das Redoxpotential in natürlichen Wässern hauptsächlich vom Redoxpaar Fe2+/Fe3+ abhängig ist, während andere Wasserinhaltsstoffe wie Sulfat, Mangan und Ammonium eine gehemmte Elektrodenkinetik aufweisen. Dabei kann die Fe3+-Aktivität nach Grenthe und Stumm auf der Basis des Löslichkeitsprodukts berechnet werden [Grenthe & Stumm 1992]. Mit Daten von Millero und verschiedenen Coautoren bezüglich des Autoprotolyseprodukts des Wassers in Abhängigkeit von der Temperatur und Ionenstärke sowie zum Eisen(III)hydroxid-Löslichkeitsprodukt in Meerwasser, das mithilfe des von der Ionenstärke abhängigen Autoprotolyseprodukts auf eine Ionenstärke von 0 M umgerechnet wurde, gelang eine nahezu exakte, bis dahin nicht mögliche Repräsentation des Temperaturverlaufs des Redoxpotentials einer Eisen(II)-Lösung. Es zeigte sich zudem eine Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt, die bei Anwesenheit von Eisen in der Lösung einer logarithmischen Abhängigkeit entsprach und einen zu korrigierenden Messfehler aufgrund einer Veränderung der Platinelektrodenoberfläche darstellt [Whitfield 1974]. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurden die in den untersuchten Aquiferspeicheranlagen gemessenen Redoxpotentiale mithilfe wasseranalytischer Daten auf Abhängigkeiten untersucht. Es konnte der Einfluss von Sauerstoff, Carbonat, Sulfat, Chlorid und Hydroxidionen sowie gelöster organischer Substanz untersucht und diskutiert werden. Mithilfe eines einfachen linearen Modells konnte das Redoxpotential bis auf eine Genauigkeit von 8 mV erhalten werden, was der Ungenauigkeit von 0,02 pH-Stufen entspricht. Insbesondere wurden Carbonat- Hydroxocarbonat- und Hydroxokomplexe diskutiert, die einen Einfluss auf die Eisenoxidation besitzen. Bestehende Modelle zur Berechnung von Molekülorbitalen zeigen tendenziell zu den veröffentlichten Reaktivitäten verschiedener Spezies passende Ergebnisse und bieten einen Erklärungsansatz für diesbezügliche Prozesse und einen Ansatzpunkt für weitere Forschung. Es kann als Vorteil einer Messung der Eisen(II)-Ionenaktivität mithilfe des Redoxpotentials gesehen werden, dass die Ionenstärke sowie komplexierende Wasserinhaltsstoffe mit ihrer Wirkung auf die Eisen(II)-Ionen und die Eisen(III)-Hydroxidbildung direkt mit erfasst werden. Dieses Verfahren eignet sich daher gut für die kinetische Berechnung der Eisen(III)-Hydroxid-Bildungsrate, der Bildungsgeschwindigkeit des primären stabilen Oxidationsprodukts der Eisen(II)-Oxidation in wässriger Phase. Jedoch muss für die Berechnung des Autoprotolyseprodukts die Ionenstärke bekannt sein, die sich überschlägig aus der Leitfähigkeit berechnen lässt. Aus den im Rahmen regelmäßiger Beprobungen in der untersuchten Anlage erhaltenen pH-Werte, Redoxpotentiale, Leitfähigkeiten und Temperaturen wurden die Eisen(III)-Hydroxid-Bildungsraten berechnet und mit Beobachtungen in der Anlage verglichen. Es zeigte sich eine zeitliche Übereinstimmung hoher berechneter Werte mit Zeiten besonders starker Verockerung und dem Auftreten schwefeloxidierender Bakterien. Für eine quantitative Überprüfung wurde die Eisen(III)-Hydroxidbildung während der Aufenthaltszeit des Wassers in der Kältespeicheranlage zwischen Förderbrunnen und Filter berechnet und mit dem Austrag von Eisen durch die Filter verglichen. Es zeigte sich eine weitgehende Übereinstimmung. Die abgeschiedenen Partikelmengen ließen sich ab einer Partikelfracht von ca. 0,05-0,1 mgL-1 berechnen, wobei dies durch Ungenauigkeiten der verwendeten Analytik und der getroffenen Annahmen begrenzt wird. Anhand dieser Berechnungen ließen sich auch die Einflüsse katalytischer und mikrobieller Prozesse diskutieren, die insbesondere in der intensiv untersuchten Kältespeicheranlage auftraten. In dieser Anlage wurde für den Eintrag von Eisen in die Filter der Anlage kein starker Einfluss dieser Prozesse festgestellt. In der Brunnenverfilterung selbst kann jedoch örtlich ein starker Einfluss bestehen, der technisch durch die verstärkte Brunnenverockerung relevant ist. Die Berechnungsmethode wurde in weiteren Fällen überprüft und bestätigt. Sie ist geeignet, um Verockerungsprozesse zu überwachen. Dabei können auch mikrobielle Abläufe und katalytische Prozesse in eine automatisierte Auswertung einbezogen werden. Abschließend wurde die Anwendung bezüglich Korrosion in Heiz- und Kühlsystemen und anderen Anlagen diskutiert.
Air quality models are important tools which are utilized for a large field of application. When combined with data from observations, models can be employed to create a comprehensive estimation of the past and current distribution of pollutants in the atmosphere. Moreover, projections of future concentration changes due to changing emissions serve as an important decision basis for policymakers. For the determination of atmospheric concentrations of air pollutants by means of numerical modelling it is essential to possess a model which is able to create anthropogenic and biogenic emissions with a temporally and spatially high resolution. The emission data is needed as input for a chemistry transport model which calculates transport, deposition, and degradation of air pollutants. To evaluate the impact of changing emissions on the environment a flexible emission model with the capability to create diverse emission scenarios is needed. Further, it is important to always take into account a variety of different species to properly represent the major chemical reactions in the atmosphere (e.g. ozone chemistry, aerosol formation). Currently there are only a few high resolution emission datasets available for Europe. The amount of substances included in these datasets, however, is limited. Moreover, they can not be used as basis for the creation of new emission scenarios. To enable the creation of emission scenarios in the course of this doctoral thesis the American emission model SMOKE was adopted and modified. On the basis of a multitude of different georeferenced datasets, official statistics, and further model results the newly created emission model “SMOKE for Europe” is capable of creating hourly emission data for the European continent with a spatial resolution of up to 5x5km2. In order to demonstrate the universal applicability of the emission model the carcinogenic species benzo[a]pyrene (BaP) was exemplarily implemented into the model. BaP belongs to the group of polycyclic aromatic hydrocarbons. Because of its high toxicity the European Union introduced an annual target value of 1 ng/m3 in January 2010. SMOKE for Europe was used to create a variety of emission scenarios for the years 1980, 2000, and 2020. These emission scenarios were then used to determine the impact of emission changes on atmospheric concentrations of BaP and to identify regions which exceed the European target value. Additionally the impact of different legislation and fuel use scenarios on the projected atmospheric concentrations in 2020 was investigated. Furthermore, additional use cases for a flexible emission model are pointed out. The SMOKE for Europe model was used to simulate the transport of volcanic ash after the eruption of the Icelandic volcano Eyjafjallajokull in March 2010. By comparison of modelled concentrations for different emission scenarios with observations from remote sensing and air plane flights distribution and concentration of the volcanic ash over Europe was estimated. The results of this thesis have been presented in four scientific papers published in international peerreviewed journals. The papers are reprinted at the end of this thesis.
Eine steigende Zahl älterer Menschen lebt in Deutschland im Zustand der Altersarmut oder ist von Altersarmut bedroht. Die Klärung von Dimensionen der Altersarmut in Deutschland steht im Zentrum der Dissertation. Anhand der Gerechtigkeitstheorie von Martha C. Nussbaum, dem Capability Approach, lassen sich globale Dimensionen von (Alters-)Armut ermitteln. Die Altersarmutswirklichkeit in Deutschland wird durch die christliche Sozialethik beschrieben und die globalen Armutsdimensionen werden in den bundesdeutschen Armutskontext gesetzt. Aus den ermittelten Grundlagen zur Altersarmut in Deutschland ergibt sich eine erste ganzheitliche Definition des Begriffs ‚Altersarmut’. Dieser Begriffsentwurf soll einer wissenschaftlichen, interdisziplinären Diskussion ausgesetzt werden. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit ermöglichen Handlungsempfehlungen für Gesellschaft, Staat, Soziale Arbeit und die Menschen, die zum Abbau, zur Vermeidung und zur Bewältigung von Altersarmutszuständen beitragen können.