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In der Wasser- und Abwasseruntersuchung hat der Summenparameter eine heraus-ragende Bedeutung. Sowohl in der gesetzlichen Überwachung als auch der Bemes-sung von Abwasserbehandlungsanlagen werden Belastungen vielfach über die Zu-sammenfassung von Einzelstoffen in Stoffgruppen ausgedrückt. Stoffgruppen lassen sich mit Hilfe von Summenparametern zuverlässig und im Vergleich zu Einzelstoffen mit geringerem Aufwand bestimmen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Verfahrens-grundlagen der Summenparameter und ihre Verwendung in der Wasser- und Abwas-seruntersuchung erläutert. Ein bedeutender wie auch umstrittener Summenparameter ist der AOX - Adsorbier-bare organisch gebundene Halogene (AOX). Bedeutend ist er deshalb, weil er ein ord-nungs- und abgaberechtlich relevanter Abwasserparameter ist. Umstritten ist er unter anderem, weil er ursprünglich für andere Zwecke als die Abwasseruntersuchung ent-wickelt wurde. Seinerzeit war der AOX ein Überwachungsparameter für Trinkwasser. Als Abwasserparameter dient er zur Erfassung einer im Abwasser unerwünschten Stoffgruppe, der besorgnisauslösende Eigenschaften wie Persistenz, Bioakkumulier-barkeit und Toxizität (PBT-Eigenschaften) zugeschrieben wird. Im zweiten Teil der Ar-beit wurden exemplarisch am Parameter AOX die Zusammenhänge zwischen Stoff-parametern und besorgnisauslösenden Eigenschaften bzw. Wirkungen der ausge-wählten parameterausmachenden Substanzen untersucht. Die Untersuchungsergeb-nisse wurden vor allem in Zusammenhang mit der Ermittlung und Verankerung von Mindestanforderungen für das Einleiten von Abwasser bewertet.

Vor dem Hintergrund der steigenden Relevanz unternehmerischer Nachhaltigkeit beschäftigt sich die Wissenschaft verstärkt mit der Frage, welche Kompetenzen Entscheider benötigen, um Nachhaltigkeitsstrategien in Unternehmen erfolgreich umsetzen zu können. Denn entgegen der weit verbreiteten Meinung, dass bei der Umsetzung von Nachhaltigkeitsstrategien nur Win-win-Situationen auftreten, stoßen Manager bei der Integration ökologischer und sozialer Ziele ins Ziel-System der Unternehmen auf widersprüchliche ökonomische Rationalitäten (zwischen Effizienz und einzelnen/mehreren Dimensionen von Nachhaltigkeit) und inhärente Konflikte nachhaltiger Entwicklung (zwischen den Dimensionen sozial, ökologisch und ökonomisch). In der Folge entstehen vielfältige dilemmatische Entscheidungssituationen. Um Nachhaltigkeit langfristig in Unternehmen etablieren zu können, müssen die Dilemmata wahrgenommen und bewältigt werden. Voraussetzung hierfür sind vielfältige persönliche Kompetenzen bei den Entscheidern. Die vorliegende Arbeit untersucht die auftretenden dilemmatischen Entscheidungssituationen und den Umgang mit diesen. Darüber hinaus bestimmt sie die für die Dilemma-Bewältigung relevanten Kompetenzen sowie die zur Umsetzung von CS-Strategien erforderlichen Rahmenbedingungen im Unternehmen. Im Ergebnis wird ein Framework zu Dilemmata, den notwendigen Kompetenzen und den Rahmenbedingungen erarbeitet. Basierend darauf werden entsprechende Handlungsempfehlungen gegeben. Der erarbeitete CS-Dilemmata-Kompetenz-Atlas stellt praxisrelevantes Wissen für Unternehmen und Berater zur erfolgreicheren Umsetzung von Nachhaltigkeitsstrategien zur Verfügung.

Das Ziel der vorliegenden Dissertation ist es, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Entwicklung des Vorlandes als Ergebnis der sich ändernden hydraulischen Bedingungen zu untersuchen. Die Untersuchung beschäftigt sich mit der Entwicklung des Vorlandes, da dieses Gebiet stark abhängig von Wasserstandsänderungen ist. Diese werden möglicherweise durch Klimawandel verstärkt und können folglich die zahlreichen Funktionen des Vorlandes beinträchtigen. Diese Problematik erfordert die Durchführung einer Untersuchung, die zunächst die durch die Variationen der Wasserstände betroffenen physikalischen Prozesse im Fluss und in den Flussauen analysiert und anschließend eine Methodologie für die Analyse der zukünftigen Entwicklung des Vorlandes herleitet. Beispielhaft wurde ein Bereich an der unteren Mittelelbe in Niedersachsen, Norddeutschland für die Untersuchung ausgewählt. Zu diesem Zweck befasst sich die Untersuchung im ersten Teil mit der aktuellen Diskussion über den Klimawandel und mit den bestehenden Schwierigkeiten, zu einer belastbaren zukünftigen Prognose des Ausmaßes der klimatischen Veränderungen zu gelangen. Anschließend konzentriert sich die Untersuchung auf die Interaktionen zwischen Abflüssen, Vegetation und Sedimenten, die die Flussmorphodynamik bedingen. In diesem Teil der Untersuchung werden die Konzepte des Equilibriums des Flusses und der Anpassung des Gerinnes erläutert. Diese beschäftigen sich mit der Reaktionskette, die aufgrund des Klimawandels im Fluss und in den Flussauen ausgelöst werden kann. Darauffolgend werden die mathematischen Beziehungen für die Darstellung der physikalischen Prozesse, die bei Veränderungen der Abflüsse, der Vegetation und Sedimentation stattfinden, und die entsprechenden Wechselwirkungen erläutert. Zu ihnen gehören Gleichungen zur Darstellung der Flusswasserbewegung, des Widerstandes, der Sedimentation, der Grundwasserbewegung und der Bodenwasserbewegung. Ein Aspekt, der entlang der gesamten Untersuchung hervorgehoben wird, ist die enge Beziehung zwischen den Fluss- und Flussauenprozessen und der in diesen Zonen bestehenden Vegetation. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung der mathematischen Modelle, die eine Analyse des zukünftigen Verhaltens des Vorlandes ermöglichen. Mithilfe dieser Untersuchung werden die Vorteile der eindimensionalen Modellierung für die Prognose der Entwicklung dieses Gebiets deutlich. Hinsichtlich Modellierungen von längeren Zeiträumen, z.B. über 100 Jahre, wie in der vorliegenden Arbeit, liefert die eindimensionale Modellierung schnellere Ergebnisse mit weniger Rechnerleistung. Die Untersuchung im ersten Teil der Dissertation führt zur Erkenntnis, dass sich das Verhalten des Vorlandes aus der Interaktion zwischen Fluss- und Flussauenmorphologie und der Auenvegetation ergibt. Diese Interaktionen bestimmen letztlich die zukünftigen Wasserstände und somit die hydraulischen Bedingungen für diese Zone. Für die Analyse des zukünftigen Verhaltens des Vorlandes unter Einfluss des Klimawandels wird eine Methodologie vorgeschlagen, die als Dynamische Interaktion von Modellen bezeichnet wird. Diese Methodologie prognostiziert die Entwicklung des Vorlandes als Ergebnis der Interaktion zwischen Fluss- und Flussauenmorphologie und der Vegetation. Um diese Prognose durchzuführen, werden drei eindimensionale Modelle verwendet, die eine Darstellung des Verhaltens der Fluss- und Flussauenmorphologie und der Vegetation ermöglichen. Die Fluss- und Flussauenmorphologie wird durch ein eindimensionales Flussmodell und ein eindimensionales Sedimenttransportmodell dargestellt. Für die Bestimmung der Verteilung der Vegetation wird zunächst die Bodenwasserbewegung modelliert. Mit diesen Ergebnissen wird durch den Zusammenhang zwischen Bodenwasserstand, Überflutungstoleranz der Pflanzen und Geländehöhe die Variation der potenziellen Flächen für die Pflanzengesellschaften, ein in dieser Dissertation entwickeltes Konzept, analysiert. Der Einfluss des Klimawandels wird durch die Variation von Abflüssen im Flussmodell, im Sedimenttransport- und Bodenwasserbewegungsmodell, sowie bei der Analyse von Veränderungen der Vegetation, berücksichtigt. Dazu werden die durch regionale Klimamodelle prognostizierten zukünftigen Niederschläge in die Berechnung der zukünftigen Abflüsse durch eine in dieser Dissertation entwickelten Modifikation des stochastischen Modells AutoRegressive-Moving-Average (ARMA) eingeschlossen. Die ausgearbeiteten Entwicklungsprognosen der verschiedenen Modelle werden miteinander verknüpft, um zukünftige Wasserstände und Überflutungen und damit die neuen hydraulischen Bedingungen für das Vorland zu prognostizieren. Im zweiten Teil dieser Dissertation wird die vorgeschlagene Methodologie der Dynamischen Interaktion von Modellen in einem Fallbeispiel angewandt. Dafür wurden zwei Messstationen an der Elbe zwischen Elbe-km 511 und 515 installiert, die auch im Rahmen des Projekts KLIMZUG-NORD verwendet wurden. Diese Messstationen ermöglichten innerhalb von 2 Jahren die Erhebung von mehr als 300.000 Felddaten. Diese Informationen erlauben es, die Entwicklung des Vorlandes (2021-2050) in einer regulierten Flussstrecke der Elbe (Mittelelbe) zu prognostizieren. Dazu werden zunächst die bedeutenden Charakteristika des Untersuchungsgebiets dargestellt und nachfolgend Material und Methoden erläutert, die für die Analyse der Entwicklung des Vorlandes im Untersuchungsgebiet erforderlich sind. Die Flussmorphologie wird für den Zeitraum 2001-2100 modelliert, da eine Tendenz bei möglichen Variationen in einem kurzen Zeitraum nur schwer wahrgenommen werden kann. Die jeweiligen Modelle werden u.a. mithilfe erhobener Felddaten, Daten aus der Literatur, Klimadaten aus den Stationen des Deutschen Wetterdiensts (DWD), projizierten Daten des regionalen Klimamodells REMO, Daten des hydrologischen ATLAS von Deutschland, Abflussdaten des Pegels Neu Darchau (Elbe-km 536,4), Geschiebe-Schwebstoffdaten des Wasser- und Schifffahrtsamts (WSA) und der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), Wassertemperaturdaten der Arbeitsgemeinschaft für die Reinhaltung der Elbe (ARGE-ELBE) und das Digitale Geländemodell (DGM) kalibriert. Die durch das stochastische Modell ARMA/Variation erhaltenen Berechnungen der zukünftigen Abflüsse, die die Prognose der regionalen Klimamodelle berücksichtigen, werden mit den durch die BfG-Modelle erhaltenen Ergebnissen verglichen, um die Problematik der Vielfalt von klimatischen Prognosen anzugehen. Die BfG-Modelle wurden im Rahmen des Projekts Klimaveränderung und Wasserwirtschaft (KLIWAS) entwickelt. Die Anwendung der Methodologie der Dynamischen Interaktion von Modellen auf das Untersuchungsgebiet ermöglicht die Annahme, dass in den nächsten 30 Jahren aufgrund des Klimawandels (Zunahme der Winterniederschläge) ein Anstieg der Wasserstände und Überflutungsrisiken im Vorland dieses Gebiets auftreten wird. Dieser prognostizierte Zustand des Vorlandes basiert hauptsächlich auf Veränderungen der Vegetation, da diese zu neuen Rauigkeitswerten (Manning-Werten) und dadurch zum Anstieg der Wasserstände führen. Schließlich werden in dieser Dissertation die Anwendung und Bedeutung der vorgeschlagenen Methodologie für die Analyse der Entwicklung des Vorlandes anderer Flüsse und Regionen außerhalb Mitteleuropas behandelt.

In der Forschungsarbeit wird ein Rahmenmodell von Kompetenzen nachhaltigkeitsorientierter Verwaltungsführung in Kommunen und ihrer Förderung entwickelt und beschrieben. Methodische Grundlage hierfür bilden eine systematische Literaturrecherche sowie 25 qualitative, leitfadengestützte Interviews mit 13 verwaltungsexternen und 12 verwaltungsinternen Experten aus drei Fallstädten (Freiburg, Wernigerode, Ludwigsburg). Übergeordnetes Ziel des Modells ist der Auf- bzw. Ausbau nachhaltigkeitsorientierter Prozesse in Kommunalverwaltungen, um nachhaltige Entwicklung auf lokaler Ebene insgesamt zu fördern. Aufbauend auf dem Managementmodell Mintzbergs und drei Sustainable-Leadership-Modellen werden hierfür nachhaltigkeitsorientierte Handlungsbereiche von Oberbürgermeistern, Beigeordneten und Fach- bzw. Amtsleitungen im Verwaltungsalltag aufgezeigt. Ob bzw. inwieweit diese Handlungsmöglichkeiten genutzt werden, hängt unter anderem von der Ausprägung zentraler Kompetenzen nachhaltigkeitsorientierter kommunaler Verwaltungsführung ab. Diese werden u. a. basierend auf Ansätzen von Nachhaltigkeitskompetenzen für Führungspersonen aus der Privatwirtschaft herausgearbeitet. Ferner werden Förderungsmöglichkeiten solcher Kompetenzen in Aus- und Fortbildung sowie in der Organisationsentwicklung und im kommunalen Personalmanagement hergeleitet und beschrieben. Potentielle konkrete Förderungsmethoden werden ebenfalls untersucht.

Das 21. Jahrhundert wird auch als „urban century“ bezeichnet. Der Stadtraum bietet einerseits „enger verknüpfte Kommunikationsräume und damit einen verbesserten Zugang zu Informationen aller Art“, „höheres soziales Kapital, mehr Raum für persönliche Entfaltung, Vielfalt und Innovation“ sowie „verbesserte Möglichkeiten der Teilhabe“. Andererseits sind auch Stress-faktoren, „wie Lärm und Umweltverschmutzung“, verstärkt im städtischen Raum vertreten. Zunehmend beeinträchtigen Extremwetterereignisse, wie Hitze- und Starkregen, den Lebensraum Stadt und das Wohlbefinden der Menschen. Zusätzlichen Wohnraum für mehr Menschen zu schaffen, stößt in der Stadt- und Raumplanung auf Maßnahmen zur Klimafolgenanpassung. Erholungs- und Aktivitätsräume stehen in Konkurrenz zum Ausbau der Infrastruktur, wie dem Wohnungs- und Straßenbau. Es wird zudem die Notwendigkeit für transdisziplinäre Diskurse und Arbeitsweisen im Rahmen einer klimawandelgerechten Stadtentwicklung hergeleitet. Ziel ist die Erarbeitung von Potentialen, die sich in Lüneburg für eine Begrünung der Innenstadt bieten, um dem sich wandelnden Klima zu begegnen, sowie herauszuarbeiten welche Akteur*innen, Schlüsselfaktoren und -elemente die Umsetzung von Begrünungsmaßnahmen einschränken oder stärken. Mit der Methode der Konstellationsanalyse sollen zukunftsgerichtete und zentrale Handlungsfelder verdeutlicht werden. Es soll die Basis für eine erfolgreiche und nachhaltige Arbeitsweise sowie Zusammenarbeit im Bereich der Klimafolgenanpassung in Lüneburg gelegt werden.

Die Arbeit liefert die Grundlagen zur chemischen Entfernung von Biodiesel aus dem Motoröl, um eine Minderung der Einschleppungsproblematiken beim Einsatz von biogenen Kraftstoffen und Dieselpartikelfiltern zu erzielen. Das Prinzip beruht auf einer wechselwirkenden Beimischkomponenten die eine Azeotropbildung mit Biodiesel einleitet. Eine gaschromatographische Headspace-Screening-Methode diente der Messung von Aktivitätskoeffizienten in Anwesenheit von Biodiesel. Die Ergebnisse dieser Analysen lieferten erste Erkenntnisse welche funktionalen Gruppen eine notwendige starke Wechselwirkung mit Biodiesel besitzen. Die gaschromatographischen Analysen wurden zudem mit Simulationsrechnungen mittels COSMOtherm untermauert. Im Laborversuch haben sich polare Säuren wie Ameisensäure oder Essigsäure als gute Beimischkomponenten erwiesen. Aldehyde, Ketone oder Alkohole sind weniger geeignet. Säuren wirken als Hydrogen Bond Donator und besitzen hohe Aktivitätskoeffizienten mit Biodiesel. Durch die Destillation des gebildeten azeotropen Gemischs kann die Entfernung von Biodiesel aus dem Motoröl bei niedrigen Temperaturen von ca. 180 Grad Celsius bis 190 Grad Celsius realisiert werden. Ohne den Einsatz von Beimischkomponenten liegt die Destillationstemperatur von Biodiesel bei ca. 330 Grad Celsius.

Die Energiewende steht im Zentrum aktueller gesellschaftlicher Debatten. Die Frage ist: Wie kann die gegenwärtige Klimakrise aufgehalten und gleichzeitig der Energiebedarf gedeckt werden? Einigkeit besteht darüber, dass eine Strategie zur Energiewende die Umstellung auf erneuerbare Energieträger beinhalten muss. Das Problem ist: Zentrale Begriffe wie ‚erneuerbare Energieträger‘ sind uneindeutig und deshalb besonders für naturwissenschaftliche Laien missverständlich. Ihnen wird dadurch die gesellschaftliche Teilhabe an der Debatte erschwert. Wie kann der naturwissenschaftliche Unterricht dazu beitragen, die oben benannten Missverständnisse aufzuklären? Er muss die Schüler*innen dabei unterstützen, die naturwissenschaftlichen Schlüsselprinzipien der verschiedenen Energieträger und darauf aufbauend die Energiewende angemessen zu verstehen. Zu diesem Zweck muss der Unterricht entsprechend strukturiert werden. Welche Leitlinien sowohl die Lehrkräfte der Naturwissenschaften als auch die Entwickler*innen der Unterrichtsmaterialien dabei beachten sollten: Das klärt die vorliegende Studie. Hierfür wird das Modell der didaktischen Rekonstruktion als Forschungsrahmen genutzt. Ausgehend von einem gemäßigt konstruktivistischen Lehr-Lernverständnis werden drei Unterfragen beantwortet: 1. Welche vorunterrichtlichen Vorstellungen bringen Schüler*innen in den Unterricht mit? 2. Welche Vorstellungen haben Wissenschaftler*innen? 3. Welche Unterschiede ergeben sich im Vergleich der Vorstellungen? Für die Beantwortung dieser Fragen wurden in der Erhebung problemzentrierte, leitfadengestützte Interviews mit 27 Achtklässler*innen geführt und Auszüge aus zwei wissenschaftlichen Gutachten ausgewählt. Mit einer qualitativen Inhaltsanalyse konnten in der Auswertung Inhaltsaspekte identifiziert werden, die Potenzial für die unterrichtliche Vermittlung haben. Mit dem so reduzierten Datenmaterial wurde eine systematische Metaphernanalyse durchgeführt. Damit wurden erfahrungsbasierte Muster hinter den Vorstellungen rekonstruiert. Aus dem systematischen Vergleich der Ergebnisse lassen sich Lernchancen und Lernhindernisse für das Verstehen von naturwissenschaftlichen Hintergründen der Energiewende ableiten. Diese werden in Form von Leitlinien für den naturwissenschaftlichen Unterricht zusammengefasst. Diese Leitlinien können von Lehrpersonen und Entwickler*innen von Lehrmaterialien genutzt werden, um ein fachlich angemessenes Verstehen der naturwissenschaftlichen Schlüsselprinzipien der Energieträger und der Energiewende zu fördern. Darüber hinaus sind diese Ergebnisse interessant für Forschende, die an der Energiewende und deren wissenschaftlicher Kommunikation interessiert sind. Denn sie helfen zu verstehen, wie Missverständnisse vermieden und fachliche Begriffe geklärt werden können.