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This study aims to answer four main research questions regarding the roles, strategies, barriers, and representation of the media and environmental nongovernmental organisations (ENGOs) in environmental communication in Malaysia. From a theoretical lens, this study has incorporated the essential concepts of media, ENGOs, and environmental communication from both Western and Asian, particularly Malaysian perspectives as primary points of reference. For the purpose of this study, a total of 13 interviewees from Media A and Media B and 11 interviewees from ENGO A and ENGO B were chosen for the qualitative interview while 2,050 environmental articles were collected as samples from Media A´s and Media B´s newspapers along with ENGO A´s and ENGO B´s newsletters from the period 2012 to 2014 for the quantitative content analysis. Specifically, the findings from interview confirmed that both the Malaysian media and ENGOs have shared quite similar roles in environmental communication, particularly in environmental legitimacy (creating trust, credibility, and relationships with the public), in democracy (acting as a watchdog and mobilising the public sphere), and in constructing public mind about environmental problems. Pictures undoubtedly were one of the most vital tools in social construction, especially for presenting the reality of the environmental problems to the public. This was in harmony with the results of the quantitative content analysis, where more than 60% of pictures were found on environmental articles in media newspapers and ENGOs newsletters. Malaysian media and ENGOs have shared two common strategies in environmental communication, namely campaigning and collaboration with other stakeholders, while the ENGOs have two extra strategies: advocacy and lobbying strategies. Malaysian media and ENGOs also have collaborated with each other and the level of collaboration between them was at the coordination (medium) level. Both social actors especially the media were also relied heavily on their sources for environmental articles and the result of quantitative content analysis showed that the government was the main source for media newspapers, whereas other ENGOs and laypersons were the main sources for ENGOs´ newsletters. There are also colossal barriers faced by both Malaysian media and ENGOs throughout the process of environmental communication and some of the barriers faced by both media and ENGOs include the problem with limited knowledge of the environment, while some other barriers, like media laws and ownership, were only faced by the media; other barriers such as funding problems were specifically faced by the ENGOs. In terms of representation of environmental information, the Malaysian media make more presentations on environmental problems, especially on topics like floods, wildlife and water crises in their newspapers, while ENGOs have given more attention to environmental effort topics such as conservation and sustainable living in their newsletters. Surprisingly, not only the media but also the ENGOs used the same (news) values like timeliness, proximity, and impact as criteria for the selection of environmental issues for their publications. Other factors such as the background of the organisation and the interest of journalists or editors also influence the selection of environmental issues. It is hoped that the proposed theoretical framework of this study can serve as a crucial guideline for the development of environmental communication studies, especially among the media and ENGOs not only in Malaysia but also in other (Southeast) Asian regions that share a similar background.
Agricultural production of smallholder farmers in Myanmar is facing soil fertility degradation and in consequence, crop yields decline due to the imbalances of nutrient supply. In most cases, all above ground biomass is removed from the fields after harvesting the crops and during land preparation for the next crop. Higher temperatures also stimulate the higher mineralisation rates and released mineral nutrients are lost from fallow lands before sowing the next crops. Regarding the addition of mineral fertilizers, except for cash crops, farmers are reluctant to apply fertilizers for the crops that are sown for household’s self-sufficiency. In the Dry Zone, irrigated agriculture is available in recent years and farmers could overcome water scarcity through irrigation. With the availability of irrigation water, farmers could prolong the cropping period, nevertheless crop yields are decreasing year by year. In recent decades, research findings are indicating the benefits of biochar application for soil fertility improvement and food security. Smallholder farmers can produce biochar from agricultural by-products such as pigeon pea stems, cotton stems and rice husks by using biochar stoves. Large-scale production is possible by producing both biochar and thermal energy simultaneously, such as getting rice husk biochar and producing thermal energy by burning rice husks. By those means, environmental pollution due to the smokes from stubble burnings and the health hazards from smokes arise from kitchens can also be reduced. Present research was conducted to test the effects of the application of biochars produced from different crop residues together with NPK fertilizers on crop yields and soil properties in the rice-chickpea-cotton cropping system of the Central Dry Zone area of Myanmar during 2012 and 2013 cropping seasons at Shwe Daung Farm, Mandalay Division, Myanmar. Effects of biochar applications in combination with NPK fertilizers were compared with NPK fertilizer (without biochar) application and the control (without biochar and NPK fertilizers). Biochars used in the experiments were produced from three kinds of locally available raw materials (rice husk, rice straw and, pigeon pea stem) at temperature above 550°C by using a kiln made from a 200-Liter diesel barrel. Field experiments were conducted on sandy loam soil in the Central Dry Zone of Myanmar. After harvesting rice in 2012, chickpea was sown without application of both organic and inorganic fertilizers. After harvesting chickpea in 2013, cotton was sown on the same experimental plots. Treatments were rice husk biochar (Rh) 20 Mg ha-1 + NPK fertilizers; rice straw biochar (Rs) 20 Mg ha-1 + NPK fertilizers; pigeon pea stem biochar (Ps) 20 Mg ha-1 + NPK fertilizers; rice husk biochar and farmyard manure mixture (Rh biochar + FYM) 10 Mg ha-1 + NPK fertilizers; NPK fertilizers (without biochar); and the control (without fertilizer and biochar). Biochar weights represented fresh biochar weights. Equal rate of NPK fertilizers were applied in all treatments. However, fertilizer rates were different with respect to the crops. In rice experiment, 100:50:50 kg ha-1 rate of Urea (N): Triple Super Phosphate (P): Muriate of potash (K) was applied. In cotton experiment, 100:30:117 kg ha-1 rate of Urea (N): Triple Super Phosphate (P): Muriate of potash (K) was applied. Crop growth data, yield component data and yield data of each treatment were recorded. Soil samples from topsoil (0-0.2 m) were taken before starting the experiments, after harvesting rice and cotton, respectively, and analysed. A biogeochemical model, denitrification decomposition (DNDC) model, was used to estimate soil organic carbon storage and greenhouse gas emissions during crop growing seasons and to quantify the long-term impact of biochar applications on rice, chickpea and cotton yields.The results from soil analyses indicated that although initial soil pH was at 8.0 and pH values of biochars ranged between 8.0 and 10.0 soil pH after two years of biochar application did not increase. pH values were below 8.0. That value was lower than initial soil pH. That could be due to the effect of the change of cropping system from upland to lowland rice cultivation and the effects of biochar additions to the alkaline sandy loamy soil of the experimental site. Although total exchangeable cation value was not significantly different among the treatments, compositions of major cations were significantly different among the treatments. Exchangeable potassium increased in Rs biochar + NPK applied soils. Exchangeable sodium increased in control, and conventional NPK fertilizer applied soils. Reduction of soil bulk density from 1.8 g cm-3 to 1.6-1.7 g cm-3 occurred in biochar treatments compared to control and conventional NPK fertilizer application treatments. Positive changes of total carbon and total nitrogen of soils were found in biochar treatments compared to control and conventional NPK fertilizer application. Application of pigeon pea stem biochar + NPK fertilizers showed the highest crop growth and the highest yield in rice. The highest chickpea yield was obtained from the plot that applied rice husk biochar + NPK fertilizers. Cotton crop growth and yield was the highest in rice husk biochar and farmyard manure mixture + NPK fertilizer application. The lowest crop growth and yield was obtained from the control in cotton. The results of this study suggested that biochars from different biomass materials had different effects on soil properties and crop yields under different growing conditions and cultivated crops. Although the applied biochars had a high pH, soil pH did not increase after biochar applications. The growth and yield of tested crops were higher than that of the control and conventional NPK fertilizer application. Rice husk biochar and farmyard manure mixture + NPK fertilizer application can be assumed as a suitable soil amendment application under upland crop cultivation. Pigeon pea stems biochar + NPK fertilizers should be applied in rice cultivation. Rice husk biochar + NPK fertilizers and rice husk biochar-farmyard manure mixture + NPK fertilizers showed as the appropriate biochar soil amendments for the study area compared to rice straw biochar + NPK fertilizers and pigeon pea stem biochar + NPK fertilizers. Application of these biochars increased total exchangeable cations, reduced bulk density, increased organic carbon, regulated soil pH and, can easily be accessed by smallholder farmers by promising crop yields for sustainable agricultural production. Rice straw biochar + NPK fertilizers and pigeon pea stem biochar + NPK fertilizers also showed positive influences on soil fertility and crop growth. However, extensive application of those biochars might require large-scale productions and distributions. To obtain the detail information regarding the impact of biochar application on the agro-ecosystem and surrounding atmosphere, further research activities may need to carry out under different agricultural production conditions. When model fitness was tested, it was found that DNDC model was fit for the simulation of crop yields and soil organic carbon under the conditions of the experimental site. Simulation of soil organic carbon dynamics and crop yields for 30 years and 50 years after the addition of biochars in combination with NPK fertilizers showed that such applications could maintain the crop yields at the same level up to 50 years. That could maintain soil organic carbon at a level higher than conventional NPK fertilizer application. Regarding the simulation of GHGs emissions, the model simulated nitrous oxide emission close to actual emissions of agricultural soils of Myanmar. Simulated CH4 emissions from control and conventional NPK fertilizer application variant were consistent with the well-known emissions of Myanmar rice fields. To confirm the accuracy of simulated CH4 emissions from biochar applied soils, it may need field investigations and validations of model results. Simulated effects of rice husk-, rice straw- and pigeon pea stem fresh biomass applications and that of rice husk-, rice straw- and pigeon pea stem biochar applications on rice, chickpea, cotton yields and soil organic carbon (SOC) were compared. Objective of this simulation was to compare the effects of fresh biomass-applications and the application of biochars produced from the same biomass on crop yields and SOC by using DNDC model. The results showed that simulated rice yields of rice husk biochar and rice straw biochar applications were 33% and 31%, respectively, higher than that of pigeon pea green manure applications. However, simulated rice yield from pigeon pea stem biochar application was 4% higher than that of iv pigeon pea stem green manure application. Simulated chickpea yield from pigeon pea green manure treatment was the highest among all of biochar and biomass applications. Simulated cotton yields obtained from fresh biomass applications were lower than that of biochar applications. In estimating the future yields, all crop yields from rice husk and rice straw biomass applications were lower than that of rice husk and rice straw biochar applications in the initial year of simulation. However, in the following years, the yields remained at the same level up to the end of simulated years. In pigeon pea stem green manure application, crop yields were higher than the other treatments since the initial year up to the end of simulated years. Simulated SOC was lower in fresh biomass applications compared to biochar applications.
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.
Fire plays an important role in the earth system by influencing ecosystems and climate, but climate in turn also influences fire. The system became more complex when humans started using fire as a tool. Understanding the interaction between humans, fire and climate is the major aim of paleofire research. Understanding changes in these three aspects in the past will help predicting future climate, fire and human interactions. The use of lake sediment cores as natural archives for reconstructing past fire activity by counting charcoal particles is well established. This present dissertation is dedicated to the evaluation and application of specific organic molecular markers for biomass burning: levoglucosan, mannosan and galactosan were used as proxies for reconstructing past fire activity in lake sediments thorough the entire Holocene. First, a new analytical method was developed using high-performance anion exchange chromatography combined with mass spectrometry to separate and detect these three monosaccharide anhydrides in lake sediments. The suitability of this analytical method was proven by comparing the levoglucosan, mannosan and galactosan results in selected lake sediment samples from Lake Kirkpatrick, New Zealand and by correlating the results with macroscopic charcoal. Furthermore, the method was successfully applied to a lake sediment core from Lake Petén Itzá, Guatemala to reconstruct regional Holocene fire history. The analyses of levoglucosan were combined with fecal sterols to reconstruct late Holocene human fire interactions at Lake Trasimeno, Italy, demonstrating low fire activity during the Roman period. This combination of studies proves that these molecular markers are valid fire proxies in sediments from multiple locations around the globe. Comparison of levoglucosan, mannosan and galactosan concentrations with macroscopic charcoal trends in Lake Kirkpatrick and Lake Petén Itzá, suggests that the molecular markers represent more regional fire history and low temperature fires in contrast to macroscopic charcoal, which is a local fire proxy. In addition, vegetation changes (Lake Kirkpatrick and Lake Petén Itzá) and charcoal morphotypes (Lake Petén Itzá) were compared to the levoglucosan/mannosan and levoglucosan/(mannosan+galactosan) ratios suggesting that these ratios may be a suitable tool to track burned fuel. Biodegradation tests demonstrate the potential degradation of levoglucosan, mannosan and galactosan if dissolved in water, but findings in ancient sediment samples suggest that particle-bound levoglucosan, mannosan and galactosan can be buried in sediments over millennial time scales. Although uncertainties still exist, the results of this research suggests that organic molecular markers are a suitable regional fire proxy and isomer ratios may help understand changes in burned vegetation.
Die Wichtigkeit, eine soziale Perspektive auf die Mensch-Natur-Beziehung einzunehmen, wird seit langer Zeit erkannt. Die Erforschung sozial-ökologischer Systeme sucht durch den Ausgleich der sozialen und ökologischen Ansichten ein holistisches Verständnis der Mensch-Natur-Beziehung zu erreichen. Hier strebte ich an, ein soziales Verständnis des Sächsischen Gebiets im Herzen Rumäniens zu entwickeln, indem ich erforschte, wie Einheimische die Mensch-Natur-Beziehung betrachten. Zu diesem Zweck verwendete ich die Konzepte der sozial-ökologischen Systeme (SES), der ökosystemischen Leistungen (ES) und der Kulturlandschaften, um die Wahrnehmung der Einheimischen durch empirische Fallstudien zu erfassen. Über eine ausgiebige Recherche bestehender Fachliteratur erstellte ich zuerst eine Übersicht über eine bestimmte Form der Mensch-Natur-Beziehung, in der weder verbrauchbare noch nutzenbringende Werte vorhanden sind (´kulturelle Ökosystemdienstleistungen´). Zweitens, um die Wechselwirkung von dem sozialen zum ökologischen System abzugrenzen und zur Sprache zu bringen, untersuchte ich, wie unterschiedlich die Einheimischen die Landschaften und ihre Funktionen in Südsiebenbürgen wahrnehmen. Diese mit den Landschaften verbundenen Präferenzen verortete ich dann konzeptionell, indem ich die potenzielle Landnutzung und deren Auswirkungen im Hinblick auf das Management verdeutlichte. Drittens, um die Mensch-Natur-Beziehung vom ökologischen zum sozialen System zu erfassen, studierte ich die Nutzung der Ökosystemdienstleistungen durch disaggregierte Personengruppen. Genauer untersuchte ich, welche Faktoren über die ökosystemischen Verfahren und Funktionen hinaus die von der Natur durch den Menschen abgeleiteten Vorteile aus Sicht der potenziellen Nutznießer beeinflussten. Ich entwarf ein Konzept über die vermittelnde Rolle einer Auswahl an zusammenhängenden Faktoren, die der aktuellen Verbreitung der ES in Verbindung mit der Beziehung zwischen den ES und den Vorteilen für den Menschen zugrunde liegen. Viertens, um ein Beispiel der wechselseitigen Mensch-Natur-Beziehung zu erforschen, betrachtete ich einen Sonderfall des Nebeneinanderbestehens von Menschen und Fleischfressern sowie die Mechanismen, welche dieses Miteinander beeinflussen. Auch wenn ich in dieser Dissertation ein umfangreiches und tiefgründiges Verständnis der menschlichen Dimension der untersuchten Systeme ansammelte, wählte ich vier Querthemen, um die Mensch-Natur-Beziehung in Südsiebenbürgen zu erläutern. Diese vier Themen mögen als Grundsäulen eines Verständnisses aus der sozialen Sicht, aber auch als mögliche Ziele für die Forschung oder Politiken dienen. Das erste Thema bezieht sich auf die Werte der Einheimischen, die der Schlüssel des Verständnisses der endemischen Mensch-Natur-Beziehung sind und in künftigen sozial-ökologischen Bewertungen oder politischen Eingriffen nicht zu übersehen sind. Das zweite Thema versteht die Kulturlandschaft in Südsiebenbürgen sowohl als einen physischen als auch einen virtuellen Raum der sozial-ökologischen Wechselwirkung, welcher dem Menschen Naturerfahrungen und sozial-ökologisches Wissens ermöglicht. Das dritte Thema, die Mannigfaltigkeit des sozialen Systems hinsichtlich ihrer Anforderungen an die Landschaft sowie deren Nutznießer der Ökosystemdienstleistungen erweitert die Betrachtungsweise der Mensch-Natur-Beziehungen, kann jedoch zugleich künftig eine Konflikt- oder Entkopplungsquelle sein, wenn sie unangemessen verwaltet wird. Zuletzt spielen die Kleinbauern eine wesentliche Rolle in der Aufrechterhaltung der Mensch-Natur-Beziehung dank ihrer Interaktion mit dem Land und den daraus hervorgegangenen Überzeugungen, aber ihre Werte und ihr Lebensstil sind bedroht.
This PhD thesis examines the connections between sustainability knowledge management (SKM) and sustainability management tools in small and medium-sized enterprises (SMEs). While previous literature has established that knowledge is essential for the application of sustainability management tools, the effects of such tools on knowledge management are under-researched in the sustainability context. Drawing on multiple academic papers and utilizing various research methods, including a systematic literature review, several quantitative surveys and a multiple case study approach, the thesis systematically examines how such tools can facilitate the identification, acquisition, conversion, application and retention of sustainability knowledge, and potentially lead to the improvement of SKM effectiveness in SMEs. Furthermore, it examines how support functions for sustainability management tools and SKM correspond with each other. The findings reveal that sustainability management tools facilitate the SKM processes (identification, acquisition, conversion, application and retention), and align with the support factors (e.g. top management support, shared vision, employee qualifications) to advance SKM in SMEs. Particularly, such tools permit the institutionalization of sustainability knowledge into the daily routines and practices in SMEs. Additionally, tools create a support structure for SKM, embedding and preserving sustainability knowledge in documents, policies, procedures and norms for an enterprise´s collective knowledge for sustainability management. The thesis concludes with complementing areas of future research and offers practical implications for SME management.
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).
Süßwasserökosysteme stellen für menschliche Gesellschaften verschiedene Ökosystemdienstleistungen wie zum Beispiel Trinkwasser oder Fischressourcen bereit. In der modernen Landwirtschaft kommen große Mengen von Agrochemikalien zum Einsatz, die in die Fließgewässer gelangen und dort zur Schädigung des Ökosystems führen können. Die vorliegende Arbeit trägt wichtige Erkenntnisse zur Abschätzung von Exposition und Effekten bei, die aus dem Eintrag von Pestiziden in Fließgewässerökosysteme resultieren können. Dabei wird eine der umfangreichsten Feldstudien zu den Auswirkungen der Pestizidbelastung in kleinen landwirtschaftlichen Fließgewässern vorgestellt. Die Feldstudie wurde an 29 Bächen in zwei Gebieten Finnlands und Frankreichs durchgeführt und umfaßte die Aufnahme der Zusammensetzung der Invertebratengemeinschaften und eines wichtigen Ökosystemprozesses, dem Blattabbau. Des Weiteren wurde ein Pestizidmonitoring für Verbindungen durchgeführt, die nach den Ergebnissen behördlicher Untersuchungen in ökotoxikologisch relevanten Konzentrationen in den Gewässern vorkommen. Nach der Einleitung (Kapitel 1), werden in den Kapiteln 2-4 neue Methoden zur Erfassung der Pestizidbelastung von Fließgewässern vorgestellt und bewertet. Die Ergebnisse aus der Feldstudie zu den Auswirkungen von Pestiziden werden im Kapitel 5 präsentiert. Im 2. Kapitel wird eine neue Methode zur Erfassung von schwebstoffadsorbierten Pestiziden vorgestellt, bei der die Extraktion mit der beschleunigten Lösemittelextraktion (ASE) durchgeführt wurde. Die Methode zeigte gute Ergebnisse bezüglich Exaktheit und Genauigkeit der Wiederfindung bei der Extraktion 10 polarer und semi-polarer Pestizide verschiedener chemischer Klassen. Bei der Anwendung der Methode auf Schwebstoffproben aus den französischen Bächen wurden Konzentrationen gefunden, die auf Invertebraten toxisch wirken könnten. Zusätzlich wurde in dieser Studie die Geeignetheit von deuterierten Standards der Analyten zur Verwendung als interne Standards während der Extraktion, Aufreinigung und Analytik untersucht. Dabei zeigte sich, daß bei deuterierten Standards mit weniger als 10 Deuteriumatomen Unterschiede im Verhalten zur nicht-deuterierten Verbindung auftreten können. Das folgende Kapitel stellt ein Kalibrationsexperiment zur Ermittlung von Sammelraten für den Chemcatcher® Passivsammler mit polarer Empfängerphase vor. Sammelraten für Passivsammler werden benötigt, um nach der Ausbringung in Gewässern zeitlich-gewichtete Durchschnittskonzentrationen (engl. TWA) berechnen zu können. Für den Chemcatcher® bewegten sich die Sammelraten im Bereich von 0.1 bis 0.5 L pro Tag. Das Kalibrationsexperiment ergab zudem, daß der Chemcatcher® ohne diffusionslimitierende Membran für Felduntersuchungen mit bis zu 14 Tagen Expositionszeit geeignet ist. Die ermittelten Sammelraten werden im 4. Kapitel verwendet, um TWAs für die Freilandexposition des Chemcatchers® in den französischen Bächen zu berechnen. Ferner wird die Leistungsfähigkeit des Chemcatchers® mit zwei weiteren Verfahren zur Erfassung von gewässerbezogener Pestizidbelastung verglichen. Dabei zeigte sich, daß die Probenahme der Wasserphase mit dem Chemcatcher® oder einem ereignisbezogenen Wasserprobenehmer bei polaren und semipolaren Pestiziden ein angemesseneres Bild der Belastung liefert als die Probenahme der Schwebstoffphase. Das 5. Kapitel ist den Auswirkungen von Pestiziden gewidmet und präsentiert eine Risikoabschätzung für die Auswirkungen der Pestizideinträge in die französischen und finnischen Gewässer. Zusätzlich werden potentielle Effekte auf den Blattabbau untersucht und die Anwendbarkeit des „Gefährdete Arten“ (SPEcies At Risk - SPEAR) Index für das länderübergreifende Biomonitoring beurteilt. Das Hauptergebnis der Studie ist, daß Pestizide selbst in Konzentrationen, die bisher als unbedeutend angesehen wurden, sowohl die Struktur der Invertebratengemeinschaften verändern als auch den Blattabbau hemmen können. Des Weiteren war der SPEAR Indikator geeignet, Effekte von Pestiziden über verschiedene Regionen hinweg nachzuweisen. Zusammenfassend weist diese Arbeit nach, daß Pestizide einen wichtigen Störfaktor für Fließgewässerökosysteme darstellen können und liefert Methoden zur Expositions- und Effektabschätzung die in zukünftigen Studien Anwendung finden könnten.
Gegenwärtige atmogene N-Einträge in die Lüneburger Heide überschreiten die durch den critical-load für Sandheiden definierte Belastungsgrenze von 10-20 kg ha-1 und zeigen den Handlungsbedarf für eine langfristige Erhaltung dieser geschützten Lebensräume. Die traditionelle Schafbeweidung im NSG Lüneburger Heide kann diese hohen atmogenen N-Einträge kompensieren. Das Herdenmanagement minimiert den Nährstoffeintrag über die Exkremente der Tiere, so dass diesem Transfer nur eine geringe Bedeutung zukommt. Die N-Austräge über das Sickerwasser vor, während und nach den Pflegemaßnahmen spielen nur eine untergeordnete Rolle. Extensive Pflegemaßnahmen wie die Mahd und das kontrollierte Brennen sind nicht geeignet die atmogenen N-Einträge langfristig zu kompensieren. Intensiven Pflegemaßnahmen (Schoppern, Plaggen) gelingt dieses, benötigen aber einen zu langen Bearbeitungszyklus, innerhalb dessen kombinierte Verjüngungsmaßnahmen notwenig werden. Die Pflegemaßnahmen haben Auswirkungen auf die N- und P-Vorräte im Heidesystem und führen großteils zu einer P-Verarmung. Das kontrollierte Brennen beeinflusst den P-Haushalt am geringsten. Eine Kombination des Feuereinsatzes mit anderen extensiven Maßnahmen erscheint daher sinnvoll.
Zur Ermittlung der Belastung der Elbe mit Pestiziden wurden chemische Analyseverfahren entwickelt, wobei das untersuchte Stoffspektrum insgesamt 106 Analyte umfasste. Die Untersuchungen ermöglichten 1989 eine erstmalige Identifizierung und Quantifizierung von Pestiziden in hohen Konzentrationen (unterer µg/L-Bereich) im Elbeästuar, nach der Wiedervereinigung deren Rückverfolgung zu industriellen Punktquellen in der ehemaligen DDR (Längsprofile), eine Erfassung der historischen Entwicklung der Belastungssituation in den 90er Jahren, die Feststellung der zunehmenden Bedeutung von Einträgen aus diffusen Quellen im Vergleich zu Punktquellen sowie die Ermittlung des Stoffspektrums und der zeitlichen und örtlichen Variabilität innerhalb eines Zeitraumes von drei Jahren (Monatsmischproben und Zeitreihen an unterschiedlichen Querschnitten der Elbe sowie Längsprofile). Der Fokus richtete sich im weiteren Verlauf auf die Entwicklung chemischer Analyseverfahren zur sicheren Identifizierung und Quantifizierung von Wirkstoffen mit niedrigen Qualitätszielen/-kriterien (unterer ng/L- bzw. sub-ng/L-Bereich). Zur Bewertung der Belastungssituation und zur Diskussion von Monitoring-Strategien wurden national und international verfügbare Qualitätsziele/-kriterien insbesondere für die aquatische Lebensgemeinschaft herangezogen.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein ICP-QMS mit integrierter Reaktions- /Kollisionszelle erfolgreich eingesetzt, um die Elemente Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Nickel, Kobalt, Kupfer, Zink, Arsen, Molybdän, Cadmium, Blei und Uran direkt in verdünntem Meerwasser zu bestimmen. Die Bestimmung von Elementspuren in Meerwasser wurde realisiert, indem alle zur Verfügung stehenden Möglichkeiten zur Minimierung von Interferenzen bei der Bestimmung von Elementen mit ICP-QMS angewendet wurden.
Ein wesentlicher Beitrag zur rationalen Verwendung unserer Energieresourcen kann durch die konsequente Nutzung diskontinuierlich anfallender Wärmeenergie erbracht werden, was aufgrund der zeitlichen Verschiebung von Wärmeangeboten und Wärmebedarf auf direktem Wege oft nicht möglich ist. Dies gilt sowohl für die Nutzung anfallender Abwärme aus Kühlprozessen als auch den ökonomiaschen Einsatz von Solarenergie. Dazu ist erforderlich, mit Hilfe eines effizienten Energiespreichers den überschüssigen Energieanfall zu verlagern.
Das Ausrichten der Abwasserentsorgung erfolgt in engen kommunalpolitischen und rechtlich-ökologischen Grenzen. Dabei werden weder die Rahmenbedingungen analysiert oder hinterfragt noch werden anhand akzeptierter Ziele langfristige Konzepte zur Ausgestaltung der Abwasserentsorgung entwickelt. Die Diskussion um die Wahrnehmung von Aufgaben durch die öffentliche Hand oder durch private Träger ist vielmehr durch die Kontroverse zwischen Effizienz und hoheitlicher Aufgabenerfüllung geprägt. Die gegenwärtige Problemhandhabung wird den komplexen Zusammenhängen, die mit der Abwasserentsorgung verbunden sind, nicht gerecht. Die schlechte Finanzsituation der Kommunen sollte genutzt werden, um zu neuen Formen der Aufgabenerfüllung zu gelangen.
