333.7 Natürliche Ressourcen, Energie und Umwelt
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Ökologische Nachhaltigkeit in Beherbergungsbetrieben in regionalen Naturparks in der Deutschschweiz
(2014)
Wetterstationen
(2017)
Die Arbeiten dieser Anthologie wurden im Rahmen von Wetterstationen, einem Projekt mit fünf internationalen Partnern, das vom Kulturprogramm der Europäischen Union gefördert wird, in Auftrag gegeben. Schriftsteller und Schüler an den fünf Standorten nahmen an dem Projekt teil und der vorliegende Band enthält eine Auswahl ihrer Arbeiten.
Vorbereitung zur Wiederverwendung: Regelung und Regelungsbedarf - Umsetzungs- und Erfolgsaussichten
(2013)
Wiederverwendung (WV) von Erzeugnissen ist als Ansatz hinsichtlich der Ressourcenschonung zu verstehen. Durch Verwertungsmaßnahmen mit dieser Zielsetzung - Vorbereitung zur Wiederverwendung (VWV) - kann man bewirken, dass einst als Abfall eingestufte Erzeugnisse ihre ursprüngliche Funktion wieder erfüllen, so dass im Prinzip weniger Ressourcen für die Bereitstellung von neuen Produkten beansprucht werden müs-sen. Zumindest theoretisch wäre es dann möglich, nachhaltige Entwicklung mit Wirtschaftswachstum zu vereinbaren. Aus diesem Potenzial ergibt sich die hohe Stellung sowohl von WV als auch von VWV in der so-genannten Abfallhierarchie. Nichtsdestotrotz zeigt die Realität, dass die Umsetzungsmöglichkeiten von WV bzw. VWV bescheiden sind. Auf die Ursachen und Folgen dieses Phänomens geht dieser Aufsatz ein.
Schlüsselwörter: Wiederverwendung, Abfallhierarchie, Effizienz, Suffizienz, Konsum-entenverhalten, Ressourcenschutz, Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft
Die Senkung der Abgasemissionen von Dieselmotoren ist ein zentraler Bestandteil der Motoren-Entwicklung. Die positive Beeinflussung kann auf verschiedene Arten erfolgen. Zum einen werden durch die Optimierung der innermotorischen Verbrennung die Abgasbestandteile gesenkt. Zum anderen kann mit Hilfe von Abgasnachbehandlungs-systemen der Ausstoß von umweltschädlichen und toxikologischen Abgasbestandteilen minimiert werden. Die Rückführung von Abgas in den Frischluft-Massenstrom (Abgasrückführung, AGR) ist eine konstruktive Maßnahme zur Reduktion von Stickstoffoxid-Emissionen bei Dieselmotoren. Bei diesen Abgasrückführungs-Systemen ist das AGR-Ventil ein zentraler Bestandteil und wird häufig mit einem Kühler kombiniert. Je nach Abgaskonzept des Motors werden Hoch- oder Niederdruck-Abgasrückführung - d.h. das Abgas wird vor oder nach dem Abgasturbolader entnommen - oder eine Kombination aus beiden System eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit werden die Wechselwirkungen und Einflüsse von Ablagerungen in Turbo-aufgeladenen Dieselmotoren betrachtet. Der Schwerpunkt der Untersuchungen wird auf das Teilgebiet dieser Ablagerungen im Hochdruck-AGR-System gelegt, da der zu untersuchende Volkswagen Motor in Fahrzeugen zur Einhaltung der Abgasemissionsstufe Euro 5 mit einer wassergekühlten Hochdruck-AGR und einem Abgasnachbehandlungssystem ausgerüstet ist. Das Abgas der Hochdruck-AGR wird direkt vor dem Abgasturbolader entnommen und wieder der Frischluft-Ansaugstrecke zugeführt. Das entnommene Abgas wird dabei nicht durch Abgasnachbehandlungs-Systeme gereinigt, sondern alle Abgasbestandteile werden über den Kühler und über das Ventil geführt. Dabei kann es zu Verschmutzungen kommen, die potentiell die Kühlleistung, sowie die zurück geführte Abgasmasse und das Brennverfahren beinträchtigen könnten. Im Laufe der Arbeit wird die Arbeitsweise der genannten Abgasrückführung und der verschiedenen Brennverfahren im Dieselmotor eingehend beschrieben. In der vorliegenden Dissertation werden drei Aspekte der genannten Verschmutzungen bzw. Ablagerungen im AGR-System näher untersucht. Erster Aspekt: Zunächst werden die physikalischen und chemischen Ablagerungs-mechanismen aufgezeigt, die zu Verschmutzungen bzw. zu Ablagerungen in AGR-Systemen führen können. Zweiter Aspekt: Die Ablagerungen wurden hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung untersucht. Es konnte dabei festgestellt werden, dass die gefundenen Ablagerungen vollständig organisch-chemischer Natur sind und zum größten Teil aus Dieselruß, polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen, unverbranntem Kraftstoff, sowie diversen polymeren Strukturen bestehen. Letztere werden in situ durch die vorherrschenden Temperaturen und vorliegenden Molekül-Kombinationen dargestellt. Dritter Aspekt: Die Einfluss-Faktoren und der Mechanismus der Ablagerungsbildung werden beschrieben und in Motor-Funktionsprüfstand- und in Labor-Versuchen nachgestellt. Insbesondere der Einfluss von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und der Aufbau von organischen Polymeren auf Basis von Phenol-Aldehyd-Harzen, als auch Netzwerk Bildungsmechanismen mit Biodiesel-Molekülen und Veresterungs-Reaktionen haben sich als signifikante Mechanismen herausgestellt. Darüber hinaus kann ein starker Einfluss der Abgas- und Kühler-Temperaturen nachgewiesen werden. Je größer die Temperaturdifferenz zwischen Kühlwasser-Temperatur und Abgas-Temperatur ist, desto besser werden die chemischen Komponenten auf der Kühler-Oberfläche abgeschieden. Zusätzlich verstärken Abgas-Temperaturen bis zu 800 Grad C die Pyrolyse-Reaktionen und damit die Bildung von Netzwerken aus polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen. In Verbindung mit anschließenden Abkühlphasen werden die kondensierten Abgas-Bestandteile abgekühlt und der Status einer Netzwerk-Bildungs-Reaktion ´eingefroren´. In Zusammenspiel mit Dieselruß-Partikeln wird eine Oberfläche geschaffen, die weitere Abgas-Komponenten aufzunehmen vermag. Die sich daran anschließenden Hoch-Temperatur-Phasen pyrolysieren das organische Material und erzeugen damit eine feste und festhaftende Oberfläche bzw. Isolationsschicht. Die im Abgas enthaltene Wärme kann nicht mehr über den Wärmetauscher abgeführt werden und die Pyrolyse-Reaktionen werden durch steigende Temperaturen an der Oberfläche verstärkt. Die Ablagerungsbildung katalysiert sich selbst.
In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungsergebnisse von niedersächsischen Gewässern auf Triphenylzinn (TPT) präsentiert. Betrachtet werden die Matrices Wasser, Schwebstoff, Sediment und aquatische Organismen, wie Makrozoobenthos und Fische, um eine möglichst umfassende Aussage hinsichtlich des Akkumulationsverhaltens von TPT zu erhalten. Da TPT ein ähnlich endokrin wirksames Potential wie Tributylzinn (TBT) aufweist, über TBT aber wesentlich mehr Informationen und Erkenntnisse als über TPT vorliegen, sind zudem vergleichende Betrachtungen zwischen diesen beiden Organozinnspezies angestellt worden. Die wichtigsten Aussagen dieser Arbeit sind, dass sich TPT in den Kompartimenten Wasser, Schwebstoff und Sediment unauffällig verhält, es jedoch über ein sehr hohes Bioakkumulationsverhalten verfügt. Aus diesen Ergebnissen ist zu fordern, dass Gewässerüberwachungsprogramme unbedingt um die Stufe eines Biomonitorings, in dem aquatische Organismen als Endglieder der Nahrungskette auf Schadstoffe untersucht werden, zu erweitern sind.
The food and land use system is one of the most important global economic sectors. At the same time, today's resource-intensive agricultural practices and the profit orientation in the food value chain lead to a loss of biological diversity and ecosystem services, high emissions, and social inequality - so-called negative externalities. From a scientific perspective, there is a broad consensus on the need to transform the current food system. This paper investigates the suitability of True Cost Accounting (TCA) as an approach to inte-grating positive and negative externalities into business decisions in the food and land use system, focusing on the retail sector due to its high market power and resulting influence on externalities along the entire food value chain. For this purpose, a qualitative study was con-ducted with sustainability managers of leading European food retail companies in terms of their annual turnover, sustainable finance experts, and political actors related to environmental and social policy. A sample of N=11 participants was interviewed about the emergence and meas-urement of externalities along the food value chain, the current and future relevance of knowing about externalities for food retail companies, and the market and policy framework necessary for the application of TCA. The data collected was evaluated using the method of qualitative content analysis according to Mayring. Findings show that TCA is a suitable method for capturing positive and negative external ef-fects along the food value chain and thus also for meeting the growing social, political, and financial demands for its sustainable orientation. At the same time, there are still some chal-lenges in the application of TCA, both from a theoretical and a practical point of view. The main challenges at present are the lack of a standardised methodology, data availability, and key performance indicators. Due to the focus on prices, margins and competitors, food retail groups, in particular, emphasise the risk of revenue and profit losses as well as customer churn when applying TCA. Hence, the introduction of TCA in the food and land use system requires the development of measures that are socially acceptable, backed by legal frameworks and promote the scientific development of the methodology. This offers the opportunity to create a level playing field, apply the polluter-pays principle to the entire value chain and support science in developing appropriate indicators as well as a TCA database. Food retail companies can benefit from addressing TCA at an early stage by analysing their value chain to initiate change processes early, identify risk raw materials and products, reduce negative externalities through targeted measures, sensitise customers to the issue and thus differentiate themselves from competitors.
Metals fulfill crucial functions in areas as diverse as renewable energy, digitization and life style appliances, mobility, communication, or medicine. In the context of sustainability, achieving a more sustainable metal use means (i) minimizing the adverse effects associated with metal production and use and (ii) sustaining the availability of metals in a way that benefits present and future generations. Urgent need to act to avoid bottlenecks as well as meeting the challenge of possible conflicts of use among those areas of application calls for appropriate strategy making to intervene in the complex field of metal production and use that involves various, often interlinked operating levels, actors, and spatial and temporal scales. This dissertation focuses on strategies as a means to intervene in a system. It pursues the question, which design features could guide future strategy making to foster sustainability along the whole metal life cycle, and especially, how a better understanding of temporalities, i.e. understanding time in a diverse sense, could improve strategy design and help to bridge the assumed "transformation-material gap". This research converges the results from four research studies. A conceptual part explores the role of temporalities for interventions in complex and interlinked systems, which adds to the conceptual basis, on which the empirical part builds up to explore present and future interventions in metal production and use. The research revealed three essential needs that future strategies must tackle: (i) managing the complex interlinkages of processes and activities on various operational levels and spatial and temporal scales, (ii) providing clear guidance concerning the operationalization of sustainability principles, and (iii) keeping activities within the planet’s carrying capacity and embracing constant change as an inherent system characteristic. In response to these needs, the author developed three guidelines with two design features each (one relating to content, and one to the process of formulating and implementing the strategy) to guide future strategy making. The results show that time matters in this respect. If considered in close relation to space and diversely understood in the sense of temporalities, it serves to (i) understand the impact (duration and magnitude) of an intervention, (ii) recognize patterns of change that go beyond establishing linear, one-dimensional connections, and (iii) design interventions in a way that considers the resilience of a system. These findings can contribute to closer considering our understanding of transformation processes towards sustainability in future interventions in metal production and use.
This thesis makes an important contribution to better understanding biodiversity and ecosystem function relationships across trophic levels in forests - aspects that are still underrepresented in BEF research. Ongoing biodiversity loss can be expected to change important trophic interaction pathways in these ecosystems, making increased efforts in exploring the mechanisms underlying, and the drivers determining, the impact of trophic complexity on the relationships between biodiversity and ecosystem functioning a crucial objective for holistic approaches to BEF research.