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Klimawandel, demographische Veränderungen, steigende Energiepreise, politische Rahmensetzungen und rechtliche Zielvorgaben erfordern eine Neuausrichtung der siedlungswasserwirtschaftlichen Leistungserbringung. Ziel ist, die Siedlungswasserwirtschaft nachhaltig und zukunftsfähig zu gestalten.
Das vorliegende Papier skizziert zum Thema „Instandhaltung der Wasserinfrastruktur:
finanzielle und organisatorische Spielräume“ Maßnahmen, die eine nachhaltige und zukunftsfähige Ausrichtung der siedlungswasserwirtschaftlicher Praxis unterstützen.
Die Maßnahmen wurden im Projekt im Rahmen von zwei szenariobasierten Planspielworkshops entwickelt. Ausgehend von den Diskussionsergebnissen legt das Papier dar, wo Handlungsmöglichkeiten ansetzen können und gibt zugleich Hinweise für die Umsetzung und Bewertung der vorgestellten Maßnahmen. Der Katalog ist dabei als Anstoß für eine stärkere Integration von Nachhaltigkeit in das unternehmerische Handeln zu verstehen.
Die Wissenschaft steht unter Druck. In Zeiten, in denen es um nichts Geringeres geht als um die Transformation hin zu einer nachhaltigen Entwicklung, fordern Gesellschaft und Politik von ihr nicht nur gesichertes, sondern vor allem anwendbares Wissen. Um solches Wissen erzeugen zu können, muss die Wissenschaft ihre Strukturen und Arbeitsformen verändern. Ein erneuertes Verständnis von Kritik kann Orientierung in diesem von der Wissenschaft aktiv zu gestaltenden Veränderungsprozess bieten.
Highlights
• PUR, PVC and PLA microplastics affect life-history parameters of Daphnia magna.
• Natural kaolin particles are less toxic than microplastics.
• Microplastic toxicity is material-specific, e.g. PVC is most toxic on reproduction.
• In case of PVC, plastic chemicals are the main driver of microplastic toxicity.
• PLA bioplastics are similarly toxic as conventional plastics.
Abstract
Given the ubiquitous presence of microplastics in aquatic environments, an evaluation of their toxicity is essential. Microplastics are a heterogeneous set of materials that differ not only in particle properties, like size and shape, but also in chemical composition, including polymers, additives and side products. Thus far, it remains unknown whether the plastic chemicals or the particle itself are the driving factor for microplastic toxicity. To address this question, we exposed Daphnia magna for 21 days to irregular polyvinyl chloride (PVC), polyurethane (PUR) and polylactic acid (PLA) microplastics as well as to natural kaolin particles in high concentrations (10, 50, 100, 500 mg/L, ≤ 59 μm) and different exposure scenarios, including microplastics and microplastics without extractable chemicals as well as the extracted and migrating chemicals alone. All three microplastic types negatively affected the life-history of D. magna. However, this toxicity depended on the endpoint and the material. While PVC had the largest effect on reproduction, PLA reduced survival most effectively. The latter indicates that bio-based and biodegradable plastics can be as toxic as their conventional counterparts. The natural particle kaolin was less toxic than microplastics when comparing numerical concentrations. Importantly, the contribution of plastic chemicals to the toxicity was also plastic type-specific. While we can attribute effects of PVC to the chemicals used in the material, effects of PUR and PLA plastics were induced by the mere particle. Our study demonstrates that plastic chemicals can drive microplastic toxicity. This highlights the importance of considering the individual chemical composition of plastics when assessing their environmental risks. Our results suggest that less studied polymer types, like PVC and PUR, as well as bioplastics are of particular toxicological relevance and should get a higher priority in ecotoxicological studies.
Die Maßnahmen zum Klimaschutz zielen nach der UN-Klimarahmenkonvention auf eine Stabilisierung der Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre auf einem Niveau, bei dem eine gefährliche anthropogene Störung des Klimasystems verhindert wird. Eine Möglichkeit zur Stabilisierung ist die Durchführung von Kompensationsprojekten, die Emissionen verringern oder der Atmosphäre Treibhausgase (THG) entziehen und somit die Klimabilanz einer Aktivität neutralisieren, sofern die Klimaschutzmaßnahme nicht ohnehin durchgeführt worden wäre, sondern nur aufgrund der im Rahmen des Projektes zur Verfügung gestellten finanziellen Mittel realisiert wurde. Bei den Maßnahmen, die zur Vermeidung oder Entfernung von THG in Betracht kommen, lassen sich die Waldprojekte mit der biologischen Speicherung von Kohlenstoff von technischen Projekten (Filterung von Industriegasen, Sammlung von Methan, Maßnahmen zur Energieeffizienz und Einführung erneuerbarer Energien) unterscheiden. Nach Berechnung des IPCC stammen aus dem Sektor Landwirtschaft etwa 13,5% und aus Entwaldung ca. 17,4% der anthropogen bedingten THG-Emissionen. Klimaschutzprojekte im Bereich der biologischen Speicherung zielen darauf ab, die Aufnahme von CO2 in Biomasse und Böden, durch Aufforstung und nachhaltiges Management zu erhöhen, sowie Emissionen aus Entwaldung durch den Schutz stehender Wälder zu verringern. ...
Das hier vorgelegte Eckpunktepapier befasst sich mit den Zukunftsperspektiven der deutschen Wasserwirtschaft hinsichtlich ihrer Produkte und Konzepte. Ausgehend von schwierigen Herausforderungen für die globale Wasserwirtschaft legt es dar, wie die deutsche Wasserwirtschaft diesen Herausforderungen gegenübersteht und zeigt auf, welche Maßnahmen zu ergreifen sind, um die wirtschaftlichen Perspektiven der deutschen Wasserwirtschaft dauerhaft zu verbessern. Die Abschnitte 1-5 erläutern die Ausgangslage der deutschen Wasserwirtschaft, beschreiben sich neu stellende Herausforderungen und ordnen in diesen Zusammenhang das BMBF-Verbundprojekt „Wasser 2050“ ein, in dem diese Eckpunkte und Empfehlungen erarbeitet wurden. Die Abschnitte 6-10 wenden sich dann im Einzelnen zu ergreifenden Strategien und Ansätzen zu, die dazu beitragen, die Wettbewerbsposition der deutschen Wasserwirtschaft nachhaltig zu entwickeln. Der abschließende Abschnitt 11 fasst die Empfehlungen des Projekts zusammen.
Um weltweit die Wasser- und die Sanitärversorgung zu sichern, muss zeitnah in großem Umfang in neue Trinkwasser- bzw. Abwassersysteme investiert werden. Nicht nur die Länder des globalen Südens stehen im Wassersektor vor erheblichen Herausforderungen, auch die meisten Industrieländer haben Nachholbedarf und massive Investitionserfordernisse. Angesichts des globalen Investitionsbedarfes ist mit einem rasant wachsenden Markt für Wasser- und Abwassertechnologien zu rechnen, der auch der deutschen Industrie gute Absatzchancen bietet. Die vorhandenen Stärken der deutschen Wasserwirtschaft auszubauen und deren Innovationsfähigkeit zu fördern, ist daher eine zentrale politische und gesellschaftliche Aufgabe. Dafür muss die derzeitige Forschungs- und Entwicklungsförderung intensiviert und neu justiert werden, wobei auf sehr guten Vorarbeiten aufgebaut werden kann.
The Global South is facing severe challenges in ensuring livelihood security due to climate change impacts, environmental degradation and population growth as well as changing lifestyles. These complex problems cannot be solely solved by single scientific disciplines – they require transdisciplinary research (TDR). Stakeholders from civil society, the corporate sector, government and science need to pool their knowledge to find solutions for sustainable transformations. In Namibia, we have been involved in TDR projects on water supply, and sanitation services as well as livestock management in rangeland systems. In this paper, we review two TDR projects that differ in multiple ways and hence allow us to carve out structural differences and critically discuss research outcomes, lessons learned and the challenge of North–South collaborations. Our review builds upon published and unpublished project documents as well as expert interviews with Namibian and German researchers who were involved in the projects. Our results show that TDR can be put into practice in different ways, depending on the research focus and the period available. The TDR phases of problem framing, inter- and transdisciplinary integration were implemented with different tools and foci points. We discuss the role of project length and funding conditions for project success and outcome generation. In addition, we critically consider the role of Namibian and German researchers in these international collaborations. The conclusions we draw touch upon the points of preparatory research funding, the equal acknowledgement of Global South contributions to joint research projects and the explicit handling of TDR components in project work. Significance: • The current social-ecological challenges are complex and require TDR as a mode of knowledge coproduction, particularly in a development context. • Inter- and transdisciplinary integration are critical processes for a project to be successful and require the allocation of adequate time and monetary resources. • Longer-term projects with a funded preparatory research phase constitute a structural model for TDR as project outcomes can evolve over time. • Global South researchers carry a hidden burden in international collaborations that has to be adequately acknowledged upfront in project planning and final products.
Rain- and floodwater harvesting (RFWH) technologies and water reuse are ideal and generalpurpose technologies to improve water security and to contribute to climate adaptation – in particular for semi-arid regions. These technologies are part of a multi-resources mix within an integrated water resources management (IWRM). They create capacities to buffer water fluctuations and alleviate water scarcity. In this way, they reduce the pressure on existing resources, and can stimulate local economies. However, in order to be sustainable, these technologies need to be adapted to the local context – through suitable design, adapted operation requirements, and a back-up by training users and operators accordingly.
Wasserbedarfsprognosen sind für Wasserversorger eine wichtige Entscheidungsgrundlage für zukünftige Maßnahmen in der wirtschaftlichen und technischen Betriebsführung sowie beim Ressourcenmanagement. In den letzten zwei Jahrzehnten sanken in Deutschland die spezifischen Wasserbedarfe aufgrund von Technik- und Verhaltensinnovationen. Für Regionen mit Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum ist aber das Zusammenspiel dieser für den zukünftigen Bedarf konträren Entwicklungen von besonderem Interesse. Auch die Metropolregion Hamburg ist von diesen Entwicklungen betroffen.
Im Auftrag des Wasserversorgers HAMBURG WASSER aktualisierte das ISOE (Forschungsschwerpunkt Wasserressourcen und Landnutzung) in Kooperation mit dem ifo Institut München seine mittel- und langfristige Wasserbedarfsprognose aus dem Jahr 2007 für das Versorgungsgebiet des Auftraggebers. In einem innovativen Konzept wurden dafür Forschungsmethoden aus Natur-, Wirtschafts-, Planungs- und Sozialwissenschaften kombiniert. Mit dem gewählten transdisziplinären Forschungsmodus war das Projekt darauf angelegt, im laufenden Forschungsprozess gemeinsam mit den wissenschaftlichen und außerwissenschaftlichen Projektpartnern das Prognosekonzept weiterzuentwickeln. Der vorliegende Studientext basiert auf dem Projektbericht an HAMBURG WASSER und fasst Prognosekonzept, Modellentwicklung, Prognoseergebnissen und Schlussfolgerungen zusammen.
Der vorliegende Text ist ein Bericht über die Ergebnisse einer qualitativen empirischen Befragung, die im Herbst 2015 in Haushalten eines Quartiers der Stadt Qingdao in China im Rahmen des BMBF-Projekts SEMIZENTRAL durchgeführt wurde. Das Gesamtprojekt umfasst die erstmalige Realisierung eines Resource Recovery Centers (RRC) als flexibles System mit Wasserrückgewinnung und Wiederverwertung in einer schnell wachsenden Stadt. Das Fachgebiet Abwassertechnik am Institut IWAR der Technischen Universität Darmstadt leitet das Projekt. Das ISOE ist Partner im Forschungsverbund und führt eine Stoffstrom- und eine damit verbundene Vulnerabilitätsanalyse für das Gebiet der Implementierung durch. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, Einflussfaktoren des Umgangs mit Wasser und Abwasser durch die Bewohner und Bewohnerinnen zu erfassen. Thematischer Schwerpunkt der Befragung war, welche Alltagspraxis in Bezug auf Wasser und Abwasser die Bewohnerinnen und Bewohner haben und wie sich diese durch den Umzug aus einer traditionellen Dorfstruktur in ein modernes Wohnquartier verändert hat. Gleichzeitig sollte die Bekanntheit und Akzeptanz des Konzepts des RRC empirisch untersucht werden.
Mit umfassenden rechtlichen Regelungen zur Zulassung und Anwendung von chemischen Pflanzenschutzmitteln wurde in Deutschland schon früh versucht, diesen Risiken zu begegnen. Nicht zuletzt in den aktuellen Debatten um Pestizidrückstände in Obst und Gemüse wurde aber auch immer wieder deutlich, dass sich der Zielkonflikt zwischen Anwendungsinteressen und Schutzanforderungen rechtlich nicht vollständig lösen lässt. Im Zentrum des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten, transdisziplinären Projekts start2 stand daher die Frage: Wie können ergänzend zu rechtlichen Maßnahmen bei der Zulassung Risiken als Folge der bestimmungsgemäßen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln weiter und nachhaltig vermindert werden?
Die vorliegende Handreichung gibt konkrete Antworten auf diese Frage. Im Zentrum steht dabei der Ansatz, Risikominderung mehr als bisher in gemeinsamer Verantwortung aller beteiligten gesellschaftlichen Akteure zu betreiben. Damit dies gelingt, muss den einzelnen Akteuren nicht nur aufgezeigt werden, welche Möglichkeiten sie haben, durch ihr Handeln einen wirksamen Beitrag zu dieser Aufgabe zu leisten. Die Handlungsmöglichkeiten der verschiedenen Akteure sollten sich überdies zu einer wirksamen Gesamtstrategie verbinden lassen. start2 hat zu diesem Zweck drei Handlungsfelder untersucht, deren Zuschnitt sich am Lebenszyklus eines Pflanzenschutzmittels ausrichtet: „Entwicklung von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen“, "Landwirtschaftliche Pflanzenschutzpraxis“ und „Gewässer und Trinkwasserschutz“.
Die Handreichung richtet sich an Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger in Betrieben, Organisationen, Verwaltung und Politik (siehe auch den Lesehinweis auf der folgenden Seite). Sie gibt Informationen und konkrete Empfehlungen, wo neue Handlungsmöglichkeiten ansetzen und wo in der Praxis bereits umgesetzte Maßnahmen weiterentwickelt werden können. In einzelnen Fällen sind die vorgeschlagenen Handlungsmöglichkeiten zur Risikominderung auf den besseren Umgang mit besonders gefährlichen Stoffen zugeschnitten. Im Fokus des Projekts standen dabei Pflanzenschutzmittel, die möglicherweise Gesundheitsschäden auslösen können, indem sie auf das Hormonsystem wirken...
Von der Bevölkerung als Versorgungsgemeinschaft : Bedürfnisse, Demografie und Versorgungssysteme
(2007)
Die systematische Verknüpfung von Demografie und Versorgung ermöglicht eine neue Forschungsperspektive. Im Zentrum stehen so nicht die Chancen und Risiken demografischer Prozesse für Umwelt und Gesellschaft, sondern die Transformation, Adaptivität und Regulationsfähigkeit gesellschaftlicher Versorgungsstrukturen.
Ziel des vorliegenden Knowledge Flow Paper ist es, den Begriff des Wissenstransfers in spezifischer Weise zugänglich zu machen und die wichtigsten Methoden und Instrumente zur Anwendung innerhalb des Zentrums darzulegen. Besondere Herausforderung ist hierbei, das Spannungsverhältnis zwischen gesellschaftlichem Verfügbarmachen von Lösungen und Kontexten und der Vermittlung von Wissen aus dem (natur-)wissenschaftlichen Zentrum in den gesellschaftlichen Handlungsbereich (Politik, Wirtschaft, Umweltorganisationen etc.) zu verbinden. Somit soll das Paper einen ersten Einstieg in das Thema Wissenstransfer/Transferforschung ermöglichen und dessen Potentiale für BiKF erörtern.
Die Idee klingt vielversprechend: Wasserknappe Länder schonen ihre Ressourcen, indem sie auf die Erzeugung wasserintensiver Agrarprodukte verzichten und diese aus wasserreichen Regionen importieren. Gleichwohl ist die praktische Umsetzung des Konzepts des virtuellen Wasserhandels sehr voraussetzungsreich.
Die Lösung globaler Probleme wie Klimawandel, Umweltzerstörung oder Ernährungssicherung erfordert grundlegende Transformationen unserer Gesellschaft. Um diese neuartigen und existenziellen Herausforderungen bewältigen zu können, brauchen wir neues Wissen – über die Entstehung der Probleme, über anzustrebende Lösungsansätze und über Wege zu deren Umsetzung.
Mit dem Ziel, dieses Wissen zu schaffen, hat sich die transdisziplinäre sozial-ökologische Forschung entwickelt – eine innovative, praxisnahe Forschung entlang der zentralen Motive Verstehen – Bewerten – Gestalten: Komplexe Probleme zu verstehen, die erarbeitete Wissensbasis zu bewerten und Handlungsoptionen zu gestalten greifen bei diesem Forschungstypus ineinander. Die sozialökologische Forschung hat eine Pionierfunktion für die Umwelt- und Nachhaltigkeitsforschung in Deutschland übernommen und wegweisende Arbeiten etwa zur Energie-, Mobilitäts- oder Ernährungswende vorgelegt.
Im Förderschwerpunkt Sozial-ökologische Forschung (SÖF) hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Jahr 2000 erstmals ein Programm zur Förderung dieses spezifischen Forschungszugangs aufgelegt. Bis zum Jahr 2012 wurden darin Verbünde und Einzelvorhaben unterstützt, etwa zu Themen wie Umwelt - Ernährung - Gesundheit: Langfriststrategien für einen nachhaltigen Konsum oder Soziale Dimensionen von Klimaschutz und Klimawandel. Mit Erfolg: Forschungsvorhaben zur Transformation stehen inzwischen prominent auf der Tagesordnung von Politik und Gesellschaft. Und auch die Wissenschaft selbst öffnet sich immer mehr für die Fragen und Methoden der sozial-ökologischen Forschung.
Dieses Memorandum setzt sich dafür ein, die Basis der sozial-ökologischen Forschung in den kommenden Jahren konsequent zu vertiefen und zu verbreitern – inhaltlich, organisatorisch und institutionell. Dazu gibt das Memorandum Empfehlungen zur Förderung von Themenfeldern und von Maßnahmen der Strukturentwicklung.
With which political developments is BiKF confronted as a research centre as well as concerning its research and transfer efforts? Are there any hints for emerging research questions that meet practical needs? This paper gives an overview – as of June 2010 – on priority issues in the run-up to CBD’s COP-10, the 10th Conference of the Parties to the Convention on Biological Diversity (CBD), which will take place in Nagoya/Japan in October 2010. Highlighted discourse threads are: (1) the state of negotiations for an Access and Benefit Sharing (ABS) regime within CBD, (2) European and international preparations for renewing the political objectives for protecting biodiversity (Post-2010 Targets) and (3) the recent decision on an Intergovernmental Science-Policy Platform for Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES). These three threads are selected against the background of an in depth analysis of the discourse field which was carried out in 2008/09 for BiKF. They show how the field progresses and which developments are worth being incorporated into BiKF’s further work. This Knowledge Flow Paper documents the talk given by the author during the second BiKF Retreat, 17–18 July 2010.
Good quality data on precipitation are a prerequisite for applications like short-term weather forecasts, medium-term humanitarian assistance, and long-term climate modelling. In Sub-Saharan Africa, however, the meteorological station networks are frequently insufficient, as in the Cuvelai-Basin in Namibia and Angola. This paper analyses six rainfall products (ARC2.0, CHIRPS2.0, CRU-TS3.23, GPCCv7, PERSIANN-CDR, and TAMSAT) with respect to their performance in a crop model (APSIM) to obtain nutritional scores of a household’s requirements for dietary energy and further macronutrients. All products were calibrated to an observed time series using Quantile Mapping. The crop model output was compared against official yield data. The results show that the products (i) reproduce well the Basin’s spatial patterns, and (ii) temporally agree to station records (r = 0.84). However, differences exist in absolute annual rainfall (range: 154 mm), rainfall intensities, dry spell duration, rainy day counts, and the rainy season onset. Though calibration aligns key characteristics, the remaining differences lead to varying crop model results. While the model well reproduces official yield data using the observed rainfall time series (r = 0.52), the products’ results are heterogeneous (e.g., CHIRPS: r = 0.18). Overall, 97% of a household’s dietary energy demand is met. The study emphasizes the importance of considering the differences among multiple rainfall products when ground measurements are scarce.