Governing Transactions and Interdependences between Linked Value Chains in a Circular Economy: The Case of Wastewater Reuse in Braunschweig (Germany)

Reusing wastewater in agriculture has attracted increasing attention as a strategy to support the transition towards the circular economy in the water and agriculture sector. As a consequence, there is great interest in solutions for governing the transactions and interdependences between the associated value chains. This paper explores the institutions and governance structures for coordinating transactions and interdependences between actors in linked value chains of wastewater treatment and crop production. It aims to analyze how transactions and interdependences shape the governance structures for reusing wastewater at the local level. A transaction costs analysis based on data from semi-structured interviews and a questionnaire is applied to the agricultural wastewater reuse scheme of the Wastewater Association Braunschweig (Germany). The results show that different governance structures are needed to match with the different properties and requirements of the transactions and activities between linked value chains of wastewater treatment and crop production. Interdependences resulting from transactions between wastewater providers and farmers increase the need for hybrid and hierarchical elements in the governance structures for wastewater reuse. The authors conclude that aligning governance structures with transactions and interdependences is key to efficiently governing transactions and interdependences between linked value chains in a circular economy. © 2018 by the authors

Socioeconomic aspects of genome editing in crops: The case of the value chains of wheat

Genom Editing (GE) bietet zahlreiche Möglichkeiten, Nutzpflanzen mit hoher Präzision und Geschwindigkeit zu verbessern. Das Verständnis der sozioökonomischen Folgen von GE für die Agrarwirtschaft ist jedoch unzureichend. Ziel dieser qualitativen Studie ist es, zu analysieren wie sich GE auf landwirtschaftliche Wertschöpfungsketten auswirken könnte. Basierend auf den hypothe­tischen Fallbeispielen der Nutzung von pilzresistentem und Zöliakie-sicherem Weizen in Deutschland, wurde eine Wertschöpfungsketten-Analyse durchgeführt, um Kosten und Nutzen von GE entlang der Wertschöpfungsketten von Weizen zu bewerten. Die Primärdaten wurden durch semi-strukturierte Experteninterviews mit Verbänden und Unternehmen in den Wertschöpfungsketten von Weizen erhoben. Die Ergebnisse zeigen, dass die Nutzung von pilzresistentem und Zöliakie-sicherem Weizen in jeder der untersuchten Wertschöpfungsstufen Nutzen generiert. Die Ergebnisse verdeutlichen aber auch, dass eine geringe Akzeptanz von GE in der Gesellschaft und im Lebensmitteleinzelhandel ein signifikantes Hemmnis für die Nutzung von genomeditierten Pflanzen in landwirtschaftlichen Wertschöpfungsketten darstellt.Genome editing (GE) offers numerous opportunities to improve crops with high accuracy and speed. However, the understanding of the socioeconomic impact of GE on agribusiness is insufficient. The objective of this qualitative study is to analyze how GE could affect agricultural value chains. A value chain analysis based on the hypothetical cases of using fungal-resistant and coeliac-safe wheat in Germany was conducted in order to assess the costs and benefits of the analyzed crops along the value chains of wheat. Primary data was collected by semi-structured expert interviews with associations and companies operating in the value chains of wheat. The results show that the use of fungal-resistant and coeliac-safe wheat leads to benefits at each step of the value chains. However, the results also show that low acceptance of genome editing by society and food retailers poses a significant barrier for the adoption of genome-edited crops in agricultural value chains

Locus coeruleus imaging as a biomarker for noradrenergic dysfunction in neurodegenerative diseases.

Pathological alterations to the locus coeruleus, the major source of noradrenaline in the brain, are histologically evident in early stages of neurodegenerative diseases. Novel MRI approaches now provide an opportunity to quantify structural features of the locus coeruleus in vivo during disease progression. In combination with neuropathological biomarkers, in vivo locus coeruleus imaging could help to understand the contribution of locus coeruleus neurodegeneration to clinical and pathological manifestations in Alzheimer's disease, atypical neurodegenerative dementias and Parkinson's disease. Moreover, as the functional sensitivity of the noradrenergic system is likely to change with disease progression, in vivo measures of locus coeruleus integrity could provide new pathophysiological insights into cognitive and behavioural symptoms. Locus coeruleus imaging also holds the promise to stratify patients into clinical trials according to noradrenergic dysfunction. In this article, we present a consensus on how non-invasive in vivo assessment of locus coeruleus integrity can be used for clinical research in neurodegenerative diseases. We outline the next steps for in vivo, post-mortem and clinical studies that can lay the groundwork to evaluate the potential of locus coeruleus imaging as a biomarker for neurodegenerative diseases.Includes MRC, NIHR, Wellcome Trust, H2020 and FP7

Analyzing Transactions in Linked Value Chains of Wastewater Treatment and Crop Production

In dieser Dissertation wird der Einfluss von Transaktionen zur Wiederverwendung von Nährstoffen und gereinigtem kommunalen Abwasser auf die Wertschöpfungsketten der Abwasserbehandlung und Pflanzenproduktion untersucht. Ziel ist es, Kosten und Nutzen sowie die Wertschöpfung von Transaktionen in verknüpften Wertschöpfungsketten der Abwasserbehandlung und Pflanzenproduktion zu analysieren. Darüber hinaus wird untersucht, wie Transaktionen und Interdependenzen zwischen Akteuren in verknüpften Wertschöpfungsketten die lokalen Governance-Strukturen für die Wiederverwendung von Abwasser beeinflussen. Die Analyse wird hauptsächlich durch das Wertschöpfungskettenkonzept, das Konzept der Kreislaufwirtschaft und die Theorie der Transaktionskostenökonomie geleitet. Mit verschiedenen Methoden, wie der Kosten-Nutzen-Analyse, der Wertschöpfungskettenanalyse und der Transaktionskostenanalyse, werden zwei Fallstudien in Deutschland untersucht: (1) die Fällung von Struvit (Magnesium-Ammonium-Phosphat) und dessen Verwendung als Dünger in Berlin-Brandenburg und (2) das Modell der landwirtschaftlichen Abwasserwiederverwendung in Braunschweig. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wiederverwendung von Nährstoffen und Abwasser zu geringeren Kosten für die Abwasserbehandlung, höherer Rentabilität und Wertschöpfung in der Pflanzenproduktion und zu einem hohen Anteil an regionaler Wertschöpfung führen. Die Ergebnisse verdeutlichen aber auch, dass die Wiederverwendung von Abwasser zu Einschränkungen, Verdrängungseffekten und Veränderungen in der Verteilung der Wertschöpfung führen kann. Des Weiteren zeigen die Ergebnisse, dass differenzierte Governance-Strukturen erforderlich sind, um den unterschiedlichen Eigenschaften der Transaktionen zwischen Abwasserbehandlung und der Pflanzenproduktion gerecht zu werden. Interdependenzen zwischen Abwasseranbietern und Landwirten erhöhen den Bedarf an hybriden und hierarchischen Elementen in den Governance-Strukuren für die Wiederverwendung von Abwasser.This dissertation explores the impact of transactions for reusing nutrients and treated municipal wastewater on the value chains of wastewater treatment and crop production. It aims to analyze what costs and benefits and what added-value can result from transactions in linked value chains of wastewater treatment and crop production. Furthermore, it aims to analyze how transactions and interdependences between actors in linked value chains shape the governance structures for reusing wastewater at the local level. The analysis is mainly guided by the value chain concept, the concept of the circular economy and the theory of transaction costs economics. Different methods including cost-benefit analysis, value chain analysis and transaction cost analysis are used to investigate two case studies located in Germany: (1) the precipitation of struvite (magnesium ammonium phosphate) in the wastewater treatment plant in Waßmannsdorf and its application as fertilizer in Berlin-Brandenburg, and (2) the agricultural wastewater reuse scheme of the Wastewater Association Braunschweig. The results show that transactions for reusing nutrients and wastewater result in the development of linked regional value chains with lower costs of wastewater treatment, higher profitability and added-value in crop production, and a high share of regional added-value. However, the results also highlight that the reuse of wastewater can lead to restrictions (e.g., cultivation bans on certain crops), crowding out effects and changes in the distribution of the added-value. Furthermore, the findings suggest that different governance structures are needed to match the different properties of the transactions between wastewater treatment and crop production. Interdependences resulting from transactions between wastewater providers and farmers increase the need for hybrid and hierarchical elements in the governance structures for reusing wastewater

Governing Transactions and Interdependences between Linked Value Chains in a Circular Economy: The Case of Wastewater Reuse in Braunschweig (Germany)

Reusing wastewater in agriculture has attracted increasing attention as a strategy to support the transition towards the circular economy in the water and agriculture sector. As a consequence, there is great interest in solutions for governing the transactions and interdependences between the associated value chains. This paper explores the institutions and governance structures for coordinating transactions and interdependences between actors in linked value chains of wastewater treatment and crop production. It aims to analyze how transactions and interdependences shape the governance structures for reusing wastewater at the local level. A transaction costs analysis based on data from semi-structured interviews and a questionnaire is applied to the agricultural wastewater reuse scheme of the Wastewater Association Braunschweig (Germany). The results show that different governance structures are needed to match with the different properties and requirements of the transactions and activities between linked value chains of wastewater treatment and crop production. Interdependences resulting from transactions between wastewater providers and farmers increase the need for hybrid and hierarchical elements in the governance structures for wastewater reuse. The authors conclude that aligning governance structures with transactions and interdependences is key to efficiently governing transactions and interdependences between linked value chains in a circular economy.Peer Reviewe

Experimental investigation of the aerodynamic drag of roof-mounted insulators for trains

This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.This paper presents the results of experimental investigations on the aerodynamic drag of roof-mounted insulators for use on low- and high-speed trains. Wind tunnel investigations at different Reynolds numbers in the subcritical, critical, and supercritical flow regime were performed, in addition to investigations using wall-mounted cylinders. Furthermore, the impact of insulator sheds made of flexible material was analyzed. For a better understanding of the aerodynamic behavior of the insulators when mounted on trains, different boundary conditions representing realistic configurations as found on the roof of trains were simulated. From the measured drag, the energy demand to overcome the aerodynamic resistance of different types of insulators was calculated. Depending on the above mentioned boundary conditions, a noticeable contribution of the insulators to the entire train's aerodynamic drag could be observed. With flexible insulator sheds, a further increased air resistance was observed with the onset of fluttering. Similar to the cylinder, the aerodynamic behavior of the insulators depends on the respective Reynolds number

Hydrogenation Properties of Laves Phases LnMg₂ (Ln = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Er, Tm, Yb)

The hydrogenation properties of Laves phases LnMg₂ (Ln = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Er, Tm, Yb) were investigated by thermal analysis, X-ray, synchrotron, and neutron powder diffraction. At 14.0 MPa hydrogen gas pressure and 393 K, PrMg₂ and NdMg₂ take up hydrogen and form the colorless, ternary hydrides PrMg₂H₇ (<i>P</i>4₁2₁2, <i>a</i> = 632.386(6) pm, <i>c</i> = 945.722(11) pm) and NdMg₂H₇ (<i>P</i>4₁2₁2, <i>a</i> = 630.354(9) pm, <i>c</i> = 943.018(16) pm). The crystal structures were refined by the Rietveld method from neutron powder diffraction data on the deuterides (PrMg₂D₇, <i>P</i>4₁2₁2, <i>a</i> = 630.56(2) pm, <i>c</i> = 943.27(3) pm; NdMg₂D₇, <i>P</i>4₁2₁2, <i>a</i> = 628.15(2) pm, <i>c</i> = 940.32(3) pm) and shown to be isotypic to LaMg₂D₇. The LaMg₂D₇ type of hydrides decompose at 695 K (La), 684 K (Ce), 684 K (Pr), 672 K (Nd), and 639 K (Sm) to lanthanide hydrides and magnesium. The Laves phase EuMg₂ forms a hydride EuMg₂H_<i>x</i> of black color. Its crystal structure (<i>P</i>2₁2₁2₁, <i>a</i> = 664.887(4) pm, <i>b</i> = 1136.993(7) pm, <i>c</i> = 1069.887(7) pm) is closely related to the hexagonal Laves phase (MgZn₂ type) of the hydrogen-free parent intermetallic. GdMg₂ and TbMg₂ form hydrides GdMg₂H_<i>x</i> with orthorhombic unit cells (<i>a</i> = 1282.7(4) pm, <i>b</i> = 572.5(2) pm, <i>c</i> = 881.7(2) pm) and TbMg₂H_<i>x</i> (<i>a</i> = 617.8(3) pm, <i>b</i> = 1045.8(8) pm, <i>c</i> = 997.1(5) pm), presumably also with a distorted MgZn₂ type of structure. CeMg₂H₇ and NdMg₂H₇ are paramagnetic with effective magnetic moments of 2.49(1) μ_B and 3.62(1) μ_B, respectively, in good agreement with the calculated magnetic moments of the free trivalent rare-earth cations (μ_calc(Ce³⁺) = 2.54 μ_B; μ_calc(Nd³⁺) = 3.62 μ_B)

Untersuchung der Fliegbarkeit von lärmoptimierten Anflugverfahren durch den Piloten

Im Rahmen des Forschungsverbundes „Leiser Verkehr“ wurde untersucht, inwieweit ein neues Anflugverfahren hinsichtlich der Flugsicherheit und der Akzeptanz durch die Piloten durchführbar ist. Zu diesem Zweck wurden zwei Verfahren – ein Standardverfahren (LDLP) und ein unter Lärmaspekten weiter verbessertes Verfahren (SCDA) – in zwei Full-Flight-Simulatoren (A320 und A330) verglichen. Die Fliegbarkeit wurde mit 40 Piloten bzgl. technischer, psychologischer und physiologischer Parameter untersucht. Jeweils zwei Piloten führten in einer Nacht acht Landeanflüge von jeweils 13 min. Dauer auf den Flughafen München durch. Jede Simulation begann bei 9000 Fuß Höhe und endete mit der Landung. Abwechselnd (als „pilot flying“ bzw. als „pilot non-flying“) wurden zwei LDLP und 6 SCDA absolviert. Neben technischen Größen (z.B. Flughöhe, Sinkrate, Geschwindigkeit, Schub, Fahren der Landeklappen und des Fahrwerks) wurden psychologische (z.B. Ermüdung, Arbeitsbelastung, Akzeptanz, Aufgabenerfüllung) und physiologische Parameter (z.B. EKG, EEG, EOG, Blutdruck, Cortisol) kontinuierlich oder diskret erhoben. Ein Debriefing mit umfangreichen Fragebögen komplettierte jede Versuchsnacht. Die geflogenen Bahnverläufe zeigten eine Dispersion von der Vorgabe, wenn ein Sinkflug eingeleitet werden sollte. Der SCDA führte zu einer Lärmreduktion zwischen 2 und 5 dB im Lmax-Bereich zwischen 50 und 70 dB, darüber und darunter ergaben sich Erhöhungen im Vergleich zum LDLP. Die physiologischen Daten und die regelmäßigen Befragungen während der Simulationen ergaben keine relevanten Unterschiede, die auf die unterschiedlichen Anflugverfahren zurückzuführen wären. Auch die fliegerische Leistung wurde als gleich gut beurteilt. Dagegen differenzierten die Piloten im Debriefing zwischen den Verfahren, wobei das SCDA häufig als nicht so sicher und arbeitsintensiver bezeichnet wurde sowie die Akzeptanz geringer war. Das SCDA kann als grundsätzlich durchführbar und fliegbar bewertet werden. Einschränkungen ergeben sich z.Z. aus den Randbedingungen der Untersuchung und den technischen Unzulänglichkeiten. Es wird empfohlen, weitere Untersuchungen unter realen Flugbedingungen durchzuführen, und technische Verbesserungen und Erprobungen zur Pilotenunterstützung zur weiteren Beurteilung des SCDA vorzunehmen