TY - THES A1 - Hecker, Lutz Philip T1 - What does it take to treat municipal wastewater in developing countries? An econometric analysis of Mexican municipalities T1 - Was braucht es, um kommunale Abwässer in Entwicklungsländern zu behandeln? Eine ökonometrische Analyse von mexikanischen Gemeinden N2 - Water pollution is a major issue in developing countries. 2.2 of the 2.3 billion people who suffer annually from waterborne diseases live in this part of the world. Moreover, it causes the deterioration of aquatic ecosystems the living of billions of poor people depend on. A major source of water pollution is the discharge of untreated municipal wastewater. On average, cities in developing countries discharge 80-90% of their sewage untreated. Though treatment of municipal wastewater remains a huge challenge in developing countries, the situation is not equally adverse all over the place. Treatment rates vary substantially across localities. From this observation, the question arises what drives and what impairs wastewater treatment. No quantitative analysis of this topic has been performed yet at the municipal level in a developing country. Therefore, this thesis investigates the impact of social factors on municipal wastewater treatment in Mexican municipalities in order to gain insights on what improves wastewater treatment in a developing country. 846 of 2,456 Mexican municipalities treat a share of their municipal wastewater that ranges from single-digit percentages to full coverage while the majority of municipalities treats no wastewater. The study relies on econometric techniques to scrutinize 10 hypotheses on the relationship between social factors and wastewater treatment. More precisely, it applies binary outcome models to estimate the conditional probability wastewater treatment takes place in a municipality for a sample of 2,290 Mexican municipalities. In addition, it applies the Tobit and Fractional logit model to estimate the percentage of treated municipal wastewater depending on social factors for 425 municipalities. The thesis identifies geographic spillovers, environmental federalism, institutional aspects like the corporatization of municipal water service, urbanization, per capita income and its distribution as significant influencing factors. A significant effect of education, ethnic heterogeneity, female participation in municipal politics and water scarcity is not found. In addition, the involvement of superior government tiers of a developing country in the funding of municipal wastewater treatment infrastructure seems to mitigate the influence of social factors on wastewater treatment. Based on these findings, the thesis develops policy recommendations to improve municipal wastewater treatment in developing countries. N2 - Wasserverschmutzung ist eines der Hauptprobleme in Entwicklungsländern. 2,2 der 2,3 Milliarden Menschen, die jährlich durch kontaminiertes Wasser erkranken, leben in diesem Teil der Welt. Zudem werden aquatische Ökosysteme zerstört, von denen das Überleben von Milliarden armer Menschen abhängt. Eine wichtige Ursache von Wasserverschmutzung ist unbehandeltes Abwasser. Im Durchschnitt entsorgen 80-90% der Kommunen in Entwicklungsländern ihre kommunalen Abwässer unbehandelt. Obwohl die Abwasserbehandlung insgesamt ein drängendes Problem darstellt, ist die Lage nicht überall gleich schlecht. Behandlungsraten variieren erheblich zwischen Gemeinden in Entwicklungsländern. Aufgrund dieser Beobachtung stellt sich die Frage, welche Faktoren die kommunale Abwasserbehandlung begünstigt, welche sie behindert. Keine quantitative Analyse hat dieses Thema soweit auf kommunaler Ebene in einem Entwicklungsland erforscht. Deshalb untersucht diese Dissertation den Einfluss sozialer Faktoren auf die kommunale Abwasserbehandlung in mexikanischen Kommunen, um dadurch Einsichten über die Treiber kommunaler Abwasserbehandlung in Entwicklungsländern zu gewinnen. 846 der 2.456 mexikanischen Kommunalkreise behandeln Anteile ihrer Abwässer, die zwischen einstelligen Prozentsätzen und der vollen Abdeckung variieren. Die Mehrheit behandelt kein Abwasser. Die Dissertation verwendet ökonometrische Methoden für die empirische Validierung von 10 Hypothesen über Kausalzusammenhänge zwischen sozialen Faktoren und kommunaler Abwasserbehandlung. Konkret finden binäre Ergebnismodelle Anwendung, um die konditionale Abwasserbehandlungswahrscheinlichkeit für 2.290 mexikanische Gemeinden zu schätzen. Das Tobit- und Fractional-Logit-Modell schätzen darüber hinaus den Anteil behandelter Abwässer in Abhängigkeit von sozialen Faktoren für 425 mexikanische Gemeinden. Die Dissertation identifiziert geographische Spillover-Effekte, Umweltföderalismus, institutionelle Aspekte wie die Schaffung kommunaler Wasserbetriebe, Urbanisierung, Pro-Kopf-Einkommen und dessen Verteilung als signifikante Einflussgrößen. Ein signifikanter Einfluss von Bildung, ethnischer Heterogenität, Frauenanteil in der Kommunalpolitik und Wasserknappheit wird nicht festgestellt. Zudem scheint die Beteiligung von übergeordneten Regierungsebenen bei der Finanzierung von Abwasserinfrastruktur den Einfluss von sozialen Faktoren zu reduzieren. Auf der Basis dieser Ergebnisse entwickelt die Dissertation Politikempfehlungen für eine verbesserte kommunale Abwasserbehandlung in Entwicklungsländern. KW - Environmental performance KW - Wastewater treatment KW - Geographic spillovers KW - Municipal water governance KW - Developing countries KW - Abwasserbehandlung KW - Umweltperformance KW - Spillover-Effekte KW - Kommunales Wassermanagement KW - Entwicklungsländer KW - Entwicklungsländer KW - Umweltbezogenes Management KW - Abwasserreinigung KW - Spill-over-Effekt Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-44272 ER - TY - THES A1 - Apau, Kwaku Boakye T1 - Developing a conceptual solution for domestic wastewater management in developing countries: Kumasi (Ghana) as a case study T1 - Entwicklung einer konzeptionellen Lösung für das Management von Haushaltsabwässern in Entwicklungsländern: Kumasi (Ghana) als eine Fallstudie N2 - Wastewater treatment systems abound as a result of technological improvements in treatment processes. Therefore in the selection of a wastewater treatment system for a particular wastewater treatment situation there are many alternatives to choose from. Despite this development municipal wastewater treatment in communities in developing countries are not always sustainable due to the application of inappropriate treatment systems. The question is how can an appropriate treatment system be identified for a certain location? The answer to this question is of importance to developing countries where wastewater treatment is usually not sustainable. In this study a framework for assessing wastewater treatment systems was developed. First, a comprehensive set of indicators representing parameters of treatment systems and properties of the study area that impacts on wastewater treatment were identified. Secondly, assessment of these indicators were carried out through expert and community survey to identify a final set of indicators whose composition consist of efficiency, reliability and simplicity of treatment systems and resource constraint, resource recovery and environmental concerns of the study area. Thirdly, four wastewater treatment systems, namely: Waste Stabilization Ponds, Trickling Filter, reed bed and free water surface Constructed Wetlands considered to be feasible for the study area were evaluated by the application of the identified indicators. Finally, a decision matrix produced was processed by multi-attribute decision making methods using two indicator weights to identify the most appropriate treatment system among the four alternatives. Results of the study show that in a scenario where equal indicator weights are assumed, reed bed is identified as the most appropriate with stabilization ponds being ranked as the least appropriate. In a more practical scenario where the weights of the indicators are allocated to reflect conditions of the study area, free water surface is ranked as the most appropriate. This outcome is at variance with stabilization pond technologies currently installed at communities in the study area. The performance of constructed wetlands is at the midpoint as far as most of the high to medium weighted assessment indicators are concern. It therefore represents a compromising solution between waste stabilization pond and trickling filter. The study also shows a change in variants of constructed wetland with a change in indicator weights. An indication that the decision situation determines the appropriateness of a treatment system and not the treatment system itself. The selection framework employed in this study can be said to be reliable and capable of identifying a treatment system that can be appropriate for a particular location. This is because the choice of a constructed wetland for the study area fits the definition of appropriate treatment system defined by the final indicators identified in this study. N2 - Aufgrund der technologischen Entwicklung existiert eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme zur Behandlung von Abwasser. Deshalb gibt es bei der Auswahl für ein System zur Behandlung von Abwasser eine große Anzahl von Alternativen. Trotz des vielfältigen Angebotes verschiedener Verfahren zur Behandlung von Abwasser für Kommunen sind wegen der Verwendung ungeeigneter Verfahren nicht alle Verfahren nachhaltig. Deshalb ist es wichtig geeignete Technologien für verschiedene Rahmenbedingungen zu identifizieren und auszuwählen. Dies ist insbesondere für Entwicklungsländer, in denen die Behandlung von Abwasser üblicherweise nicht nachhaltig ist von Bedeutung. Die vorliegende Untersuchung entwickelt Bewertungskriterien für Systeme zur Abwasserbehandlung. Zunächst wird eine umfassende Liste von Indikatoren für die Charakterisierung von Einflußgrößen für Abwassersysteme entwickelt. Danach werden diese Indikatoren und Einflußgrößen durch eine Befragung von Experten und von Kommunen bewertet, um die wichtigsten Einflußgrößen zu ermitteln. Die Bewertung der verschiedenen Abwassersysteme erfolgt unter den Gesichtspunkten der Effizienz, der Zuverlässigkeit und Einfachheit der Anlagen, beschränkter Ressourcen sowie unter dem Gesichtspunkt der Rückgewinnung von Ressourcen. Es werden vier Technologien zur Abwasserreinigung untersucht. Die vier Technologien Abwasserteiche, Sickergruben, Schilfkläranlagen und Pflanzenkläranlagen sind für die untersuchte Region zulässige Technologien und werden mittels der untersuchten Indikatoren bewertet. Schließlich wird eine Entscheidungsmatrix entwickelt und auf der Basis eines multi-attributen Entscheidungsverfahrens mit zwei Gewichtungen von Indikatoren die geeignete Technologie unter vier Möglichkeiten ausgewählt. Die Resultate unserer Untersuchungen zeigen in einem Szenario mit Annahme gleicher Gewichtung der Indikatoren, dass eine Schilfkläranlage die beste Lösung darstellt während sich ein Klärschlammbecken als die schlechteste Lösung erweist. In einem realistischeren Szenario in dem die Wichtung der Indikatoren entsprechend dem Standort gewählt wird stellen sich Pflanzenkläranlagen als beste Lösung heraus. Das Resultat der Untersuchung suggeriert eine Modifikation von Klärschlammbecken wie sie gegenwärtig in den Kommunen der untersuchten Region verwendet wird. Die Leistungsfähigkeit der untersuchten Kläranlagen steht im Mittelpunkt, was die mittlere und hohe Wichtung der wesentlichen Indikatoren angeht. Daher stellt diese Lösung einen Kompromiss zwischen Abwasserbecken und Sickergruben dar. Die Untersuchung zeigt weiterhin eine Veränderung der besten Lösung, wenn die Gewichtung der Indikatoren verändert wird. Dies ist ein Hinweis darauf, dass die Gewichtung dieser bei einer Entscheidung für eine Technologie der Abwasserbehandlung, und nicht nur die Typen verschiedener Anlagen großen Einfluss auf die Entscheidung haben. Die Indikatoren die in der vorliegenden Untersuchung angewandt werden, erweisen sich als zuverlässig für die Auswahl bestimmter Kläranlagen unter gegebenen Standort-faktoren. Der Grund hierfür ist, dass die Wahl des verwendeten Feuchtgebietes für die Untersuchung die Definition geeigneter Abwassersysteme erfüllt, die in der vorliegenden Untersuchung als wichtig identifiziert wurden. KW - Wastewater treatment KW - Treatment efficiency KW - Land requirement KW - Multi-attribute decision making KW - Assessment indicators KW - Behandlungseffizienz KW - Bodenbedarf KW - Abwasserbehandlung KW - Entscheidungsfindung für Mehrfachattribute KW - Bewertungsindikatoren KW - Entwicklungsländer KW - Abwasserreinigung KW - Umweltbewertung Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-41544 ER -