Klärwerk.info - Wegweiser

Übersicht

Willkommen bei klaerwerk.info. Produkte suchen können Sie ganz einfach, indem Sie das gesuchte Produkt wie z.B. Pumpen  in das Feld „Produktsuche“ eingeben und dann die Enter-Taste drücken. Übersichtlich werden alle gelisteten Lieferanten angezeigt, die das Produkt führen, alle Artikel in www.Klärwerk.info, die sich mit dem Produkt beschäftigen sowie alle Fortbildungsveranstaltungen mit diesem Thema.

Ansonsten finden Sie alle Artikel geordnet in Sachgebiete. Klaerwerk.info bietet eine umfassende Fülle von Informationen und Links, die man täglich braucht. Damit Sie wissen, wo Sie was finden, nachfolgend eine Übersicht über die einzelnen Sachgebiete:

A. Aktuelles

Hier finden Sie alle aktuellen Meldungen chronologisch geordnet. Suchen Sie frühere Meldungen, so sehen Sie in den Sachgebieten nach oder geben rechts oben einen Suchbegriff in das Suchen-Feld ein.

1)      Tägliche Meldungen

B. Forum

1)      Fragen und Antworten

Das Forum steht allen Nutzern zur Verfügung. Hier können Sie alle Beiträge lesen, selbst Beiträge erstellen oder auf Beiträge antworten

C. Fachwissen

Hier schreiben Praktiker für Praktiker. Haben Sie auch etwas Interessantes zu berichten, so schreiben Sie uns an Kontakt@Klaerwerk.info .

1)     Abwasserreinigung
2)      Energie- und E-Technik
3)      Kanal- und Entwässerung
4)      Maschinentechnik
5)      Labor
6)      Schlammbehandlung
7)      Gaserzeugung und BHKW
8)      Aus Bund Ländern und EU
         a) Vom Bund
         b) Aus der EU und aller Welt
         c) Aus den einzelnen Bundesländern (geordnet nach Bundesländer)
9)      Recht und Gesetze
         a) Beiträge zum Umweltgesetzbuch
         b) Beiträge zur Wasserrahmenrichtlinie (WWRL)
         c) Beiträge zum Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)
10)    Neue Fachliteratur
         a) Neue Bücher
         b) CD/ DVD's
         c) Downloads
         d) Fachzeitschriften
         e) Lexika und Wörterbücher
11)  Tipps und Tricks

D. Berufliches

Der zweite Schwerpunkt von Klärwerk.info. Hier finden Sie alles für Arbeitnehmer und Vorgesetzte und was Sie persönlich angeht.

1)      Arbeitssicherheit
         a) Unfallverhütungsvorschriften- Regeln und Information
         b) Formulare und Erlaubnisscheine
         c) Gesetze und Verordnungen zur Arbeitssicherheit
         d) Umsetzung der Betriebssicherheitsverordnung
         e) Unterweisungshilfen
         f ) Hilfen zur Gefährdungsbeurteilung
         g) Ex-Schutz auf Kläranlagen
2)
      Tarif- und Arbeitsrecht
         a) Tarifrecht, Tarifvertrag, Gehaltsrechner und mehr
         b) Mitarbeitergespräche, Mitarbeiterbeurteilung
         c) Leistungsorientierte Bezahlung
         d) Tabelle TVöD (West)
         e) Arbeitszeugnisse
3)      Aus- und Weiterbildung
         a) Ansprechpartner
4)      Azubiseite
         a) Ausbildungshilfen für Ausbilder und "Azubis"
         b) Musterkläranlage
         c)  Prüfungsaufgaben
         d) Übungsaufgaben
         e) Informationen für Auszubildende
         f)  UT-Ausbildertreffen Fachkraft für Abwassertechnik
         g) Formeln, PSE und weitere Hilfen
5)      Meisterschüler
         a) Informationen für Meisterschüler
         b) Prüfungsaufgaben
6)        Offene Stellen

E. DWA-Infos

1)      Klärwerksnachbarschaften
         a) Kläranlagennachbarschaften in Bayern
         b) Kläranlagennachbarschaften in Sachsen-Anhalt, Brandenburg, Berlin und Mecklenburg-Vorpommern
         c) Kläranlagennachbarschaften in Hessen, Rheinland-Pfalz und dem Saarland
2)      DWA-Informationen
         a) DWA Arbeitsblätter
         b) KA-Betriebs-Infos
         c) Mitgliederrundbriefe aus den Landesverbänden
         d) Meldungen der DWA

F. Kläranlagen

1)      Links zu Kläranlagen und Abwasserverbänden
2)      Kläranlagen - Videos
3)      Meldungen von den Kläranlagen

G. Nützliches

1)      Wetter und Hochwasser
2)      Firmennachrichten
3)      Verbandsnachrichten        
4)      Nützliche Links
         a) Umweltschutzorganisationen
         b) Fachzeitschriften, Lexika und Wörterbücher
         c) Behörden
         d) Berufsverbände und Vereinigungen
         e) Fachinformationen
         f) Gesetze und Verordnungen
5)      Meldungen aus der Wissenschaft
6)      Meldungen aus aller Welt
7)      Allgemeine Meldungen und Berichte

H. Fortbildungsdatenbank

1)      Fortbildungen
2)      Fortbildungen in Österreich
3)      Fortbildungen in der Schweiz
4)      Messen und Tagungen

I. Produktsuche/ Lieferanten

J. Kontakt

1)      Impressum
2)      Über Uns
3)      Kontakt

26.05.2019 01:17

Klärwerk.info / Aktuelles / Tägliche Meldungen

Tägliche Meldungen

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Mai 2019
Umwelt
Gesundheit 
Gesellschaft
Umwelt
25.05.2019
Universität Stuttgart benennt neue Bärtierchen-Art: Milnesium inceptum entdeckt 
24.05.2019
Vom Regen zum Hochwasser 
22.05.2019
Intelligente Energiespeicher- und -netze für sieben europäische Inseln 
21.05.2019
Submarine CO2-Speicherung in der Nordsee - Chance oder Risiko? 
20.05.2019
Unterwasser-Stromversorgung 
19.05.2019
Unkraut jäten leicht gemacht: Institut der FH Aachen entwickelt Feldroboter 
16.05.2019
Mysterium Bermuda: Geologen entdecken im Vulkangestein eine bisher unbekannte Region des Erdmantels 
15.05.2019
CO2-Steuer auf Diesel und Benzin hat positive Verteilungswirkungen 
13.05.2019
Phosphor-Recycling-Toilette »P-Bank« eröffnet auf dem Campus der Bauhaus-Universität Weimar 
12.05.2019
Drei Viertel der Flüsse weltweit durch menschliche Eingriffe in ihrem Lauf beeinträchtigt 
10.05.2019
Umsetzung der Klimaziele: Gasinfrastruktur in Deutschland vor Veränderungen 
09.05.2019
Eliminierung von Spurenstoffen durch nachhaltige Adsorbenzien 
08.05.2019
Wetterextreme im Sommer 2018 waren verbunden durch stockende Riesenwellen im Jetstream 
07.05.2019
"Crowd Oil": Kraftstoffe aus der Klimaanlage 
06.05.2019
Neues Netzteil lässt Elektrogeräte länger leben 
04.05.2019
Masterplan Uferfiltration zur Wasserversorgung in Vietnam 
02.05.2019
Verbessertes Risikomanagement für die Geothermie 
Gesundheit 
03.05.2019
Erhöhtes Cholesterin im Blut: Schaden Eier der Gesundheit? 
01.05.2019
Wie wirken Omega-3-Fettsäuren? Wuppertaler Lebensmittelchemiker liefern wichtige Erkenntnisse 
Gesellschaft
18.05.2019
Öffentlichen Nahverkehr nutzen? Oft eine Frage von Kultur, Identität, Status und Prestige 
14.05.2019
Kreativität: Eine Frage der Impulsivität 
11.05.2019
Studie: Väter in Elternzeit - Unternehmen in der Verantwortung 
05.05.2019
Künstliche Intelligenz in Arbeitsprozesse integrieren 
April 2019
Umwelt 
Gesundheit 
Gesellschaft
Umwelt 
30.04.2019
Diskussion: Zwischen Plastikwahn und Plastikvermeidung 
25.04.2019
Materialbestände und -flüsse bestimmen Energiebedarf und Klimawirkung 
24.04.2019
Natrium-Ionen-Batterien: von der Materialentwicklung bis zur technologischen Innovation 
20.04.2019
Physikalische Zauberei ermöglicht Kühlen ohne Energiezufuhr 
17.04.2019
Drei Forschungsschiffe - ein Auftrag 
15.04.2019
Plastikmüll stört Kommunikation: Bayreuther Studie zeigt Risiken für Ökosysteme auf 
14.04.2019
Pilze filtern Medikamente aus dem Abwasser 
12.04.2019
KIT-Experte zu aktuellem Thema: Putzen mit Bakterien 
10.04.2019
E. coli & Co.: Fäkalkeime in Landschaften und Fließgewässern 
07.04.2019
Continental, Deutsche Telekom, Fraunhofer ESK, MHP, Nokia: vernetztes Fahren erfolgreich getestet 
05.04.2019
Schnelle globale Energiewende könnte Millionen Menschenleben retten 
04.04.2019
Biomasse effizient umwandeln: Forscher der Universität Münster decken neuen Reaktionsmechanismus auf 
02.04.2019
Elektroautos haben perspektivisch eine deutlich bessere Klimabilanz als Diesel und Benziner 
Gesundheit 
29.04.2019
Schlaf macht den Hippocampus frei für neue Gedächtnisinhalte 
27.04.2019
Schon der Gedanke an Kaffee sorgt für einen Energie-Kick am Morgen 
26.04.2019
Individuelle Ernährung zeigt Nutzen bei Spitalpatienten 
21.04.2019
Neue Behandlungsoptionen bei chronischen Schmerzen durch Früherkennung? 
19.04.2019
Salmonellen-Infektion - Schützende Darmbakterien identifiziert 
13.04.2019
BZgA empfiehlt: Jetzt gegen Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) impfen 
09.04.2019
Sich mental auf die Arbeit einstellen ist genauso wichtig wie das Abschalten nach Feierabend 
06.04.2019
Welcher Sport ist gut bei Arthrose? 
03.04.2019
Soziale Unterschiede in Deutschland: Mortalität und Lebenserwartung im Journal of Health Monitoring 
Gesellschaft
28.04.2019
Sinkendes Interesse: Fußball-Wettbewerbe leiden unter WM Debakel 2018 
23.04.2019
Förderung für junge Wissenschaftler 
22.04.2019
Bald ist Europawahl: Positionen der Parteien zur EU-Hochschulpolitik 
18.04.2019
Förderaufruf: Welchen Einfluss hat die Energiewende auf die Gesellschaft - und umgekehrt? 
16.04.2019
Vergangenheit trifft Zukunft 
08.04.2019
Digitalisierung „zum Anfassen" 
01.04.2019
Gender Pay Gap: Das größte Loch auf dem Gehaltszettel von Frauen klafft in Süddeutschland 
März 2019
Umwelt 
Gesundheit 
Gesellschaft
Umwelt 
31.03.2019
Was kostet ein Hochwasser? 
30.03.2019
Weltwassertag: Was machen eigentlich polare Stoffe im Trinkwasser? 
27.03.2019
Kostbare Ressource: Wasser 
26.03.2019
Mit künstlicher Intelligenz unterwegs im Kanalsystem 
23.03.2019
Blühende Ergänzung zum Mais: Fachtagung betont ökol. Nutzen von Wildpflanzen für Biogasanlagen 
22.03.2019
Internationaler Aktionstag gegen Staudämme am 14. März: Gewässerforschende als Experten zum Thema 
21.03.2019
FH entwickelt fliegende Roboter zur Bekämpfung der Wilderei in Südafrika 
19.03.2019
Zum Tag des Wassers am 22.3.: Digitalisierung im Wassersektor meistern mit praxisnaher Forschung 
16.03.2019
Das Geheimnis des Vakuums erstmals nachweisen 
14.03.2019
Test der Symmetrie der Raumzeit mit Atomuhren 
13.03.2019
Internationaler Aktionstag gegen Staudämme am 14. März: Gewässerforschende als Experten zum Thema 
11.03.2019
Wie Öl attraktiv für Magneten wird 
10.03.2019
Bedrohte Wildbienen - Verhungern im ländlichen Raum 
08.03.2019
9,1 Millionen Euro für trinationale Quantenforschung 
06.03.2019
Phosphor und Fernwärme aus Klärschlamm 
04.03.2019
Stellungnahme: „Der aktuelle NO2-Grenzwert ist wissenschaftlich plausibel" 
03.03.2019
Silber-Nanopartikel in natürlichen Umgebungen untersuchen 
Gesundheit 
29.03.2019
BIBB/BAuA-Befragung 2018: Viele Beschäftigte arbeiten immer noch körperlich hart 
28.03.2019
Gedächtnis wie ein Sieb? Unter welchen Bedingungen Menschen im Alter neue Erinnerungen bilden können 
25.03.2019
Mit Tönen gegen das Tönen - Musiktherapie bei akutem Tinnitus 
24.03.2019
Luftverschmutzung verkürzt das Leben der Europäer um rund zwei Jahre 
18.03.2019
Darmvorsorge rettet Leben | Infoveranstaltung des Universitätsklinikums Ulm am 23. März 
15.03.2019
Mit der Spiegelbild-Biologie zu besseren Medikamenten 
12.03.2019
Besserer Schutz vor Darmkrebs: Vorsorge-Darmspiegelung bereits ab 50! 
09.03.2019
Darauf sollten Kontaktlinsenträger achten: Stiftung Auge gibt Tipps zur Auswahl und Pflege 
01.03.2019
Wer ein Kind möchte, braucht Folsäure! 
Gesellschaft
19.03.2019
Psychologie von Geschwistern: Letztgeborene sind keine Draufgänger 
17.03.2019
Diversity-Strategien zur erfolgreichen Personalgewinnung 
07.03.2019
Fast ein Drittel der Frauen geht später als geplant in den Ruhestand 
05.03.2019
Nur jeder zehnte Babyboomer will bis zum gesetzlichen Renteneintrittsalter arbeiten 
02.03.2019
Beruflicher Aufstieg mit Berufsausbildung - Männer klar im Vorteil. Neuer BIBB REPORT erschienen 
Februar 2019
Umwelt 
Gesundheit 
Gesellschaft
Umwelt 
28.02.2019
BRIESE-Preis 2018: Fokus Ozeanversauerung - Großer Fortschritt bei Ostsee-pH-Monitoring und mehr 
25.02.2019
Eine für alles. Biogassystem der Zukunft 
24.02.2019
Forschergruppe der TH Lübeck untersucht Grundwasserneubildung in Zypern und Jordanien 
22.02.2019
Traktoren tanken Klimaschutz - TFZ bescheinigt Biokraftstoff Langzeit-Praxistauglichkeit 
16.02.2019
„Aktionstag Starkregen": Fachtagung informiert über effektives Risikomanagement 
15.02.2019
BMBF-Forschungsprojekt untersucht Digitalisierung im industriellen Wassermanagement 
14.02.2019
Fütterungspläne für flexible Biogasproduktion: bis zu 50% weniger Gasspeicherbedarf 
13.02.2019
Wasserwiederverwendung in der Landwirtschaft: Fallstudien zeigen Machbarkeit 
11.02.2019
Nitratabbau im Grundwasser: Selbstreinigungskraft des Untergrunds höher als angenommen 
09.02.2019
Berühmtes „Sandhaufen-Modell" bewegt sich wie wandernde Sanddünen 
08.02.2019
Sind sich Fische ihrer selbst bewusst? 
07.02.2019
Windenergie liefert fast drei Viertel des erwarteten Stroms 
04.02.2019
Trockene Gewässer sind unterschätzte „Player" im Klimawandel 
01.02.2019
Der Einfluss des Klimawandels auf das Grundwasser - eine tickende Zeitbombe 
Gesundheit 
27.02.2019
Vor einer möglichen neuen Grippewelle: Was gibt es außer Impfungen? 
23.02.2019
Grippewellen im Keim ersticken 
21.02.2019
Influenzaviren von Fledermäusen könnten auf Menschen überspringen 
18.02.2019
Neue ESMT-Studie: Tägliches Mittagessen verbessert Leseleistung von Kindern um 18 Prozent 
17.02.2019
Anti-Baby-Pille beeinflusst Emotionserkennung von Frauen 
10.02.2019
Die Größe des Gehirns beeinflußt Geschmackswahrnehmung 
02.02.2019
Virtuelle Linse verbessert Röntgenmikroskopie 
Gesellschaft
26.02.2019
Kritik an Umsetzung der Energiewende nimmt zu - Bevölkerung will sozialen Ausgleich 
20.02.2019
Wie können Städte von der Vielsprachigkeit ihrer Einwohner profitieren? 
19.02.2019
Neandertaler ernährten sich wirklich hauptsächlich von Fleisch 
12.02.2019
Süße Ungeduld: Wie positive Gefühle unsere Zeitwahrnehmung beeinflussen 
06.02.2019
Roadmap zur Cybersicherheitsforschung 
05.02.2019
Betreuungswünsche vieler Eltern bleiben unerfüllt 
03.02.2019
Kieler Wissenschaftler erforschen autonomes Fahren auf Deutschlands größtem Flughafen 
Januar 2019
Umwelt 
Gesundheit 
Gesellschaft 
Umwelt 
31.01.2019
Ernährungssicherheit weltweit stärken: Bayreuther Studie zur Phosphorverfügbarkeit durch Silizium 
30.01.2019
7. Herrenhausen Science Movie Night: Kunststoff-Umweltverschmutzung: Können Biokunststoffe helfen? 
29.01.2019
Gegen die Fluten 
28.01.2019
Herrscher der kalten Gewässer 
27.01.2019
Dem Klimawandel zum Trotz: Ostsee könnte zurück in einen guten Zustand gelangen 
25.01.2019
Umweltleistungen sichtbar machen: Ein neuer Index erleichtert die Bewirtschaftung von Flüssen 
22.01.2019
Mit Eisenoxid gegen hochgiftige Stoffe - Neues Verfahren zur Grundwassersanierung 
19.01.2019
Wenn für Fischlarven die Nacht zum Tag wird 
18.01.2019
Bakterien schwärmen aus 
15.01.2019
Antibiotika in Gülle: Biogasanlage keine Barriere 
14.01.2019
Interview mit Dr. Natalia Ivleva über ihre Forschung zur Analytik von Mikroplastik 
10.01.2019
Mobilfunktechnik für die Industrie 4.0 
08.01.2019
Biodiversität - Koexistenz durch verzögerte Anpassung 
05.01.2019
Magnesium-Batterien: Aufbruch ins Post-Lithium-Zeitalter 
04.01.2019
Wo die Flüsse nicht ins Meer fließen 
03.01.2019
Internationales Umweltschutzprojekt unter Leitung der Hochschule Karlsruhe 
02.01.2019
Leuphana Wissenschaftler warnen vor Umweltproblemen durch Fassadenanstriche 
01.01.2019
Organischen Müll von Kreuzfahrtschiffen verwerten 
Gesundheit 
26.01.2019
Menschliche Darmflora durch Nanopartikel in der Nahrung beeinflussbar 
24.01.2019
Studie: Längere Arbeitszeiten können der Gesundheit schaden
23.01.2019
Windpocken: Wie die Impfung Ihr Kind schützt 
20.01.2019
Blutdruck und Rauchen scheinen das Risiko für eine Hirnblutung erheblich zu beeinflussen 
17.01.2019
Mit Blutgefäßen aus Stammzellen gegen Volkskrankheit Diabetes 
16.01.2019
Gesundheitsgefühl: Männer fallen hinter Frauen zurück 
13.01.2019
Gestresste Mütter - übergewichtige Kinder 
07.01.2019
Food-Scanner für die Hosentasche 
01.01.2019 
Zelle für Zelle zum Durchbruch des Jahres - MDC in Berlin ist Hotspot des Forschungsgebietes 
Gesellschaft 
11.01.2019
Neue Studie: Entgelttransparenzgesetz: Nur eine Minderheit der Unternehmen ist aktiv geworden 
09.01.2019
Studierende decken Sicherheitslücken auf 
06.01.2019
In Anlehnung an Pokemon Go - Mit neuen Verkerhssicherheitsapps Leben im Straßenverkehr retten 
01.01.2019
Großeltern sind für Enkelkinder wichtig 

 


Universität Stuttgart benennt neue Bärtierchen-Art: Milnesium inceptum entdeckt

Andrea Mayer-Grenu Abteilung Hochschulkommunikation
Universität Stuttgart

Eine neue Bärtierchen-Art wurde von Dr. Ralph Schill vom Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme der Universität Stuttgart entdeckt. Es handelt sich um die nun als Milnesium inceptum bezeichnete Bärtierchenart, abgeleitet von dem lateinischen Begriff für Pionier oder Initiator. Gleichzeitig klassifizierte Schill zusammen mit Kollegen aus England, Polen und Japan eine andere Bärtierchenart, Milnesium alpigenum, die bereits Mitte des 19. Jahrhunderts beschrieben, aber nicht mehr als Präparat vorhanden war, neu als Neotyp.

Bärtierchen sind Überlebenskünstler. Sie kommen in unterschiedlichsten Lebensräumen vor und haben die Fähigkeit, lange Zeiten in einem Überdauerungsstadium auf bessere Umweltbedingungen zu warten, ohne dass ein Stoffwechsel nachweisbar ist. Deshalb interessiert sich eine stetig wachsende Zahl von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern für diese faszinierenden Tiere.

Eine der ersten Arten überhaupt, die in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts beschrieben wurde, ist die Art Milnesium tardigradum, der der französische Zoologe Louis Michel François Doyère seinen Namen gab. 13 Jahre später beschrieb der deutsche Zoologe Christian Gottfried Ehrenberg mit der Milnesium alpigenum eine weitere Art, die im Monte Rosa Gebirgsmassiv in den Walliser Alpen an der Grenze zwi¬schen Italien und der Schweiz erstmals gefunden wurde. Mit einer eigenen, im Naturpark Schönbuch gefundenen Bärtierchenart „Milnesium tardigradum Doyère 1840" zugeordneten Tierkultur kam 2003 der Zoologe Ralph Schill an die Universität Stuttgart. Mit dieser von ihm dann als Modellorganismus etablierten Art schuf er eine der renommiertesten Bärtierchenforschergruppen weltweit. Zwischen 2003 und 2016 entstanden darüber über 30 wissenschaftliche Publikationen. Das weltweit größte Bärtierchenprojekt „FUNCRYPTA" wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Wissenschaftler bestimmen neue Art
Ausschlaggebend für eine Artbeschreibung ist der Vergleich mit dem sogenannten Holotyp, dem Tier, dass zur erstmaligen Beschreibung verwendet wurde. Nachdem sowohl die Präparate von Doyère als auch Ehrenberg nicht mehr erhalten sind, wurden so genannte Neotypten definiert, Präparate, die stattdessen die jeweilige Art repräsentieren und als Vergleichsmaterial dienen. Zu den dafür bislang verwendeten morphologischen Merkmalen kommen inzwischen noch molekulare Informationen wie DNA-Sequenzen hinzu. Beim Vergleich vieler Exemplare von der Art Milnesium tardigradum aus verschiedenen Regionen der Welt stellten Zoologen fest, dass sowohl die Stuttgarter Art als auch die eines japanischen Wissenschaftlers zu einer neuen Art gehören müssen. Daraufhin wurde eine Milnesium-Art als neuen Neotyp der nicht mehr vorhandenen Art Milnesium alpigenum neu beschrieben und die Stuttgarter Bärtierchen als neue Art Milnesium inceptum in die Wissenschaft eingeführt. Der Name der neuen Art stammt vom lateinischen "inceptor", was "ein Initiator" oder "ein Pionier" bedeutet, nachdem Ralph Schill diese Art zum neuen Mo-dellorganisms in der Bärtierchenforschung etabliert hatte.

Neues Standardwerk über die kleinen Wasserbären erschienen
In Zusammenarbeit mit 25 führenden Bärtierchenforschern und heraus-gegeben von Schill ist jetzt ein Standardwerk „Water Bears: The Biology of Tardigrades" erschienen. Es enthält erstmals eine vollständige Be¬schreibung der ersten knapp zweihundert Jahre Bärtierchenforschung. Das über 400 Seiten umfassende Buch mit 51 Schwarz-Weiß-Illustrationen und 65 farbigen Abbildungen dokumentiert die Entdeckung der Tiere und die erste Beschreibung 1773 bis hin zum aktuelle Stand des Wissens über die Morphologie, Taxono¬mie, Phylogenie, Biogeographie, Paläontologie, Zytologie und Zytogenetik der Bärtierchen. Das Buch gibt Einblicke in die Ökologie der Bärtierchen, die im Meer, in Seen und Flüssen und terrestrischen Lebens¬räumen vorkommen können. Weitere Kapitel enthalten einen Überblick über die Fortpflanzung, Entwicklungs- und Lebenszyklen sowie die außergewöhnlichen Umweltanpassungen wie unter anderem der Trocken- und Gefriertoleranz, für die die Tiere bekannt sind. Auch neueste molekulare Techniken, die in der Bärtierchenforschung angewandt werden, sowie praktische Tipps für die Probenahme und Proben-verarbeitung sind beschrieben. Das Buch schließt mit einem vollständi-gen Überblick über die bisher bekannten Bärtierchengruppen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. apl. Ralph O. Schill, Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme, Pfaffenwaldring 57, 70569 Stuttgart, Tel. 0172 7304726, ralph.schill@bio.uni-stuttgart.de

Originalpublikation:
W. Morek et. al 2019. Redescription of Milnesium alpigenum Ehrenberg, 1853 (Tardigrada: Apochela) and a description of Milnesium inceptum sp. nov., a tardigrade laboratory model. Zootaxa 4586 (1): 035-064
https://doi.org/10.11646/zootaxa.4586.1.2 (open access)

„Water Bears: The Biology of Tardigrades", Springer Verlag, 2018
419 Seiten, 118 Illustrationen, ISBN 978-3-319-95702-9

Quelle: IDW 

(nach oben)


Vom Regen zum Hochwasser

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation - Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie

Extreme Wetterereignisse wie Gewitter oder starke Regenfälle und darauffolgende Überflutungen beeinflussen Erd- und Umweltsysteme langfristig. Um die Auswirkungen hydrologischer Extreme ganzheitlich - vom Niederschlag über den Wassereintrag in den Boden und den Abfluss bis hin zum Eintrag ins Meer - zu untersuchen, startet nun innerhalb der Helmholtz-Initiative MOSES eine Messkampagne im Müglitztal in Sachsen. Koordiniert wird die Messkampagne vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Ein einzelnes Starkregenereignis kann schwerwiegende Folgen für ein ganzes Flusssystem haben - von Landveränderungen durch Überflutung über Nährstoff- und Schadstofftransporte bis hin zu Veränderungen im Ökosystem. Die aktuelle MOSES-Messkampagne untersucht hydrologische Extremereignisse übergreifend von der Quelle in der Atmosphäre bis hin zur Reaktion von Biosystemen.

MOSES steht für „Modular Observation Solutions for Earth Systems". In dieser gemeinsamen Initiative bauen insgesamt neun Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft mobile und modular einsatzfähige Beobachtungssysteme auf, um die Auswirkungen zeitlich und räumlich begrenzter dynamischer Ereignisse wie extremer Niederschlags- und Abflussereignisse auf die langfristige Entwicklung von Erd- und Umweltsystemen zu untersuchen. Die aktuelle vom KIT koordinierte Messkampagne zu hydrologischen Extremen läuft von Mitte Mai bis Mitte Juli 2019 im Müglitztal in Sachsen. In diesem Gebiet im Osterzgebirge kommt es bei bestimmten Wetterlagen zu extremen Niederschlägen und Überschwemmungen, wie bei der Flutkatastrophe 2002. Ausgelöst werden solche Extremereignisse entweder durch Tiefdruckgebiete, die verstärkt durch Staueffekte an Gebirgen kräftigen Niederschlag erzeugen, oder durch kleinräumige konvektive Niederschlagsereignisse, das heißt Gewitter, die Hochwasser in einem begrenzten Gebiet wie einem Gebirgstal mit sich bringen können.

An der aktuellen Messkampagne sind neben dem Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Department Troposphärenforschung (IMK-TRO) des KIT auch das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) aus Leipzig, das Forschungszentrum Jülich (FZJ) sowie das Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ mit ihren Messsystemen beteiligt.

Das KIT setzt sein mobiles Observatorium KITcube ein. Dieses liefert Informationen über Entstehung und Entwicklung von Starkniederschlägen, Niederschlagsverteilung und Verdunstung. Zum Einsatz kommen unter anderem ein Radar zur Erfassung des Niederschlags in einem Radius von 100 Kilometern, ein Mikrowellenradiometer zur Bestimmung des atmosphärischen Temperatur- und Feuchteprofils sowie ein Lidar-System zur Erfassung des Windprofils mithilfe von Lasern. Radiosonden liefern Informationen über den Zustand der Atmosphäre bis zu einer Höhe von 18 Kilometern. Ein Netz aus Distrometern - also Messgeräten zur kontinuierlichen Überwachung der Niederschlagsintensität und Größe der Regentropfen - liefert zusätzliche Informationen über die Vorgänge im Beobachtungsgebiet.

Im Fokus der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des UFZ steht die Bodenfeuchte. Sie ist eine zentrale Steuergröße für den Abfluss des Regenwassers: Ist der Boden sehr feucht oder extrem trocken, fließt das Regenwasser über die Landoberfläche ab und es kommt schneller zu Überflutungen. Um die Entwicklung der Bodenfeuchte optimal überwachen zu können, installiert das UFZ während der Messkampagne ein mobiles, drahtloses Sensornetzwerk, das Bodenfeuchte und -temperatur in verschiedenen Tiefen misst. Gegenüber klassischen Systemen zeichnet sich das Sensornetzwerk dadurch aus, dass sich die Positionierung und Verteilung der Sensoren sowie die Abtastraten genau auf die lokalen Messbedingungen abstimmen lassen. Zusätzlich zu dem fest installierten Sensornetzwerk kommt der mobile Cosmic Ray Rover mit speziell entwickelten Neutronensensoren zum Einsatz. Durch sie können die Forscher die Variation der Bodenfeuchte im Einzugsgebiet der Müglitz auch großräumig beobachten.

Die Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich lassen Ballonsonden bis in 35 Kilometer Höhe steigen, um unter anderem zu ermitteln, wie sich Gewitter langfristig auf das Klima auswirken. Mit Wasserdampf-, Ozon- und Wolkeninstrumenten untersuchen sie den Spurengastransport durch das Gewitter in die obere Troposphäre - die unterste Schicht der Erdatmosphäre - oder sogar in die darüber liegende Stratosphäre.

Die Forscher des GFZ ermitteln mit mobilen Messeinheiten den Einfluss des gespeicherten Wassers auf den Verlauf eines Hochwassers. Neben Cosmic Ray Sensoren zur Messung des Wassers im Oberboden und Sensoren zur Messung des oberflächennahen Grundwassers verwenden sie dabei auch sogenannte Gravimeter. Diese Geräte detektieren die Änderungen der Schwerkraft der Erde infolge sich ändernder Wassermassen im Untergrund, auch in größeren Tiefen.

Die aktuelle Messkampagne ist Teil der Aktivitäten der MOSES-Arbeitsgruppe innerhalb des Moduls „Hydrologische Extreme" im Forschungsbereich Erde und Umwelt der Helmholtz Gemeinschaft.

Homepage von MOSES: https://www.ufz.de/moses/

Weitere Materialien:
https://blogs.helmholtz.de/moses/de/

Details zum KIT-Zentrum Klima und Umwelt: http://www.klima-umwelt.kit.edu

Weiterer Kontakt:
Martin Heidelberger, Redakteur/Pressereferent, Tel.: +49 721 608-21169, E-Mail: martin.heidelberger@kit.edu

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft" schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 25 100 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.sek.kit.edu/presse.php

Weitere Informationen:
https://www.ufz.de/moses/
https://blogs.helmholtz.de/moses/de/
http://www.klima-umwelt.kit.edu
martin.heidelberger@kit.edu
http://www.sek.kit.edu/presse.php

Anhang
KIT: Vom Regen zum Hochwasser
https://idw-online.de/de/attachment71903

Quelle: IDW 

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Intelligente Energiespeicher- und -netze für sieben europäische Inseln

Anette Mack Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Steinbeis-Europa-Zentrum

Das Steinbeis-Europa-Zentrum unterstützt die Stadtwerke Norderney beim ersten Schritt in die Welt der EU-Projekte und begleitet die Insel auf dem Weg zur Dekarbonisierung.Die Insel profitiert vom Wissensaustausch und von den technologischen Maßnahmen.

Nachdem das Steinbeis-Europa-Zentrum als Partner im EU-Projekt NETfficient in den letzten drei Jahren die Stadtwerke Borkum auf dem Weg zur Energieautarkie begleitet hat, lebt die gewonnene Erfahrung nun im Projekt INSULAE in Kooperation mit den Stadtwerken Norderney weiter.

INSULAE startete im April 2019 mit 27 Partnern, darunter Forschungseinrichtungen, Universitäten, Energieversorger, öffentliche Verwaltungen und verschiedene in der Energiebranche tätige Unternehmen. Das spanische Forschungsinstitut CIRCE leitet das Konsortium. Das Steinbeis-Europa-Zentrum begleitet als Projektpartner die Insel Norderney beim Wissenstransfer und der Implementierung. Die EU fördert das Projekt für vier Jahre mit 12 Millionen Euro.

Dekarbonisierung europäischer Inseln
Im Zentrum von INSULAE steht die Dekarbonisierung europäischer Inseln und die Verbreitung von innovativen Lösungen auf den drei Leuchtturminseln Bornholm (Dänemark), Madeira (Portugal) und die Unije in der Kvarner Bucht (Kroatien). Die drei Inseln ergänzen sich gut hinsichtlich Lage, Größe, Anbindung ans Festland, wirtschaftliche Entwicklung, Anteil an erneuerbaren Energien und CO2-Intensität.

Weitere sogenannte Beobachter-Inseln in Deutschland, Griechenland und Spanien profitieren von den Maßnahmen und werden die Ergebnisse als Erstanwender erproben. Eine der Inseln ist Norderney. Darüber hinaus werden andere Inseln, die an der Thematik interessiert sind angesprochen, um einen entsprechenden Diskurs zwischen den Inseln anzuregen.

Die Maßnahmenpalette umfasst die Speicherung von erneuerbarer Energie, intelligentes Management von Wasser und Energie, Einsatz von 5G und IoT-Technologien, Übergang zu Gleichstromnetzen, Einsatz von Biobrennstoffen, E-Mobilität und Stabilisierung von Stromnetzen. Sieben replizierbare Anwendungsfälle dienen dazu, ein Investitionsplanungstool für diese Maßnahmen zu validieren, welches die vier Beobachter-Inseln als Erstanwender erproben werden, um damit selbst Dekarbonisierungspläne zu entwickeln. Die Eingriffe sollen aufzeigen, dass Energiesysteme, die auf erneuerbaren Energieträgern basieren 40-70% billiger sein können als entsprechende dieselbasierte Energieversorgung und dass 11% an fossilen Energieträgern eingespart werden können, bei Umsetzung der Maßnahmen in größerem Stil.

Das Investitionsplanungstool INSULAE IPT soll Entscheidungsträger in der Auswahl und Umsetzung von kosteneffizienten Maßnahmen unterstützen, um Inseln zu dekarbonisieren und um Alternativen zu teuren Gleichstrom- oder Wechselstromhochspannungskabeln vom Festland zu bieten.

Projektlaufzeit: 04/2019 - 03/2023

Beteiligte Länder: Dänemark, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Großbritannien, Italien, Kroatien, die Niederlande, Portugal, Spanien

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Andrea Immendörfer, E-mail:immendoerfer@steinbeis-europa.de

Weitere Informationen:

http://www.steinbeis-europa.de/insulae - Informationen zum Projekt
http://netfficient-project.eu/ - Informationen zum Projekt Netfficient:

Quelle: IDW 

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Submarine CO2-Speicherung in der Nordsee - Chance oder Risiko?

Dr. Andreas Villwock Kommunikation und Medien
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Realistische Abschätzungen zeigen, dass sich die Klimaerwärmung nur dann noch unter 1.5 bzw. 2 Grad begrenzen lässt, wenn Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt wird. Speicherung unterhalb des Meeresbodens ist eine Option, die von einem internationalen Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unter der Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel intensiv untersucht wurde. Die Ergebnisse, die Möglichkeiten und Risiken aufzeigen, wurden nun in der Fachzeitschrift International Journal of Greenhouse Gas Control veröffentlicht.

Es ist möglich, die anthropogenen CO2-Emissionen zu reduzieren, indem CO2 aus Abgasen entfernt und in geologischen Formationen gespeichert wird. Negative Emissionen können durch die Kopplung der Biogaserzeugung mit CO2-Abscheidung und Speicherung erzielt werden. Bewertungen des Weltklimaforschungsrate IPCC zeigen, dass diese Ansätze wesentliche Bestandteile des Technologiemixes sind, der zur Begrenzung der globalen Erwärmung auf unter zwei Grad Celsius erforderlich ist.

In Europa befindet sich das größte CO2-Speicherpotenzial vor der Nordseeküste in tiefen salzhaltigen Grundwasserleitern und in anderen tief unter dem Meeresboden gelegenen geologischen Formationen. In den letzten Jahrzehnten wurden jedoch mehr als 10.000 Bohrungen in den Meeresboden der Nordsee niedergebracht, um Öl und Gas zu fördern. An vielen dieser Bohrlöcher tritt Methangas aus organisch gebildeten Ablagerungen in die Umwelt aus, da die umgebenden Sedimente während des Bohrprozesses mechanisch gestört und geschwächt wurden. Kohlendioxid, das in der Nähe solcher Bohrlöcher gespeichert wird, könnte die Speicherformation ebenfalls verlassen, ins Meerwasser entweichen und schließlich in die Atmosphäre zurückkehren.

„Wir haben im norwegischen Teil der Nordsee ein Freisetzungsexperiment durchgeführt, um die Signatur und die Folgen eines solchen Lecks zu bestimmen", erläutert Dr. Lisa Vielstädte vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Sie ist Erstautorin der Studie, die jetzt in der Fachzeitschrift International Journal of Greenhouse Gas Control veröffentlicht wurde. Am Meeresboden wurde in 82 Metern Wassertiefe CO2 mit einer Rate von 31 t / Jahr freigesetzt, was am oberen Ende des Bereichs der Methanemissionen liegt, die an undichten Bohrungen beobachtet wurde. Das freigesetzte CO2 wurde mit Hilfe eines ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs (ROV) mit chemischen und akustischen Sensoren und zusätzlichen Messungen an Bord des irischen Forschungsschiffes Celtic Explorer verfolgt. Das Experiment wurde vom GEOMAR als Beitrag zum europäischen Projekt ECO2 (http://www.eco2-project.eu/) durchgeführt.

„Unsere Daten zeigen, dass sich die CO2-Gasblasen in Bodennähe vollständig gelöst haben", so Dr. Vielstädte. Der pH-Wert des umgebenden Bodenwassers wurde infolge des Auflösungsprozesses von einem Hintergrundwert von 8,0 auf einen saureren Wert von 7,0 an der Freisetzungsstelle reduziert. „Diese Versauerung des Bodenwassers wirkt sich nachteilig auf die am Meeresboden lebenden Organismen aus", erklärt Prof. Dr. Klaus Wallmann, Projektleiter von ECO2 vom GEOMAR. „Aber die dort vorhandenen starke Bodenströmungen verteilen das gelöste CO2 rasch, so dass dies Fläche am Meeresboden, auf der potenziell schädliche Auswirkungen auftreten können, gering ist", so Wallmann weiter. Die Fläche, auf der der pH-Wert um >0,2 Einheiten zurückging, lag bei etwa 50 m2.

„Zusammenfassend können wir sagen, dass die Beobachtungen und die begleitende Modellierung bestätigten, dass Leckagen an Bohrlöchern die lokalen Ökosysteme in unmittelbarer Nähe des Bohrlochs beeinträchtigen können, jedoch keine großen schädlichen Auswirkungen auf das Ökosystem der Nordsee haben. Wir kommen daher vorläufig zu dem Schluss, dass es möglich ist, CO2 sicher in Formationen unter dem Meeresboden zu speichern, wenn sich der Speicherort in einem Gebiet mit wenigen undichten Bohrlöchern befindet", so Prof. Wallmann.

In diesem Monat wird vom europäischen Projekt STEMM-CCS (https://www.stemm-ccs.eu/) ein zweites Freisetzungsexperiment in der Nordsee durchgeführt. Hochempfindliche Sensoren und Überwachungsgeräte werden eingesetzt, um das freigesetzte CO2 zu verfolgen und die Auswirkungen auf die Umwelt zu untersuchen. Mithilfe dieser zusätzlichen Daten werden wir die Sicherheit von Speicherstätten in der Nordsee und ihren potenziellen Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels weiter validieren.

Originalpublikation:
Vielstädte, L., P. Linke, M. Schmidt, S. Sommer, M. Haeckel, M. Braack, and K. Wallmann, 2019: Footprint and detectability of a well leaking CO2 in the Central North Sea: Implications from a field experiment and numerical modelling. International Journal of Greenhouse Gas Control, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2019.03.012

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
https://www.stemm-ccs.eu/ STEMM-CCS Projekt
http://www.eco2-project.eu/ ECO2 Projekt

Quelle: IDW 

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Unterwasser-Stromversorgung

Dr. Karin J. Schmitz Abteilung Öffentlichkeitsarbeit
Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Energie aus Meerwasser: Stromgenerator wechselt autonom zwischen zwei Betriebsmodi

Unterwasserfahrzeuge, Tauchroboter oder Detektoren benötigen eine eigene Energieversorgung, wenn sie über längere Zeit unabhängig von Begleitschiffen unter Wasser betrieben werden sollen. Praktikabler als Akkus ist eine direkte elektrochemische Energiegewinnung aus Meerwasser. Ein neuer kostengünstiger Ansatz bietet den Vorteil, bei langen Laufzeiten auch kurzzeitige Belastungsspitzen, etwa für rasche Bewegungen, zu bedienen. Wie Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, kann ihr System zu diesem Zweck autonom zwischen zwei Betriebsmodi umschalten.

Unterseeisches Gelände erforschen, Strömungen und Temperaturen aufzeichnen, Pipelines und Tiefseekabel inspizieren und reparieren - das sind nur einige Beispiele für Aufgaben, die Unterwasser-Geräte selbsttätig in den Tiefen der Ozeane ausführen sollen. Die Herausforderung unter diesen extremen Bedingungen: Ihre Stromgeneratoren sollen sowohl eine hohe Energiedichte (lange Laufzeit bei Grundstromverbrauch) als auch eine hohe Leistungsdichte (kurzzeitiger hoher Stromfluss) bieten.

Liang Tang, Hu Jiang und Ming Hu und ihr Team von der East China Normal University in Shanghai der Shanghai University sowie der Chinese Research Academy of Environmental Sciences in Beijing haben sich durch spezielle marine Mikroorganismen inspirieren lassen, die ihre Zellatmung je nach benötigtem Leistungs-Output zwischen einem aeroben und einem anaeroben Modus wechseln, indem sie verschiedene Stoffe als Elektronenakzeptoren verwenden. Nach diesem Prinzip arbeitet auch ihr neuer Stromgenerator.

Erfolgsgeheimnis ist eine Kathode aus „Berliner Blau", einer offenen Gerüst-Struktur mit Cyanid-Ionen als „Verstrebungen" und Eisenionen als „Knotenpunkten", die leicht Elektronen aufnehmen und abgeben können. Mit einer Metallanode kombiniert lässt sich damit Strom aus Meerwasser generieren.

Ist die abgerufene Leistung gering, werden die in die Kathode einfließenden Elektronen sofort auf gelösten Sauerstoff übertragen. Da gelöster Sauerstoff im Meer unerschöpflich ist, kann die Energieversorgung bei niedrigem Stromfluss theoretisch ewig laufen. Die Konzentration des Sauerstoffs jedoch ist gering. Wenn die abgerufene Leistung und damit die Stromstärke stark erhöht werden, ist nicht genug Sauerstoff an der Kathode, um alle ankommenden Elektronen sofort aufzunehmen. Nun muss das Berliner Blau diese speichern, indem Eisenionen vom dreifach in den zweifach positiv geladenen Zustand wechseln. Für den Ladungsausgleich lagern sich positiv geladene Natriumionen in das Gerüst ein. Da diese in hoher Konzentration in Meerwasser vorhanden sind, können viele Natriumionen und damit auch viele Elektronen in kurzer Zeit aufgenommen werden. Nimmt der Stromverbrauch dann wieder ab, werden die Elektronen wie zuvor auf den Sauerstoff übertragen. Der Sauerstoff regeneriert das Gerüst zudem wieder, Fe2+ wird wieder zu Fe3+, die Natriumionen treten aus.

Das neue System zeigte sich in korrosivem Meerwasser sehr stabil und überstand eine Vielzahl an Moduswechseln. Im Hochenergie-Modus lief es kontinuierlich über vier Tage, ohne an Leistung zu verlieren. Im Hochleistungs-Modus konnte es 39 Leuchtdioden versorgen und einen Propeller antreiben.

Angewandte Chemie: Presseinfo 13/2019

Autor: Ming Hu, East China Normal University (China), mailto:mhu@phy.ecnu.edu.cn

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Originalpublikation:
https://doi.org/10.1002/ange.201901759

Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Quelle: IDW 

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Unkraut jäten leicht gemacht: Institut der FH Aachen entwickelt Feldroboter

Team Pressestelle Presse-, Öffentlichkeitsarbeit und Marketing
FH Aachen

Der Feldroboter „ETAROB" wurde vom Institut MASKOR (Mobile autonome Systeme und kognitive Robotik) der FH Aachen entwickelt. Vollautonom ist es ihm möglich, während der Fahrt über die Felder Pflanzen anhand ihrer Struktur zu erkennen. Das umliegende Unkraut beseitigt er durch den Einsatz von Elektroschocks. Auf diese Weise kann die Menge von Chemikalien bei der Feldarbeit reduziert werden. Prof. Dr. Marcus Baumann, Rektor der FH Aachen, ist begeistert von dem Projekt: „Mit dem Feldroboter leisten wir einen Beitrag für eine zukünftige umweltfreundlichere Landwirtschaft und liefern ein eindrucksvolles Beispiel für die Innovationskraft an Hochschulen für angewandte Wissenschaften."

Sonnenaufgang in Kempen. Über die Felder der Region rollen bereits die Traktoren. In stundenlanger Arbeit werden die Böden der Felder aufgelockert und das Unkraut gejätet. Dabei ist der Einsatz von Chemikalien für die Feldarbeit und Diesel für die Traktoren nicht unumstritten, doch es fehlt bislang eine wirtschaftliche Alternative. Das sogenannte „Precision Farming", ein Forschungsfeld des Instituts für angewandte Automation und Mechatronik (IaAM) der FH Aachen, zeigt Lösungswege auf. Gemeinsam mit dem FH-Institut MASKOR (Mobile Autonome Systeme und Kognitive Robotik) wurde der Feldroboter „ETAROB" entwickelt.

ETAROB ist fahrerlos und damit autonom auf den Feldern unterwegs, lockert Böden auf und beseitigt Unkraut. Während seiner Fahrt über die Felder erkennt er die Pflanzen - er erfasst Struktur, Farbe und Schatten der Blätter und vergleicht die Befunde mit intern abgespeicherten Vergleichsdaten. Anschließend verpasst er dem umliegenden Unkraut Elektroschocks. Diese Technologie zur Unkrautbeseitigung wurde vom Kooperationspartner Zasso GmbH entwickelt.

Das System des Roboters ist zudem so ausgelegt, dass er die Pflanzenerkennung optimieren kann. Dies gelang dem Team hinter ETAROB, indem sie die Veränderbarkeit der Pflanze mit Hilfe von Fotos digital erfasst haben. „Der Roboter ist so wie ein Mensch in der Lage, Pflanzen zu erkennen und aus gesammelter Erfahrung zu lernen", erklärt Josef Franko, Mitbegründer des Projekts und wissenschaftlicher Mitarbeiter am MASKOR Institut.

„Die Idee wird seit über zwanzig Jahren verfolgt. Ich bin mit der Landwirtschaft groß geworden, aber das Fahren von Landmaschinen wird mit der Zeit sehr monoton. Das möchten wir automatisieren", erzählt Franko. Die Idee des Feldroboters setzte er gemeinsam mit den beiden FH-Absolventen und wissenschaftlichen Mitarbeitern Enno Dülberg und Heiko Engemann um. Neben dem mobilen Feldroboter entwickelte das Team - zusammen mit dem Unternehmen RIWO Agrarsoftware - die Feldrobotersoftware ETAS. Mit ihr kann der autonome Betrieb gesteuert werden.

Der Antriebsstrang von ETAROB ist elektrisch und somit potenziell umweltfreundlich. Zudem müssen dank des Roboters keine Chemikalien zur Unkrautbekämpfung genutzt werden. Prof. Dr. Marcus Baumann, Rektor der FH Aachen, ist begeistert von dem Projekt: „Mit dem Feldroboter leisten wir einen Beitrag für eine zukünftige umweltfreundlichere Landwirtschaft und liefern ein eindrucksvolles Beispiel für die Innovationskraft an Hochschulen für angewandte Wissenschaften." Die Idee des Feldroboters ist auch auf den Weinanbau übertragbar. Zusammen mit der Zasso GmbH wird bereits ein kleinerer Roboter entwickelt, der im Weinberg Unkraut beseitigt. Vorstellbar ist auch, dass der Feldroboter selektiv ernten kann.

Das Team um ETAROB entwickelte den Feldroboter innerhalb von einem Jahr, betreut durch Prof. Dr. Stephan Kallweit. „Das Projekt ist aus der intrinsischen Motivation von Studierenden entstanden", berichtet Franko. Das Team des MASKOR-Instituts um ETAROB wurde im April mit dem Robotics Award der Hannover Messe ausgezeichnet. Nun beginnt die Unternehmensgründung im Rahmen des Förderprogramms „EFRE" vom Land NRW.

Quelle: IDW 

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Öffentlichen Nahverkehr nutzen? Oft eine Frage von Kultur, Identität, Status und Prestige

Sabine Ranke-Heinemann Pressestelle
Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann

Weltweit werden die Städte größer und die Straßen voller. Dabei ist der allmorgendliche Stau im Berufsverkehr weder gut für die Nerven noch für die Umwelt. Gerade in Ländern wie China oder Indien platzen die Fahrbahnen aus allen Nähten. Eine naheliegende Alternative zum eigenen Auto bietet da der öffentliche Nahverkehr. Doch nun hat eine Studie der University of Queensland in Australien herausgefunden, dass die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel je nach Land und Kulturkreis unterschiedlich bewertet wird. Im asiatischen Raum etwa ist das Busfahren mit einem gesellschaftlichen Stigma behaftet. In anderen Ländern hingegen hat das Auto an Prestige eingebüßt.

In einer internationalen Studie, an der auch Wissenschaftler der University of Queensland beteiligt waren, wurden große kulturelle Unterschiede bei der persönlichen Einstellung zu öffentlichen Verkehrsmitteln deutlich. Die Forscher befragten Pendler in angelsächsischen und nordischen Ländern, darunter die Vereinigten Staaten, die Niederlande und Australien, sowie in asiatischen Ländern wie China und Indien, um das Image, das die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel hat, zu untersuchen.

Dr. Dorina Pojani von der University of Queensland School of Earth and Environmental Sciences staunt darüber, wie unterschiedlich der öffentliche Nahverkehr in verschiedenen Teilen der Welt bewertet wird: "Im Durchschnitt sind berufstätige und gebildete Haushalte in angelsächsischen und nordischen Ländern wohlhabender, sodass man eigentlich erwarten würde, dass sie mehr an ihren Autos hängen und gegenüber öffentlichen Verkehrsmitteln negativer eingestellt sind. Aber wir haben herausgefunden, dass sie diese Thematik viel gleichmütiger betrachten.

Im Gegensatz dazu haben Berufstätige in China und in Indien - also in Ländern, in denen es noch nicht so lange üblich ist, ein eigenes Fahrzeug zu besitzen - bereits eine sehr starke und negative Einstellung zu öffentlichen Verkehrsmitteln entwickelt. Diese Erkenntnis war ziemlich aufschlussreich. Es hat sich außerdem gezeigt, dass Berufstätige in diesen Ländern glauben, dass es ihren Geschäftsbeziehungen oder sogar ihren Aussichten auf dem Heiratsmarkt schaden könnte, wenn sie mit dem Bus fahren."

Dr. Pojani - die mit dem Bus zur Arbeit fährt - glaubt, dass Vorurteile gegenüber öffentlichen Verkehrsmitteln tief verinnerlicht werden und dass sie eine gesellschaftliche Befürwortung sowohl fördern als auch behindern können.

"In der Geschichte des öffentlichen Nahverkehrs wurde dieser gesellschaftliche Bereich nahezu vollständig von Ingenieuren dominiert, die der Meinung waren, dass sie die Nutzung der öffentlichen Verkehrsmittel ankurbeln können, indem sie die Infrastruktur ausbauen oder die Fortbewegungsmittel schneller gestalten.

Aber tatsächlich reicht das allein nicht aus. Verkehrsmittel wie Busse, Autos und Fahrräder haben alle eine starke symbolische Bedeutung. Die Verwendung oder Vermeidung eines bestimmten Fortbewegungsmittels ist eine Möglichkeit, um unseren sozialen Status und unsere Identität auszudrücken.

Selbst wenn wir uns dessen nicht bewusst sind, hängt die Entscheidung darüber, ob wir mit dem Bus fahren, möglicherweise nicht davon ab, wie viel die Fahrt kostet oder ob wir damit ans Ziel kommen, sondern davon, wie wir von den anderen wahrgenommen werden wollen. In einigen Ländern hat man eventuell Angst davor, arm zu wirken, oder man möchte nicht mit denjenigen in Verbindung gebracht werden, die normalerweise mit dem Bus fahren."

Die Studie weist darauf hin, wie wichtig es ist, diese gesellschaftlichen Vorurteile zu ändern, um rund um den Globus häufig genutzte und nachhaltige öffentliche Verkehrssysteme zu entwickeln.

"Wir leben in einer Welt der zunehmenden Treibhausgase, des beschleunigten Klimawandels und der schnellen Erschöpfung von nicht erneuerbaren Ressourcen", so Dr. Pojani. "Öffentliche Verkehrsmittel müssen beliebter werden, insbesondere in asiatischen Megametropolen wie Peking oder Chennai, wo die Bürger unter den gesundheitlichen Folgen der immer schlechter werdenden Luftqualität leiden. Ein Umdenken im Bereich des öffentlichen Verkehrs kann dazu beitragen, eine bessere Zukunft für alle zu schaffen."

Die Studie ist im Journal of Transport Geography erschienen (DOI: 10.1016/j.jtrangeo.2019.04.008).

Weitere Informationen:
Institut Ranke-Heinemann / Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund
Pressestelle Friedrichstr. 95
10117 Berlin
Email: berlin@ranke-heinemann.de
Tel.: 030-20 96 29 593

oder

The University of Queensland
Dr. Dorina Pojani
Email: d.pojani@uq.edu.au
Tel.: +61 473 989 847

Das Institut ist die gemeinnützige Einrichtung zur Förderung des Austausches und der Auslandsstudien insbesondere mit allen Universitäten Australiens und Neuseelands sowie zur Förderung von Wissenschaft und Forschung. In seinen Förderprogrammen stellt es SchülerInnen und Studierenden Unterstützung in der Finanzierung durch Stipendien und Coaching in der Studienberatung und Studienplatzbewerbung zur Verfügung.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
https://www.ranke-heinemann.de

Quelle: IDW 

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Mysterium Bermuda: Geologen entdecken im Vulkangestein eine bisher unbekannte Region des Erdmantels

Svenja Ronge Presse- und Informationsstelle
Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Bermuda im westlichen Atlantik ist ein besonderes Terrain, weil es sich auf der Spitze eines 4.570 Meter hohen, erloschenen Vulkans befindet. Ein internationales Forscherteam mit Geologen der Universität Münster hat nun das Gestein unter Bermuda zum ersten Mal im Detail geochemisch untersucht. Die Forscher entdeckten eine bisher unbekannte Region des Erdmantels und vermuten, dass das neu entdeckte Mantelreservoir von Gesteinsplatten stammt, die noch von Pangäa, dem letzten Superkontinent der Erdgeschichte, übriggeblieben und in der sogenannten Übergangszone gespeichert sind. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Nature" erschienen.

Die Bermudainseln gelten seit jeher nicht nur wegen ihrer weißen Strände als ein besonderes Terrain inmitten des westlichen Atlantiks - die Inselgruppe liegt auf der Spitze eines 4.570 Meter hohen, vor rund 30 Millionen Jahren erloschenen Vulkans. Diese geologische Besonderheit hat jetzt ein internationales Forscherteam genauer unter die Lupe genommen und das aus Magma entstandene Gestein unter Bermuda zum ersten Mal im Detail geochemisch untersucht. Ziel der Forscher war es, Rückschlüsse auf die innere Beschaffenheit der Erde zu ziehen. Der Fund: Die Geologen entdeckten eine bisher unbekannte Region des Erdmantels, also der Schale des Erdinneren, die unter der äußersten Erdkruste beginnt und bis 2.900 Meter tief ins Erdinnere reicht.

Die neu entdeckte Region zeichnet sich durch eine besondere Atomzusammensetzung aus Blei aus, das durch radioaktiven Zerfall entstanden ist, sowie durch Kohlenstoff, Wasser und andere flüchtige Stoffe. „Unsere Studie zeigt, dass unser Verständnis von der Zusammensetzung des Erdmantels immer noch unvollständig ist - obwohl wir ihn seit fast einem Jahrhundert untersucht haben", betont Studienleiterin Dr. Sarah Mazza vom Institut für Planetologie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU). Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Nature" erschienen.

Die Forscher vermuten, dass das neu entdeckte Mantelreservoir von Gesteinsplatten stammt, die noch von Pangäa, dem letzten Superkontinent der Erdgeschichte, übriggeblieben und in der sogenannten Übergangszone gespeichert sind - dem Bereich zwischen 410 und 660 Kilometern Tiefe, der als Übergang vom oberen zum unteren Mantel gilt. Dass die neuen Erkenntnisse über die Übergangszone direkt durch Gesteinsproben erhoben wurden, ist eine Besonderheit - das meiste vorherige Wissen hatten Forscher aus anderen Verfahren wie der Untersuchung von tief im Erdmantel liegenden Diamanten und geophysikalischen Berechnungen erlangt. „Die Entdeckungen in Bermuda zeigen, dass wir weiter Inseln, Unterwasserberge und andere vulkanische Regionen im Atlantischen Ozean untersuchen sollten, um unser Verständnis der geochemischen Evolution der Erde zu verbessern", sagt Prof. Dr. Esteban Gazel von der Cornell University (USA), ebenfalls Leiter der Studie.

Hintergrund und Methode:
Die Forscher nutzten Proben von vulkanischem Gestein, die aus einem in den Siebzigerjahren angelegten Bohrloch auf Bermuda stammen, das rund 770 Meter in die Tiefe ging. Mithilfe von geochemischen Analysen fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Erde unter Bermuda aus zwei vulkanischen Gesteinsarten besteht. Eine dieser Lavasorten ist mit Wasser, Kohlendioxid und Spurenelementen angereichert und zudem einzigartig, da sie den höchsten Anteil an bestimmten Blei-Isotopen aufweist, die je auf einer ozeanischen Insel gemessen wurden. Solche durch den Zerfall von Uran entstandenen Atomsorten geben Geologen die Möglichkeit, die Zusammensetzung des Erdmantels zu ergründen, weil diese chemische Zusammensetzung in einem Vulkan dieselbe ist wie die in der Region des Erdmantels, von der die Gesteinsschmelzen stammen.

Ihre Ergebnisse aus der geochemischen Analyse kombinierten die Forscher mit sogenannten geodynamischen Berechnungen, also Modellen von Kräften in der Erde und den dadurch hervorgerufenen Bewegungen. Das gefundene Material kann demnach von Pangäa stammen. Dabei handelt es sich um eine alle Kontinente der Erde miteinander verbindende Landmasse, die bis vor 150 Millionen Jahren existierte - und deren Überreste, alte Gesteinsplatten, aufgrund von Bewegungen in der Erdkruste und im oberen Erdmantel in die Übergangszone gerutscht und dort gespeichert sind. „Wir zeigen, dass die Bildung von Superkontinenten und diese jüngste Wiederaufbereitung des Materials im Erdmantel - ,jüngst‘ bedeutet in den letzten 20 Prozent der Erdgeschichte - wichtig sind, um eine chemische Stoffvielfalt im Mantel aufrechtzuhalten", betont Sarah Mazza.

Die Studie gibt außerdem Ausschluss darüber, auf welche Weise Wasser und Kohlenstoff im Erdmantel gespeichert sind. So scheint Bermuda ein wichtiger Ort zu sein, um den tief im Erdinneren stattfindenden Kohlenstoffkreislauf zu verstehen. Darüber hinaus könnten die Ergebnisse dabei helfen, herauszufinden, wie viel Kohlenstoff sich in der gesamten Erde befindet.

In Folgestudien möchten die Wissenschaftler dem „Mysterium Bermuda" weiter auf den Grund gehen und dazu die Mineralogie und Geochemie von Bohrloch-Proben untersuchen.

Wissenschaftliche Beiträge und Förderung:
Neben den Universitäten Münster und Cornell waren aus den USA die University of South Carolina, die Syracuse University, die James Madison University und das United States Geological Survey beteiligt. Weitere Beiträge leisteten die Universität Grenoble in Frankreich und das Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry in Russland.

Die Studie erhielt finanzielle Unterstützung von der US-amerikanischen „National Science Foundation".

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Sarah Elizabeth Mazza
Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU)
Institut für Planetologie
+49 251 83-33413
mazza@uni-muenster.de

Originalpublikation:

S. Mazza et al. (2019): Sampling the volatile-rich transition zone beneath Bermuda. Nature; DOI: 10.1038/s41586-019-1183-6

Weitere Informationen:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1183-6 Link zur Originalpublikation in "Nature"
https://www.uni-muenster.de/Planetology/ifp/home.html Institut für Planetologie an der WWU

Quelle: IDW 

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CO2-Steuer auf Diesel und Benzin hat positive Verteilungswirkungen

Alex Deeg PR und Marketing
Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

In der aktuellen Debatte um die Einführung einer CO2-Steuer wird oftmals auf mögliche negative Verteilungswirkungen hingewiesen. Es wird befürchtet, dass ärmere Haushalte stärker von einer solchen Steuer betroffen sein könnten als Haushalte in höheren Einkommensschichten. Tatsächlich ist genau das Gegenteil der Fall - zumindest bei einer zusätzlichen CO2-Steuer nur auf Pkw-Kraftstoffe, deren Gesamterlös der Fiskus im Rahmen einer jährlichen Pro-Kopf-Pauschale vollständig an die Bevölkerung zurückerstattet. Dies zeigen die Ergebnisse einer Analyse der Abteilung Mikrosimulationsmodelle des Fraunhofer FIT.

Der untersuchte Vorschlag umfasst eine Erhöhung der Energiesteuersätze um eine CO2-Komponente in Höhe von 20 Euro pro Tonne CO2. Unter Berücksichtigung der Mehrwertsteuer wäre eine Erhöhung des Literpreises von Diesel um etwa 6,3 Cent und von Benzin um etwa 5,5 Cent zu erwarten.

»Dabei zeigt sich, dass gerade Haushalte mit geringem Einkommen unterdurchschnittlich von der zusätzlichen Besteuerung betroffen wären. Verteilt der Fiskus das von uns auf etwa 2,2 Mrd. Euro bezifferte Mehraufkommen der Energie- und Mehrwertsteuer in Form eines Verkehrswendebonus in Höhe von rund 28 Euro pro Kopf zurück an die Bevölkerung, so gewinnen diese Haushalte unter dem Strich«, sagt Dr. Sven Stöwhase, Leiter der Abteilung Mikrosimulationsmodelle am Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT.

Wie die Analyse verschiedener Einkommensgruppen in der Abbildung veranschaulicht, würden unter den ärmsten Haushalten in Deutschland fast 80 Prozent von einer solchen CO2-Steuer profitieren. Lediglich die reichsten Haushalte würden mehrheitlich belastet werden. Die beobachtete Verteilungswirkung ist dabei unabhängig von der konkreten Höhe der CO2-Steuer. Insgesamt würde dieser Reformvorschlag für 60 Prozent der Haushalte eine Entlastung bedeuten.

Dabei wären sowohl die finanziellen Ent- als auch Belastungen zumindest im Durchschnitt über alle Haushalte überschaubar: Während Haushalte im untersten Einkommensquartil um durchschnittlich 20 Euro entlastet werden, käme es bei den Haushalten im obersten Einkommensquartil im Durchschnitt zu einer Belastung in Höhe von 20 Euro. Getrieben werden die Ergebnisse, neben der individuellen Fahrleistung, insbesondere auch durch die durchschnittlich stärkere Motorisierung und einen damit einhergehenden höheren Kraftstoffverbrauch der Fahrzeuge in den einkommensstärkeren Haushalten. Ein Vier-Personen-Haushalt, der im Jahr weniger als 32.000 Kilometern mit einem durchschnittlichen Benzin-Pkw fährt, würde demnach zu den Gewinnern der CO2-Abgabe gehören.

Weitere Differenzierungen, beispielsweise hinsichtlich der Mehrbelastung von Familien oder der geographischen Verteilung der Haushalte, deuten darauf hin, dass der hier untersuchte Reformvorschlag zum Einstieg in die verursachergerechte Verteilung der Kosten von CO2-Emissionen sozialpolitisch insgesamt tragfähig wäre. Wie eine bereits im August 2018 von Fraunhofer FIT im Wirtschaftsdienst veröffentlichte Studie (https://doi.org/10.1007/s10273-018-2334-3) aufzeigen konnte, hätte selbst eine vollständige Umwandlung der bisherigen Energiesteuer für Kraftstoffe in eine CO2-Steuer eher positive Verteilungseffekte zur Folge.

Als Datengrundlage für die Mikrosimulationsrechnung des Automobilsteuer-Modells (ASt-Modell) dienen das Deutsche Mobilitätspanel 2017 sowie die Einkommens- und Verbrauchsstichprobe 2013. Simuliert werden die direkten kurzfristigen Effekte auf die privaten Haushalte, ohne Berücksichtigung etwaiger Verhaltensanpassungen in der mittleren bis längeren Frist. Indirekte Effekte, beispielsweise über höhere Preise für transportkostenintensive Konsumgüter, sind nicht berücksichtigt.

Detailliertere Ergebnisse der aktuellen Analyse sowie Informationen zum verwendeten Mikrosimulationsmodell sind auf Anfrage verfügbar.

Kontakt:
Leif Jacobs, Wissenschaftlicher Mittarbeiter der Forschungsgruppe Mikrosimulationsmodelle am Fraunhofer FIT, E-Mail: leif.jacobs@fit.fraunhofer.de, Telefon: +49 2241 14-2511
Lara Quack, Wissenschaftliche Mittarbeiterin der Forschungsgruppe Mikrosimulationsmodelle am Fraunhofer FIT, E-Mail: lara.quack@fit.fraunhofer.de, Telefon:+49 2241 14-2684
Dr. Sven Stöwhase, Abteilungsleiter der Forschungsgruppe Mikrosimulationsmodelle am Fraunhofer FIT, E-Mail: sven.stoewhase@fit.fraunhofer.de, Telefon: +49 2241 14-2345

Quelle: IDW 

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Kreativität: Eine Frage der Impulsivität

Dr. Susanne Langer Kommunikation und Presse
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Wie kann die Arbeitszeit von Mitarbeitern so organisiert werden, dass diese die höchstmögliche Leistung bei kreativen und Routineaufgaben zeigen? Dieser Frage sind zwei Wirtschaftswissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) experimentell nachgegangen - und haben eine überraschende Entdeckung gemacht: Welches Arbeitsmodell am besten funktioniert, hängt von der Impulsivität der Mitarbeiter ab.

Erst E-Mails beantworten, dann Rechnungen schreiben; wenn das langweilig wird, an der Konzeption einer neuen Kampagne weiterarbeiten - und sobald die Ideen ausgehen, wieder zurück zu den Routineaufgaben? Oder erst die Routineaufgaben abarbeiten und sich dann in festgelegten Zeitfenstern ganz auf die kreative Aufgabe stürzen? Wie Mitarbeiter ihre Arbeitszeit zwischen kreativen und Routineaufgaben einteilen, handhaben Unternehmen unterschiedlich. Ihr Ziel ist es dabei, den Weg zu wählen, der die kreative Leistung am meisten fördert - denn gesicherte Erkenntnisse, was am besten funktioniert, gab es bisher nicht. Nichtsdestotrotz nutzen Unternehmen wie 3M oder Google teilweise schon seit Jahrzehnten Regeln, welche Mitarbeitern 15 bis 20 Prozent ihrer Arbeitszeit für kreatives Denken und Arbeiten zur Verfügung stellen.

Die beiden FAU-Wirtschaftswissenschaftler Prof. Dr. Alexander Brem, Lehrstuhl für
Technologiemanagement, und Prof. Dr. Verena Utikal, Juniorprofessur für Verhaltensökonomik, sind nun der Frage nachgegangen, wie man kreative Arbeitszeit - und damit gleichzeitig auch Zeit für Routineaufgaben - am besten organisiert, und von welchen Faktoren Höchstleistungen abhängen.

Dafür ließen sie 233 Probanden verschiedene Aufgaben bearbeiten: Einfache Rechenaufgaben zu lösen, stellte die Routineaufgabe dar; aus einem vorgegebenen Set an Buchstaben so viele Wörter wie möglich zu formen, simulierte die kreativen Aufgabe. Während die eine Gruppe zwischen diesen beiden Aufgaben beliebig oft und zu jedem Zeitpunkt wechseln konnte, musste die zweite Gruppe erst die eine Aufgabe erledigen, bevor sie sich der zweiten zuwenden durfte.

Wie impulsiv sind die Beschäftigten?
Das Ergebnis: Ein universell gültiges Arbeitsmodell gibt es nicht. „Welches Modell die besten Ergebnisse bringt, hängt stark von der individuellen Person ab", erklärt Professor Brem ein zentrales Ergebnis der Studie. In diesem Fall davon, wie impulsiv eine Person ist. „Impulsiv veranlagte Menschen sind kreativer, wenn sie sich ihre Arbeitszeit frei einteilen können, ihrer Impulsivität also keinen Einhalt gebieten müssen. Weniger impulsive Beschäftigte hingegen zeigen genau den gegenteiligen Effekt: Ihre Kreativleistungen sind am schlechtesten, wenn sie Autonomie erhalten." Das hat die Forscher durchaus überrascht, denn: „Dieses Ergebnis widerspricht vorherigen Studien, in denen Persönlichkeitseigenschaften wie Durchsetzungsvermögen oder eben Impulsivität wenig Einfluss auf die kreative Leistung nachgesagt wird", sagt Prof. Utikal.

Und was bedeutet das Ergebnis für Unternehmen, die auf hohe kreative Leistungen Wert legen? „Führungskräfte sollten lernen, ihre Mitarbeiter und die dazugehörigen Teams gut einschätzen zu können, um ihnen das für sie bestmögliche Arbeitsmodell anbieten zu können", rät Professor Brem. „Oder schon im Bewerbungsgespräch darauf zu achten, ob die Person wohl zum Arbeitszeitmodell des Unternehmens passt."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Alexander Brem
Tel.: 0911/65078-64883
alexander.brem@fau.de

Prof. Dr. Verena Utikal
Tel.: 0911/5302-229
verena.utikal@fau.de

Originalpublikation:
Der englischsprachige Zeitschriftenartikel ist unter folgenden Link verfügbar:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/caim.12309

Quelle: IDW 

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Phosphor-Recycling-Toilette »P-Bank« eröffnet auf dem Campus der Bauhaus-Universität Weimar

Claudia Weinreich Universitätskommunikation
Bauhaus-Universität Weimar

»Nichts ist Abwasser, alles ist Ressource« - gemäß diesem Motto entwickelten Studierende und Lehrende der Fakultät Bauingenieurwesen an der Bauhaus-Universität Weimar eine interaktive Toilette. Mit dem DBU-geförderten Projekt »P-Bank« sollen nachhaltige Alternativen zum konventionellen Abwassersystem aufgezeigt werden. Bis 16. August 2019 sind Interessierte herzlich eingeladen, das neuartige Sanitärsystem (NASS) in der Marienstraße 11 (LÜCKE) auszuprobieren und Phosphor zu spenden.

Auf dem Gelände der Bauhaus-Universität Weimar steht seit kurzem ein ganz besonderes Toilettenhäuschen: Der knallgelbe Bauwagen, mit einer Spültrenntoilette auf der linken Seite und einem wasserlosen Urinal auf der rechten Seite, lädt seine Benutzerinnen und Benutzer nicht nur zum Toilettengang ein, sondern fordert auf »Come donate your P« (Spende dein P).

 Dahinter steckt ein ausgeklügeltes System zur Gewinnung des lebenswichtigen Rohstoffes Phosphor aus menschlichem Urin. »Phosphor ist eine endliche und durch nichts anderes zu ersetzende Ressource, knapper als Erdöl«, erläutert Projektleiter Prof. Jörg Londong, Professur Siedlungswasserwirtschaft an der Bauhaus-Universität Weimar. »Über Abwasser und Gülle wird Phosphor dispers in Gewässer verteilt und letztlich verschwendet - das wollen wir ändern«. Ab sofort kann daher jeder sein »P« spenden, um daraus den wertvollen Rohstoff zu gewinnen.

Phosphorknappheit entgegenwirken
Das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) fachlich und finanziell geförderte Kooperations- und Demonstrationsprojekt »P-Bank« rückt die Umweltthemen Phosphorknappheit und Kreislaufführung von Nährstoffen in den Fokus. Der Buchstabe P steht dabei einerseits für das chemische Element Phosphor und andererseits für die zeitgleich stattfindende umweltschädliche Fehlleitung der Nährstoffe beim Urinieren (englisch: to pee).

»Die vor Ort direkt erlebbare Kreislaufschließung zeigt, dass es relativ einfach ist, den über Urin ausgeschiedenen Phosphor in einen Dünger zu verwandeln«, fährt Prof. Londong fort. Hierzu muss Urin zunächst getrennt gesammelt werden. Wie das funktioniert - nämlich mit einer sogenannten No-Mix-Toilette und wasserlosen Urinalen - wird in der P-Bank demonstriert. Ergebnis ist ein Dünger, der universell einsetzbar ist und beispielsweise auch die Gartenkräuter vor Ort mit den hier produzierten Nährstoffen versorgt.

Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Recyclingstrategien
Mit der Toilettenanlage für den öffentlichen Raum sollen die Nutzerinnen und Nutzer für nachhaltige Lösungen in der Abfall- und Kreislaufwirtschaft sensibilisiert werden. DBU-Generalsekretär Alexander Bonde unterstützt das Vorhaben: »Wollen wir zukünftig den Phosphorkreislauf schließen, brauchen wir nicht nur die technischen Voraussetzungen dafür, sondern überhaupt ein gesellschaftliches Bewusstsein für die Notwendigkeit. Das Projekt kann in unseren Augen einen wichtigen Beitrag dazu leisten.«

Alternative Lösungsansätze für den Umgang mit Abwasser sind seit Jahren Kernbestandteil der Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe von Professor Londong am Bauhaus-Institut für zukunftsweisende Infrastruktursysteme (b.is). Im Rahmen des Jubiläums zum 100-jährigen Bestehen des Bauhauses zeigt die P-Bank beispielhaft, dass sich die Bauhaus-Universität Weimar aktiv mit gesellschaftlich relevanten Fragen auseinandersetzt und ungewöhnliche, zum Teil radikale Antworten präsentiert.

Bei der Realisierung wurden die Umweltingenieure von den beiden Designerinnen Anniek Vetter und Silvia Debit unter der Leitung von Prof. Wolfgang Sattler, Fakultät Kunst und Gestaltung, sowie der Firma Werkhaus Design + Produktion GmbH, dem prämierten temporären Restaurant »LÜCKE«, der gemeinnützigen Goldeimer gGmbH und der EOOS Design GmbH aus Wien unterstützt. Finanziert wurde das Projekt von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt mit einer Förderung in Höhe von 100.000 Euro.

Recycling-Toilette »P-Bank«

3. Mai bis 16. August 2019

Marienstraße 11, 99423 Weimar (LÜCKE)

Die feierliche Eröffnung der P-Bank findet am Freitag, 3. Mai 2019, gemeinsam mit der Einweihung des temporären Restaurants »LÜCKE«, ab 18 Uhr in der Marienstraße 11 in Weimar statt. Bis zum 16. August 2019 wird die P-Bank auf dem Gelände der Bauhaus-Universität Weimar zu finden sein.

Das Projekt wurde gefördert durch den Bauhaus100-Jubiläumsfonds.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jörg Londong

Bauhaus-Universität Weimar

Fakultät Bauingenieurwesen
Professur Siedlungswasserwirtschaft

Coudraystr. 7, Zimmer 215
, 99421 Weimar

Tel.: +49 (0) 36 43/58 46 15
E-Mail: joerg.londong@uni-weimar.de

Weitere Informationen:
https://www.uni-weimar.de/de/bauingenieurwesen/professuren/siedlungswasserwirtsc...

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Drei Viertel der Flüsse weltweit durch menschliche Eingriffe in ihrem Lauf beeinträchtigt

Dr. Karl Guido Rijkhoek Hochschulkommunikation
Eberhard Karls Universität Tübingen

Globale Studie unter Beteiligung der Universität Tübingen erfasst den Zustand von Flussökosystemen
Weniger als ein Viertel aller Flüsse weltweit fließt auf der gesamten Länge ungehindert durch Staudämme oder menschengemachte Regulierungen ins Meer. Unter den mehr als tausend Kilometer langen Flüssen kann nur rund ein Drittel dem von der Natur vorgegebenen Lauf folgen. Das ergab eine umfangreiche Studie eines großen internationalen Wissenschaftlerteams aus Mitgliedern der Naturschutzorganisation World Wide Fund for Nature (WWF) und von Forschungseinrichtungen. An der Studie waren maßgeblich Professorin Christiane Zarfl vom Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen sowie auch Klement Tockner, langjähriger Direktor des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und Professor für aquatische Ökologie an der Freien Universität Berlin, beteiligt.

Das Team bezog zwölf Millionen Flusskilometer weltweit in die Studie ein. Untersucht wurde vor allem jeweils die Vernetzung des Flusses mit seinem Überschwemmungsgebiet und dem Grundwasser sowie der Stoffaustausch mit den verbundenen Biotopen - die Forscher fassen diese Eigenschaften als Konnektivität des Flusses zusammen. Diese kann als Maß gelten für den Zustand eines Flusses, der mit ihm verbundenen Ökosysteme und deren Artenvielfalt. Die Quantifizierung und Kartierung sollen außerdem als Grundlage für den Erhalt der letzten naturbelassenen Flüsse dienen und eine Priorisierung von Renaturierungsmaßnahmen unterstützen. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Ökosysteme mit großer Artenvielfalt
Frei fließende Flüsse lassen global die Ökosysteme mit der größten Artenvielfalt und Dynamik ent-stehen, vergleichbar tropischen Regenwäldern und Korallenriffen. Zugleich bieten Flüsse zum Bei-spiel für die Süßwassernutzung, Bewässerung in der Landwirtschaft, durch Fischfang und Energie-gewinnung aus Wasserkraft wichtige Lebensgrundlagen für viele Millionen von Menschen. So zählte das Wissenschaftlerteam in der neuen Studie allein rund 2,8 Millionen Dämme, hinter denen Reser-voire von mindestens tausend Quadratmetern Wasserfläche entstanden sind, auf den zwölf Millionen untersuchten Flusskilometern. „Das führt zur Fragmentierung des Flusslaufs und hat teilweise schwerwiegende Auswirkungen auf das ganze Flusssystem", sagt Christiane Zarfl. Durch die Weiterentwicklung der Infrastruktur für eine steigende Zahl von Menschen seien Flüsse und ihre Ökosysteme weltweit zunehmend bedroht.

Konnektivität als Maß
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickelten in ihrer Studie eine neue Methode, um den Zustand eines Flusses zu beurteilen. Zentrales Maß ist dabei die Konnektivität eines Flusses mit Bewertungen zum freien Wasserfluss, zu den Bewegungsmöglichkeiten von Organismen sowie zum Transport von Sedimenten, organischen Stoffen, Nährstoffen und Energie. In die umfassende Untersuchung gingen vier Dimensionen ein: in Fließrichtung, flussauf- und abwärts im Flussbett; über die Flussufer hinaus, zwischen dem Hauptbett des Flusses und der Aue; in vertikaler Richtung zwischen dem Grundwasser, dem Fluss und der Atmosphäre sowie in zeitlicher Abhängigkeit bedingt durch die Jahreszeiten. Darüber beurteilte das Wissenschaftlerteam, welche Flüsse noch als frei fließend betrachtet werden können. „Heute sind sie weitgehend auf abgelegene Regionen wie die Arktis, das Amazonasbecken und das Kongobecken beschränkt", sagt Christiane Zarfl. „In dicht bevölkerten Erdregionen wie Nordamerika, Europa und Südasien sind nur noch wenige sehr lange Flüsse frei fließend, allen voran der Irrawaddy und der Saluen."

2015 verabschiedeten zahlreiche Nationen beim UNO-Nachhaltigkeitsgipfel in New York Nachhaltigkeitsziele, die auch den Schutz beziehungsweise die Wiederherstellung wassergebundener Ökosysteme vorsehen. Dennoch seien zurzeit mehr als 3.700 neue und große Dämme zur Wasserkraftnutzung in Planung, sagt die Wissenschaftlerin, zum Beispiel in den Balkanstaaten, im Amazonasgebiet, vor allem aber in Asien, in China und im Himalaja. Außerdem seien etwa in Indien, China und Brasilien große Bewässerungsvorhaben geplant oder bereits im Bau, die das Ausbaggern von Flüssen, ihre Kanalisierung oder den Bau von Talsperren oder Dämmen erfordern. „Wir haben nun erstmals ein umfassendes Informationssystem mit hoher Auflösung zu den Flüssen der Erde angelegt. Es soll auch dazu dienen, die Zusammenhänge und Abhängigkeiten der Ökosysteme und die Folgen künftiger Eingriffe deutlich zu machen", erklärt Christiane Zarfl. Übergeordnetes Ziel sei die Erhaltung der letzten frei fließenden Flüsse der Erde.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Christiane Zarfl
Universität Tübingen
Zentrum für Angewandte Geowissenschaften - Umweltsystemanalyse
Telefon +49 7071 29-76076
christiane.zarfl@uni-tuebingen.de

Prof. Dr. Klement Tockner
Freie Universität Berlin
Aquatische Ökologie
klement.tockner@fwf.ac.at

Originalpublikation:

G. Grill, B. Lehner, M. Thieme, B. Geenen, D. Tickner, F. Antonelli, S. Babu, P. Borrelli, L. Cheng, H. Crochetiere, H. Ehalt Macedo, R. Filgueiras, M. Goichot, J. Higgins, Z. Hogan, B. Lip, M. McClain, J-H. Meng, M. Mulligan, C. Nilsson, J.D. Olden, J. Opperman, P. Petry, C. Reidy Liermann, L. Saenz, S. Salinas-Rodríguez, P. Schelle, R.J.P. Schmitt, J. Snider, F. Tan, K. Tockner, P.H. Valdujo, A. van Soesbergen, C. Zarfl: Mapping the world's free-flowing rivers. Nature, 9. Mai 2019.

Quelle: IDW 

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Studie: Väter in Elternzeit - Unternehmen in der Verantwortung

Amelie Möller Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
SRH Fernhochschule

Bei der Elternzeit sind Männer im Vergleich zu Frauen nach wie vor in der Minderheit. Denn Väter trauen sich nur selten, für sich eine Elternzeit in Anspruch zu nehmen. Welchen Nutzen Arbeitgeber haben, wenn sie ihre männlichen Mitarbeiter dabei unterstützen, untersuchte Kristin Pogorzelski, Absolventin Wirtschaftspsychologie, Leadership & Management an der SRH Fernhochschule in ihrer Masterarbeit „Männliche Mitarbeiter in Elternzeit: Eine qualitative Studie zur Zufriedenheit der Väter und praktische Bedeutung für Unternehmen".

Dazu wurden 15 Interviews mit männlichen Mitarbeitern durchgeführt, die ihre Berufstätigkeit in den letzten zwei Jahren für mindestens zwei Monate Elternzeit unterbrochen hatten. Die Interviewpartner wurden aus verschiedenen Berufen - von einem Piloten über einen Assistenzarzt, Technischen Leiter bis zu einem Sozialarbeiter - ausgewählt.

„Die Untersuchung hat gezeigt, dass positive Erfahrungen von der Wahrnehmung einer familienfreundlichen Unternehmenskultur und dem ethisch gelebten Führungsverhalten der direkten Vorgesetzten abhängig sind. Das heißt: Wie lange Männer Elternzeit nehmen, ist abhängig von den vermuteten Reaktionen des betrieblichen Umfelds. Positive Erlebnisse stärken das Commitment mit dem Unternehmen, während negative Erlebnisse zu Distanzierung oder Kündigung führen", erklärt Pogorzelski.

Um Männer bei der Elternzeit zu unterstützen, empfiehlt Pogorzelski: „Ein erster Schritt sollte die Bestimmung eines Väterbeauftragten sein, der zusammen mit den Vätern und den direkten Vorgesetzten den Schritt in die Elternzeit und den Wiedereinstieg danach plant." Doch auch die Väter sind gefordert und sollten während der Elternzeit Kontakt zum Unternehmen halten. Dazu bieten sich beispielsweise gemeinsame Mittagspausen mit den Kollegen, die Teilnahme an Teamsitzungen oder auch Firmenfeiern an. Die Kinder sollten dabei ebenfalls willkommen sein.

Durch die Unterstützung bei der Elternzeit wurde die Arbeitszufriedenheit und -motivation der männlichen Mitarbeiter deutlich erhöht. Ein weiterer positiver Effekt: Die Hemmschwelle der Kollegen, eine Elternzeit anzufragen, ist deutlich gesunken. Somit haben sich mehr Väter getraut, in Elternzeit zu gehen. Die Folge davon war, dass die Reputation der Unternehmen deutlich positiver wurde.

Das Fazit der Studie laut Pogorzelski: „Unternehmen, welche die Inanspruchnahme von Elternzeit bei männlichen Mitarbeitern unterstützen, erreichen eine stärkere Bindung ihrer Mitarbeiter an das Unternehmen und erzielen somit einen Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Unternehmen. Dieses wichtige Thema wird aufgrund der Generation Y und der kommenden Generation Z noch deutlich an Bedeutung gewinnen."

Anhang
Studie: Väter in Elternzeit - Unternehmen in der Verantwortung
https://idw-online.de/de/attachment71877

Quelle: IDW 

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Umsetzung der Klimaziele: Gasinfrastruktur in Deutschland vor Veränderungen

Anne-Catherine Jung Pressestelle
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI)

Die Umsetzung der Klima- und Energieziele wird dazu führen, dass der Gasbedarf in Deutschland in den kommenden Jahrzehnten deutlich zurückgeht. Für den heute bedeutendsten Energieträger Erdgas gilt: Je ambitionierter die Ziele formuliert sind, desto weniger Gas wird nachgefragt werden. Das wird größere Auswirkungen auf die Gasinfrastruktur in Deutschland haben. Insbesondere werden nicht alle Gasverteilnetze wirtschaftlich weiterbestehen können.

Erdgas ist zwar weniger klimaschädlich als Kohle, jedoch hat sich Deutschland im Pariser Klimaabkommen verpflichtet, den Ausstoß klimarelevanter Gase weitestgehend zu vermeiden, weshalb Erdgas langfristig als Energieträger ersetzt werden muss. Die Studie »Roadmap Gas für die Energiewende - Nachhaltiger Klimabeitrag des Gassektors«, die das Fraunhofer ISI im Auftrag des Umweltbundesamtes erstellt hat, hat untersucht, was die Umsetzung der Klimaziele für die Gasinfrastruktur und die Gaswirtschaft in Deutschland bedeutet. Dazu hat die Studie Szenarien aus der Literatur analysiert und darauf aufbauend den infrastrukturellen Bedarf und die damit verbundenen Kosten modelliert.

Rückgang der Gasnachfrage wahrscheinlich
Insbesondere im Gebäudebereich zeichnet sich demnach ein erheblicher Rückgang der Gasnachfrage ab. Dieser Rückgang kann in bestimmten Gebieten dazu führen, dass die Kosten zum Unterhalt des Gasnetzes so stark steigen, dass ein Weiterbetrieb nicht mehr wirtschaftlich ist. Hinzu kommt, dass die Umsetzung der Klimaziele den Ausbau alternativer Energieträger wie beispielsweise Wasserstoff oder E-Methan begünstigt. »Das erfordert unabhängig von der Frage einer möglichen Stilllegung eine technische Anpassung der Gasinfrastruktur und Verteilnetze«, sagt Jakob Wachsmuth, Projektleiter am Fraunhofer ISI.

Jedes dritte Gasverteilnetz könnte unwirtschaftlich werden
Bei einer ambitionierten Klimaschutzstrategie (Treibhausgasminderung um 95 Prozent gegenüber 1990) ergeben die Szenarioauswertungen eine potenzielle Stilllegung von mindestens rund einem Drittel der Verteilnetze. Je nach Region könne dieser Wert auch deutlich höher ausfallen. Selbst bei einer Treibhausgasminderung von 80 Prozent könnte jedes fünfte Verteilnetz stillgelegt werden. Weit weniger stark davon betroffen sei das Fernleitungsnetz, das auch in Zukunft in ähnlichem Umfang wie heute gebraucht werden wird.

Eine Stilllegung eines Teils der Gasinfrastruktur kann helfen, den Ausbau anderer Technologien oder Energieträger voranzutreiben. Dabei ist es laut Studie ratsam, überschüssige Gasinfrastruktur nicht komplett zurückzubauen. »Soweit im Rahmen der regulatorischen Vorgaben möglich raten wir dazu, die Leitungen und Verteiler reversibel zu versiegeln«, sagt Jakob Wachsmuth. »Damit erhält man sich die Option, die Elemente später wiederzuverwenden, beispielsweise für Wasserstoff.« Grundsätzlich ist eine flexible und anpassungsfähige Gestaltung der Gasinfrastruktur und der Gasversorgung erforderlich, wofür in der Studie eine Roadmap in Form einer Reihe politischer Leitplanken entwickelt worden ist.

Über die Studie
Die Studie »Roadmap Gas für die Energiewende - Nachhaltiger Klimabeitrag des Gassektors« wurde vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI im Auftrag des Umweltbundesamtes erstellt. Bei der Modellrechnung erhielt das Fraunhofer ISI Unterstützung von der Forschungsstelle des Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches am Engler-Bunte-Institut in Karlsruhe.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Jakob Wachsmuth
Telefon +49 721 6809-632

Originalpublikation:
https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/roadmap-gas-fuer-die-energiewende-n...
Studie: »Roadmap Gas für die Energiewende - Nachhaltiger Klimabeitrag des Gassektors«

https://www.umweltbundesamt.de/themen/klimaschutz-roadmap-fuer-die-gaswirtschaft
Klimaschutz: Roadmap für die Gaswirtschaft und -infrastruktur (Meldung des Umweltbundesamtes)

Quelle: IDW 

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Eliminierung von Spurenstoffen durch nachhaltige Adsorbenzien

Dipl.-Chem. Iris Kumpmann Abteilung Public Relations
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Die Verunreinigung durch Medikamente, Biozide und Industriechemikalien im Abwasser nimmt immer weiter zu. Fraunhofer-Forschende entwickeln ein neues Adsorptionsmittel für die Eliminierung von Spurenstoffen in kommunalen Abwässern - auf Basis nachwachsender Rohstoffe und mit weiteren Vorteilen gegenüber bisher verwendeter Aktivkohle.

Nicht alle Substanzen werden in Kläranlagen abgebaut. Rückstände von Medikamenten, Bioziden und Industriechemikalien etwa gelangen daher in die Umwelt. Zwar verfügen Kläranlagen häufig über eine nachgeschaltete Aktivkohleadsorption, aber auch hier können diese Spurenstoffe nur zum Teil zurückgehalten werden. Hinzu kommt, dass Aktivkohle ein fossiler Rohstoff ist, der in erster Linie unpolare oder we­nig polare Substanzen binden kann. Polare und ionisierte Stoffe hingegen bleiben meist im Wasser zurück. Hier setzt das Projekt BioSorb an.

Das Fraunhofer UMSICHT entwickelt gemeinsam mit dem Fraunhofer ITWM neue Adsorptionsmittel für die Eliminierung von Spurenstoffen in kommunalen Abwässern. Die Adsorptionsmittel sollen auf nachwachsenden Rohstoffen basieren und dabei deutlich ressourcenschonender und auch selektiver als herkömmliche Aktivkohle vorgehen. Besonders proteinbasierte Materialien sind vielversprechende Biosorbenzien, da diese weltweit in großem Umfang und endlos vorhanden sind; oft sogar als Abfallstoffe.
Schritt für Schritt zu sauberem Wasser

Dazu wird beim Fraunhofer UMSICHT zunächst ein Screening verschiedener proteinhaltiger Materialien durchgeführt. Die natürlich nachwachsenden Rohstoffe werden genau untersucht und in ersten Adsorptionsversuchen in kleinem Maßstab auf ihre Eignung getestet. Erste Versuche zeigen, dass oftmals eine einfache chemische Behandlung - wie eine Kombination aus Säure- und Wärmebehandlung - die Adsorptionsfähigkeit deutlich verbessern kann.

Anschließend werden im Rahmen einer groß angelegten Versuchsreihe vielversprechende Materialien auf ihre Wirksamkeit als Adsorbenz gegenüber Perfluorbutansulfonsäure (PFBS) geprüft. PFBS ist ein Vertreter der 850 verschiedene Substanzen umfassenden Stoffgruppe der perfluorierten Tenside. Diese sind nahezu überall verbreitet, kaum abbaubar und oft gesundheitsschädlich. Eingesetzt werden sie z. B. als Imprägnierungsmittel für Papier, Kleidung und viele andere Materialien, in Feuerlöschschäumen und Reinigungsmitteln sowie als Antistatika bei der Chipherstellung. Über das Grund- und Oberflächengewässern gelangen sie in Kläranlagen, wo sie jedoch nicht abgebaut werden.

Fraunhofer ITWM liefert Simulationsexpertise
Parallel zur Versuchsreihe erfolgt die Entwicklung eines numerischen Adsorptionsmodells. Das Fraunhofer ITWM nutzt dazu selbst entwickelte Simulationswerkzeuge. Dieses Vorgehen ermöglicht es, in Kombination mit hoher Rechnerkapazität und der Erfahrung mit Simulationsstudien, die Adsorbenzien und insbesondere Effekte chemischer Behandlungen mit einer Multiskalensimulation virtuell zu bewerten.

Basierend auf den Laborexperimenten und Erkenntnissen aus den Simulationen optimieren die Forschenden daraufhin die Biosorbenzien. In einem nächsten Schritt werden sie in Wasser getestet, das aus dem Kläranlagenablauf in Wuppertal-Buchenhofen stammt.

Originalpublikation:
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/presse-medien/pressemitteilungen/2019/bioso...

Quelle: IDW 

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Wetterextreme im Sommer 2018 waren verbunden durch stockende Riesenwellen im Jetstream

Jonas Viering Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Rekordhitze und Dürren in Nordamerika und Westeuropa, Starkregen und Überschwemmungen in Südosteuropa und Japan - der Sommer 2018 war geprägt durch eine Reihe von extremen Wetterereignissen auf der Nordhalbkugel, die nahezu gleichzeitig im Juni und Juli auftraten. Diese Ereignisse hatten etwas gemeinsam, wie ein internationales Team von Klimaforschern nun in einer neuen Studie herausgefunden hat: Die Wetterextreme waren verbunden durch ein besonderes Wellenmuster in einer großen Luftströmung, dem Jetstream, der die Erde umrundet.

Die Wellen des Windbands blieben längere Zeit stehen, statt weiter zu wandern - dadurch hielten in den betroffenen Regionen die Wetterbedingungen länger an und wurden zu Wetterextremen. Das gleiche Muster zeigte sich auch bei den europäischen Hitzewellen in den Jahren 2015, 2006 und 2003, die zu den extremsten jemals aufgezeichneten gehören. In den letzten Jahren beobachteten die Wissenschaftler eine deutliche Zunahme dieser Muster.

Der Jetstream ist ein starker Wind, der sich in etwa 10 Kilometern Höhe bewegt und große Wettersysteme von West nach Ost transportiert. Diese Luftströmung kann große Schlängelungen entwickeln, sogenannte Rossby-Wellen, und diese können manchmal über Wochen an einer Stelle verharren. Dann kann aus ein paar warmen sonnigen Tagen eine Hitzewellen oder Dürren entstehen, und aus ein paar regnerischen Tagen können Fluten werden. "Unsere Studie zeigt, dass die spezifischen Orte und der Zeitpunkt der Wetterextreme im Sommer 2018 nicht zufällig waren, sondern direkt mit dem Entstehen eines sich wiederholenden Musters im Jetstream verbunden waren, der sich über die gesamte Nordhalbkugel erstreckt", sagt Leitautor Kai Kornhuber von der Universität Oxford und dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).

Die brisanten Windmuster waren auch in früheren Sommern mit Wetterextremen vorhanden
"Wir sehen einen starken Zusammenhang zwischen dem Windmuster und den anhaltenden Hitzeextremen in Westeuropa, Nordamerika und der Region um das Kaspische Meer. Das beobachtete Muster war auch in früheren Jahren mit extremen Wetterereignissen wie den Hitzewellen in Europa im Sommer 2015, 2006 und 2003 präsent. Darüber hinaus haben Häufigkeit und Dauer in den letzten zwei Jahrzehnten zugenommen. "In den zwei Jahrzehnten vor 1999 gab es keine Sommer, in denen wir dieses Muster der stockenden Wellen über eine Dauer von zwei Wochen oder noch länger hatten, aber seitdem haben wir bereits sieben solcher Sommer erlebt", sagt Ko-Autor Dim Coumou von der Vrije Universiteit Amsterdam und dem PIK.

Es ist zu erwarten, dass das beobachtete Wellenmuster durch den Klimawandel und die menschgemachte globale Erwärmung in Zukunft häufiger auftreten wird. Dafür gibt es physikalischen Ursachen: Landmassen neigen dazu, sich schneller zu erwärmen als Meeresgebiete. Das wiederum führt zu einem größeren Temperaturunterschied zwischen Landmassen und Ozean. "Das Entstehen des Wellenmusters könnte durch diesen erhöhten Temperaturkontrast zwischen Landmassen und Ozean begünstigt werden. Ein weiterer relevanter Faktor könnte sein, dass der Nordatlantik kühler ist, als er sein müsste, wahrscheinlich als Folge der Verlangsamung der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation, besser bekannt als Golfstrom. Dies bedarf jedoch noch weiterer Untersuchungen", sagt Stefan Rahmstorf, Leiter der Abteilung Erdsystemanalyse am PIK.

Risiko von sehr extremen Hitzewellen in Nordamerika und Europa
Die Studie macht außerdem deutlich, dass das gleichzeitige Auftreten von extremen Wetterereignissen die Risiken für die Menschen und insbesondere für die globale Nahrungsmittelproduktion erhöht, da sich in den betroffenen Regionen wichtige Kornkammern befinden und die Mehrheit der Menschen auf der nördlichen Erdhalbkugel lebt.

"Diese anhaltenden Hitzewellen, die durch stagnierende Wellenmuster entstehen, kommen auf den bereits beobachteten allgemeinen Temperaturanstieg durch die globale Erwärmung noch obendrauf hinzu. Das erhöht das Risiko besonders extremer Hitzewellen, vor allem in Regionen wie Nordamerika und Europa", ergänzt Scott Osprey vom britischen National Centre for Atmospheric Science an der Universität Oxford.

Das nun dingfest gemachte Muster bietet eine Möglichkeit, die Vorhersage zukünftiger extremer Wetterereignisse für die gefährdeten Regionen auf der Nordhalbkugel zu verbessern. "Es ist ungeheuer wichtig", so Kornhuber, „diese stagnierenden Wellenmuster bei der Erforschungen von Wetterextremen zukünftig zu berücksichtigen."

Artikel: Kai Kornhuber, Scott Osprey, Dim Coumou, Stefan Petri, Vladimir Petoukhov, Stefan Rahmstorf, Lesley Gray (2019): Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave-7 pattern. Environmental Research Letters, Volume 14, Number 5. [DOI: 10.1088/1748-9326/ab13bf]

Weblink zum Artikel:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ab13bf

Kontakt für weitere Informationen:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Pressestelle
Telefon: +49 (0)331 288 2507
E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Twitter: @PIK_Klima
www.pik-potsdam.de

Originalpublikation:
Artikel: Kai Kornhuber, Scott Osprey, Dim Coumou, Stefan Petri, Vladimir Petoukhov, Stefan Rahmstorf, Lesley Gray (2019): Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave-7 pattern. Environmental Research Letters, Volume 14, Number 5. [DOI: 10.1088/1748-9326/ab13bf]

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"Crowd Oil": Kraftstoffe aus der Klimaanlage

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation - Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie

Klima- und Lüftungsanlagen, die aus Kohlendioxid (CO2) und Wasser aus der Umgebungsluft synthetische Kraftstoffe herstellen - ein Verfahren, das dies möglich machen soll, haben nun Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der University of Toronto vorgeschlagen. Dabei sollen kompakte Anlagen direkt in Gebäuden CO2 aus der Umgebungsluft abtrennen und synthetische Kohlenwasserstoffe herstellen, die sich dann als erneuerbares synthetisches Öl nutzen lassen. Dieses „crowd oil"-Konzept stellt das Team nun in Nature Communications vor. (DOI: 10.1038/s41467-019-09685-x).

Um katastrophale Auswirkungen des globalen Klimawandels zu verhindern, müssen die vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen in den kommenden drei Jahrzehnten auf „null" gesenkt werden. Das geht aus dem aktuellen Sonderbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) deutlich hervor. Die notwendige Transformation stellt die Weltgemeinschaft vor gewaltige Herausforderung: Ganze Sektoren wie die Stromerzeugung, die Mobilität oder die Gebäudebewirtschaftung müssen umgestaltet werden. In einem zukünftigen klimafreundlichen Energiesystem könnten synthetische Energieträger einen wesentlichen Baustein darstellen: „Wenn wir den erneuerbaren Wind- und Solarstrom sowie Kohlenstoffdioxid direkt aus der Umgebungsluft nutzen, um Kraftstoffe herzustellen, dann können wir große Mengen an Treibhausemissionen vermeiden", sagt Professor Roland Dittmeyer vom Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT) des KIT.

Wegen der geringen CO2-Konzentration in der Umgebungsluft - der Anteil liegt heute bei 0,038 Prozent - müssen aber große Mengen Luft in großen Filteranlagen behandelt werden, um signifikante Mengen synthetischer Energieträgern herzustellen. Ein Forscherteam rund um Dittmeyer und Professor Geoffrey Ozin von der University of Toronto (UoT) in Kanada schlägt nun vor, die Herstellung synthetischer Energieträger zukünftig dezentral zu organisieren - und mit bestehenden Lüftungs- und Klimaanlagen in Gebäuden zu koppeln. Die notwendigen Technologien seien dafür im Wesentlichen vorhanden und durch die thermische und stoffliche Integration der einzelnen Prozessstufen ließe sich eine hohe Kohlenstoffausnutzung und eine hohe Energieeffizienz erreichen, so Dittmeyer: „Wir wollen die Synergien zwischen der Lüftungs- und Klimatechnik auf der einen und der Energie- und Wärmetechnik auf der anderen Seite nutzen, um Kosten und Energieverluste bei der Synthese zu senken. Darüber hinaus könnten durch ‚crowd oil‘ viele neue Akteure für die Energiewende mobilisiert werden. Wie gut das funktionieren kann, haben wir bei den privaten Photovoltaikanlagen gesehen." Für die Umwandlung des CO2 würden allerdings große Mengen an elektrischem Strom zur Herstellung von Wasserstoff beziehungsweise Synthesegas benötigt. Dieser Strom müsse CO2-frei sein, das heißt er darf nicht aus fossilen Quellen stammen. Ein forcierter Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung, unter anderem auch durch gebäudeintegrierte Photovoltaik, sei daher notwendig, so Dittmeyer.

In einer gemeinsamen Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Nature Communications zeigen die Wissenschaftler um Roland Dittmeyer vom KIT und Geoffrey Ozin von der UoT anhand quantitativer Betrachtungen am Beispiel von Bürogebäuden, Supermärkten und Energiesparhäusern das CO2-Einsparungspotenzial ihrer Vision von dezentralen, an Gebäudeinfrastruktur gekoppelten Konversionsanlagen. Sie schätzen, dass ein signifikanter Anteil der in Deutschland für Mobilität eingesetzten fossilen Energieträger durch „crowd oil" ersetzt werden könnte. Nach den Berechnungen des Teams würde beispielsweise allein die Menge CO2, die potenziell in den Lüftungsanlagen der rund 25 000 Supermärkte der drei größten Lebensmittelhändler Deutschlands abgeschieden werden könnte, ausreichen, um etwa 30 Prozent des Kerosinbedarfs oder rund acht Prozent des Dieselbedarfs in Deutschland zu decken. Zudem wäre eine Verwendung der erzeugten Energieträger in der chemischen Industrie als universelle Synthesebausteine möglich.

Das Team kann dabei auf Voruntersuchungen der einzelnen Prozessschritte und Prozesssimulationen, unter anderem aus dem Kopernikus-Projekt P2X des Bundesministeriums für Bildung und Forschung zurückgreifen. Auf dieser Grundlage rechnen die Wissenschaftler mit einer Energieeffizienz - das heißt hier, dem Anteil der aufgewendeten elektrischen Energie, der in chemische Energie umgewandelt werden kann - von etwa 50 bis 60 Prozent. Darüber hinaus erwarten sie eine Kohlenstoffeffizienz - also den Anteil der aufgewendeten Kohlenstoffatome, die sich im produzierten Kraftstoff wiederfinden - von etwa 90 bis annähernd 100 Prozent. Um diese Simulationsergebnisse bestätigen zu können, bauen die Forscher des IMVT zusammen mit Projektpartnern derzeit am KIT den voll integrierten Prozess auf, mit einem geplanten CO2-Umsatz von 1,25 Kilogramm pro Stunde.

Gleichzeitig arbeiten die Wissenschaftler aber auch heraus, dass das vorgeschlagene Konzept - selbst bei flächendeckender Einführung - nicht in der Lage wäre, den heutigen Bedarf an Rohölprodukten vollständig zu decken. Das Reduzieren des Bedarfs an flüssigen Kraftstoffen bleibe eine Notwendigkeit, beispielweise durch neue Mobilitätskonzepte und den Ausbau des öffentlichen Nahverkehrs. Obwohl die Bausteine der vorgeschlagenen Technologie wie die Anlagen zur CO2-Abtrennung und zur Synthese von Energieträgern teilweise schon heute kommerziell erhältlich sind, so die Forscher, bedürfe es außerdem noch großer Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen sowie einer Anpassung der rechtlichen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen, um diese Vision in die Praxis umzusetzen.

Originalpublikation:
Roland Dittmeyer, Michael Klumpp, Paul Kant, Geoffrey Ozin: 'Crowd oil not crude oil. Nature Communications, 2019. (DOI: 10.1038/s41467-019-09685-x)

Details zum KIT-Zentrum Energie: http://www.energie.kit.edu

Weiterer Kontakt:
Martin Heidelberger, Redakteur/Pressereferent, Tel.: +49 721 608-21169, E-Mail: martin.heidelberger@kit.edu

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft" schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 25 100 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.sek.kit.edu/presse.php

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Originalpublikation:

Roland Dittmeyer, Michael Klumpp, Paul Kant, Geoffrey Ozin: 'Crowd oil not crude oil. Nature Communications, 2019. (DOI: 10.1038/s41467-019-09685-x)

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Anhang
KIT: „Crowd Oil": Kraftstoffe aus der Klimaanlage
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Neues Netzteil lässt Elektrogeräte länger leben

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation - Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie

Vom Ladegerät für das Smartphone über das Netzteil des Laptops oder der Waschmaschine bis zu LED-Leuchten oder der Ladestation für E-Autos - bei der Stromversorgung von Elektrogeräten sind Schaltnetzteile allgegenwärtig. Sie wandeln den Wechselstrom aus der Hausleitung in den vom Gerät benötigten Gleichstrom um. Das Problem: Die Netzteile sind fehleranfällig, was auch die Lebensdauer der Endgeräte verkürzt. Forscherinnen und Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben jetzt ein deutlich langlebigeres Netzteil entwickelt.

Die heute verbreiteten Schaltnetzteile sind leicht und kompakt, wegen der darin verbauten Elektrolytkondensatoren aber auch fehleranfällig. Wesentlich langlebiger wären Folienkondensatoren. Diese brauchen aber bis zu zehnmal mehr Platz. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Lichttechnischen Instituts (LTI) am KIT haben jetzt ein digitales Regelungsverfahren entwickelt, welches es erlaubt, Folienkondensatoren einzusetzen - bei nur leicht gesteigertem Platzbedarf.

Das Regelungsverfahren, das auf einem im Netzteil eingebauten Mikroprozessor läuft, erkennt störende Umgebungseinflüsse, sodass beispielsweise höhere Spannungsschwankungen ausgeglichen werden können. Dadurch sind Speicherkondensatoren mit geringerer Kapazität ausreichend. Die Vorteile fasst Michael Heidinger vom LTI zusammen: „Die Verwendung dieser Folienkondensatoren eliminiert die Hauptausfallursache von Netzgeräten, die Elektrolytkondensatoren. Dies kann je nach Design die Betriebsdauer verdreifachen." Das Ergebnis sei ein viel geringerer Wartungsaufwand. „Ein großer Vorteil vor allem an Stellen, bei denen es auf höchste Zuverlässigkeit ankommt, wie in der Luftfahrt, bei Elektroautos oder industriellen Anwendungen."

Möglich sei diese Technologie erst mit der Verbreitung von sehr leistungsstarken Mikroprozessoren geworden, erklärt Heidinger. „Man kann die Digitalisierung der Netzteile mit dem Technologiesprung von der analogen zur digitalen Fotografie vergleichen." Die Technologie bringt weitere Vorteile der Digitalisierung, wie die Fähigkeit zur Fernwartung und die damit verbundene Integration in das Internet of Things.

Die Forscherinnen und Forscher suchen jetzt Industriepartner, die basierend auf dem existierenden Prototypen für ihre Anwendung passende Netzteile konzipieren. Weitere Informationen auch in der Technologiebörse des KIT: https://www.kit-technology.de/de/technologieangebote/details/664/.

Details zum KIT-Zentrum Information · Systeme · Technologien (in englischer Sprache): http://www.kcist.kit.edu

Weiterer Kontakt:
Dr. Felix Mescoli, Redakteur/Pressereferent, Tel.: +49 721 608 21171, E-Mail: felix.mescoli@kit.edu

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Wissenschaftliche Ansprechpartner:

felix.mescoli@kit.edu

Weitere Informationen:
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http://www.kcist.kit.edu
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Anhang
Neues Netzteil lässt Elektrogeräte länger leben
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Künstliche Intelligenz in Arbeitsprozesse integrieren

Dr. Jutta Gröschl Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Institut für Mittelstandsforschung (IfM) Bonn

Die Führungskräfte kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) sind dabei, die Chancen und Potenziale von KI zu erkennen. Gleichwohl ist es wichtig, dass sie die Einführung von KI in ihrem Unternehmen bewusst begleiten und gestalten. Im Rahmen des dreijährigen BMBF-Forschungsprojekts "Prävention 4.0" wurden hierfür Umsetzungshilfen entwickelt.

Experten aus Forschung, Wirtschaft und Verbänden haben im Rahmen des dreijährigen BMBF-Forschungsprojekts „Prävention 4.0" Umsetzungshilfen Arbeit 4.0 zur Einführung von künstlicher Intelligenz und von 4.0 Technologien entwickelt.„Wir geben mit den Umsetzungshilfen Arbeit 4.0 konkrete praxisnahe Gestaltungsempfehlungen zu allen relevanten Themen der Betriebsführung im Mittelstand." erläutert Dr. Rosemarie Kay vom Institut für Mittelstandsforschung (IfM) in Bonn.

Zielgruppe der Gestaltungsempfehlungen sind Experten und interessierte Fachleute aus mittelständischen Betrieben und Interessenvertretungen sowie Berater. „Informiert wird beispielsweise über die Auswirkungen der Integration von KI-Anwendungen auf Entscheidungen und Verantwortung im Betrieb, auf den Umgang mit Daten, die Kompetenzen der Führungskräfte und Beschäftigten, aber auch auf das Thema Ergonomie von KI-Systemen, Betriebssicherheit von smarten Arbeitsmitteln oder Möglichkeiten sowie Grenzen von Tracking und Worklogging", erläutert die stellvertretende Geschäftsführerin des IfM Bonn weiter.

Die 79 Umsetzungshilfen geben zu jedem Thema Hintergrundinformationen, beschreiben die Chancen und Gefahren, die mit der Integration von KI-Anwendungen entstehen und welche Gestaltungsmaßnahmen hilfreich sein können. Sie geben ganz konkrete Hinweise zu Themen wie Strategie, Unternehmensführung, Betriebsklima, Arbeitsorganisation oder Sicherheit und Gesundheit im Umgang mit KI. Ebenso gehen sie auf grundlegende Fragestellungen wie zum Beispiel Fragen der ethischen Grundlagen von KI-Systemen im Betrieb ein.

„Führungskräfte und Beschäftigte müssen keine IT-Experten werden, um die Chancen und Gefahren von KI erkennen zu können. Sie sollten aber die wesentlichen Gestaltungs-Kriterien kennen, um die Stärken von KI-Systemen im Betriebsalltag nutzen zu können," erläutert Prof. Dr. Sascha Stowasser, Direktor des arbeitgebernahen ifaa-Instituts für angewandte Arbeitswissenschaft e.V. Oleg Cernavin, Vorsitzender der Stiftung „Mittelstand - Gesellschaft - Verantwortung" ergänzt: „Unsere Umsetzungshilfen setzen genau hier an: Sie geben Interessierten praxisnahe Anregungen, wie sie KI produktiv und gesundheitsgerecht nutzen können. Wir wollen ein reflexives KI-Bewusstsein fördern und die Türen in die KI-Welten konkret für kleine und mittlere Unternehmen öffnen."

Die Umsetzungshilfen Arbeit 4.0 stehen online als PDF-Download unter: www.praeventive-arbeit40.de sowie als Paperback zur Verfügung.

Quelle: IDW 

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Masterplan Uferfiltration zur Wasserversorgung in Vietnam

Constanze Elgleb Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

Ein neues Forschungsprojekt an der HTW Dresden dient der sicheren Trinkwasserversorgung in Vietnam.

Das Forschungsprojekt „AquaViet", das im Februar an der Fakultät Bauingenieurwesen gestartet ist, soll die Trinkwasserversorgung in Vietnam verbessern. Dazu wollen die Wissenschaftler einen Masterplan zur Uferfiltration entwickeln, um diese naturnahe Methode der Wasseraufbereitung stärker zu nutzen.

An dem Projekt sind neben der HTW Dresden die TU Dresden, die Dresdner Außenstelle des DVGW Technologiezentrums Wasser, sechs deutsche Unternehmen sowie sieben vietnamesische Partner beteiligt. Zunächst sollen mögliche Standorte für die Uferfiltratgewinnung erkundet und für die weitergehende Trinkwasseraufbereitung untersucht werden.

Uferfiltrat wird aus Brunnen in der Nähe des Flussufers gefördert. Nach der Infiltration des Flusswassers werden entlang des Fließweges zu den Brunnen Trübstoffe, Mikroorganismen und organische Schadstoffe weitgehend entfernt. In Dresden wird seit 140 Jahren Uferfiltrat der Elbe gewonnen und aufbereitet. Auch für Vietnam ist dieses Verfahren zur Trinkwassergewinnung interessant, denn diese natürliche Voraufbereitung ermöglicht eine kostengünstige und sichere weitergehende Wasseraufbereitung. Gleichzeitig werden Grundwasserentnahmen verringert, die in Vietnam zu erheblichen Geländesetzungen führen.

Eine große Herausforderung in Vietnam stellen die hohen Ammonium- und Arsenkonzentrationen im Grundwasser dar. Deshalb müssen die Uferfiltratgewinnung und insbesondere die Desinfektion des Trinkwassers so optimiert werden, dass die Anforderungen der Trinkwasserverordnung erfüllt werden.
An zwei Demonstrations-Standorten bei Hanoi, am Cau River und am Red River, werden Pilotanlagen aufgebaut und Lösungen für den Betrieb der Anlagen erarbeitet. Dabei kommen innovative Technologien zur Aufbereitung des Rohwassers und online-Monitoringsysteme zum Einsatz.

„Ich freue mich, dass die HTW Dresden mit AquaViet erneut ein internationales Forschungsprojekt einwerben konnte. Damit wird unsere Fachkompetenz auch in Asien beitragen zu einer sicheren Trinkwasserversorgung und zu einer Erweiterung des Marktes für Anlagen und Dienstleistungen deutscher Unternehmen.", so der Prorektor für Forschung und Entwicklung Professor Knut Schmidtke.

Das Projekt unter Leitung von Professor Thomas Grischek läuft bis Januar 2022, das Teilprojekt der HTW Dresden wird mit 400.000 Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Fakultät Bauingenieurwesen
Prof. Dr. Thomas Grischek
thomas.grischek@htw-dresden.de

Weitere Informationen:
http://www.htw-dresden.de

Quelle: IDW 

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Erhöhtes Cholesterin im Blut: Schaden Eier der Gesundheit?

Michael Wichert Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsche Herzstiftung e.V./Deutsche Stiftung für Herzforschung

Neue US-Studie - Herzstiftungs-Experte vor Ostern: Nicht Ei alleine, sondern gesamtes Ernährungskonzept entscheidend

Erhöhen Eier den Cholesterinspiegel und schaden so dem Herzen? Ab wie vielen Eiern pro Woche wird es bedenklich? Immer wieder erreichen die Deutsche Herzstiftung Fragen wie diese. „Erhöhte Cholesterinspiegel im Blut sind ein wichtiger Risikofaktor für koronare Herzkrankheit (KHK), Herzinfarkt und Schlaganfall. Das belegen Studien seit Jahrzehnten", untermauert der Herzspezialist Prof. Dr. med. Helmut Gohlke vom Vorstand der Deutschen Herzstiftung. Zusätzlich konnte in vielen Studien gezeigt werden, dass sich eine medikamentöse Senkung erhöhter Cholesterinwerte insbesondere durch Statine oder seit kurzem auch durch PCSK9-Inhibitoren günstig auf den Krankheitsverlauf auswirkt. (Infos: www.herzstiftung.de/cholesterin-ratgeber.html)
„Aber weit weniger klar war, welche Bedeutung die Cholesterinzufuhr über die Nahrung für den Cholesterinspiegel im Blut und für das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen hat", betont Gohlke. Die Cholesterin-Aufnahme durch Konsum cholesterinhaltiger Lebensmittel auf etwa 300 mg Cholesterin pro Tag zu begrenzen, war für Jahrzehnte die Empfehlung der Amerikanischen Herzgesellschaft (AHA). Bis die AHA und das Beratungskomitee für die US-amerikanischen Ernährungs-Leitlinien in Übereinstimmung mit dem American College of Cardiology (ACC) im Jahr 2015 von dieser Position wegen der unzureichenden Studienlage abrückten. Nach deren Ansicht fehlte der Nachweis dafür, dass die Cholesterinzufuhr mit der Ernährung oder speziell mit Eiern einen wesentlichen Einfluss auf die kardiovaskuläre Ereignisrate habe.

US-Studie: Auch Eier können Herz-Kreislauf-Risiko erhöhen
Eine neue Übersichtsarbeit (Meta-Analyse) (1) zu sechs Studien mit über 29.600 Teilnehmern, die sorgfältig zu ihrem Ernährungsverhalten befragt und im Schnitt für 17,7 Jahre nachbeobachtet wurden, kommt zu dem Schluss, dass eine unbeschränkte Cholesterinzufuhr mit der Ernährung doch nicht unbedenklich ist: „Denn bei erwachsenen US-Amerikanern war eine höhere Cholesterinzufuhr deutlich mit einem höheren Erkrankungs- und Sterblichkeitsrisiko durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden", so Gohlke. „Also je höher der Cholesterinverzehr in Lebensmitteln oder der Eierkonsum war, umso höher war auch das kardiovaskuläre Risiko." (*). Dabei spielte es keine Rolle, ob das Cholesterin vorwiegend über den Verzehr von Eiern oder über sonstige Komponenten der Nahrung aufgenommen wurde. Ein Ei enthält etwa 250-280 mg Cholesterin. Allerdings weisen die Autoren der Studie darauf hin, dass sich ihre Auswertungen nicht ohne Weiteres auf Menschen außerhalb der USA übertragen ließen. Gohlke folgt diesem Standpunkt u. a. mit Blick auf Studien in Europa. „Vermutlich spielt die gängige und beliebte Zubereitung der Eier in den USA, beispielsweise mit Speck, eine größere Rolle als das Ei selbst."

Erkenntnisse aus US-Studien nicht unbedingt auf Europa übertragbar
Die Europäischen Präventions-Leitlinien geben bezüglich des Cholesterin-Konsums keine Empfehlungen mehr ab, auch weil gesättigte Fette eine stärker cholesterinerhöhende Wirkung haben als das mit der Nahrung zugeführte Cholesterin selbst. Eine spanische Beobachtungsstudie (2) an einem Kollektiv von über 14.100 gesunden Universitätsabsolventen konnte auch in der Gruppe der Personen, die mehr als vier Eier pro Woche verzehrten, kein erhöhtes KHK-Risiko feststellen. „Der Blick beim Essen sollte daher nicht nur auf die einzelne Nahrungskomponente Ei fallen. Vielmehr kommt es auf das Gesamternährungskonzept an", gibt Prof. Gohlke zu bedenken. „Dennoch kann man die neuerlichen Bedenken der US-amerikanischen Kollegen nicht völlig außer Acht lassen."
In einer schwedischen Studie (3) waren bis zu sechs Eier pro Woche nicht mit einem erhöhten Risiko für Herzinfarkt und Schlaganfall verbunden, bei höherem Konsum nahm das Risiko jedoch zu. Das würde einer täglichen Cholesterinzufuhr nur durch Ei-Konsum von 240 mg pro Tag entsprechen und damit die Bedenken der neueren US-amerikanischen Studien gegen einen „ungebremsten" Cholesterinkonsum unterstützen. In diesen Studien geht es allerdings um einen dauerhaft hohen Cholesterin- bzw. Eierkonsum und nicht um den über einen kurzen Zeitraum zu Ostern erhöhten Cholesterin- bzw- Eierkonsum. „Deshalb sollte man sich die Freude am Osterfrühstück auch nicht durch ein schlechtes Gewissen verderben lassen."

Wichtig: Ungesunde gesättigte Fette in Wurst, Speck & Co. vermeiden!
Die Auswirkung der Cholesterinzufuhr durch die Nahrung auf den Cholesterinspiegel im Blutserum ist außerdem stark von der übrigen Ernährung abhängig. Ein hoher Anteil an mehrfach ungesättigten Fetten in der Ernährung reduziert die Cholesterinaufnahme. „Je höher jedoch der Anteil der gesättigten Fette in der Nahrung ist, umso stärker fällt die Cholesterinerhöhung aus. Außerdem verstärken die gesättigten Fette die Gerinnungsaktivität im Blut. Dadurch begünstigen sie die KHK, Herzinfarkt und Schlaganfall", erläutert Gohlke. Gesättigte Fette verstecken sich in erheblichen Mengen z. B. in Fleisch, Speck, Wurst, Schinken und Schweineschmalz. Gesättigte Fette finden sich zwar auch in Milchprodukten, z. B. Käse, aber die gesättigten Fette aus der Milch von Kühen, Schafen und Ziegen werden als eher günstig beurteilt. Die Erkenntnisse der US-Studie im JAMA (1) unterstreichen die Bedeutung der von den kardiologischen Gesellschaften und der Herzstiftung empfohlenen Mittelmeerküche (www.herzstiftung.de/Rezept-Tipps-Mittelmeerkueche) für die Verbesserung der Prognose von Patienten mit KHK. Wer sich daher herzgesund ernähren möchte, legt am besten die Betonung seiner Ernährung auf Gemüse, Obst, Vollkornprodukte, Geflügel, Fisch, Hülsenfrüchte, Raps- und Olivenöl (kein Kokosnuss- oder Palmöl) und Nüsse. Beobachtungsstudien zeigen: Bei 200 g Obst und Gemüse pro Tag sinkt das Risiko für die Arteriosklerose. 30-45 g Ballaststoffe aus Vollkornprodukten, Obst und Gemüse sind wünschenswert. Auch Fisch (ca. 2-mal pro Woche) wirkt sich günstig aus. Industrielle Transfette sind möglichst ganz zu vermeiden.

(*) Pro 300 mg Cholesterinzufuhr in Lebensmitteln pro Tag nahm das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen um relative 17% (absolut: 3,24 %), das Sterberisiko um relative 18% (absolut 4,43%) zu.

(1) Zhong Victor W et al., Associations of Dietary Cholesterol or Egg Consumption With Incident Cardiovascular Disease and Mortality. JAMA. 2019;321(11):1081-1095

(2) Zazpe I et al., Egg consumption and risk of cardiovascular disease in the SUN Project. Eur J Clin Nutr. 2011 Jun;65(6):676-82. doi: 10.1038/ejcn.2011.30. Epub 2011 Mar 23.

(3) Larsson SC et al., Egg consumption and risk of heart failure, myocardial infarction, and stroke: results from two prospective cohorts The American Journal of Clinical Nutrition, 102:1007-1013; November 2015

Cholesterin-Ratgeber: Worauf bei ungünstigen Cholesterinwerten zu achten ist, mit welchen Cholesterinsenkern zu hohe Werte behandelt werden und wie wichtig eine gezielte Ernährung ist, darüber informiert der kostenfreie Ratgeber „Hohes Cholesterin: Was tun?" (32 S.), erhältlich unter www.herzstiftung.de/cholesterin-ratgeber.html oder per Tel. 069 955128-400.

Der Sonderdruck „Länger leben durch Mittelmeerküche: Traum oder Wirklichkeit?" (16 Seiten) von Prof. Dr. Helmut Gohlke (inkl. 5 Rezepte) kann kostenfrei angefordert werden unter Tel. 069 955128400 oder per E-Mail unter bestellung@herzstiftung.de (Stichwort: Mittelmeerküche-Sonderdruck).

Druckfähiges Bildmaterial unter:
www.herzstiftung.de/presse/bildmaterial/cover-cholesterin-ratgeber-31-2016.jpg

13/2019
Deutsche Herzstiftung e.V.
Pressestelle: Michael Wichert / Pierre König
Tel. 069 955128-114/-140
E-Mail: presse@herzstiftung.de
www.herzstiftung.de

Originalpublikation:
Zhong Victor W et al., Associations of Dietary Cholesterol or Egg Consumption With Incident Cardiovascular Disease and Mortality. JAMA. 2019;321(11):1081-1095

Weitere Informationen:
http://www.herzstiftung.de/cholesterin-ratgeber.html
http://www.herzstiftung.de/Rezept-Tipps-Mittelmeerkueche
http://www.herzstiftung.de/presse/bildmaterial/cover-cholesterin-ratgeber-31-201...
http://www.herzstiftung.de/presse/bildmaterial/sd-mittelmeerkueche-cover-5-2017....
http://www.herzstiftung.de/presse/bildmaterial/sd-mittelmeerkueche-collage-5-201...

Anhang
PM_DHS_Eier-Konsum_Cholesterin-Spiegel_2019-04-15

Quelle: IDW 

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Verbessertes Risikomanagement für die Geothermie

Josef Zens Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Um heiße Flüssigkeiten zur Energiegewinnung aus dem Untergrund zu fördern, werden große Mengen Wasser unter hohem Druck in das Gestein injiziert. Diese „hydraulische Stimulation" schafft die notwendigen Klüfte zur Förderung im Rahmen von Geothermieprojekten, führt aber auch zu Bodenerschütterungen. Die Fachleute sprechen von induzierter Seismizität. Ein Team von Forschenden hat jetzt eine Methode vorgestellt, mit der die induzierte Seismizität kontrolliert werden kann. Die Versuche fanden an einem Reservoir unter Helsinki bei der bisher tiefsten hydraulischen Stimulation eines geothermischen Bohrlochs statt. Das Team berichtet darüber in der Fachzeitschrift Science Advances.

Die induzierte Seismizität bei so genannten Enhanced Geothermal Systems (EGS) hat in der Öffentlichkeit Besorgnis und Skepsis hervorgerufen. In der Vergangenheit kam es deshalb bereits zur Stilllegung mehrerer EGS-Projekte. Das Management des Risikos einer induzierten Seismizität ist daher entscheidend für die Entwicklung und weitere Nutzung der EGS-Technologie zur marktreifen Strom- und Wärmeversorgung in städtischen Gebieten. Die Geothermie bietet viele Vorteile: Sie ist als Energiequelle „sauber" und eignet sich für die Grundlastversorgung von Städten mit Wärme und Strom.

„Wir haben in Zusammenarbeit mit einem Team von internationalen Forscherinnen und Forschern aus Wirtschaftsunternehmen, akademischen Institutionen und Universitäten eine Strategie entwickelt um Stimulationen sicherer durchführen zu können", berichtet der Leiter der GFZ-Sektion Geomechanik und Wissenschaftliches Bohren, Marco Bohnhoff. Die finnischen Behörden hatten als Vorgabe festgelegt, dass das dortige Geothermieprojekt „St1 Deep Heat Oy" nur fortgesetzt werden kann, wenn keine Erdbeben stärker als Magnitude 2 ausgelöst werden.

In der Studie berichten die Forschenden, wie sie das Seismizitätsrisiko in den Griff bekamen: „Die Verarbeitung seismischer Daten, die aus einem ad-hoc installierten Netzwerk von Bohrloch- und Oberflächengeofonen gewonnen wurden, lieferte den entscheidenden Input für den sicheren Betrieb der Stimulation", sagt der Hauptautor der Studie, Grzegorz Kwiatek vom GFZ. Betreiber und Wissenschaftler arbeiteten dabei über mehrere Monate an und mit einem Ampelsystem. Die seismische Überwachung ermöglichte ein extrem schnelles aktives Feedback. Das heißt, es erfolgte eine sofortige Anpassung der Stimulationsparameter durch Reduzierung der Injektionsrate. Dazu gab es Richtlinien für die Reservoir-Ingenieure zur Anpassung von Raten und Druck während der Injektion. Es gab zudem immer wieder Ruhezeiten, in denen gar kein Wasser injiziert wurde.

Georg Dresen, Leiter der Gruppe Geomechanik am GFZ, erklärt: „Diese Rückmeldung in nahezu Echtzeit war der Schlüssel zum Erfolg. Sie ermöglichte es, das Verständnis der seismischen Reaktion des Reservoirs und der Freisetzung der hydraulischen Energie im Untergrund zu vertiefen, und sie gewährte gleichzeitig eine schnelle technische Reaktion auf die erhöhte seismische Aktivität." Das Energieprojekt "St1 Deep Heat Oy" ist nun für die weitere Entwicklung genehmigt und wird nach Fertigstellung einer zweiten Bohrung mit der Realisierung einer voll funktionsfähigen Geothermieanlage zur Nahwärmeversorgung beginnen.

Zwar seien die Ergebnisse der Studie zur Vermeidung größerer seismischer Ereignisse nicht direkt auf andere tektonische Regionen übertragbar, sagt Grzegorz Kwiatek, „aber die von unserem Team entwickelte Methodik und Konzeption können für andere EGS-Projekte nützlich sein, um das seismische Risiko zu begrenzen und Ad-hoc-Stimulationsstrategien abzuleiten".

Projektförderung
Das Projekt erfolgte in enger Zusammenarbeit mit der Firma St1 Deep Heat Oy, die das Projekt finanzierte und koordinierte, mit ASIR Ltd. aus den USA, die das seismische Netzwerk entwarf und implementierte, der fastloc GmbH, einem Spin-off-Unternehmen aus dem GFZ, das eine nahezu in Echtzeit seismische Überwachung durchführte, ARUP aus Großbritannien, das das Ampelsystem entwarf und betrieb, und dem Team aus der Sektion Geomechanik und Wissenschaftliches Bohren des GFZ.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Georg Dresen
Sektion Geomechanik und Wissenschaftliches Bohren
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-1320
Email: georg.dresen@gfz-potsdam.de

Originalpublikation:
Originalstudie: Kwiatek, G., Bluemle, F., Bohnhoff, M., Dresen, G., Leonhardt, M., Malin, P., Martínez-Garzón, P., Wollin, C., 2019. Controlling fluid-induced seismicity during a 6.1-km-deep geothermal stimulation in Finland. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aav7224
https://doi.org/10.1126/sciadv.aav7224

Quelle: IDW 

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Wie wirken Omega-3-Fettsäuren? Wuppertaler Lebensmittelchemiker liefern wichtige Erkenntnisse

Dr. Maren Wagner Pressestelle
Bergische Universität Wuppertal

Dass sich Omega-3-Fettsäuren positiv auf die menschliche Gesundheit auswirken, ist wissenschaftlich gut belegt. Welcher molekulare Mechanismus hinter dieser Wirkung steckt, ist dagegen weniger bekannt. Grundlegende Erkenntnisse, um sich dieser noch ungeklärten Frage zu nähern, brachte nun eine Studie, die Lebensmittelchemiker der Bergischen Universität Wuppertal gemeinsam mit einer britischen Arbeitsgruppe über ein Jahr lang durchführten.

Senkung der Blutfettwerte, Regulation von Entzündungen oder der Einfluss auf die Gerinnungsfähigkeit des Blutes - Omega-3-Fettsäuren haben zahlreiche positive Eigenschaften für die Gesundheit. So viel steht fest: Die spezielle Gruppe von mehrfach ungesättigten Fettsäuren wandelt der Körper nach ihrer Aufnahme teilweise in so genannte Eikosanoide und andere Oxylipine um. „Diese oxidierten Fettsäuren sind starke Botenstoffe und damit wichtig für die Signalübertragung und die chemische Kommunikation in den Zellen. Oxylipine aus Omega-3-Fettsäuren wirken so als Mediatoren mit vielen physiologischen Funktionen wie zum Beispiel der Hemmung von Entzündungen", erklärt Prof. Dr. Nils Helge Schebb, Leiter des Lehrstuhls für Lebensmittelchemie an der Uni Wuppertal. Mit seinem Team ging der Wissenschaftler nun der Frage nach dem Dosis-Wirkung-Zusammengang nach, also wie sich die Einnahme von Omega-3-Fettsäuren auf die Konzentration von diesen Oxylipinen im Blut auswirkt. „Dazu gab es in der Literatur bislang keine Informationen. Für ein molekulares Verständnis der physiologischen Wirkung von ungesättigten Fettsäuren sind diese Kenntnisse jedoch sehr wichtig", so Nils Helge Schebb.

Besonders reich an Omega-3-Fettsäuren ist fettreicher Fisch aus vor allem kalten Gewässern - z. B. Lachs, Makrele und Hering. Hier kommen vor allem die Eicosapentaen- (EPA) und Docosahexaensäure (DHA) vor. Im Verlauf der Studie verzehrten gesunde Menschen ein Jahr lang die Menge an EPA und DHA von einer, zwei und vier Portionen Fisch pro Woche. „Innerhalb ihrer Gruppe nahmen die teilnehmenden Personen immer die gleiche Menge Omega-3-Fettsäuren zu sich", erklärt Nils Helge Schebb. Schließlich untersuchte das Studienteam zu bestimmten Zeitpunkten die im Blut befindliche Menge an Oxylipinen. „Wir wollten wissen, wie sich das Oxylipinmuster in Abhängigkeit der Portionen verändert." Nach einem Jahr blicken die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen auf besondere Ergebnisse: „Wir konnten einen klaren linearen Zusammenhang feststellen. Vereinfacht gesprochen: Je mehr Fisch jemand zu sich nimmt, desto mehr Oxylipine bildet der Körper. Es findet entsprechend keine Regulierung der Bildung durch den Körper statt. Was aufgenommen wird, wird auch verarbeitet", fasst Nils Helge Schebb zusammen. So ein eindeutiger Zusammenhang sei aus Sicht der Wissenschaft spannend und grundlegend für die weitere Erforschung der Wirkung von Omega-3-Fettsäuren.

Von der Wertigkeit der Ergebnisse zeugt zudem ihre Veröffentlichung im American Journal of Clinical Nutrition, das als eines der wichtigsten Fachzeitschriften im Bereich der Ernährungswissenschaften gilt. „Ein schöner Erfolg für die Lebensmittelchemie in Wuppertal", bewertet Nils Helge Schebb die prominente Platzierung des Beitrags der Forschungsgruppe um die Erstautorin und ehemalige Doktorandin des Teams Dr. Annika Ostermann.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Nils Helge Schebb
Lehrstuhl für Lebensmittelchemie
Telefon 0202/439-3457
E-Mail schebb@uni-wuppertal.de

Originalpublikation:
https://doi.org/10.1093/ajcn/nqz016

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Diskussion: Zwischen Plastikwahn und Plastikvermeidung

Miriam Wienhold Pressestelle
Kulturwissenschaftliches Institut Essen (KWI)

Politischer Salon im Essener Grillo Theater

Montag, 20. Mai 2019, 20.00 Uhr
Grillo Theater Essen, Café Central International
Theaterplatz 11, 45127 Essen

„Die Menge an Kunststoff, die wir seit Beginn des Plastikzeitalters produziert haben, reicht bereits aus, um unseren gesamten Erdball sechs Mal mit Plastikfolien einzupacken." (Planet Plastic)

Plastik ist der umgangssprachliche Ausdruck für Kunststoffe aller Art. Kunststoffe sind leicht, hitzebeständig, formbar und billig und kommen fast überall zum Einsatz - ein Leben ohne sie ist kaum mehr vorstellbar. Sie dienen nicht nur als Verpackungsmaterialien, sondern auch als Textilfasern, Kosmetika, in der Elektrotechnik als Material für Isolierungen, im Fahrzeugbau als Material für Reifen und vieles mehr. Die Persistenz, also der Fortbestand von Plastik in unserer Umwelt, ist ein lokales und globales Problem. So zerfallen Plastikprodukte in den meisten Fällen nur in immer kleinere Teile. Gelangen sie als wilder Müll in die Umwelt, braucht die Natur je nach Kunststofftyp Jahrzehnte bis Jahrtausende, um sie wieder abzubauen. Im Gegensatz hierzu benutzen wir Plastikmaterialien oft nur einmalig und kurze Zeit und verpulvern so gedankenlos Rohstoffe und Energie. Um dagegen anzugehen, sind nicht nur Politik, Wirtschaft und Forschung gefordert, sondern auch wir alle als Verbraucherinnen und Verbraucher. Wie können wir Plastikmüll vermeiden? Welche Alternativen gibt es? Welche Lösungen schlägt die Wissenschaft vor?

Zum Einstieg liest Jens Winterstein, Ensemblemitglied des Schauspiels Essen, aus Roland Barthes „Mythen des Alltags".

PODIUMSGÄSTE
Jürgen Bertling (Fraunhofer UMSICHT)
Uta Scholten (LVR Industriemuseum)
Olga Witt (Zero Waste Lifestyle)

MODERATION
Dodo Schulz (Exile Kulturkoordination e.V.)

ANMELDUNG
Anmeldungen bitte unter: politischer-salon-essen@exile-ev.de. Der Eintritt ist frei

VERANSTALTER
Eine Veranstaltung von Exile e.V. und dem Kulturwissenschaftlichen Institut Essen (KWI)
Wissenschaftliche Ansprechpartner:

plastikbudget@kwi-nrw.de

Weitere Informationen:
https://www.plastikbudget.de/termine/politischer-salon-essen-zu-plastik/ - Link zum Onlinetermin

Anhang
Flyer Politischer Salon
https://idw-online.de/de/attachment71737

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Schlaf macht den Hippocampus frei für neue Gedächtnisinhalte

Dr. Karl Guido Rijkhoek Hochschulkommunikation
Eberhard Karls Universität Tübingen

Forschungsteam der Universität Tübingen verfolgt, wie die Großhirnrinde als langfristiger Informationsspeicher arbeitet

Zwei Regionen unseres Gehirns werden zur Speicherung von Gedächtnisinhalten verwendet: der Hippocampus und die Großhirnrinde. Während ersterer vor allem kurzfristig zur Aufnahme neuer Informationen benötigt wird, kann letztere große Informationsmengen für lange Zeit speichern. Lea Himmer, Dr. Monika Schönauer und Professor Steffen Gais vom Institut für Medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie der Universität Tübingen haben gemeinsam mit ihrem Team untersucht, wie sich die Gehirnbereiche die Aufgaben bei der Verfestigung von neu Gelerntem teilen und welche Rolle Schlaf dabei spielt. Das Forschungsteam wies mithilfe bildgebender Verfahren nach, dass in der Großhirnrinde durch wiederholtes Üben schon innerhalb kurzer Zeit neue Gedächtnisspuren aufgebaut werden können. Allerdings sind diese nur dann allein ausreichend, wenn auf das Lernen eine Schlafphase folgt - anderenfalls muss das Gehirn zur dauerhaften Speicherung der neuen Gedächtnisinhalte zusätzlich auf den Hippocampus zurückgreifen. Die Studie der Tübinger Neurowissenschaftlerinnen und Neurowissenschaftler erscheint im Fachjournal Science Advances.

In der neuen Studie stellten die Wissenschaftler ihren Probanden eine Lernaufgabe, in der diese sich in sieben Wiederholungen eine Wortliste einprägen sollten. Während sie diese Aufgabe ausführten, wurde ihre Gehirnaktivität in einem Magnetresonanztomografen (MRT) aufgezeichnet. Zwölf Stunden später wiederholten die Probanden die gleiche Aufgabe mit der bereits gelernten und einer neuen Wortliste. Die Hälfte der Personen hatte in dieser Zeit geschlafen, die andere Hälfte war wach geblieben. Wiederholtes Üben führte schon innerhalb einer Stunde dazu, dass das Gelernte mithilfe des hinteren Parietallappens, einer Region der Großhirnrinde, abgerufen wurde. Entsprechend verringerte sich die Beteiligung des Hippocampus.

Schnelle Bildung von Gedächtnisspuren
„Dieses Muster weist auf eine schnelle Bildung von Gedächtnisspuren in der Großhirnrinde hin", sagt Monika Schönauer. „Außerdem zeigt der Parietallappen auch nach zwölf Stunden eine stärkere Aktivität bei gelernten Wörtern im Vergleich zu neuen Wörtern, was für eine Langzeitstabilität dieser Spuren spricht." Allerdings blieb der Hippocampus nur dann unbeteiligt, wenn die Probanden nach der ersten Sitzung mehrere Stunden lang schliefen. Blieben sie wach, wurde er auch bei bereits bekannten Wörtern wieder benötigt, ebenso wie bei neuen Wörtern. „Damit zeigen wir, dass im Schlaf Gedächtnisprozesse ablaufen, die über das reine Wiederholen hinausgehen. Lernwiederholungen können langfristige Gedächtnisspuren anlegen. Ob die Inhalte unabhängig vom Hippocampus dauerhaft gespeichert werden können, hängt jedoch entscheidend von einer Schlafphase ab", sagt Lea Himmer.

Der Schlaf wirkte sich im Experiment also vor allem auf den Hippocampus aus. „Wie Hippocampus und Großhirnrinde genau zusammenspielen, bleibt noch offen", stellt Steffen Gais, der Leiter der Arbeitsgruppe, fest. „Diese Interaktion zu verstehen, ist ein wichtiger Schritt zur Weiterentwicklung der gängigen Theorien zur Gedächtnisbildung." Das Wissen, unter welchen Bedingungen Gedächtnisinhalte direkt in der Großhirnrinde gespeichert werden und welche Rolle der Hippocampus dabei spielt, sei auch zum grundlegenden Verständnis von Lern- und Gedächtnisstörungen von Bedeutung.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Lea Himmer
Universität Tübingen
Institut für Medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie
Telefon +49 7071 29-73264
E-Mail lea.himmer@uni-tuebingen.de

Originalpublikation:
L. Himmer, M. Schönauer, D. P. J. Heib, M. Schabus, S. Gais (2019): Rehearsal initiates systems memory consolidation, sleep makes it last. Science Advances, https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aav1695

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Sinkendes Interesse: Fußball-Wettbewerbe leiden unter WM Debakel 2018

Florian Klebs Hochschulkommunikation
Universität Hohenheim

Studie der Universität Hohenheim: Fußball-Wettbewerbe wecken bei Deutschen aufgrund des WM-Debakels weniger Interesse / Politisierung der Spiele als eine mögliche Ursache

Das Interesse der Deutschen an internationalen sowie nationalen Fußball-Wettbewerben ist aufgrund des Debakels der deutschen Herren-Nationalmannschaft bei der Weltmeisterschaft 2018 gesunken, so das Ergebnis einer repräsentativen Bevölkerungsumfrage der Universität Hohenheim in Stuttgart. Ein Indikator: Knapp mehr als ein Drittel der Befragten gaben an, überhaupt keine Fußball-Wettbewerbe der Saison 2018/2019 live verfolgen zu wollen. Insbesondere sank das Vorhaben Spiele der deutschen Herren-Nationalmannschaft zu verfolgen von 47,3 % auf lediglich 27 % nach der WM 2018. Eine mögliche weitere Ursache: die angebliche Politisierung des Fußballs, wie ein Drittel der Teilnehmerinnen und Teilnehmer angaben.

Das Interesse insgesamt an Fußball-Wettbewerben hat aufgrund des schlechten Abschneidens der deutschen Herren-Nationalmannschaft bei der WM 2018 in Russland gelitten, bilanziert Prof. Dr. Markus Voeth, Inhaber des Lehrstuhls für Marketing & Business Development der Universität Hohenheim: Laut seiner Umfrage gaben 35,4 % der Deutschen an, keine Fußball-Wettbewerbe in der Saison 2018/2019 live (z. B. im Stadion, im TV oder über Online-Streamingdienste) verfolgen zu wollen. Lediglich 34,4 % der Befragten planten weiterhin Bundesliga-Spiele live anzuschauen.

Insbesondere sank das Interesse an Spielen der deutschen Herren-Nationalmannschaft von 47,3 % vor der Fußball-Weltmeisterschaft auf 27 % nach dem sportlichen Großereignis. Dabei ist hervorzuheben, dass die Daten vor dem Abstieg der deutschen Herren-Nationalmannschaft aus der Nations League sowie dem Ausscheiden der deutschen Mannschaften aus der Champions League erhoben wurden, sagt Prof. Dr. Voeth.

Hoher Stellenwert von Fußball-Weltmeisterschaften
„Ein wesentlicher Grund für das sinkende Interesse an internationalen sowie nationalen Fußball-Wettbewerben wie der UEFA Champions League, der UEFA Europa League oder auch dem DFB-Pokal dürfte das Debakel der deutschen Herren-Nationalmannschaft bei der WM 2018 in Russland sein. Interessant ist insbesondere zu sehen, dass sich das Abschneiden bei einer Fußball-Weltmeisterschaft auch auf das Interesse anderer Fußball-Wettbewerbe auswirkt. Das wiederum unterstreicht die Wichtigkeit und den enormen Stellenwert von Fußball-Weltmeisterschaften", so Prof. Dr. Voeth.

Fans beklagen zunehmende Politisierung des Fußballs
Ein möglicher Grund: die zunehmende Politisierung des Fußballs, die knapp ein Drittel der Befragten beklagen. Auslöser dafür dürfte die Vermischung von Fußball und Politik während der WM 2018 gewesen sein. So äußerten 54 % der Befragten die Meinung, dass Politik und Fußball nicht zusammengehören.

Dennoch trauten die Fans vereinzelten Fußballern durchaus zu, nach der Karriere als Sportler auch noch Karriere in der Politik zu machen. Dabei sehen 35 % der Befragten das größte politische Potenzial bei Philipp Lahm. Ihm folgen an zweiter Stelle Oliver Kahn (28 %) sowie der Ex-Fußballer Rudi Völler (21 %) an dritter Stelle.

Leitmedium Fernsehen mit Live-Berichterstattungen
Wenn die Befragten sich jedoch dazu entschlossen Fußball-Wettbewerbe live zu verfolgen, entschieden sie sich sowohl bei der WM als auch insbesondere bei der Fußball-Bundesliga für Live-Berichterstattungen und Sportsendungen und somit für das Leitmedium Fernsehen. Von denjenigen, die einen Online-Streamingdienst abonniert hatten, entschied sich mehr als ein Viertel für den Streamingdienst Sky (27,3 %), gefolgt von Eurosport (12,8 %) und DAZN (10,3 %). Durchschnittlich gaben sie dafür im Monat 11,57 Euro aus.

HINTERGRUND: Studie Fußball-Vermarktung
„Der Ball rollt auch in der neuen Saison - Ein repräsentatives Stimmungsbild nach dem WM-Debakel in Russland" lautet der Titel einer repräsentativen Befragung des Lehrstuhls für Marketing & Business Development von Prof. Dr. Markus Voeth an der Universität Hohenheim im Rahmen eines Humboldt reloaded-Forschungsprojekts. Dazu wurden vom 16.11.2018 bis 7.12.2018 deutschlandweit 1000 Probanden, bevölkerungsrepräsentativ in Bezug auf Alter, Geschlecht und Bundeslandzugehörigkeit, anhand von standardisierten Fragebögen befragt. Die Umfrage erfolgte als Online-Umfrage durch Studierende und als Panel-Befragung des Marktforschungsinstituts Research-Now.

Text: A.Schmid

Kontakt für Medien
Prof. Dr. Markus Voeth, Universität Hohenheim, Lehrstuhl für Marketing & Business Development,
T +49 711 459 22925, E marketing@uni-hohenheim.de

Weitere Pressemitteilungen der Universität Hohenheim
www.uni-hohenheim.de/presse

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Schon der Gedanke an Kaffee sorgt für einen Energie-Kick am Morgen

Sabine Ranke-Heinemann Pressestelle
Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann

Vor der ersten Tasse Kaffee sind viele morgens noch gar nicht richtig ansprechbar. Doch bereits der Duft des frisch aufgebrühten Energielieferanten weckt die Sinne und lässt das Hirn so richtig hochfahren. Aber warum ist das so? Wissenschaftler der Monash University in Melbourne und der University of Toronto haben nun herausgefunden, dass schon der bloße Gedanke an Kaffee bei Kaffeeliebhabern zu einem intensiven Placeboeffekt führen kann, ohne das Heißgetränk tatsächlich zu sich genommen zu haben.

Für viele beginnt jeder Tag mit einer heißen Tasse Kaffee, mit der sie das Gehirn für den Arbeitstag aktivieren. Der morgendliche Kaffee fördert zwischenmenschliche Begegnungen, sorgt für das leibliche Wohl und stellt für einige Genießer ein unumgängliches Ritual dar.

Aber können Kaffeefans die gleichen positiven Effekte des morgendlichen Milchkaffees erzielen, indem sie ganz einfach auf Reize reagieren, die sie an Kaffee erinnern - also etwa auf Gerüche, visuelle Eindrücke und Geräusche?

Eine neue internationale Untersuchung der Monash University und der University of Toronto hat ergeben, dass der Placeboeffekt von Kaffee bei regelmäßigen Kaffeetrinkern dazu führen kann, dass sie sich angeregt, ehrgeizig und konzentriert fühlen, ohne das Getränk tatsächlich konsumiert zu haben.

Dr. Eugene Chan, Dozent für Marketing an der Monash Business School, und Sam Maglio, Professor für Marketing und Psychologie an der University of Toronto, haben den Zusammenhang zwischen Kaffee und dem Erregungszustand des zentralen Nervensystems (fachsprachlich: 'Arousal') untersucht, um herauszufinden, ob die Wahrnehmung von Reizen die gleichen kognitiven Vorteile bringen kann wie ein Koffein-Kick.

"Solange Menschen Kaffee mit einem Erregungszustand verbinden, ganz gleich, woher diese Assoziation auch stammt, kann die Wahrnehmung von Sinnesreizen, die an Kaffee erinnern, das zentrale Nervensystem stimulieren, ohne irgendeine Form von Koffein zu sich zu nehmen", so Dr. Chan.

"Der bloße Duft von Kaffee ruft dann die psychoaktiven, anregenden Effekte des Heißgetränks hervor. Das liegt daran, dass die Gehirne von regelmäßigen Kaffeekonsumenten darauf konditioniert sind, auf eine bestimmte Art und Weise auf Kaffee zu reagieren, ganz so wie es das berühmte Phänomen des Pawlowschen Hundes beschreibt.

So kann bereits das Vorbeigehen an unserem Lieblingscafé, der Geruch von Kaffeesatz oder die Wahrnehmung von Reizen in Form von Kaffee-Werbung die chemischen Rezeptoren in unseren Körpern so weit triggern, dass wir die gleichen Erregungszustände ohne den tatsächlichen Konsum von Kaffee erreichen können."

Die Forscher haben 871 Studienteilnehmer aus westlichen und östlichen Kulturen in vier verschiedenen Experimenten Kaffee- und Tee-bezogenen Reizen ausgesetzt, die sie an das Getränk denken ließen, ohne es tatsächlich zu sich zu nehmen.

In einem Experiment wurden die Teilnehmer darum gebeten, Werbeslogans für Kaffee oder Tee zu entwickeln. In einem anderen sollten sie Berichte über die gesundheitlichen Vorteile des Kaffee- oder Teekonsums erfinden. Während der gesamten Untersuchung überwachten die Wissenschaftler die Erregungswerte und die Herzfrequenzen der Teilnehmer.

Im Mittelpunkt der Studie stand ein psychologischer Effekt, der als 'mentale Abstraktion' bezeichnet wird. Die mentale Abstraktion bestimmt, wie der Mensch denkt und Informationen verarbeitet, und ob er sich auf kleinere Details oder eher auf das Gesamtbild konzentriert.

Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass die Wahrnehmung von Kaffee-Reizen, also von Bildern, Gerüchen und Geräuschen, die einen an Kaffee denken lassen, die Aufmerksamkeit, Energie und Herzfrequenz der Menschen steigern und ihre kognitiven Leistungen verbessern kann.

Die kognitiv-verändernde Wirkung von Kaffee war bei Teilnehmern aus westlichen Ländern stärker verbreitet, da Kaffee dort im Vergleich zu östlichen Ländern beliebter ist und mit Energie, Konzentration und Ehrgeiz in Zusammenhang gebracht wird. Kaffee wird dort auch ein größerer anregender Effekt nachgesagt als Tee.

"Aus unserer Untersuchung lassen sich faszinierende Schlüsse ziehen, da sie aufzeigt, dass weniger physiologische Aspekte als vielmehr die psychologischen Assoziierungen unsere kognitiven Muster verändern können", so Dr. Chan.

"Diese Studie könnte sogar helfen zu erklären, wie das Trinken von entkoffeiniertem Kaffee zu schnelleren Reaktionszeiten bei der Lösung von Aufgaben führen kann. Vielleicht ist die mentale Verknüpfung zwischen Kaffee und Erregungszustand so stark, dass sie kognitive Veränderungen hervorrufen kann, selbst wenn es rein physiologisch gar keine Koffeinzufuhr gab.

Dies trägt zu der wachsenden Menge an Literatur bei, die dokumentiert, dass die Lebensmittel, die wir essen, und die Getränke, die wir trinken, uns nicht bloß ernähren oder Vergnügen bereiten - ihre bloße Wahrnehmung oder die Erinnerung an sie beeinflusst, wie wir denken."

Diese Studie wurde im April 2019 in der Fachjournal Consciousness and Cognition veröffentlicht.

Weitere Informationen:
Institut Ranke-Heinemann / Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund
Pressestelle Friedrichstr. 95
10117 Berlin
Email: berlin@ranke-heinemann.de
Tel.: 030-20 96 29 593

oder

Monash University
Dr. Eugene Chan
Senior Lecturer, Department of Marketing
Email: Eugene.Chan@monash.edu

Das Institut ist die gemeinnützige Einrichtung zur Förderung des Austausches und der Auslandsstudien insbesondere mit allen Universitäten Australiens und Neuseelands sowie zur Förderung von Wissenschaft und Forschung. In seinen Förderprogrammen stellt es SchülerInnen und Studierenden Unterstützung in der Finanzierung durch Stipendien und Coaching in der Studienberatung und Studienplatzbewerbung zur Verfügung.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
https://www.ranke-heinemann.de

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Individuelle Ernährung zeigt Nutzen bei Spitalpatienten

Reto Caluori Kommunikation & Marketing
Universität Basel

Durch eine individualisierte Ernährung nehmen Spitalpatienten nicht nur mehr Proteine und Kalorien zu sich, sondern es verbessern sich auch die klinischen Ergebnisse der Behandlung. Das zeigt eine Studie von Forschenden der Universität Basel und des Kantonsspitals Aarau in der Fachzeitschrift «The Lancet».

Wer wegen einer Erkrankung nicht mehr richtig essen und trinken kann, läuft Gefahr, zu wenig Proteine und Energie zu sich zu nehmen. In den medizinischen Abteilungen von Spitälern ist von diesem Phänomen über ein Drittel der stationären Patienten und Patientinnen betroffen.

Durch eine Mangelernährung verschlechtert sich nicht nur die Lebensqualität der hospitalisierten Patienten, sondern sie wirkt sich auch negativ auf den Krankheitsverlauf aus, steigert das Risiko für Komplikationen und erhöht die Sterberate.

Besteht die Gefahr für Ernährungsdefizite, empfehlen Richtlinien eine individuell angepasste Ernährung während des Spitalaufenthalts, um die Versorgung mit Proteinen und Kalorien sicherzustellen. Mögliche Massnahmen reichen von einem Ernährungsplan über die Nährstoffzufuhr mittels Sonde bis zu einer intravenösen Ernährung.

Erste kontrollierte Studie
Da bisher aussagekräftige Studien fehlen, war unklar, ob sich ein individuelles Ernährungsmanagement bei kranken Patienten tatsächlich positiv auswirkt, zumal auch eine Ernährungsunterstützung unerwünschte Nebenwirkungen haben kann.

In einer klinischen Studie mit über 2000 Patientinnen und Patienten in acht Schweizer Spitälern haben Forschende den Nutzen einer solchen Ernährungsunterstützung nun erstmals in einer randomisierten, kontrollierten Studie überprüft.

Dazu wurden medizinische Patientinnen und Patienten, bei denen ein Ernährungsrisiko bestand, zufällig in zwei Gruppen eingeteilt. Die eine Gruppe erhielt während ihres Spitalaufenthalts die herkömmlichen Gerichte aus der Spitalküche. Für die Patienten der zweiten Gruppe stellten Ernährungsberaterinnen ergänzend einen individuellen Ernährungsplan zusammen.

Individuelle Ernährung zeigt Nutzen
Nach 30 Tagen zeigte sich: Durch eine individualisierte Ernährung wurde nicht nur die Versorgung mit Energie und Proteinen besser erreicht, sondern die Behandlungsergebnisse verbesserten sich generell. So traten im Vergleich weniger schwere Komplikationen auf, und die Sterblichkeit ging zurück. Statistisch liess sich bei einer von 25 behandelten Personen eine schwere Komplikation und bei 37 behandelten Personen ein Todesfall verhindern.

«Unsere Ergebnisse zeigen, dass Mangelernährung ein modifizierbarer Risikofaktor ist und die Therapie einen positiven Einfluss auf den Krankheitsverlauf hat», sagt Studienleiter Prof. Dr. Philipp Schütz, SNF-Förderungsprofessor an der Universität Basel und Chefarzt der Inneren und Notfallmedizin am Kantonsspital Aarau. «Diese Studie ist für die Behandlung von polymorbiden Spitalpatienten von grosser Relevanz und dürfte die Bedeutung der Ernährungstherapie bei Risikopatienten stärken.»

Die Effort-Studie (Effect of early nutritional support on frailty, functional outcomes and recovery of malnourished medical inpatients trial) wurde vom Schweizerischen Nationalfonds und dem Forschungsfonds des Kantonsspitals Aarau unterstützt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Philipp Schütz, Universität Basel / Kantonsspital Aarau, Tel. +41 62 838 95 24, mobil: +41 79 365 10 06, E-Mail: philipp.schuetz@unibas.ch

Originalpublikation:
Philipp Schuetz, Rebecca Fehr, Valerie Baechli, Martina Geiser, Manuela Deiss, Filomena Gomes, Alexander Kutz, Pascal Tribolet, Thomas Bregenzer, Nina Braun, Claus Hoess, Vojtech Pavlicek, Sarah Schmid, Stefan Bilz, Sarah Sigrist, Michael Brändle, Carmen Benz, Christoph Henzen, Silvia Mattmann, Robert Thomann, Claudia Brand, Jonas Rutishauser, Drahomir Aujesky, Nicolas Rodondi, Jacques Donzé, Zeno Stanga, Beat Mueller
Individualized nutritional support in medical inpatients at nutritional risk: a randomized clinical trial
The Lancet (2018), doi: 10.1016/S0140-6736(18)32776-4
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(18)32776-4/fullt...

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Materialbestände und -flüsse bestimmen Energiebedarf und Klimawirkung

Klaus P. Prem Presse - Öffentlichkeitsarbeit - Information
Universität Augsburg

Ein "Young Researcher Seminar on Sustainable Material Cycles" am Resource Lab der Universität Augsburg diskutierte aktuelle Projekte der Industrial Ecology

Ein Viertel der globalen Treibhausgasemissionen sind allein auf die Bereitstellung von Materialien zurückzuführen. Wie lassen sich der weltweite Materialhunger und die von ihm mit verursachten Klimaschäden in den Griff bekommen? Knapp 30 junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler setzten sich mit dieser Herausforderung beim "Young Researcher Seminar on Sustainable Material Cycles" des Resource Lab am Institut für Materials Resource Management der Universität Augsburg auseinander.

Mit der Konsequenz, dass seine Befriedigung mittlerweile weltweit ein Viertel der Luftbelastung durch Kohlenstoffdioxid und andere Treibhausgase verursacht, hat sich der Materialhunger der Welt innerhalb der letzten dreißig Jahre verdoppelt. Allein auf die Erzeugung von Stahl, Eisen, Zement und Kunststoffen lassen sich jährlich Treibhausgase von über acht Gigatonnen CO2-Äquivalenten zurückführen. Die Einhaltung der Pariser Klimaziele erweist sich damit als eine besondere Herausforderung für die Materialwirtschaft bzw. für die Verringerung der durch sie verursachten Emissionen.

Höhere Ressourceneffizienz und nachhaltige Materialkreisläufe
Eine höhere Ressourceneffizienz und nachhaltige Materialkreisläufe sind deshalb gefragter denn je: Wie lassen sich Ressourcen und Materialien effizienter und intelligenter nutzen und wie müssen ihre Kreisläufe gestaltet werden, damit der Bedarf an ihnen nicht unkontrolliert weiter wächst bzw. damit er ohne fortschreitend katastrophale Klimakonsequenzen gedeckt werden kann?

28 junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler - Doktoranden, Postdocs und frisch berufene Professoren aus zehn einschlägigen Forschungseinrichtungen in vier Ländern - nutzten das Augsburger "Young Researcher Seminar on Sustainable Material Cycles" am 15. und 16. April 2019, um ihre laufenden Projekte und aktuellen Forschungsergebnisse zu globalen Flüssen und Beständen von Materialien und Energie zu präsentieren und um sie insbesondere auch unter den Gesichtspunkten der Methodentransparenz und der Verknüpfbarkeit der jeweiligen Modelle zur Diskussion zu stellen

Langfristige Festlegungen im Großen, verzögerte Wirkung von Maßnahmen im Kleinen
Deutlich wurde in diesen Diskussionen nicht zuletzt, wie dringend die Bewertung verschiedener Szenarien bzw. die Berücksichtigung der zeitlichen Dimensionen in unterschiedlichen Szenarien ist: So stehen z. B. zwei Drittel der Wohngebäude, die im Jahr 2050 genutzt werden, bereits heute, was bedeutet, dass im Großen also Teile des Energie- und Mobilitätsbedarfs, aber auch des Instandhaltungsbedarfs der Zukunft bereits festgelegt sind. Im Kleinen aber - wo es also etwa um die Reduktion von Störstoffen in recycelten Materialien geht - wirken die Maßnahmen aufgrund der Produktlebensdauern erst mit großer Verzögerung.

Interdisziplinarität der Industrial Ecology
"Dass das Forschungsfeld der Industrial Ecology, dem wir uns am Resource Lab der Universität Augsburg widmen, nur in umfassender und ausgeprägter Interdisziplinarität bearbeitet werden kann, wenn es den von Ressourcen- und Materialproblematik aufgeworfenen gesamtgesellschaftlichen und globalen Herausforderungen erfolgreich begegnen will, hat sich auch in unserem Augsburger Nachwuchsseminar einmal mehr gespiegelt: Die Ingenieur- und Naturwissenschaften," so die Resource Lab-Projektleiterin Dr. Andrea Thorenz, "waren unter den Teilnehmerinnen und Teilnehmern ebenso vertreten wie die Wirtschafts- und Sozialwissenschaften."

Neue Vorlesung "Industrial Ecology" für Master-Studierende
Seit dem laufenden Sommersemester bieten der Augsburger Lehrstuhl für Production and Supply Chain Management (Prof. Dr. Axel Tuma) und das Resource Lab im Masterstudium der Wirtschaftswissenschaften und des Wirtschaftsingenieurwesens erstmals eine neue Vorlesung zur „Industrial Ecology" an. "Dass wir auf Anhieb mehr als hundert Hörererinnen und Hörer haben, belegt meines Erachtens, wie berechtigt und wichtig es ist, unsere zukunftsweisenden Themen auch in die interdisziplinäre Lehre einzubringen", so der Wirtschaftswissenschaftler Tuma.

Das "Young Researcher Seminar on Sustainable Material Cycles" am Resource Lab der Universität Augsburg wurde unterstützt von der Georg-Haindl-Wissenschaftsstiftung.

Ansprechpartner:
Dr. Andrea Thorenz und Dr. Christoph Helbig
Resource Lab
Universität Augsburg
86135 Augsburg
Telefon +49(0)821-598-3948 oder -3945
christoph.helbig@wiwi.uni-augsburg.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Andrea Thorenz und Dr. Christoph Helbig
Resource Lab
Universität Augsburg
86135 Augsburg
Telefon +49(0)821-598-3948 oder -3945
christoph.helbig@wiwi.uni-augsburg.de

Weitere Informationen:
http://www.resource-lab.de/

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Natrium-Ionen-Batterien: von der Materialentwicklung bis zur technologischen Innovation

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation - Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie

Umweltfreundlich, kostengünstig und hochleistungsfähig sollen die Natrium-Ionen-Batterien der nächsten Generation sein. Passende Aktivmaterialien und Elektrolyte entwickeln Forscherinnen und Forscher des vom Karlsruher Institut für Technologie gegründeten Helmholtz-Instituts Ulm gemeinsam mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg und der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Im Projekt TRANSITION, vom Bundesforschungsministerium mit 1,15 Millionen Euro gefördert, arbeiten sie an Lösungen für den Technologietransfer und leisten damit einen wesentlichen Beitrag zu einem nachhaltigeren Energiespeichermarkt in Deutschland.

Die Motivation hinter dem Projekt TRANSITION ist, einen zentralen Beitrag zu einer nachhaltigeren Energiespeicherstrategie in Deutschland zu leisten. Die Märkte für Elektromobilität und stationäre Energiespeicherung werden im Zuge der Energiewende deutlich wachsen und erfordern energieeffizientere und leistungsfähigere Speichertechnologien. Derzeit sind Lithium-Ionen-Batterien einer der größten Erfolge für Energiespeicheranwendungen des letzten Jahrhunderts. Lithium-Ionen-Batterien sind leicht, kompakt und bieten eine hervorragende Energie- und Leistungsdichte und dominieren den Markt für tragbare Elektronik, Hybrid- und Elektrofahrzeuge. „Angesichts der zunehmend steigenden Nachfrage nach Lithium und den in der Lithium-Technologie eingesetzten Rohstoffen wie Kobalt werden jedoch Bedenken hinsichtlich der zukünftigen und langfristigen Verfügbarkeit der kritischen Rohstoffe und der Kosten laut. In diesem Szenario stellen Natrium-Ionen-Batterien eine alternative, kostengünstige und umweltfreundlichere Energiespeichertechnologie dar", sagt Professor Stefano Passerini, Direktor des HIU.

Das Projekt TRANSITION konzentriert sich auf die Entwicklung leistungsfähiger, flüssiger und polymerer Natrium-Ionen-Batterien, die auf der Kathodenseite Übergangsmetallschichtoxide und auf der Anodenseite Hartkohlenstoff aus Biomasse verwenden. „Dies ist das erste vom BMBF geförderte deutsche Konsortium, das an der Entwicklung hochskalierter Natrium-Ionen-Batterien arbeitet und ein breites Spektrum an Herausforderungen von der Materialentwicklung bis zur Herstellung von Prototypenzellen abdeckt", so Passerini. In dem Projekt wird sein Team einen innovativen, auf Biomasse basierenden Hartkohlenstoff in Kombination mit wässrigen Bindemitteln und Aluminium als Stromabnehmer entwickeln.

„Die Entwicklung von hochskalierten Prototypen der Natrium-Ionen-Batterien und das Erreichen der gewünschten Ziele stellen eine große Herausforderung dar, die sich nur in einem Netzwerk mit den komplementären Kompetenzen der Partner bewältigen lässt", sagt Stefano Passerini. Das Team der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) koordiniert die Forschungsaktivitäten zur Entwicklung fortschrittlicher flüssiger und polymerer Elektrolyte, während das Team des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) die Entwicklung kobaltfreier Kathoden vorantreibt.

Über das TRANSITION-Projekt
Die drei Partner des TRANSITION-Projekts werden gemeinsam an der Entwicklung leistungsfähiger flüssiger und polymerer Prototypen der Natrium-Ionen-Batterien arbeiten, um so die internationale Wettbewerbsfähigkeit zu stärken und die führende Position Deutschlands auf dem Gebiet der elektrochemischen Energiespeicherung zu unterstützen.

Das im Rahmenprogramm Batterien 2020 durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt umfasst neben den drei wissenschaftlichen Partnern einen umfassenden Industriebeirat. Leiter der wissenschaftlichen Gruppen sind Professor Stefano Passerini (HIU), Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) und Professor Philipp Adelhelm von der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU).

Über das Helmholtz-Institut Ulm
Das Helmholtz-Institut Ulm (HIU) wurde im Januar 2011 vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft in Kooperation mit der Universität Ulm gegründet. Mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) sind zwei weitere renommierte Einrichtungen als assoziierte Partner in das HIU eingebunden. Das internationale Team aus rund 120 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern forscht im HIU an der Weiterentwicklung der Grundlagen von zukunftsfähigen Energiespeichern für den stationären und mobilen Einsatz.

Mehr zum HIU: http://www.hiu-batteries.de/

Details zum KIT-Zentrum Energie: http://www.energie.kit.edu

Weiterer Kontakt:
Martin Heidelberger, Redakteur/Pressereferent, Tel.: +49 721 608-21169, E-Mail: martin.heidelberger@kit.edu

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft" schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 25 500 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.sek.kit.edu/presse.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Martin Heidelberger, Redakteur/Pressereferent, Tel.: +49 721 608-21169, E-Mail: martin.heidelberger@kit.edu

Originalpublikation:

https://www.kit.edu/kit/pi_2019_054_natrium-ionen-batterien-von-der-materialentw...

Weitere Informationen:
http://www.sek.kit.edu/presse.php
http://martin.heidelberger@kit.edu
http://www.hiu-batteries.de/
http://www.energie.kit.edu

Anhang
KIT: Natrium-Ionen-Batterien: von der Materialentwicklung bis zur technologischen Innovation
https://idw-online.de/de/attachment71663

Quelle: IDW 

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Förderung für junge Wissenschaftler

Dr. Torsten Gabriel Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Das BMEL unterstützt Forscher-Nachwuchsgruppen im Bereich Nachwachsende Rohstoffe - Projektvorschläge bis 16.9. einreichen

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) ruft Forschungseinrichtungen dazu auf, Konzepte für Arbeiten zu nachwachsenden Rohstoffen einzureichen. Gefördert werden Gruppen mit bis zu fünf jungen Wissenschaftler*innen, die im Themenbereich „Nachwachsende Rohstoffe" forschen.
Der Förderzeitraum beträgt bis zu fünf Jahre, Projektskizzen können bis zum 16.9.2019 an die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR), Projektträger des BMEL, gerichtet werden.

Der jetzt veröffentlichte Förderaufruf spricht besonders qualifizierte Nachwuchswissenschaftler*innen an. Sie erhalten die Chance, über einen Zeitraum von bis zu fünf Jahren vertieft zu forschen und damit zugleich die Voraussetzungen für eine Berufung als Hochschullehrer*in zu erfüllen. Die Qualifizierung soll u. a. durch die eigenverantwortliche Leitung einer Nachwuchsgruppe an einer Hochschule oder Forschungseinrichtung in Deutschland erfolgen.

Die Forscher-Nachwuchsgruppen sind aufgerufen, substanziell zur Entwicklung von innovativen Verfahren und Produkten auf Basis nachwachsender Rohstoffe beizutragen. Der Bekanntmachung liegt das Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe" des BMEL zu Grunde. Sie richtet sich auf die Themenbereiche

· Nachhaltige Erzeugung und Bereitstellung nachwachsender Ressourcen,
· Rohstoff- und Reststoffaufbereitung und -verarbeitung,
· Herstellung biobasierter Produkte sowie
· Innovative Technologien zur Bioenergiegewinnung und -nutzung.

Der vollständige Förderaufruf steht unter https://www.fnr.de/projektfoerderung/fuer-antragsteller/aktuelle-bekanntmachunge... zur Verfügung.

Pressekontakt:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.
Torsten Gabriel
Tel.: +49 3843 6930-117
Mail: t.gabriel@fnr.de

Weitere Informationen:
https://www.fnr.de/projektfoerderung/fuer-antragsteller/aktuelle-bekanntmachunge...
https://www.fnr.de/projektfoerderung/fuer-antragsteller/aktuelle-bekanntmachunge...

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Bald ist Europawahl: Positionen der Parteien zur EU-Hochschulpolitik

Susanne Schilden Kommunikation
Hochschulrektorenkonferenz (HRK)

Die HRK hat die im Bundestag vertretenen Parteien zu ihren hochschulpolitischen Standpunkten auf europäischer Ebene befragt. Die Antworten auf sechs Wahlprüfsteine sind auf der HRK-Website einander gegenübergestellt. HRK-Präsident Prof. Dr. Peter-André Alt heute in Berlin zu den Ergebnissen: „Die Antworten der Parteien lassen zu wünschen übrig. Besonders die Frage nach einer stärkeren Repräsentation der Hochschulen auf EU-Ebene hat keine konkreten Vorschläge hervorgebracht. Dass die Parteien sich mit dem Status quo der Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und EU-Kommission zufriedengeben, ist enttäuschend."

Die Hochschulrektorenkonferenz (HRK) hat die im Bundestag vertretenen Parteien zu ihren hochschulpolitischen Standpunkten auf europäischer Ebene befragt. Die Antworten auf sechs Wahlprüfsteine sind auf der HRK-Website einander gegenübergestellt.

HRK-Präsident Prof. Dr. Peter-André Alt heute in Berlin zu den Ergebnissen:
„Die Antworten der Parteien lassen zu wünschen übrig. Besonders die Frage nach einer stärkeren Repräsentation der Hochschulen auf EU-Ebene hat keine konkreten Vorschläge hervorgebracht. Dass die Parteien sich mit dem Status quo der Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und EU-Kommission zufriedengeben, ist enttäuschend. Die Vergangenheit hat gezeigt, dass selbst Leuchtturmprojekte der Wissenschaft wie Erasmus+ eine starke Stimme in den Gremien brauchen, um nicht in Vergessenheit zu geraten.

Die Hochschulautonomie halten die Parteien zwar erfreulicherweise für schützenswert, bieten aber auch hier keine Antworten, wie ein Mindestmaß definiert werden könnte. In Zeiten der Diskussionen um die Central European University in Ungarn und um die Wissenschaftsfreiheit in der Türkei sind verbindlichere Indikatoren zur Autonomie von Forschung und Lehre aber elementar.

Eine auskömmliche Finanzierung von Forschung und Innovation, von Bildung und Mobilität ist unerlässlich - darin sind sich die Parteien einig. Jedoch darf das EU-Parlament sich nicht auf seinen Forderungen nach einem höheren Budget für das kommende EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation (FRP) ausruhen. Das FRP ist das Kerninstrument der europäischen Forschungsförderung und begünstigt den EU-weiten Austausch von Forschenden. Wir brauchen die wissenschaftliche, internationale Zusammenarbeit, sie ist aus dem hochschulischen Alltag nicht mehr wegzudenken. Das bestätigen die befragten Parteien, die der Mobilität einen hohen Stellenwert zuerkennen. Trotzdem fehlen auch hier politische Modellansätze, wie eine offene und flexible europäische Forschungszusammenarbeit aussehen kann und wie diesen finanziert werden soll. Die Hochschulen brauchen aber eine verlässliche und kompetente Vertretung auf EU-Ebene, um ihre globale Wettbewerbsfähigkeit zu sichern."

Weitere Informationen:
https://www.hrk.de/themen/eu-wahl-2019/eu-wahlpruefsteine-2019/ Wahlprüfsteine an die Parteien
http://www.hrk.de

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Neue Behandlungsoptionen bei chronischen Schmerzen durch Früherkennung?

Oliver Grieve, Pressesprecher Stabsstelle Integrierte Kommunikation
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

Der vom BMBF geförderte Forschungsverbund noChro hat sich zum Ziel gesetzt, durch einfache Diagnostik von Biomarkern eine Schmerzchronifizierung vorherzusagen und damit betroffenen Patienten eine auf sie maßgeschneiderte Therapie zu ermöglichen.

Chronischer Schmerz betrifft etwa ein Fünftel der europäischen Bevölkerung und ist ein schwer behandelbares Gesundheitsproblem, das sowohl die Lebensqualität stark einschränkt als auch die Ökonomie stark belastet. Bisher gibt es keine medizintechnischen Lösungen, welche eine Prädisposition für Schmerzchronifizierung diagnostizieren können. Dabei spielt gerade die Früherkennung krankhaft veränderter Schmerzverarbeitung eine entscheidende Rolle, um chronische Schmerzzustände durch frühe zielgerichtete Therapien zu vermeiden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat diesen medizinischen Bedarf erkannt und mit der Bekanntmachung „Chronische Schmerzen - Innovative medizintechnische Lösungen zur Verbesserung von Prävention, Diagnostik und Therapie" zur Einreichung innovativer Projekte aufgefordert. Der zukunftsweisende Vorschlag des noChro-Konsortiums mit dem Titel „Frühdetektion von Schmerzchronifizierung: eine Analyseapplikation zur Integration sensorischer Profile und Biomarker" hat das BMBF überzeugt und erhielt Anfang 2019 die Bewilligung zur Förderung.
Das ambitionierte Ziel des Projektes verspricht eine deutliche Verbesserung der Lebensqualität der Betroffenen durch eine frühzeitige Diagnostik und eine individuelle Therapie. noChro hat zum Ziel, durch eine verbesserte Diagnostik und ein verbessertes Versorgungsmanagement die Chronifizierung von Schmerzen zu verhindern und neue patientenspezifische Therapien zu entwickeln. noChro soll damit eine innovative Analyseplattform werden, welche anhand von spezifischen Bluttests und neurophysiologischen Messdaten seriöse Vorhersagen zu einer Schmerzchronifizierung erlaubt.

PD Dr. Philipp Hüllemann (Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel), wissenschaftlicher Koordinator, sagt: „Durch neue hochsensitive Analyseverfahren haben wir heute die Möglichkeit nach Markern im Blut zu suchen, welche uns eine Prädisposition für Schmerzchronifizierung anzeigen. Die entscheidenden Fragen sind, welche Marker sind ausschlaggebend, welche korrelieren mit sensorischen Messungen des Nervensystems oder mit der klinischen Ausprägung einer Schmerzerkrankung? Wenn wir unser Projekt abgeschlossen haben, werden wir wissen, ob uns ein einzelner Blutstropfen den Weg Richtung Spontanheilung oder Schmerzchronifizierung weisen kann."
„Für die Präzisionsmedizin von Patienten mit chronischem Schmerz werden innovative Biomarker gebraucht, um Patienten zu stratifizieren mit dem Ziel, eine frühzeitige Prävention oder Anwendung maßgeschneiderter Therapieoptionen zu erreichen", ergänzt Prof. Dr. Dirk Roggenbuck (Firma MEDIPAN GmbH). „Das Projekt noChro adressiert diese Herausforderung hervorragend durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit von klinischen Forschergruppen mit einer profunden Expertise im Wissenstransfer und kleinen und mittleren Unternehmen mit Erfahrungen bei der Herstellung und Vermarktung von Medizinprodukten.'
Prof Dr. Ralf Baron (Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel), wissenschaftlicher Berater des Projektes, sagt: „Aus den USA hören wir zurzeit viel von einer sogenannten Opioid-Epidemie. Gerade um dem Fehlgebrauch von hochpotenten Opioiden bei Schmerzerkrankungen entgegenzuwirken, ist eine Verhinderung der Chronifizierung bereits zu Beginn der Erkrankung von entscheidender Bedeutung. Gerade diesem hochaktuellen Thema widmet sich das noChro-Projekt."

Das Konsortium wird im Rahmen des durch das BMBF für drei Jahre geförderten Projekts Patienten mit schmerzhaften und schmerzlosen Polyneuropathien sowie Radikulopathiepatienten (z.B. lumbale Nervenwurzelkompression nach Bandscheibenvorfall) mit Bluttests und elektrophysiologischen Methoden untersuchen. Die für die Schmerzchronifizierung wichtigsten Blut-Biomarker (Interleukine und Mikro-RNA) sollen anhand modernster bioinformatischer Verfahren mit klinischen und neurophysiologischen Daten (Modalitäten-spezifischen evozierten Potentialen) nachgewiesen werden. noChro entwickelt eine mobile medizintechnische Lösung, welche die Blutergebnisse erfassen und die Prädisposition für Schmerzchronifizierung vorhersagen kann.
Das unternehmensgeführte Konsortium besteht aus der Firma MEDIPAN GmbH (Prof. Dr. Dirk Roggenbuck, Dr. Marc Wegmann), der Firma MicroDiscovery GmbH (Dr. Arif Malik), dem Fraunhofer IZI-BB (PD Dr. Harald Seitz), dem Zentrum für Translationale Medizin am Marien Hospital Herne, der Universitätsklinik der Ruhruniversität Bochum (Prof. Dr. Nina Babel) sowie der Sektion für Neurologische Schmerzforschung und -therapie der Klinik für Neurologie des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein, Campus Kiel (PD Dr. Philipp Hüllemann).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel
Klinik für Neurologie, PD Dr. Philipp Hüllemann
Tel.: 0431 500-23911, E-Mail: philipp.huellemann@uksh.de

Quelle: IDW 

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Physikalische Zauberei ermöglicht Kühlen ohne Energiezufuhr

Beat Müller Kommunikation
Universität Zürich

Physiker der Universität Zürich haben eine verblüffend einfache Anordnung entwickelt, bei der Wärme ohne Energiezufuhr von aussen zeitweise von einem kälteren zu einem wärmeren Objekt fliesst. Dieser Vorgang steht jedoch nur scheinbar im Widerspruch zu den Gesetzen der Physik.

Stellt man einen Krug mit kochendem Wasser auf den Küchentisch, so wird dieser mit der Zeit abkühlen. Doch seine Temperatur wird nie unter jene des Tisches fallen. Genau diese Alltagserfahrung beschreibt einer der fundamentalen Sätze der Physik: der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Er besagt, dass die Entropie eines abgeschlossenen Systems mit der Zeit zunehmen muss. Vereinfacht ausgedrückt heisst das, dass Wärme von selbst nur von einem wärmeren zu einem kälteren Objekt fliessen kann und nicht umgekehrt.

Abkühlen unter Zimmertemperatur
Die Forschungsgruppe von Prof. Andreas Schilling am Physik-Institut der Universität
Zürich (UZH) hat nun ein Experiment durchgeführt, dessen Ergebnis den Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik auf den ersten Blick zu verletzen scheint. Den Forschern ist es gelungen, ein neun Gramm schweres Stück Kupfer von über 100°C deutlich unter Zimmertemperatur abzukühlen, ohne dass von aussen Energie zugeführt wird. «Theoretisch könnte man mit dieser Versuchsanordnung kochendes Wasser ohne Energieaufwand zu Eis erstarren lassen», sagt Schilling.

Oszillierende Wärmeströme erzeugen
Die Forscher verwendeten hierfür ein sogenanntes Peltier-Element - ein Bauteil, das beispielsweise für das Kühlen der Minibar in Hotelzimmern eingesetzt wird. Es hat die Fähigkeit, elektrische Ströme in eine Temperaturdifferenz umzuwandeln. Mit Hilfe eines solchen Elements erzeugten die Wissenschaftler in Verbindung mit einer elektrischen Induktivität schon in früheren Versuchen einen oszillierenden Wärmestrom, bei dem der Wärmefluss zwischen zwei Körpern ständig die Richtung wechselt. Dabei wird zeitweise auch Wärme von einem kälteren Objekt auf ein wärmeres Objekt übertragen, so dass das kältere Objekt weiter abkühlt. Ein solcher «thermischer Schwingkreis» enthält faktisch eine «thermische Induktivität». Er funktioniert analog zu einem elektrischen Schwingkreis, bei dem die elektrische Spannung mit ständig wechselndem Vorzeichen oszilliert.

Physikalische Gesetze bleiben intakt
Bis jetzt hatte das Team um Schilling solche thermischen Schwingkreise nur unter Zufuhr von Energie betrieben. Die Forscher konnten nun erstmals zeigen, dass sich ein solcher thermischer Schwingkreis auch passiv - also ohne jegliche Energiezufuhr von aussen - betreiben lässt. Es traten ebenfalls thermische Oszillationen auf und über einige Zeit floss Wärme direkt vom kälteren Kupfer hin zu einem wärmeren Wärmebad von 22°C ohne zwischenzeitlich in eine andere Energieform umgewandelt zu werden. Die Autoren konnten zudem nachweisen, dass bei diesem Vorgang trotzdem keine Gesetze der Physik verletzt wurden. Dazu berechneten sie die Änderung der Entropie des Gesamtsystems und zeigten, dass diese im Verlauf der Zeit zunimmt - genau wie dies der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik fordert.

Potenzielle Anwendung noch Zukunftsmusik
Der im Experiment erreichte Unterschied zur Zimmertemperatur betrug zwar nur knapp 2°C, doch liegt dies hauptsächlich an den Eigenschaften des verwendeten kommerziellen Peltier-Elements. Gemäss Schilling wäre rein rechnerisch mit einem (noch nicht existierenden) «idealen» Peltier-Elements unter gleichen Bedingungen eine Abkühlung bis zu -47°C möglich: «Mit dieser sehr einfachen Technik liessen sich theoretisch also grosse Mengen an heissem Material, egal ob fest, flüssig oder gasförmig, ohne jeglichen Energieaufwand unterhalb Umgebungstemperatur abkühlen.» Der passive thermische Schaltkreis könnte dabei beliebig oft verwendet werden.

Schilling räumt allerdings ein, dass eine Anwendung in grossem Massstab noch nicht absehbar ist. Einerseits sind die derzeit erhältlichen Peltier-Elemente nicht effizient genug. Andererseits benötigt die jetzige Versuchsanordnung supraleitende Induktivitäten, um die elektrischen Verluste möglichst klein zu halten.

Altgediente Auffassungen auf den Kopf gestellt
Für den UZH-Physiker ist nicht nur der erstmals erbrachte, prinzipielle Nachweis bedeutsam: «Die Experimente muten zunächst wie thermodynamische Zauberei an und rütteln damit auch in gewissem Masse an unseren gängigen Vorstellungen über Wärmeflüsse.»

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Andreas Schilling
Physik-Institut
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 57 91
E-Mail: schilling@physik.uzh.ch

Originalpublikation:
A. Schilling, X. Zhang, and O. Bossen. Heat flowing from cold to hot without external intervention by using a "thermal inductor". Science Advances. April 19, 2019. DOI: 10.1126/sciadv.aat9953

Weitere Informationen:
https://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2019/Thermischer-Schwingkreis.htm...

Quelle: IDW 

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Salmonellen-Infektion - Schützende Darmbakterien identifiziert

Luise Dirscherl Stabsstelle Kommunikation und Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München

LMU-Wissenschaftler haben Bakterien identifiziert, die Mäuse vor einer Salmonelleninfektionen schützen.

Salmonellen sind stäbchenförmige Bakterien, die beim Menschen und vielen Tieren Magen-Darm-Infektionen (Gastroenteritis) verursachen können. Insbesondere bei Angehörigen von Risikogruppen wie Säuglingen, Kleinkindern, älteren oder immungeschwächten Menschen kann eine Salmonelleninfektion schwer verlaufen. Menschen mit einer intakten Darmflora dagegen sind meist geschützt. Nur bei etwa 10 bis 20 Prozent derer, die die Keime - meist über kontaminierte Lebensmittel - aufnehmen, kommt es überhaupt zu einer Infektion. Welche Bakterien in der Darmflora aber womöglich die Ursache der schützenden Effekte sind, ist bisher weitgehend unbekannt. Wissenschaftlern um Bärbel Stecher, Professorin am Max von Pettenkofer-Institut der LMU und Mitglied des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF), ist es nun gelungen, ein Bakterium zu identifizieren, das im Mausmodell vor Infektionen mit Salmonella enterica serovar Typhimurium - eine der beiden in Deutschland häufigsten Subspezies - schützt. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin Cell Host & Microbe.

Der Darm gesunder Menschen und Mäuse ist dicht mit Bakterien und anderen Mikroorganismen besiedelt. Diese natürliche Darmflora kann vor Infektionen mit Salmonellen schützen, weil insbesondere die kommensalen Bakterien dort Inhibitoren produzieren, alle Nischen besetzen und relevante Nährstoffe wie Zucker oder Proteine, aber auch Sauerstoff verbrauchen. Um zu untersuchen, wie eine gesunde Darmflora zusammengesetzt ist, die optimal vor Infektionen schützt, haben Sandrine Brugiroux und Debora Garzetti aus dem Forschungsteam das Mikrobiom diverser Mausgruppen verglichen. Die Tiere einer Gruppe hatten sich als vor Salmonellen-Infektionen geschützt erwiesen, die Mäuse der anderen Gruppen nicht.

Dabei fanden die Wissenschaftler, dass in den geschützten Mäusen Bakterien der Art Mucispirillum schaedleri vorkommen, in der anderen Gruppe fehlen diese. M. schaedleri gehört zu einer Bakteriengroßgruppe, deren Vertreter hauptsächlich in Schlamm oder Sedimenten leben - nur Mucispirillum kommt im Darm von Warmblütern vor, bei Mäusen wie Menschen. „Bisher hat man geglaubt, dass dieses Bakterium bei Menschen nicht so häufig vorkommt", sagt Stecher, „aber bei Stuhluntersuchungen wird M. schaedleri oft nicht entdeckt, da sich diese Bakterien in der Schleimschicht des Darms anreichern. In Studien, in denen die Darmschleimhaut untersucht wurde, hat man die Bakterien bei 50 Prozent der Probanden gefunden."

In einem nächsten Schritt setzte Simone Herp, die gerade Ihre Doktorarbeit am Max von Pettenkofer-Institut erfolgreich abgeschlossen hat, ein sogenanntes gnotobiotisches Modell ein. Das sind Mäuse, deren Darm zunächst keimfrei ist und gezielt besiedelt werden kann, sodass sie eine definierte Darmflora in sich tragen. „Wir haben eine Gruppe Mäuse generiert, die Mucispirillum im Darm haben und eine andere ohne diese Bakterien. Beide Gruppen haben wir experimentell mit Salmonellen infiziert und konnten tatsächlich zeigen, dass Mucispirillum kausal mit einem Schutz vor Salmonelleninfektionen in Verbindung steht", sagt Stecher.

Weitere Untersuchungen der Forscher zeigten, dass die Schutzwirkung von Mucispirillum darauf beruht, dass die Bakterien mit den Salmonellen um bestimmte Nährstoffe konkurrieren, zum Beispiel um Nitrat. Durch diese Konkurrenz wachsen die Salmonellen zwar nicht unbedingt langsamer, aber sie können ihren wichtigsten Virulenzfaktor - die Eigenschaft, auf dem die pathogene Wirkung beruht - nicht mehr bilden. Dieser Virulenzfaktor, ein sogenanntes Typ-III-Sekretionssystem, fungiert als eine Art molekulare Nadel, mit der die Salmonellen Toxine in die Epithelzellen spritzen. In der Folge können sie in die Epithelzellen eindringen und es kommt letztlich zur Entzündung und Gastroenteritis.

Möglicherweise könnten die Ergebnisse der Wissenschaftler langfristig zur Entwicklung neuer Präventionsmethoden führen. „Aber bis dahin ist noch viel Forschung nötig", betont Stecher, „noch wissen wir beispielsweise nicht, ob und welche anderen - möglicherweise ja auch negativen - Effekte M. schaedleri im Darm hat."
Cell Host & Microbe 2019

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Bärbel Stecher
Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene
Max von Pettenkofer-Institut
Tel: ++49-89-2180-72948
E-Mail: stecher@mvp.lmu.de
http://www.mvp.uni-muenchen.de/en/research/medical-microbiology-and-hospital-epi...

Originalpublikation:
Mucispirillum schaedleri Antagonizes Salmonella Virulence to Protect Mice against Colitis
Simone Herp, Sandrine Brugiroux, Debora Garzetti, Diana Ring, Lara M. Jochum, Markus Beutler, Claudia Eberl, Saib Hussain, Steffi Walter, Roman G. Gerlach, Hans J. Ruscheweyh, Daniel Huson, Mikael E. Sellin, Emma Slack, Buck Hanson, Alexander Loy, John F. Baines
Cell Host & Microbe 2019
DOI: 10.1016/j.chom.2019.03.004

Quelle: IDW 

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Förderaufruf: Welchen Einfluss hat die Energiewende auf die Gesellschaft - und umgekehrt?

Svenja Krämer Kommunikation, Geschäftsentwicklung
Projektträger Jülich

Die Energiewende geht mit tiefgreifenden Veränderungen und Erweiterungen unseres Energiesystems einher. Sie ist ein gesamtgesellschaftlicher Transformationsprozess. Das Gelingen der Energiewende erfordert daher nicht nur innovative Technologien. Auch die gesellschaftlichen und sozio-ökonomischen Rahmenbedingungen müssen erforscht, verstanden und berücksichtigt werden. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) sucht daher ab sofort Forschungsvorhaben mit system- und technologieübergreifendem Charakter zur Gesellschaft im Kontext der Energiewende. Projektskizzen können bis zum 11.06.2019 beim Projektträger Jülich (PtJ) eingereicht werden.

Durch den Anstieg erneuerbarer Energien im Strommix, die Innovationen bei den Energiespeichertechnologien und die Entwicklung intelligenter Übertragungs- und Verteilnetze nimmt die Energiewende in Deutschland und Europa immer mehr Form an. Ob und wie unser Energiesystem in Zukunft aussehen wird, hängt aber nicht nur von innovativen Technologien ab. Es braucht darüber hinaus Informationen darüber, wie sich tiefgreifende Veränderungen und neue Prozesse auf die Gesellschaft und ihre Akteure auswirken.

Aus diesem Grund fördert das BMWi im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung unter dem Titel „Energiewende und Gesellschaft" explizit Projekte und Vorhaben zu übergeordneten Themen der gesellschaftlichen Implikation der Energiewende. Der erste offizielle Förderaufruf wurde am 10.4.2019 auf https://www.energieforschung.de veröffentlicht. Stichtag für die Skizzeneinreichung ist der 11.06.2019.

Transdisziplinäre Konsortien gesucht
Die Projektvorschläge sollten sich durch eine Zusammenarbeit von mindestens drei Fachdisziplinen auszeichnen. Das BMWi spricht hiermit neben Partnern aus Energie und Umwelt explizit Akteure aus dem sozialwissenschaftlichen, kommunikationswissenschaftlichen oder geisteswissenschaftlichen Forschungsumfeld an. Förderberechtigt sind unter anderem sektorübergreifende Analysen der gesellschaftlichen Rahmenbedingungen der Energiewende hinsichtlich ihrer technischen, ökonomischen, sozialen, institutionellen und gesetzlichen/regulatorischen Dimension, die Erforschung von Akzeptanz und Mitwirkung im Transformationsprozess oder auch die sozio-ökonomische Erforschung der Folgen von Strukturwandelmaßnahmen.

Nicht Gegenstand des Förderaufrufs ist die originäre Politikberatung. Auch technologiespezifische Projektvorschläge mit direktem Bezug zu gesellschaftlichen Fragen werden nicht in diesem Förderaufruf adressiert. Diese Themen sollten im jeweiligen in der Förderbekanntmachung „Innovationen für die Energiewende" (https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Downloads/B/bekanntmachung-forschungsfoerderung...) aufgeführten energietechnologischen Forschungsbereich eingereicht werden.

PtJ setzt die Fördermaßnahme im Auftrag des BMWi um.

Über den Projektträger Jülich (PtJ)
Als einer der großen Projektträger in Deutschland ist PtJ Partner für Wissenschaft, Wirtschaft und Politik. Mit seinen Kompetenzen im Forschungs- und Innovationsmanagement unterstützt er seine Auftraggeber in Bund und Ländern sowie die Europäische Kommission bei der Realisierung ihrer forschungspolitischen Zielsetzungen. Förderinteressenten und Antragsteller berät er über aktuelle Förderinitiativen und betreut sie bei der Vorbereitung und Umsetzung ihrer Vorhaben.

Weitere Informationen:
https://www.energieforschung.de/antragsteller/foerderangebote/foerderaufruf_gese...
(Weitere Informationen zum Förderaufruf „Energiewende und Gesellschaft" sowie Kontaktdaten der Ansprechpartner/innen)

Quelle: IDW 

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Drei Forschungsschiffe - ein Auftrag

Ralf Röchert Kommunikation und Medien
Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Extreme Hoch- und Niedrigwasserereignisse im Fokus von Wissenschaftsteams

Sturmereignisse mit starken Regenfällen und Überschwemmungen wird es laut globaler Prognosen bis zum Ende dieses Jahrhunderts 10 bis 20 Prozent häufiger geben als bisher. Diese verursachen, ebenso wie extreme Niedrigwasserphasen, erhebliche Schäden und haben somit sozioökonomische aber auch ökologische Auswirkungen. Um diese besser zu verstehen, unternehmen drei Forschungsschiffe des Helmholtz-Programms MOSES am 16. und 17. April 2019 eine gemeinsame Forschungsfahrt von der Elbemündung bis nach Helgoland.

Deutlich erkennbare Extreme in Mitteleuropa sind Überschwemmungen im Einzugsgebiet der Elbe in den Sommermonaten der Jahre 2002 und 2013 sowie auch die extreme Niedrigwasserphase 2018. Jedes dieser Ereignisse verursachte Schäden in Milliardenhöhe und zeigte enorme sozioökonomische sowie ökologische Auswirkungen. „Um die hydrologischen Extreme und ihre Rolle in Wasser- und Stoffkreisläufen besser zu verstehen, brauchen wir fundiertes Wissen über das Zusammenspiel zwischen den Entstehungsbedingungen wie Wetterlagen, Niederschlagsmenge und der Topographie der betroffenen Gebiete sowie den Einflussparametern entlang der Fluss- und Meeressysteme wie beispielsweise Nährstoff- und Schadstoffquellen", sagt Prof. Philipp Fischer. Der Biologe vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) auf Helgoland koordiniert die jetzt stattfindende Sternfahrt dreier Forschungsschiffe, die diese grundlegenden Daten liefern soll.

Die Ausfahrt findet statt im Rahmen des Helmholtz-Programms MOSES (Modular Observation Solutions for Earth Systems - www.moses-helmholtz.de). MOSES hat zum Ziel, die Auswirkungen solcher extremer Hoch- und Niedrigwasserereignisse am Beispiel des Einzugsgebiets der Elbe zu untersuchen und die möglichen chemischen, physikalischen und ökologischen Folgen von Extremereignissen für das Gesamtsystem von Flussoberlauf bis in die Küstengebiete zu bewerten.

Mit Hilfe speziell angepasster und teilweise neu entwickelter mobiler und modularer Sensorik können die Wissenschaftler Situationen im Wasserhaushalt des Einzugsgebietes (Starkregen- oder langanhaltende Trockenheit), die sich „extrem" entwickeln, situationsangepasst erfassen und bewerten. Diese Messergebnisse können dann mit den Langzeitmessungen von bestehenden Dauerobservatorien oder den autonomen Beobachtungssystemen von Fähren (Ferry Boxes) von Büsum und Cuxhaven nach Helgoland vergleichend analysiert werden. Solche Observatorien und die Kooperation mit Fähren sind im Rahmen des Projektes Cosyna (Coastal Observing Systems for Northern and Arctic Seas) in der Elbmündung etabliert.

In der Zeit vom 16. bis 17. April findet die erste Testkampagne im Rahmen von MOSES mit den Forschungsschiffen Littorina, Mya II und Ludwig Prandtl statt, um den Ernstfall zu proben. Die drei Schiffe von GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, AWI und Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung (HZG) sollen künftig bei Hoch- oder Niedrigwasserereignissen eingesetzt werden, um Proben zu sammeln und Echtzeitdaten während Extremereignisse zu nehmen und diese beispielsweise für die Modellierung möglicher Umweltszenarien und Auswirkungen der Extremereignisse bereitzustellen.

Forschende von fünf Forschungszentren werden von Cuxhaven und Büsum aus nach Helgoland und zurück fahren - neben den Schiffsbetreibern sind das Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) und das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) dabei. Dabei werden sie den schiffsübergreifenden Einsatz vernetzter Sensorik zur flächenhaften Messung der Ökosystemqualität in den Küstengewässern erproben. Die Forschungsschiffe werden sich dabei zusätzlich mit den Fähren Helgoland und Funny Girl der Reederei Cassen Eils auf dem Weg nach Helgoland treffen. Diese Schiffe sind ebenfalls mit Sensoren in einer Ferry Box ausgestattet, mit denen sie kontinuierlich Umweltmessdaten aufnehmen, die im Ernstfall die Daten der Forschungsschiffe komplementieren.

Die Testkampagne ist die erste von drei geplanten Übungen in der Elbmündung, welche die Koordination und den Ablauf solcher Messfahrten optimieren sollen. Im Falle eines sich anbahnenden extremen Hochwasserereignisses in der Elbe verfügt das Forscherteam über eine relativ kurze Vorlaufzeit von etwa einer Woche, um die Schiffe mit den Messinstrumenten vorzubereiten, das Einsatzteam zu organisieren und die Flutwelle anzutreffen, wenn sie in der Nordsee einläuft. „Die Folgen von Extremereignissen für Dörfer, Städte und Gemeinden an der Elbe sind größtenteils bekannt, aber unser Wissen über die Auswirkungen auf die Meeresumwelt ist sehr beschränkt. Mit der Übung im April 2019 bereitet MOSES die Durchführung erster Messungen im Abfluss der Elbe für den ‚Ernstfall‘ während eines extremen Hochwassers vor", sagt AWI-Biologe Philipp Fischer.

Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 19 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Quelle: IDW 

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Vergangenheit trifft Zukunft

Elke Sähn Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme

autartec®-Haus am Fuß der F60 fertiggestellt

Der Hafen des Bergheider Sees beherbergt seinen ersten Bewohner. Das schwimmende autartec®-Haus - entstanden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Wachstumskerns - soll mit seinem unkonventionellen Aussehen und einer Vielzahl implementierter neuer Technologien das Lausitzer Seenland bereichern.

Bereits seit 2014 entwickelten und erprobten Unternehmen, Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen aus Süd-Brandenburg, Sachsen und Ost-Thüringen neue Materialien und Methoden. So entstanden innerhalb des Projekts autartec® verschiedenste Technologien für sich selbst versorgende Siedlungen und schwimmende Architektur. Am 16. April findet die offizielle Abschlussveranstaltung statt.

Insbesondere die Verwendung innovativer Bauwerkstoffe aus Carbonbeton, die Strukturintegration von Energiespeichern, die Erprobung von Wasseraufbereitungsanlagen und die Entwicklung einer umfassenden Steuerung der spezifischen Teilkomponenten sollen dazu beitragen, eine autarke Lebensweise zu ermöglichen.

Mitte letzten Jahres wurde unter Federführung des Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI in Dresden damit begonnen, das Haus als Technologiedemonstrator zu errichten. Das Nutzungsszenario orientiert sich an dem Energie- und Platzbedarf eines 4-Personenhaushaltes. Der 175 qm großen Ponton bildet das Fundament für ein zweistöckiges Gebäude mit umlaufender Terrasse.

Architektonisch spiegelt die Kubatur des Hauses die drei Facetten der im Projekt angestrebten Autarkiebereiche für Wasser/ Abwasser, Elektroenergie und Wärmeenergie wider. Dementsprechend prägen drei sich durchdringende Kuben das skulpturale Erscheinungsbild. Spezifische Gebäudeflächen sind für den jeweiligen Energieertrag optimal ausgerichtet. Die Gesamtkomposition referenziert zu der freiheitlichen und unabhängigen Wohnkultur auf Basis moderner Technologien.

Das schwimmende Haus als Symbolbild für vernetzte alternative Energiekonzepte und moderne Wohnkultur bietet gute Chancen, als Kristallisationskeim für weitere Aktivitäten zu neuen Lebensformen auf dem Wasser und dem Land zu fungieren.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Matthias Klingner
Institutsleiter

Telefon +49 (0)351/ 46 40-640
matthias.klingner@ivi.fraunhofer.de

Weitere Informationen:
http://www.ivi.fraunhofer.de
http://www.autartec.com

Quelle: IDW 

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Plastikmüll stört Kommunikation: Bayreuther Studie zeigt Risiken für Ökosysteme auf

Christian Wißler Pressestelle
Universität Bayreuth

Plastikmüll beeinträchtigt im Wasser lebende Organismen auf eine bisher wenig beachtete Weise: Botenstoffe, die für die Kommunikation unter Wasser unentbehrlich sind, reichern sich an der Oberfläche von Plastikteilchen an und können dadurch ihre ökologischen Funktionen nicht mehr erfüllen. Dies zeigen Wissenschaftler der Universität Bayreuth in einer neuen Studie am Beispiel von Wasserflöhen. Die Tiere bilden Verteidigungsstrukturen aus, wenn Botenstoffe ihnen signalisieren, dass sie von Fressfeinden bedroht sind. Die Verteidigungen sind jedoch deutlich schwächer ausgebildet, sobald sich Plastikmüll im Wasser befindet. In Scientific Reports stellen die Wissenschaftler ihre Erkenntnisse vor.

„Forschungsarbeiten zu den möglichen Effekten von Plastikpartikeln in der Umwelt haben sich bisher auf direkte Auswirkungen fokussiert, die beispielsweise auftreten können, wenn diese mit der Nahrung aufgenommen werden. Wir haben hingegen an einem Fallbeispiel nachgewiesen, welche potenziellen Risiken die bloße Anwesenheit von Plastikmüll in Ökosystemen hat", erklärt Prof. Dr. Christian Laforsch, der die Forschungsarbeiten koordiniert hat.

Von kleinen im Plankton lebenden Krebsen der Gattung Daphnia (Wasserflöhe) ist bekannt, dass sie sich vor Fressfeinden durch vergrößerte körpereigene Strukturen schützen: Beispielsweise entwickelt die Art Daphnia longicephala eine große „Kopfhaube" und einen langen Stachel. Dadurch sind sie vor Angriffen ihrer Fressfeinde, in diesem Fall Wasserwanzen, geschützt. Botenstoffe, sogenannte Kairomone, bewirken, dass sich diese Strukturen ausbilden. Sie werden von natürlichen Fressfeinden im Wasser abgegeben und signalisieren den Daphnien die Anwesenheit der Räuber. Das Team der Bayreuther Biologen hat nun untersucht, wie es um dieses körpereigene Verteidigungssystem bestellt ist, falls sich in der Umwelt der Wasserflöhe auch Plastikpartikel befinden. Für diese Tests haben sie zwei Kunststoffsorten ausgewählt, die besonders häufig in Gewässern gefunden werden. In den Versuchsansätzen, in denen Plastikpartikel im Wasser waren, wurden die der Verteidigung dienenden Strukturen deutlich schwächer ausgebildet. „Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Kairomone zu einem erheblichen Teil an den Plastikpartikeln anlagern - ein Vorgang, der als Adsorption bezeichnet wird. Dadurch können sie im Wasser nicht mehr detektiert werden, so dass den Wasserflöhen fälschlicherweise eine geringere Gefahr signalisiert wird", sagt der Erstautor der Studie, Benjamin Trotter M.Sc., Doktorand an der Universität Bayreuth.

Die Folgen dieser gestörten Unterwasser-Kommunikation könnten weitreichend sein. Die Wasserflöhe unterschätzen die Gefahren, die ihnen von natürlichen Fressfeinden drohen, entwickeln keine ausreichende Abwehr und fallen daher ihren Fressfeinden häufiger zum Opfer. „Daphnien haben eine entscheidende Bedeutung für das natürliche Nahrungsnetz in stehenden Gewässern", sagt die Bayreuther Doktorandin Anja Ramsperger M.Sc., die an der Studie ebenfalls mitgewirkt hat. Eine derartige Fehlanpassung, bedingt durch das bloße Vorkommen von Plastik in der Umwelt, könnte das gesamte Nahrungsnetz beeinflussen und somit Auswirkungen auf das entsprechende Ökosystem haben.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Christian Laforsch
Lehrstuhl für Tierökologie I
Universität Bayreuth
Tel.: +49 (0) 921 / 55- 2650
E-Mail: christian.laforsch@uni-bayreuth.de

Originalpublikation:

B. Trotter, A.F.R.M. Ramsperger, P. Raab, J. Haberstroh, C. Laforsch: Plastic waste interferes with chemical communication in aquatic ecosystems, in Scientific Reports (2019), DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-41677-1

Quelle: IDW 

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Pilze filtern Medikamente aus dem Abwasser

Kim-Astrid Magister Pressestelle
Technische Universität Dresden

Wissenschaftler der TU Dresden entwickeln ein Biofiltersystem auf der Basis von Pilzenzymen, das kritische Chemikalien effektiv und nachhaltig aus gereinigtem Abwasser entfernt. Die Arbeitsgruppe Enzymtechnik am Institut für Naturstofftechnik forscht seit zwei Jahren an dem biochemischen Verfahren zur Entfernung von Xenobiotika, die Flüsse und Seen belasten.

Xenobiotika - dazu gehören Hormone, Schmerzmittel, Antibiotika, aber auch Röntgenkontrastmittel oder Industrie- und Agrarchemikalien - werden durch den Menschen über das Abwasser in die Stoffkreisläufe der Natur eingebracht. Aktuelle Studien zeigen, dass allein in Deutschland jährlich etwa 300.000 Tonnen Mikroschadstoffe in die Wasserkreisläufe gelangen. Schon in sehr geringer Konzentration haben einige dieser Stoffe nachteilige Wirkungen auf unser Ökosystem und beeinflussen die Gewinnung von Trinkwasser negativ.

„Die bestehenden dreistufigen kommunalen Wasser- und Abwasserreinigungsanlagen sind nur teilweise in der Lage, diese Schadstoffe herauszufiltern. Selbst modernste Anlagen können keine vollständige Reinigung leisten. Manche Mikroschadstoffe wie zum Beispiel Anti-Epileptika können bisher überhaupt nicht rausgefiltert werden. Über das Wasser gelangen sie in die Umwelt und verändern Fische und alle anderen lebenden Organismen", umreißt die Projektleiterin Dr. Anett Werner das Problem. „Noch gibt es für diese Stoffe keine gesetzlichen Grenzwerte, doch das wird sich ändern müssen. Dann steht in vielen Klärwerken in Deutschland der Ausbau einer vierten Reinigungsstufe an. In der Schweiz ist das an vielen Stellen schon erfolgt."

Die Wissenschaftler der TU Dresden entwickeln ein Verfahren, das die chemischen Verbindungen der naturfremden Rückstände aufspalten kann. Dieses Biofiltersystem funktioniert auf der Basis von bestimmten Pilzenzymen. Nur Ständerpilze (Basidiomyceten) besitzen diesen Enzym-Cocktail. Sie können ringförmige chemische Verbindungen, wie sie auch die kritischen Xenobiotika besitzen, aufspalten und schließlich zu deren Entfernung beitragen.

„Wir wollen ein Filtersystem entwickeln, das zumindest einen Teil der Mikroschadstoffe auf natürlichem Weg entfernt. Dabei helfen uns Pilze, deren Enzyme wie chemische
Scheren arbeiten. Die Scheren zerschneiden die Ringstrukturen der Medikamente, dadurch werden sie biologisch abbaubar. Wir isolieren die Enzyme, binden sie an hochporöse metallische Werkstoffe und bauen sie in Filter am Ende der Kläranlagen ein. Sobald die Enzyme nicht mehr arbeiten, werden die Kugeln entnommen, erhitzt und mit neuen Enzymen versehen", so Werner.

Für das eigentliche Biofiltersystem mussten die Wissenschaftler eine Technologie zur Immobilisierung (Isolation & Fixierung) der Enzyme auf hochporöse Träger konstruieren. Als Trägermaterial wurden verschiedene Materialien erfolgreich getestet: metallische Hohlkugeln aus einem Sintermaterial, die kaum 4 Millimeter groß sind, Metallschäume, Membranen und Luffa-Schwämme, ein Naturmaterial, das als Naturstoff reichlich und günstig verfügbar ist und nach der Nutzung im Filter auch noch biologisch abgebaut werden kann. Die Fixierung auf einem Träger ist wichtig, damit die Enzyme in einem Filtersystem an Ort und Stelle arbeiten können.

Bisherige Laborversuche haben gezeigt, dass die Enzyme auf metallischen Hohlkugeln selbst nach acht Wochen noch aktiv sind. Dieser Zeitraum soll weiter optimiert werden. In einer Biofilteranlage müsste das Wasser etwa zwei bis acht Stunden verweilen bis die kritischen Substanzen abgebaut sind. Zudem konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass sich 15 Substanzen mithilfe der Pilzenzyme auf natürlichem Weg aus dem Wasser entfernen lassen - darunter Antibiotika, Schmerzmittel, Blutdrucksenker, Entwässerungsmittel und ein Anti-Epileptikum, für das es bisher keine praktikable technische Lösung gab. Damit entwickeln die Bioverfahrenstechniker der TU Dresden einen wesentlichen Baustein zur nachhaltigen Wassernutzung. In Kürze wird das Biofiltersystem unter Realbedingungen getestet. Zukünftig soll das Verfahren auch für weitere Xenobiotika, wie Bisphenol-A, verschiedene Antibiotika und Pestizide optimiert werden.

Im Projekt XenoKat arbeiten unter der Leitung des Institutes für Naturstofftechnik an der TU Dresden die ASA Spezialenzyme GmbH, die BfG Bundesanstalt für Gewässerkunde sowie das CIMTT Zentrum für Produktionstechnik und Organisation der TU Dresden zusammen. Das Gesamtprojekt wird mit 700.000 EUR für den Zeitraum Mai 2017 bis Oktober 2019 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Anett Werner
Leiterin Arbeitsgruppe Enzymtechnik
TU Dresden
Institut für Naturstofftechnik
Professur für Bioverfahrenstechnik
Tel.: +49 351 463-32594
Émail: anett.werner@tu-dresden.de

Quelle: IDW 

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BZgA empfiehlt: Jetzt gegen Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) impfen

Dr. Marita Völker-Albert Pressestelle
Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung

Die Zahl der FSME-Fälle in Deutschland steigt. Daher rät die Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA) allen Reisenden und Bewohnern in FSME-Risikogebiete sich rechtzeitig impfen zu lassen. Die meist durch Zeckenstiche übertragene Infektion mit FSME-Viren kann zu einer Entzündung des Gehirns, der Hirnhäute oder des Rückenmarks führen. Im Jahr 2018 wurden in Deutschland 583 FSME-Erkrankungen und damit fast 100 Fälle mehr als im Vorjahr (2017: 486) an das Robert Koch-Institut (RKI) gemeldet. Das ist die höchste Zahl von FSME-Fällen seit Einführung der Meldepflicht im Jahr 2001. Das RKI hat 2019 fünf weitere Landkreise als neue Risikogebiete ausgewiesen.

Wer eine Reise in FSME-Risikogebiete plant, sollte sich rechtzeitig impfen lassen. Dazu rät die Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA) und informiert auf http://www.impfen-info.de über die FSME-Impfung. FSME wird durch Zecken übertragen und führt zu einer Entzündung der Hirnhäute und des Gehirns. Im Jahr 2018 wurden in Deutschland 583 FSME-Erkrankungen und damit fast 100 Fälle mehr als im Vorjahr (2017: 486) an das Robert Koch-Institut (RKI) gemeldet. Das ist die höchste Zahl von FSME-Fällen seit Einführung der Meldepflicht im Jahr 2001.
Dr. med. Heidrun Thaiss, Leiterin der BZgA, erklärt: „Noch ist es Zeit, sich gegen FSME impfen zu lassen, bevor die aktive Zeit im Freien beginnt. Dies gilt nicht nur für Reisende, die in FSME-Risikogebieten Urlaub machen. Auch für diejenigen, die in Risikogebieten leben, ist der Impfschutz gegen FSME wichtig. Jedem, der sich in einer solchen Region im Freien, insbesondere im Wald, aufhält, wird die Impfung gegen FSME empfohlen."
In Deutschland tritt FSME derzeit vor allem in Baden-Württemberg und Bayern, aber auch im südlichen Hessen (Odenwald), im südöstlichen Thüringen und in Sachsen auf. Außerdem betroffen sind die Landkreise Marburg-Biedenkopf (Mittelhessen), Saar-Pfalz-Kreis (Saarland), Birkenfeld (Rheinland-Pfalz) und Emsland (Niedersachsen). Das RKI hat in diesem Jahr fünf weitere Landkreise als neue Risikogebiete ausgewiesen. Hierzu gehören neben dem Landkreis Emsland (Niedersachsen) drei Kreise in Bayern (LK Garmisch-Partenkirchen, LK Landsberg a. Lech, SK Kaufbeuren) sowie der Landkreis Sächsische Schweiz-Osterzgebirge.
Die Karte mit den Hochrisikogebieten findet sich unter: https://www.impfen-info.de/mediathek/infografiken/
Die meist durch Zeckenstiche übertragene Infektion mit FSME-Viren kann zu einer Entzündung des Gehirns, der Hirnhäute oder des Rückenmarks führen. Erwachsene erkranken meist schwerer als Kinder. Neben Zecken kann FSME sehr selten auch durch Rohmilchprodukte von erkrankten Ziegen oder Schafen übertragen werden, nicht jedoch von Mensch zu Mensch.
Mit drei Impfungen wird ein länger anhaltender Impfschutz gegen FSME aufgebaut. Nach dem üblichen Impfschema erhält man je nach Impfstoff die ersten beiden Impfungen im Abstand von 14 Tagen bzw. ein bis drei Monaten. Ein kurzzeitiger Impfschutz besteht ab etwa 14 Tagen nach der zweiten Impfung. Für einen längeren Schutz ist eine dritte Impfung nötig. Sie wird nach weiteren fünf bzw. neun bis zwölf Monaten verabreicht. Eine erste Auffrischung wird nach drei Jahren empfohlen, weitere Auffrischungen sind - abhängig vom Alter - alle drei bis fünf Jahre angeraten.
Deutschlandweit können Zecken neben FSME zum Beispiel auch Borreliose übertragen, eine Erkrankung, die im Gegensatz zu FSME durch Bakterien verursacht wird. Sie kann unterschiedlich schwer verlaufen und betrifft vor allem die Haut, das Nervensystem und die Gelenke.
Praktische Tipps zum Schutz vor einem Zeckenstich unter:
http://www.infektionsschutz.de/erregersteckbriefe/fsme/.

Weitere Informationen zum Thema:
Karte „FSME-Risikogebiete in Deutschland" zum Download: https://www.impfen-info.de/mediathek/infografiken/
Für Kinder: https://www.impfen-info.de/impfempfehlungen/fuer-kinder-0-12-jahre/fsme-fruehsom...
Für Jugendliche: https://www.impfen-info.de/impfempfehlungen/fuer-jugendliche-12-17-jahre/fsme-fr...
Für Erwachsene: https://www.impfen-info.de/impfempfehlungen/fuer-erwachsene/fsme-fruehsommer-men...
Kostenlose Bestellung der BZgA-Materialien unter:
Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung, 50819 Köln
Online-Bestellsystem: www.bzga.de/infomaterialien
Fax: 0221/8992257
E-Mail: order@bzga.de

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KIT-Experte zu aktuellem Thema: Putzen mit Bakterien

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation - Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie

Die Sonnenstunden werden mehr, die Temperaturen steigen - und der Frühjahrsputz steht an. Derzeit geraten Mittel mit Bakterien in Mode: Die probiotischen Reiniger enthielten „freundliche" Mikroorganismen, die Schmutz, Staub und schädliche Bakterien auf natürliche Weise beseitigten, versprechen die Hersteller. So werde selbst hartnäckiger Schmutz effizient und umweltschonend entfernt. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben die Mikro-Haushaltshilfen unter die Lupe genommen.

Die Reinigungswirkung von probiotischen Reinigern basiert auf dem Konzept, dass Stoffe wie Fette, Eiweiße, Kohlenhydrate oder Harnstoffe, aus denen der Schmutz in unseren Küchen, Bädern und Toiletten größtenteils besteht, Mikroorganismen als Nahrung dienen. Um diese aufnehmen zu können, bilden Bakterien Enzyme, welche die Schmutzpartikel aufspalten. Die Idee, dass man Bakterien auf einer Oberfläche versprühen könne und diese dadurch sauber werde, hält Professor Johannes Gescher vom Institut für Angewandte Biowissenschaften des KIT indes für wenig überzeugend. Zwar seien Mikroorganismen in der Lage, organischen Kohlenstoff zu fressen, wie es zum Beispiel in Klärwerken alltäglich geschehe, wo Bakterien eingesetzt werden, um Abwasser zu reinigen. Aber: „Alles, was Bakterien fressen, setzen sie in CO2 und in neue Biomasse um", so der Experte für Angewandte Biologie. Sprich, wo Bakterien Nahrung finden, gibt es sehr schnell noch mehr Bakterien, die wiederum eventuell Ausscheidungen zurücklassen könnten. „Damit eignen sich Bakterien eher weniger, Oberflächen so von organischem Kohlenstoff zu befreien, dass man hinterher tatsächlich von Sauberkeit sprechen könnte", meint Gescher.

Der Forscher hat einige Reiniger im Labor untersucht: In manchen davon fanden sich ein bis zwei Milliarden Zellen pro Milliliter. Darüber hinaus enthielten die probiotischen Allzweckreiniger eine Mischung aus Säuren, die der Verbraucher zum Teil gut kennt: Essigsäure ist ein Bestandteil von vielen Reinigungsmitteln und kam in verdünnter Form vor. Darüber hinaus enthielten die getesteten Reiniger Alkohol, Buttersäure und Propionsäure, was den charakteristischen Geruch der Reiniger erklärt. „Damit liegt der Verdacht nahe, dass die Reinigungsleistung die Zusatzstoffe erbringen und nicht die Mikroorganismen", sagt Gescher und rät: „Wer umweltschonend putzen möchte, sollte zu schnell abbaubaren Reinigungsmitteln greifen."

Der Gedanke, „gute" Bakterien könnten unerwünschte vertreiben, überzeugt den Wissenschaftler nicht. „Die meisten Mikroorganismen leben in Biofilmen, also einer Schleimschicht, in der sie eingebettet sind. Sie haben sich an die Oberflächen und Bedingungen angepasst, auf und mit denen sie wachsen. Mikroorganismen in einem Reiniger sind kaum in der Lage, den natürlichen Film auf einer Oberfläche zu verdrängen." Solche Biofilme ließen sich vor allem mit mechanischen oder chemischen Mitteln entfernen, die umweltbewusste Nutzerinnen und Nutzer ja gerade meiden wollten. Zudem seien Bakterien in feuchter Umgebung aktiv. „Wenn man wischt, ist der Boden vielleicht zehn Minuten feucht", sagt Gescher. Viel zu wenig Zeit für die Mikroorganismen, um etwas zu sich zu nehmen.

Schließlich seien die häufig angepriesenen Fotosynthese- und Milchsäurebakterien als Putzhelfer denkbar ungeeignet: Cyanobakterien, auch Blaualgen genannt, benutzten Sonnenlicht als Energiequelle, wie Bäume und Gräser. „Sie ernähren sich also, salopp gesagt, von Licht und Luft und können an der gewünschten Reinigungsleistung überhaupt nicht beteiligt sein", so Gescher. Milchsäurebakterien hingegen nehmen zwar organischen Kohlenstoff zu sich und produzieren Milchsäure - wie beim Herstellen von Joghurt. „Das machen sie aber nur, wenn sie keinen Zugang zu Sauerstoff haben. Auch hier muss man also fragen, wie eine Reinigungsleistung erfolgen soll, wenn man diese Organismen auf einer Oberfläche ausbringt."

Für weitere Informationen stellt der Presseservice des KIT gern Kontakt zu Johannes Gescher her. Bitte wenden Sie sich an Dr. Felix Mescoli, Tel. +49 721 608-21171, felix.mescoli@kit.edu oder an das Sekretariat, Tel. 0721 608-21105, E-Mail an presse@kit.edu.

Im Portal „KIT-Expertinnen und -Experten" finden Sie weitere Ansprechpartner zu Highlights aus der Forschung des KIT sowie zu tagesaktuellen Themen: https://www.sek.kit.edu/kit_express.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
felix.mescoli@kit.edu
presse@kit.edu

Weitere Informationen:
https://www.sek.kit.edu/kit_express.php

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E. coli & Co.: Fäkalkeime in Landschaften und Fließgewässern

Nadja Neumann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Fäkalkeime - Bakterien, die den Darm von Mensch und Tier bewohnen - können Gewässer verunreinigen. Die Ausbreitung und Verteilung von fäkalen Keimen in Flüssen und der Eintrag aus der umgebenden Landschaft ist bisher nur wenig erforscht. Dörthe Tetzlaff vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hat zusammen mit Forschenden der Universität Aberdeen in Schottland ein indikatorgestütztes Modell entwickelt, um anhand der hydrologischen Prozesse in der Landschaft und der Vernetzung von Fließgewässern die Dynamik von E. coli & Co. abschätzen zu können - eine wichtige Grundlage, um akute oder länger andauernde mikrobielle Verunreinigungen von Flüssen zu managen.

Um die Ausbreitung und den Verbleib von Fäkalkeimen im Gewässer zu verstehen muss man auch die Herkunftsräume, die Menge und die Fließwege des Wassers in der Landschaft erfassen und die Einträge in das Flussnetz berücksichtigen. IGB-Forscherin Dörthe Tetzlaff, ihr Doktorand Aaron Neill und zwei ihrer Kollegen von der Universität Aberdeen (Chris Soulsby und Norval Strachan) haben in einem Untersuchungsgebiet in Schottland erforscht, wie sich markierte fäkale Indikatorkeime in einem Einzugsgebiet verbreiten. Anschließend verknüpften sie die Daten mit hydrometrischen Werten (mengenmäßige Erfassung des Wasserkreislaufs) und stabilen Isotopenmarkern („Tracer"). Eine solche Kombination ist neuartig. Daraus entwickelten die Forschenden ein mathematisches Modell zur Verbreitung von Fäkalkeimen, welches sich auch auf andere Fließgewässer übertragen lässt.

Modell sagt Verteilung von Fäkalkeimen im Sommer sehr genau voraus:
Die Forschenden konnten in dieser kombinierten Studie zeigen, dass der Grad der Vernetzung des Wasserkreislaufs (Konnektivität) eine entscheidende Rolle für die Verteilung der Fäkalkeime spielt. Die neu entwickelte Methode erlaubte es, genau zu quantifizieren, wann und von wo Keime in das System gelangen. „In unserem Untersuchungsgebiet waren die Konzentrationen von Fäkalkeimen im Gewässer im Sommer am höchsten, dies ist auch in anderen Regionen zu erwarten. Vor allem in den Sommermonaten kommen Starkregenereignisse häufiger vor und spülen Keime von landwirtschaftlich genutzten Flächen in Gewässer. Im Sommer gelangen so auch Keime ins Wasser, die nicht aus der unmittelbaren Nähe des Gewässers stammen, wohingegen im Winter Keime mobilisiert werden, die in der Uferzone gespeichert worden sind. Das von uns entwickelte Modell konnte die tatsächliche Verteilung der Keime im Sommer sehr genau widerspiegeln", so Dörthe Tetzlaff zu den Ergebnissen der Studie.

Für die Wintermonate müssen die Forschenden das indikatorgestützte Modell noch anpassen. Für diesen Zeitraum unterschieden sich nämlich die berechneten Keimbelastungen von den gemessenen Werten. Grund dafür, so vermuten die Forschenden, sind die erhöhten Absterberaten der Keime bei niedrigen Temperaturen und vor allem aber Bodenfrost; beides Aspekte, die im Modell bisher nicht erfasst wurden. „Es ist eine sehr spannende, aber mühevolle Aufgabe, solch ein zeitlich und räumlich dynamisches mathematisches Modell zu optimieren. Es gibt so viele unbekannte Größen, die es zu berücksichtigen gilt", resümiert Dörthe Tetzlaff. Die Forscherin ist optimistisch, dass dieses Modell und seine Weiterentwicklungen eines Tages die wissenschaftliche Grundlage bilden, um die Verbreitung von Fäkalkeimen im Einzugsgebiet von Fließgewässern abschätzen zu können.

Weitere Anknüpfungspunkte zum Thema am IGB:
• Stresstest für Flüsse: frei verfügbares Szenario-Analysetool, um verschiedene Stressoren für Europäische Flüsse zu analysieren und zu visualisieren. Dr. Markus Venohr
• Pharmaka in Oberflächengewässern und deren Auswirkungen auf Amphibien und Fische. Prof. Dr. Werner Kloas
• Wasser als Vektor für Krankheitserreger (z.B. Closterium deciphile, MRSA-Bakterien und Influenza A). Prof. Dr. Hans-Peter Grossart im Leibniz-Forschungsverbund INFECTIONS'21

Zu Prof. Dr. Dörthe Tetzlaff: Dörthe Tetzlaff ist Leiterin der Abteilung „Ökohydrologie" am IGB. Ihr internationales Team untersucht den gesamten Kreislauf von Wasser in der Landschaft: im Boden, im Grundwasser und in Oberflächengewässern, aber auch in Pflanzen und der Atmosphäre. Ziel ist zu erforschen, wie Einzugsgebiete auf unterschiedlichen räumlich-zeitlichen Skalen ökohydrologisch funktionieren. Es werden Interaktionen von Landschaften und Fließgewässern untersucht, um das Verständnis physikalischer Prozesse zur Entstehung von Wasserführung und die Art, wie diese Prozesse die Hydrochemie und Ökohydrologie von Gewässern beeinflussen, zu erhöhen.

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):
Das Leibniz-IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements. Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin-Brandenburg und weltweit. Das Leibniz-IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft. www.igb-berlin.de/

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dörthe Tetzlaff
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 310
12587 Berlin
Telefon: 030/64181661
E-Mail: d.tetzlaff@igb-berlin.de

Originalpublikation:
Aaron J. Neill; Doerthe Tetzlaff; Norval J. C. Strachan; Chris Soulsby: To what extent does hydrological connectivity control dynamics of faecal indicator organisms in streams? Initial hypothesis testing using a tracer-aided model. Journal of Hydrology. - 570(2019), S. 423-435

Quelle: IDW 

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Sich mental auf die Arbeit einstellen ist genauso wichtig wie das Abschalten nach Feierabend

Linda Schädler Abteilung Kommunikation
Universität Mannheim

Morgens beim Frühstück oder unter der Dusche die mentale „To-Do-Liste" für den bevorstehenden Arbeitstag durchzugehen, ist für die Zufriedenheit und Leistungsfähigkeit von Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmern genauso wichtig wie das Abschalten nach der Arbeit. Das zeigt eine Studie der Mannheimer Arbeitspsychologinnen Sabine Sonnentag und Kathrin Eck sowie ihrer Kolleginnen von der Universität Ulm und der Portland State University, USA.

Für das Wohlbefinden von Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmern ist es essentiell, dass sie nach der Arbeit mental Abstand von der Arbeit gewinnen und sich erholen. Das belegen zahlreiche Untersuchungen. Eine neue Studie zeigt jedoch, dass das Gegenteil genauso wichtig ist: Berufstätige, die sich morgens schon mental auf die Arbeit vorbereiten - sich also über bevorstehende Aufgaben, Herausforderungen und mögliche Lösungsansätze schon im Vorfeld Gedanken machen - sind am Arbeitsplatz engagierter.

Die im Journal of Management veröffentlichte Studie zeigt, dass das Planen von Aufgaben und das mentale Einstimmen auf den anstehenden Arbeitstag dabei hilft, bei der Arbeit engagierter zu sein. „Aus früheren Untersuchungen wissen wir, dass das gedankliche Abschalten von der Arbeit am Feierabend mit positivem Erleben einhergeht, beispielsweise geringerer Müdigkeit am nächsten Morgen", sagt Sabine Sonnentag, Autorin der Studie und Professorin für Arbeits- und Organisationspsychologie an der Universität Mannheim. „Die Kehrseite dieser früheren Befunde ist, dass Menschen sich aber auch zum Start des Arbeitstages wieder mit ihrer Arbeit mental ‚verbinden' müssen, um den Herausforderungen, die während des Tages auf sie zukommen, gewachsen zu sein."

Wie Menschen sich mental auf ihre Arbeit vorbereiten, ist personen- und berufsabhängig. Während manche beim Frühstück oder unter der Dusche die bevorstehenden Aufgaben durchgehen, durchdenken andere das Gespräch mit ihrem Vorgesetzten auf dem Weg zur Arbeit oder in der Schlange beim Bäcker. „Das gedankliche Einstimmen auf die Arbeit hängt damit zusammen, dass man am Arbeitsplatz engagierter und mit mehr Energie bei der Sache ist", sagt Sonnentag. „Konkret haben wir gefunden, dass das gedankliche Einstimmen mit dem Aktivieren von arbeitsbezogenen Zielen einhergeht, wodurch der Arbeitstag dann insgesamt positiver verläuft."

Auf Grundlage dieser Erkenntnisse schlagen die Forscherinnen Unternehmen neue Verfahren vor, mit denen sie Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter dabei helfen können, sich bereits zu Beginn des Arbeitstags mit ihren Aufgaben zu befassen. Möglich wäre es zum Beispiel, den Angestellten am Anfang jedes Arbeitstages ein paar Minuten für sich zu geben, Checklisten oder kurze Planungstreffen zu Beginn des Arbeitstages anzubieten oder ihnen mehr Freiheiten bei der Umsetzung der Aufgaben einzuräumen.

Im Rahmen der Studie wurden 151 Probanden aus einem breiten Spektrum an Industriezweigen befragt, unter anderen aus dem Finanzsektor, der öffentlichen Verwaltung, des Informations- und Kommunikations- sowie dem Gesundheitssektor.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Sabine Sonnentag
Lehrstuhl für Arbeits- und Organisationspsychologie
Universität Mannheim
Telefon: 0621 181-2117
E-Mail: sonnentag@uni-mannheim.de

Originalpublikation:
https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0149206319829823

Quelle: IDW 

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Digitalisierung „zum Anfassen"

Sigrid Neef Öffentlichkeitsarbeit und Kommunikation
Ernst-Abbe-Hochschule Jena

Internationale Gäste erlebten an der EAH Jena den Einsatz von Digitalisierung in der Industrie

Am 4. April besichtigte eine Gruppe internationaler Gäste die Ernst-Abbe-Hochschule (EAH) Jena. Die Frauen und Männer, unter anderem aus Industrie und Ministerien, die auf Einladung des Auswärtigen Amtes in Berlin und Jena unterwegs waren, kamen aus Europa, Südamerika, Afrika und Asien.

Im Mittelpunkt ihres Besuches standen Beispiele der digitalen Veränderungsprozesse in der deutschen Wirtschaft. An der Jenaer Hochschule erlebten die Besucher, wie die industrielle Fertigung mit dem Einsatz der Digitalisierung intelligenter und effizienter gestaltet werden kann.

Rektor Prof. Dr. Steffen Teichert und der Leiter des Fachgebietes Fertigungstechnik und Fertigungsautomatisierung, Prof. Dr. Jens Bliedtner, gaben einen Überblick zu Forschungsaktivitäten sowie Kooperationen mit Unternehmen und Digitalisierungsprojekten der EAH.

Michael Seiler, Mitarbeiter im Fachgebiet Fertigungstechnik und Fertigungsautomatisierung, stellte verschiedene Entwicklungsarbeiten vor, die in Zusammenarbeit mit Unternehmen durchgeführt werden. Im anschließenden Rundgang wurden die Labore des Fachgebiets gezeigt und die Projekte im Detail erläutert. Schwerpunkte waren der Bereich der additiven Technologien und die Laserlabore mit dem Einsatz neuester Fertigungstechnologien und Digitalisierungsanwendungen.

Vorgestellt wurden am Donnerstagnachmittag auch die „Modellfabrik 3D-Druck", die kleinen und mittleren Unternehmen eine „Digitalisierung zum Anfassen" bereitstellt und das „Thüringer Zentrum für additive Technologien", ein Gemeinschaftsprojekt von Thüringer Forschungseinrichtungen, das Unternehmen einen schnellen und effizienten Zugang zu neuesten Verfahren der additiven Technologien ermöglicht. Gezielt vernetzt werden Akteure aus Wissenschaft und Wirtschaft bei „Nucleus Jena", einem gemeinsamen Vorhaben von EAH und Friedrich-Schiller-Universität Jena.

Informationen und Kontakt:
Constance Möhwald
Constance.Moehwald@eah-jena.de

Weitere Informationen:
http://www.eah-jena.de

Quelle: IDW 

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Continental, Deutsche Telekom, Fraunhofer ESK, MHP, Nokia: vernetztes Fahren erfolgreich getestet

Presse Institute Kommunikation
Fraunhofer-Gesellschaft

• Vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft gefördertes Car2MEC-Projekt startete 2016

• Edge Computing entscheidend für Fahrsicherheit auf dem Weg zum vollständig automatisierten Fahren

Lokales Cloud-Computing (Multi-Access Edge Computing MEC) ist eine Schlüsseltechnologie, um vernetztes Fahren, v. a. sicheres vernetztes Fahren zu ermöglichen. Von größter Bedeutung ist zudem, dass die beteiligten Branchen eng zusammenarbeiten, damit aus Konzepten nachhaltige Wertschöpfung erwachsen kann. Das zeigt das Car2MEC-Projekt nach zwei Jahren mit intensiven Tests und Feldversuchen durch Continental, Deutsche Telekom, Fraunhofer ESK, MHP und Nokia auf dem digitalen Testfeld Autobahn A9.

Car2MEC wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft gefördert. Ziel des Projekts war es, Erkenntnisse zur Tauglichkeit von MEC für vernetztes Fahren unter besonderer Berücksichtigung von Technologie, Netzarchitektur und Wirtschaftlichkeit zu gewinnen. Die Projektpartner testeten auf der A9 verschiedene konkrete Anwendungsfälle wie eine „Notfallwarnung", eine „Stauendewarnung", einen „Assistenten für variable Geschwindigkeitsbegrenzungen" sowie „HD-Karten". Der vollständige Abschlussbericht des Projekts steht hier zum Download bereit: https://onestore.nokia.com/asset/206173

„Multi-Access Edge Computing wird in Zukunft eine sehr wichtige Kommunikationstechnologie für das vernetzte Fahrzeug sein", sagt Ronald Hain, Leiter der Backend-Entwicklung bei Continental. „Die Schließung der Lücke zwischen lokalen Echtzeitanwendungen und Cloud-Diensten wird es uns ermöglichen, automatisiertes Fahren zu verbessern und zu erreichen, dass Fahrzeuge miteinander kooperieren. Darüber hinaus können lokale Dienste die Datenrate von LTE- oder 5G-Netzen effektiv nutzen. Continental arbeitet derzeit an einer Fahrzeugarchitektur, die auf dieser Kommunikationstechnologie basiert."

Die Deutsche Telekom baute eine projektspezifische Infrastruktur mit zwei räumlich getrennten MEC-Ressourcen in dem Testgebiet an der A9 auf. Die Testumgebung nutzte dabei auch das vorhandene LTE-Netz und wurde 12 Monate betrieben, um umfangreiche Testfahrten zu ermöglichen. Dadurch bot sich eine einmalige Gelegenheit, die MEC-Technologie unter realen Bedingungen zu analysieren: auf einer öffentlichen Straße und in einem kommerziellen Mobilfunknetz mit vielen parallelen Nutzern.

„Die Projektergebnisse bestätigen die Leistungsfähigkeit von Edge Computing in unseren 4G-Netzen und die Eignung dieser Technologie für Anwendungen im Automobilbereich, die niedrige Latenz und extrem hohe Zuverlässigkeit benötigten", erklärt Alexander Lautz, Senior Vice President 5G der Deutschen Telekom. „Wir werden die Zusammenarbeit mit Partnern im Automobilsektor fortsetzen, um die Technologie weiterzuentwickeln und in Lösungen für vernetztes und automatisiertes Fahren umzusetzen, die das Fahren weiter verbessern."

In dem Projekt ermöglichten die hybriden Kommunikationseinheiten von Fraunhofer ESK zeitkritische Anwendungen für vernetzte Fahrzeuge mit bewährten, standardisierten Protokollen und Nachrichtenformaten. Ein auf den Multi-Access Edge-Knoten implementierter hocheffizienter, verteilter Messaging-Dienst (GeoService) stellte Low-Latency-Konnektivität zwischen den Fahrzeugen und eine direkte Verbindung zu lokalisierten Diensten bereit. In Kombination mit den adaptiven Netzalgorithmen von Fraunhofer ESK, die in Laufzeit den am besten geeigneten Kommunikationspfad auswählen, können die komplementären Stärken unterschiedlicher Technologien genutzt werden, um für jede Anwendung und jeden Kontext eine optimierte Dienstgüte (Quality of Service, QoS) zu bieten.

„Dieses Projekt gab uns die Gelegenheit, unsere ETSI ITS-konforme Hybridlösung in einem kommerziellen Mobilfunknetz zu evaluieren und unter Berücksichtigung neuer Möglichkeiten durch 5G zu optimieren", so Karsten Roscher, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer ESK. „Zwar verbesserte die Edge-Cloud die Ende-zu-Ende-Latenz um mehr als 20 ms, doch das 4G-Funkzugangsnetz ist weiterhin ein begrenzender Faktor für anspruchsvollere zukünftige Dienste. Dennoch sind wir überzeugt, dass die Kombination von Edge-Cloud und 5G völlig neue vernetzte und verteilte Anwendungen schaffen wird."

MHP lieferte Erkenntnisse zum Wert von MEC für vernetztes Fahren aus betriebswirtschaftlicher Sicht. Das Beratungsunternehmen identifizierte kritische Erfolgsfaktoren für potenzielle kommerzielle Ökosysteme auf Basis der neuen Technologie. Die wirtschaftlichen Möglichkeiten, die MEC der Automobilbranche eröffnet, sind unklar und vielversprechend zugleich. Mehrere mögliche Handlungsfelder wurden in dem Projekt identifiziert. Neben Standardisierung und einem eindeutigen Wertversprechen für das Engagement jedes einzelnen Investors werden Kooperation und Partnerschaften als für die künftige Entwicklung entscheidend angesehen.

Olaf Kleindienst, Partner bei MHP, merkt an: „Alle sprechen vom vernetzten Auto und in gewisser Weise gibt es das vernetzte Auto schon. Doch bis zum vollständig vernetzten Automobil bleibt noch einiges zu tun und viele Fragen müssen noch beantwortet werden. Das vollständig vernetzte Automobil ist ein neues Umfeld für die Automobilindustrie und die großen, etablierten Player müssen sich ein gutes Stück weit neu erfinden, auch mit neuen Geschäftsmodellen. Wir betrachten Projekte wie Car2MEC als hervorragende Möglichkeit, vorauszudenken, frühzeitig Fragen rund um diese neue Umgebung zu diskutieren und das Thema aus unterschiedlichen Perspektiven zu beleuchten."

Die Multi-Access Edge Computing-Technologie (MEC) von Nokia bringt Cloud-Computing-Ressourcen näher an die Straße und ermöglicht so schnellere Reaktionszeiten (Latenz) im Netz im Vergleich mit zentralisierten Cloud-Architekturen. Dies ist sehr wichtig für Anwendungen wie Notfall- oder Stauendewarnung, wo Millisekunden einen großen Unterschied ausmachen können. Die Tests haben bestätigt, dass zeitkritische Informationen in einem LTE-Netz mit MEC-basierter Edge-Cloud in weniger als 30 ms von einem Fahrzeug an ein anderes übermittelt werden können. Auch die Leistung latenzkritischer und datenintensiver Anwendungen wie HD-Positionsbestimmung und HD-Karten verbesserte sich bei Unterstützung durch eine Edge-Cloud-Infrastruktur erheblich.

„Die Ergebnisse aus diesem Projekt markieren einen großen Schritt vorwärts auf dem Weg zu sicherem und automatisiertem Fahren", erläutert Uwe Puetzschler, Leiter des Car2MEC-Projekts und Head of Car2X bei Nokia. „Wir haben gezeigt, dass die auf 4G- und 5G-Netzen aufsetzende Edge-Cloud die Implementierung verteilter Anwendungen ermöglicht, die die Anforderungen der Automobilindustrie in Bezug auf Latenz und Zuverlässigkeit erfüllen. Das wird den kommerziellen Einsatz dieser Technologie beschleunigen."

Weitere Informationen:
https://onestore.nokia.com/asset/206173
https://www.continental-corporation.com/de
https://www.telekom.com/en
https://www.esk.fraunhofer.de/
https://www.mhp.com/de/home/
https://networks.nokia.com/products/vehicle-to-everything

Quelle: IDW 

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Welcher Sport ist gut bei Arthrose?

Kathrin Reisinger Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin (GOTS)

Arthrose - die Degeneration von Gelenken - ist ein weit verbreitetes Problem durch alle Bevölkerungsschichten, was mit steigendem Alter zunimmt. Wissenschaftler und Ärzte der GOTS (Gesellschaft für Orthopädisch-Traumatologische Sportmedizin) beschäftigt nun, inwieweit Sport und Arthrose kompatibel und welche Sportarten empfehlenswert sind.

Besonders geeignet sind Sportarten wie Radfahren, Wandern mit Stöcken oder Nordic Walken, Skilanglauf klassisch oder Wassergymnastik. Speziell beim Radfahren ist die zyklische Bewegung in entlastender Sitzposition für die untere Extremität besonders günstig. Bei schon eingeschränkter Beweglichkeit ist vor allem das Fahrradergometer zu empfehlen, was die Koordination zum Auf- und Abstieg erleichtert. Durch das Verwenden eines Damenrades oder eines Rades mit niedrigem Holm kann das Absteigen im Gelände gut erleichtert werden. Entsprechende Gangschaltung, aber auch Wahl der Touren und Ausrüstung sind hier entscheidend für die Gelenkbelastung.

Beim Nordic Walken ist die verminderte Belastung der Gelenke der unteren Extremität doch etwas geringer als zunächst angenommen. Durch die Verwendung der Stöcke wird der Schritt etwas größer, somit auch teilweise der Impact höher, sodass dies nur bei gutem Beherrschen der Sportart empfohlen werden kann.

Sportarten mit höherem technischem Anspruch müssen schon vor der Arthrose-Entstehung beherrscht worden sein, da ein Erlernen mit Arthrose schwierig oder unmöglich ist. Zu diesen Sportarten zählen vor allem Tennis, Golf, Skilauf, Tischtennis, Segeln und Reiten. Bei entsprechender Erfahrung und Akzeptanz für das etwas eingeschränkte Leistungsniveau, können diese Sportarten durchaus weiter betrieben werden. Wichtig erscheint hier das Verwenden von gedämpften Schuhen, eventuell Gehhilfen oder beim Golfen das Verwenden des Carts. Die Modifikationen der Technik- wie beim Tennis ohne ausgeprägte Rumpfrotation oder beim Golfen unter Durchführen des Golfschwunges ohne entsprechender Körperverdrehungen und Knieausgleichsbewegung sind diese Sportarten durchaus sinnvoll.

Welchen Sport besser nicht?
Ungeeignete Sportarten bei Arthrose sind Mannschaftssportarten oder Sportarten, die mit hohem Tempo, nicht vorhersehbarem Richtungswechsel und Fremdeinwirkung einhergehen. Das sind z.B. Squash, Trampolinspringen, Basketball, Handball, Fußball, Volleyball oder auch Disziplinen wie Gewichtheben und Leichtathletische Disziplinen.
„Belastungen im Spitzensport bei gelenkbelastenden Sportarten gehen häufiger mit Arthrose-Entstehung einher. Moderate Trainingsformen mit mittlerer Intensität können dagegen günstige Auswirkungen auf die Knorpeladaptation haben. Sporttherapeutische Ansätze zeigen, dass Sport und Bewegung auch ein wichtiges Mittel gegen Arthrose bzw. in der Arthrose-Prävention sind", sagt Prof. Dr. Stefan Nehrer, GOTS-Vorstand und Universitätsprofessor an der Donau-Universität Krems.

Im Wesentlichen kann eine Arthrose alle Gelenke betreffen. Für den Sport relevant jedoch ist die Arthrose im Kniegelenk, oberen Sprunggelenk, gefolgt von der Hüfte und dem Schulterbereich.
Die Entstehung von solchen Gelenkdefekten wird durch Verletzungen, gerade auch im Sport, forciert. Im Knie sind dies meist Meniskus-, Kreuzband- und Knorpelverletzungen, im oberen Sprunggelenk Bandinstabilitäten und Knorpelkontusionen sowie Kapselverletzungen an der Hüfte. Chronische Überlastungssituationen in Gelenken, besonders im Knie, können durch O- und X-Bein-Stellung verstärkt werden.

Was ist gut für´s Gelenk, was nicht?
Zyklische Be- und Entlastungsphasen sind wichtig, um die Knorpelzelle zu ernähren. Die Knorpelzelle ist abhängig von Diffusion, die durch den Pumpmechanismus der Belastung besteht. Da sich die viskoelastischen Fähigkeiten von Knorpel erschöpfen, sind Erholungsphasen notwendig.
Gift für den Gelenkknorpel sind übermäßige Belastungen wie langes Stehen oder langes Sitzen. Solche Belastungsmuster können problematisch sein, da es zum Auspressen der Flüssigkeit und zum Erschöpfen des Schmiermechanismus des Knorpels kommt. Ebenso schädlich sind kurze Extrem-Belastungen, die die Bruchlasten von Knorpel überschreiten.

Was tun bei Arthrose?
Dr.Markus Neubauer, Arzt für Orthopädie am Universitätsklinikum Krems, erläutert: „ Zuerst müssen muskuläre Kraft und Koordination wieder hergestellt werden. Die Verbesserung der Gelenkfunktion führt zur Linderung des Reizzustandes und damit zu einer Schmerzreduktion. Die Sporttherapie sollte zuerst physiotherapeutisch gelernt werden. Dringend zu empfehlen dabei ist die Erhebung des Ausgangszustandes um eine individuelle Abstimmung auf Bewegungsumfang und Intensität zu gewährleisten und Überbelastung zu vermeiden." Voraussetzung ist hier eine sportmedizinische Untersuchung. Im nächsten Schritt müssen die Bewegungsprogramme auch im Heimtraining durchgeführt werden.

Wie kann ich vorbeugen?
Zyklische Belastung und Bewegung erhalten die Funktionalität von Knorpel und Gelenk. Um diesen Effekt optimal nutzen zu können, müssen die Bewegungen allerdings bei möglichst minimierter Belastung und Krafteinwirkung ausgeführt werden. Daher ist Radfahren eine sehr geeignete Prävention. Es wird verhindert, dass Reizzustände entstehen, die über Entzündungen den Knorpel nachhaltig schädigen. Tritt dennoch ein Reizzustand auf, ist sofort ein vorrübergehendes Sportverbot einzuhalten und eine anti-entzündliche Therapie einzuleiten. Bei Berücksichtigung aller Regeln und Sportarten kann jeder, auch mit Arthrose noch befriedigend Sport treiben.

Weitere Informationen:
http://www.gots.org/blog/2019/03/04/sport-mit-arthrose-grund-oder-hindernis/

Quelle: IDW 

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Schnelle globale Energiewende könnte Millionen Menschenleben retten

Dr. Susanne Benner Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Chemie

Die Verbrennung fossiler Rohstoffe ist die wichtigste Ursache für Luftverschmutzung und damit verbundene Gesundheitsbelastungen

Die Reduktion der weltweiten Luftverschmutzung kann Millionen von Menschenleben retten. Dies zeigt ein internationales Wissenschaftlerteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Chemie mit einer neuen Studie. Den wichtigsten Beitrag dazu würde der schnelle Ausstieg aus der Verbrennung fossiler Energieträger liefern - ein Schritt, der derzeit vor allem aus Gründen des Klimaschutzes gefordert wird. Den Einfluss von Luftverschmutzung auf die menschliche Gesundheit untersuchten die Forscher mithilfe eines Modells der globalen Atmosphärenchemie, sie analysierten auf diese Weise aber auch die Auswirkungen von Luftschadstoffen auf die Niederschlagsbildung und das Klima. Die Ergebnisse der Studie wurden vor kurzem in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) veröffentlicht.

Das Team um den Atmosphärenforscher Jos Lelieveld, Direktor am Max-Planck-Institut für Chemie, berechnete, dass Emissionen aus der Verbrennung von Erdöl, Erdgas und Kohle weltweit für etwa 65 Prozent der vorzeitigen Todesfälle durch Luftschadstoffe verantwortlich sind. Verschmutzte Luft erhöht demnach deutlich das Risiko für kardiovaskuläre Krankheiten und Erkrankungen der Atemwege. Laut Richard Burnett von Health Canada, Koautor der Studie, ist die Gesundheitsbelastung durch Feinstaub extrem hoch. Ein Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger würde somit weltweit mehr als drei Millionen vorzeitige Todesfälle jährlich verhindern. „Würde man sämtliche durch Menschen verursachte Luftverschmutzungsquellen einstellen, stiege die Zahl sogar auf über fünf Millionen pro Jahr", erklärt Andy Haines, Koautor der Studie und Professor an der London School of Hygiene and Tropical Medicine.

Ein Ende der Luftverschmutzung würde sich aber nicht nur auf die Gesundheit der Weltbevölkerung auswirken, sondern hätte auch Effekte auf das Klima. Ein globaler Stopp der Verfeuerung fossiler Rohstoffe würde zwar den Anstieg des CO2-Gehalts der Atmosphäre entscheidend bremsen, die derzeitige Menge von rund 400 ppm in der Luft würde aber erst einmal nicht abnehmen. Die Luftverschmutzung durch Feinstaubpartikel in der Atmosphäre, die einen Teil der Sonnenstrahlung reflektieren und die Erde in gewissem Maß kühlen, würde dagegen rasch zurückgehen. Deswegen käme es bei einer weltweiten Abkehr von fossilen Energieträgern kurzfristig sogar zu einem globalen Temperaturanstieg um etwa 0,5 Grad Celsius.

Dennoch scheint eine Begrenzung der Erderwärmung auf zwei Grad noch möglich. „Der Temperaturanstieg nach der Entfernung aller Schmutzpartikel aus der Luft kann durch die gleichzeitige Verringerung der Treibhausgase Ozon, Methan und halogenierter Kohlenwasserstoffe in der Troposphäre abgemildert werden", erklärt Veerabhadran Ramanathan, Koautor der Studie und Professor an der University of California. Diese Verbindungen sind trotz kürzerer Lebensdauer im Vergleich zu Kohlendioxid stärkere Treibhausgase. Ihre Reduktion hätte daher einen direkten abkühlenden Effekt, wohingegen die Klimawirkung des langlebigeren CO2 Jahrhunderte andauern wird.

Weniger Feinstaubpartikel in der Atmosphäre und die damit verbundene Erhöhung der Meeresoberflächentemperatur sorgt laut den Forschern aber auch dafür, dass mehr Wasser aus den Ozeanen verdunsten würde, wodurch es besonders in von Dürre geplagten Regionen wieder mehr regnen würde. Der Effekt ist besonders ausgeprägt in Monsungebieten und könnte die Nahrungssicherung und den Wasserzugang der Menschen in Teilen von Afrika, Zentralamerika, China und Indien verbessern.

Die Wissenschaftler sind der Meinung, dass der Ausstieg aus der Verbrennung fossiler Energieträger nicht nur mittelfristig das Klima schützen würde, sondern auch eine große Chance bietet, die Gesundheit von Menschen weltweit deutlich zu verbessern. Sie plädieren daher für eine schnelle Umstellung auf erneuerbare Energien: „Saubere Energiequellen haben das Potenzial, Menschenleben zu retten", sagt Jos Lelieveld.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Jos Lelieveld
Abteilung für Atmosphärenchemie
Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
Telefon: +49 6131 305-4040
Email: jos.lelieveld@mpic.de

Originalpublikation:
Effects of fossil fuel and total anthropogenic emission removal on public health and climate.
J. Lelieveld, K. Klingmüller, A. Pozzer, R. T. Burnett, A. Haines, und V. Ramanathan
PNAS, 25. März 2019, DOI: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1819989116

Quelle: IDW 

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Biomasse effizient umwandeln: Forscher der Universität Münster decken neuen Reaktionsmechanismus auf

Svenja Ronge Presse- und Informationsstelle
Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Nanowissenschaftlern der Universität Münster ist es gelungen, einen neuen Reaktionsmechanismus aufzuzeigen, mit dem Cellulose effizient umgewandelt werden kann. Diese neue Reaktion könnte zu einem effizienten, umweltfreundlichen und kostengünstigen Verfahren für die Umwandlung von Biomasse führen. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie" erschienen.

Eine der größten globalen Herausforderungen ist es derzeit, erneuerbare Quellen effizient einzusetzen, um in Zukunft den steigenden Bedarf an Energie und Chemikalien abzudecken. Biomasse ist dabei eine vielversprechende Alternative zu den bisherigen fossilen Quellen wie Kohle oder Erdöl. Den größten Anteil an Biomasse als natürlichem Speicher für Kohlenstoffverbindungen, die für die Herstellung von Kraftstoffen und Grundchemikalien entscheidend sind, hat die Cellulose. Um ihr gesamtes Potenzial zu entfalten, muss die kettenförmige Struktur der Cellulose aufgebrochen werden.

Das kann durch eine sogenannte Hydrolyse-Reaktion erfolgen, die allerdings aufgrund der atomaren Struktur der Cellulose nur schwer möglich ist. Wissenschaftlern der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) um Dr. Saeed Amirjalayer und Prof. Dr. Harald Fuchs und der Ruhr-Universität Bochum um Prof. Dr. Dominik Marx ist es nun gelungen, einen neuen Reaktionsmechanismus aufzuzeigen, mit dem Cellulose durch den Einsatz von mechanischer Kraft effizient umgewandelt werden kann. Diese sogenannte mechano-katalytische Reaktion könnte dazu führen, ein umweltfreundliches und kostengünstiges Verfahren für die Umwandlung von Biomasse zu etablieren. Die Studie, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft und der Exzellenzcluster RESOLV der Ruhr-Universität Bochum unterstützt haben, ist in der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie" erschienen.

Hintergrund und Methode:
Bei der Hydrolyse-Reaktion, durch die Cellulose aufgespalten werden kann, bleiben einzelne molekulare Bausteine erhalten. Diese molekularen Bausteine bilden die eigentliche Basis, um Treibstoffe oder chemische Grundstoffe herzustellen. Auf der Suche nach Möglichkeiten, um die Hydrolyse-Reaktion effizienter zu machen, fanden Forscher bereits in früheren Studien experimentelle Hinweise darauf, dass mechanische Kräfte den Prozess der Umwandlung beeinflussen können.

Bisher war es noch nicht gelungen, auf atomarer Ebene zu zeigen, wie genau dieser Einfluss während der einzelnen Reaktionsschritte aussieht. Allerdings ist es nur so möglich, noch effizientere und ressourcenschonendere Prozesse dieser Art zu entwickeln als bisher. In der nun veröffentlichen Arbeit zeigen die Wissenschaftler, dass der Einsatz von mechanischer Kraft auf die Cellulosemoleküle oberhalb einer Grenze einen signifikanten Einfluss auf die Reaktion hat.

Die Nanowissenschaftler führten dazu sogenannte atomistische Rechnungen durch. Diese ermöglichten es ihnen, die einzelnen Schritte der Hydrolyse-Reaktion im Detail zu verfolgen und gleichzeitig eine Zugkraft auf die Molekülstruktur auszuüben. Die Wissenschaftler erstellten sogenannte Energieprofile, die jeweils den Energieverlauf entlang des Reaktionswegs mit und ohne den Einfluss der mechanischen Kräfte darstellten. Es zeigte sich: Übten die Forscher mechanische Kraft auf das molekulare Gerüst der Cellulose aus, veränderte das stark die Hydrolyse-Reaktion. Zum einen war die benötigte Energie um ein Vielfaches geringer. Zum anderen machte eine erhöhte Zugkraft zwei von ursprünglich drei Reaktionsschritten sogar überflüssig. „Mithilfe unserer atomistischen Rechnungen konnten wir explizit den Einfluss einer mechanischen Zugkraft auf den Reaktionsmechanismus untersuchen", erläutert Erstautor Dr. Saeed Amirjalayer, Gruppenleiter am Physikalischen Institut. „Dies ermöglichte es uns, einen bisher unbekannten und vor allem hocheffizienten Reaktionsweg für die Umwandlung von Cellulose aufzuzeigen."

Die neuen Ergebnisse bestätigen nicht nur die experimentellen Beobachtungen, sondern weisen darüber hinaus das Potenzial auf, molekulare Prozesse mithilfe von mechanischer Kraft zu steuern. „Wir konnten unter anderem zeigen, dass durch mechanische Zugkraft die sogenannte Protonenaffinität in Cellulose regio-selektiv erhöht werden kann", betont Saeed Amirjalayer.

Die Wissenschaftler erhoffen sich, dass diese Arbeit nicht nur ein effizientes und umweltfreundliches Verfahren für die Umwandlung von Cellulose ermöglicht, sondern auch dazu führen kann, neuartige mechano-responsive Verbindungen, zum Beispiel Kunststoffe, zu entwickeln. Diese könnten dann durch mechanische Kräfte nach ihrer Anwendung recycelt werden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Saeed Amirjalayer (Erstautor)
Physikalisches Institut AG Fuchs
Wilhelm-Klemm-Str. 10
48149 Münster
Fon: +49 (0)251 83 63919

Originalpublikation:
S. Amirjalayer, H. Fuchs, D. Marx: Understanding the Mechanocatalytic Conversion of Biomass: A Low‐Energy One‐Step Reaction Mechanism by Applying Mechanical Force, Angewandte Chemie Int. Ed. (2019), DOI: 10.1002/anie.201811091

Quelle: IDW 

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Soziale Unterschiede in Deutschland: Mortalität und Lebenserwartung im Journal of Health Monitoring

Susanne Glasmacher Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Robert Koch-Institut

Vor Vollendung des 65. Lebensjahres sterben 13 % der Frauen und 27 % der Männer aus der niedrigsten Einkommensgruppe, in der höchsten Einkommensgruppe sind es 8 % der Frauen und 14 % der Männer. Diese sozialen Unterschiede in der Mortalität und Lebenserwartung sind in den vergangenen 25 Jahren relativ stabil geblieben. Der Anstieg der Lebenserwartung in den vergangenen Jahrzehnten hat sich möglicherweise wegen schwerer Grippewellen verlangsamt. Das sind einige der Ergebnisse aus neuen RKI-Analysen, die im Journal of Health Monitoring 1/2019 veröffentlicht sind.

„Soziale Ungleichheit hat wegen der massiven Auswirkungen auf Gesundheit und Lebenserwartung aus Sicht von Public Health eine zentrale Bedeutung", betont Lothar H. Wieler, Präsident des Robert Koch-Instituts. Das RKI als Public-Health-Institut für Deutschland erhebt und bewertet kontinuierlich Daten. „Als Daten für Taten sind unsere Ergebnisse Grundlage für evidenzbasierte Entscheidungen der Politik im Hinblick auf Planung, Umsetzung und Evaluation von Maßnahmen", unterstreicht Wieler.

Die Daten für die Analyse von Mortalität und Lebenserwartung stammen vom Sozio-ökonomischen Panel des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung und aus Sterbetafeln des Statistischen Bundesamtes. Im Journal of Health Monitoring betrachten die RKI-Forscher neben der sogenannten „ferneren Lebenserwartung", bei der die zu erwartenden Lebensjahre ab einem bestimmten Alter (beispielsweise von 65 Jahren) berechnet werden, auch die mittlere Lebenserwartung bei Geburt und setzen sie in Bezug zum Einkommen. Das Ergebnis der bis 2016 vorliegenden Daten, die mit einem neuen methodischen Ansatz ausgewertet wurden: Bei der Lebenserwartung ab Geburt beträgt die Differenz zwischen der niedrigsten und höchsten Einkommensgruppe für Frauen 4,4 Jahre und für Männer 8,6 Jahre.

Die Lebenserwartung ist in den vergangenen Jahrzehnten in Deutschland deutlich gestiegen. Bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts resultierte dies vor allem aus einem Rückgang der Sterblichkeit bei Säuglingen, Kindern und jungen Erwachsenen. Seither sind vor allem sinkende Sterblichkeitsraten der Älteren für den stetigen Anstieg der Lebenserwartung verantwortlich. Allerdings gibt es immer wieder kleine Unterbrechungen im Anstieg der Lebenserwartung. Eine mögliche Erklärung sehen die RKI-Forscher in Grippewellen. Bei schweren Grippewellen, etwa in den Saisons 2012/2013, 2014/2015 und 2016/2017, gab es jeweils mehr als 20.000 geschätzte Todesfälle, das entspricht gut zwei Prozent der jährlichen Todesfälle. Die Influenza-Aktivität und damit die Todesfälle treten jeweils nach der Jahreswende auf, bei diesen Grippewellen also in den Jahren 2013, 2015 und 2017 - das waren exakt die Jahre, in denen sich der Anstieg der Lebenserwartung verlangsamt hat.

Neben Lebenserwartung und Mortalität enthält die neue Journal-Ausgabe auch einen Beitrag zur gesundheitlichen Ungleichheit bei Kindern und Jugendlichen. Dabei werden die Daten des RKI-Gesundheitsmonitorings im Hinblick auf den sozioökonomischen Status ausgewertet, für den Einkommen, Bildung und Beruf der Eltern berücksichtigt werden. In der Journal-Rubrik „Concepts & Methods" wird das Projekt „IMIRA" beschrieben, das auf eine bessere Berücksichtigung von Menschen mit Migrationshintergrund beim Gesundheitsmonitoring abzielt. Die Auswertungen dieser Ausgabe des Journal of Health Monitoring werden beim Kongress Armut und Gesundheit am 14./15. März 2019 vorgestellt.

Weitere Informationen: http://www.rki.de/journalhealthmonitoring

Herausgeber
Robert Koch-Institut
Nordufer 20
D-13353 Berlin
http://www.rki.de
Twitter: @rki_de

Pressestelle
Susanne Glasmacher (Pressesprecherin)
Marieke Degen (stellv. Pressesprecherin)
Heidi Golisch
Claudia Paape
Judith Petschelt

Kontakt
Tel.: 030-18754-2239, -2562 und -2286
E-Mail: presse@rki.de

Das Robert Koch-Institut ist ein Bundesinstitut im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Gesundheit

Quelle: IDW 

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Elektroautos haben perspektivisch eine deutlich bessere Klimabilanz als Diesel und Benziner

Anne-Catherine Jung Pressestelle
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI)

Bis zu 28 Prozent weniger Treibhausgasemissionen als ein Oberklasse-Diesel, bis zu 42 Prozent weniger als ein Kleinwagen-Benziner: Wer heute ein batteriebetriebenes Elektroauto kauft und in Deutschland nutzt, stößt bei einer Nutzungsdauer von durchschnittlich 13 Jahren deutlich weniger CO2 und andere klimarelevante Gase aus als mit einem Auto mit konventionellem Verbrennungsmotor. Das ist das Ergebnis einer Studie des Fraunhofer ISI zur Klimabilanz von Elektroautos.

Grund für das hohe Einsparpotential bei Elektroautos ist laut der Studie »Die aktuelle Treibhausgasemissionsbilanz von Elektrofahrzeugen in Deutschland« vor allem die voranschreitende Energiewende. Der steigende Anteil erneuerbarer Energie am Strommix wird dazu führen, dass der Ausstoß klimarelevanter Gase bei der Stromerzeugung in Deutschland immer weiter sinkt.

»Damit verbessert sich auch die Klimabilanz von Elektroautos«, sagt Martin Wietschel, Leiter des Geschäftsfelds Energiewirtschaft am Fraunhofer ISI. »Ein heute gekauftes Elektroauto profitiert über die gesamte Nutzungsdauer von sinkenden Treibhausgasemissionen bei der Stromerzeugung. Ein konventioneller Verbrennungsmotor stößt dagegen auch im 13. Nutzungsjahr noch eine ähnlich hohe Menge klimarelevanter Gase aus wie zum Zeitpunkt des Kaufs.«

Zwar verbessere sich die Klimabilanz konventioneller Diesel und Benziner durch die Beimischung von Biokraftstoffen, aber nur geringfügig. Außerdem sei zu erwarten, dass die steigende Nutzung von unkonventionellen Ölvorkommen, beispielsweise durch Fracking, die Treibhausgasbilanz von Verbrennungsmotoren im Gegenzug verschlechtere.

Die Studie nennt vier große Hebel, mithilfe derer sich die Treibhausgasbilanz von batteriebetriebenen Elektroautos weiter verbessern lasse:

- Das Laden mit selbsterzeugtem Solarstrom zuhause. Knapp die Hälfte der Besitzerinnen und Besitzer von Elektroautos in Deutschland haben bereits eine eigene Photovoltaikanlage, oft mit eigenem Energiespeicher. Das Laden des Elektroautos mit selbsterzeugtem Solarstrom verbessert die Klimabilanz des Elektroautos noch einmal. Ein Anteil von 30 Prozent selbst erzeugtem Photovoltaikstrom in der Batterie kann die Treibhausgasemissionen eines Elektroautos um zusätzlich 8 bis 11 Prozentpunkte senken.

- Die Nutzung von Ökostrom aus zusätzlichen erneuerbaren Quellen. Bereits heute beziehen Besitzer und Besitzerinnen von Elektroautos ihren Strom überdurchschnittlich häufig von Ökostromanbietern. Bei einer vollständigen Versorgung mit regenerativen Strom lässt sich erreichen, dass die Treibhausgasemissionen des eigenen Elektroautos um bis zu 65 bis 75 Prozent niedriger ausfallen als die von konventionellen Pkw.

- Der Einsatz regenerativer Energien bei der Batterieherstellung. Durch den hohen Energiebedarf bei der Batterieproduktion entstehen bei der Herstellung eines Elektroautos heute deutlich mehr klimarelevante Gase als bei konventionellen Pkw. Durch den Einsatz regenerativer Energien bei der Herstellung der Batterien lassen sich diese Vorkettenemissionen von Elektroautos um 30 bis 50 Prozent senken.

- Intelligentes Lastmanagement. Dabei wird das Laden von Elektroautos verschoben auf einen Zeitpunkt, an dem Strom besonders günstig ist, was üblicherweise mit einem hohen Anteil regenerativer Stromerzeugung einhergeht. Simulationsrechnung der Studie zeigen, dass sich die Treibhausgasbilanz von Elektroautos damit noch einmal um 4 bis 6 Prozentpunkte senken lässt.

Die Studie diskutiert damit eine Reihe schnell zu realisierender Optionen, wie sowohl Nutzerinnen und Nutzer als auch Industrie die Treibhausgasbilanz von Elektroautos weiter verbessern können.

Weitere Informationen:
https://www.isi.fraunhofer.de/content/dam/isi/dokumente/sustainability-innovatio...

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Martin Wietschel

Stellvertretender Leiter des Competence Centers Energietechnologien und Energiesysteme, Leiter des Geschäftsfelds Energiewirtschaft
Telefon +49 721 6809-254

Quelle: IDW 

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Gender Pay Gap: Das größte Loch auf dem Gehaltszettel von Frauen klafft in Süddeutschland

Rainer Jung Abt. Öffentlichkeitsarbeit
Hans-Böckler-Stiftung

Regionale Auswertung von Lohnspiegel.de zum Equal Pay Day 2019

Gender Pay Gap: Das größte Loch auf dem Gehaltszettel von Frauen klafft in Süddeutschland

Die geschlechtsspezifischen Unterschiede beim Entgelt variieren auch innerhalb Deutschlands stark. Besonders groß ist der Gehaltsrückstand von Frauen gegenüber Männern in Süddeutschland, während die ostdeutschen Bundesländer auf deutlich geringere Entgeltunterschiede kommen.

So verdienen Frauen in Baden-Württemberg durchschnittlich 22,7 Prozent weniger als Männer, während der Abstand in Brandenburg „nur" 14,9 Prozent beträgt (siehe auch Abbildung 1 im Anhang der pdf-Version dieser PM; Link unten). Für Gesamtdeutschland beträgt der Gender Pay Gap unverändert 21 Prozent. Das ergibt eine aktuelle Auswertung des Online-Portals Lohnspiegel.de der Hans-Böckler-Stiftung zum Equal Pay Day am 18. März auf Basis der Angaben von über 300.000 Beschäftigten.

Die Gehaltslücke lässt sich sowohl mit Gehaltsabständen zwischen einzelnen Berufen als auch mit einer Gehaltslücke zu Lasten von Frauen innerhalb der einzelnen Berufe erklären. So arbeiten Frauen überdurchschnittlich häufig in vergleichsweise schlecht bezahlten Berufen, zum Beispiel als Verkäuferin im Einzelhandel (Durchschnittsgehalt der Frauen: 1.991 Euro, Frauenanteil unter den Befragten: 66 Prozent), als Physiotherapeutin (2.296 €, 67 Prozent Frauen) oder Erzieherin (2.701 €, 75 Prozent Frauen). „Bei den Löhnen hinken die sozialen Berufe, in denen Frauen deutlich überrepräsentiert sind, oft hinterher", sagt Dr. Malte Lübker, Experte für Tarif- und Einkommensanalysen am Wirtschafts- und Sozialwissenschaftlichen Institut (WSI) der Hans-Böckler-Stiftung. „Dies gilt auch dann, wenn die Anforderungen an die Qualifikation vergleichbar sind." Höhere Löhne werden u.a. in den technischen Berufen bezahlt, wo der Männeranteil i.d.R. über 90 Prozent liegt.

Dies erklärt auch, warum beim Gender Pay Gap wirtschaftlich starke Länder wie Baden-Württemberg (22,7 Prozent) oder Bayern (21,9 Prozent) schlecht dastehen. In beiden Ländern ist das verarbeitende Gewerbe, insbesondere die Automobilindustrie, stark verankert und bietet gut bezahlte Jobs - in denen ganz überwiegend Männer arbeiten. In den ostdeutschen Bundesländern sind viele Industrie-Arbeitsplätze hingegen nach der Wende weggebrochen, und damit auch die traditionellen Berufsperspektiven für Männer. Zudem liegt das allgemeine Lohnniveau noch immer deutlich unter dem des Westens, u.a. weil viele Unternehmen nicht nach Tarif bezahlen. Die niedrigeren Werte beim Gender Pay Gap in Brandenburg (14,9 Prozent) oder Sachsen-Anhalt (15,5 Prozent) lassen sich deshalb nicht mit besonders guten Frauen-Löhnen erklären, sondern mit dem großen Abstand der ostdeutschen Männer gegenüber den Männern im Westen.

Doch auch wenn Frauen und Männer im gleichen Beruf arbeiten, klafft auf dem Gehaltszettel von Frauen oft ein großes Loch. Unter Versicherungskaufleuten verdienen Frauen nach den Zahlen des Lohnspiegels 21 Prozent weniger, bei Bauingenieurinnen beträgt der Rückstand zu männlichen Kollegen 16 Prozent, und bei Informatikerinnen 7 Prozent (Abbildung 2). Ein Grund hierfür sind u.a. die kürzeren Arbeitszeiten und Erwerbsunterbrechungen von Frauen. „Teilzeit und längere Elternzeiten werden in den Betrieben häufig abgestraft, da sie als Signal für geringeres Arbeitsengagement gelten. Das betrifft stärker Frauen, da diese nach wie vor den Löwenanteil an Haus- und Sorgearbeit übernehmen", sagt Dr. Yvonne Lott, am WSI Expertin für Arbeitszeitforschung. „Etwas verkürzt gesagt: Eine Mutter auf einer Teilzeit-Stelle macht seltener Karriere. Und es gibt auch Unternehmen, die Teilzeitarbeit schlechter bezahlen als vergleichbare Vollzeitjobs, obwohl das illegal ist."

Paradoxerweise wird in vielen Betrieben von Frauen erwartet, dass diese wegen der Familie beruflich kürzer treten. „Das Bild von der Rabenmutter ist jedoch ein vornehmlich westdeutsches Bild", so Lott. „In Ostdeutschland sind die Einstellungen zu Geschlechterrollen egalitärer." Zudem arbeiten mehr Mütter in Ostdeutschland in Vollzeit, auch wegen des besseren Kinderbetreuungsangebots. Auch das trägt dazu bei, dass der Gender Pay Gap in den ostdeutschen Bundesländern geringer ausfällt als im Westen.

Um Beruf und Familie unter einen Hut zu bekommen, wechseln Frauen auch häufiger als Männer in schlechter bezahlte Jobs, die unter Umständen weniger anspruchsvoll sind, aber mehr zeitliche Flexibilität ermöglichen. Frauen tauschen so Geld gegen eine bessere Vereinbarkeit von Beruf und Familie. „Es ist daher wichtig, auch in qualifizierten und anspruchsvollen Berufen mehr zeitliche Selbstbestimmung für Beschäftigte zu schaffen", so Lott weiter. „Dies gilt sowohl für die Dauer, die Lage und den Ort der Arbeit." Neben dem weiteren Ausbau einer verlässlichen Kinderbetreuung muss die Familienpolitik nach Einschätzung der Wissenschaftler die partnerschaftliche Arbeitsteilung weiter fördern, etwa durch eine Verlängerung der Partnermonate bei der Elternzeit. Auch das Ehegattensplitting, das für verheiratete Frauen den Fehlanreiz schafft, auf eine Vollzeitstelle zu verzichten, solle überdacht werden.

Die ungleichen Aufstiegschancen für Frauen, die oft niedrigere Bezahlung in Berufen mit einem hohen Frauenanteil und andere der genannten Gründe für den Gehaltsrückstand von Frauen werden bei dem sogenannten „bereinigten" Gender Pay Gap herausgerechnet. Verschiedene Forscher kommen durch dieses spezielle Rechenverfahren auf geringere Werte von 6 bis 7 Prozent. „Auch dies ist eine hohe Differenz, die man vor allem auf direkte, blanke Diskriminierung zurückführen kann", sagt Yvonne Lott. „Zudem ist dieser Wert nur bedingt aussagekräftig, da zentrale Dimensionen der Geschlechterungleichheit ausgeblendet werden." Die Auswertung des Lohnspiegels bezieht sich deshalb auf den unbereinigten Gender Pay Gap, der einen direkten Vergleich der tatsächlich gezahlten Gehälter ermöglicht. Um Unterschiede bei der Arbeitszeit auszugleichen, bezieht er sich auf Vollzeitäquivalente. Alle Monatsgehälter wurden auf Basis einer 38-Stundenwoche berechnet.

Die Daten des Portals Lohnspiegel.de beruhen auf einer kontinuierlichen Online-Umfrage unter Erwerbstätigen in Deutschland. Für die Analyse wurden 309.000 Datensätze berücksichtigt. Die Umfrage ist nicht-repräsentativ, erlaubt aber aufgrund der hohen Fallzahlen detaillierte Einblicke in die tatsächlich gezahlten Entgelte. Für Bremen und das Saarland lässt sich aufgrund vergleichsweise kleiner Fallzahlen kein getrennter Gender Pay Gap ausweisen. Der Lohnspiegel ist ein nicht-kommerzielles Angebot der Hans-Böckler-Stiftung mit dem Beschäftigte unter https://www.lohnspiegel.de/html/gehaltscheck.php ihr eigenes Gehalt mit den üblichen Gehältern in 430 Berufen vergleichen können.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Malte Lübker
WSI, Experte für Tarif- und Einkommensanalysen
Tel.: 0211 / 77 78-574
E-Mail: Malte-Luebker@boeckler.de

Rainer Jung
Leiter Pressestelle
Tel.: 0211 / 77 78-150
E-Mail: Rainer-Jung@boeckler.de

Originalpublikation:
Die Pressemitteilung mit Grafiken (pdf): https://www.boeckler.de/pdf/pm_wsi_2019_03_14.pdf

Quelle: IDW 

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Was kostet ein Hochwasser?

Constanze Elgleb Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

Ein Forschungsprojekt der HTW Dresden entwickelt eine neue Methode zur Risikobewertung von Hochwasserschäden.
Das neue Forschungsprojekt „INNOVARU" an der Fakultät Bauingenieurwesen beschäftigt sich damit, die Kosten von Schäden durch Hochwasser konkret beziffern zu können. INNOVARU steht für „Innovative Vulnerabilitäts- und Risikobewertung urbaner Räume gegenüber Überflutungsereignissen". In Kooperation mit dem Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) und der Bauhaus-Universität Weimar soll ein neuartiges Hochwasserschadensinformationsmodell entstehen.

Das Teilvorhaben an der HTW Dresden verfolgt dabei einen physikalisch-wirkungsanalytischen Ansatz: Es wird prognostiziert, welche Gebäudeschäden bei einem hohen Wasseraufkommen und entsprechenden Fließgeschwindigkeiten entstehen. Somit wird es möglich, objektgenaue Bewertungen abzugeben und die entstehenden Kosten im Voraus zu ermitteln. Auch für größere überflutungsgefährdete Gebiete gibt es Ansätze: Durch (halb-)automatisierte Klassifikationsverfahren wird es möglich, den besonders gefährdeten Gebäudebestand zu differenzieren und somit zeitaufwändige Ortsbegehungen zu reduzieren. Die pilothafte Erprobung dieses gekoppelten Hochwasserschadensinformationsmodells ist in den Untersuchungsgebieten Grimma, Pirna und Freital vorgesehen.

Insbesondere Landesfachbehörden und Ingenieurbüros, die im Hochwasserrisikomanagement tätig sind, können von dieser Methode der Risikobewertung profitieren Aber auch Versicherungen und Immobiliendienstleister, die sich mit Grundstücks- und Gebäudewerten sowie Schadenersatz nach Hochwasser beschäftigen, könnten zukünftig nach objektiveren Kriterien bewerten.

„Wir müssen uns in Sachsen - aber auch bundesweit - immer wieder den Risiken von Hochwasser stellen. Im entsprechenden Risikomanagement sollte daher auf möglichst wissenschaftsfundierte und objektive Kriterien zurückgegriffen werden. Ich freue mich, dass die HTW Dresden gemeinsam mit ihren Kooperationspartnern dazu einen Beitrag leisten kann.", so der Prorektor für Forschung und Entwicklung, Professor Knut Schmidtke.
Das Projekt unter Leitung von Dr. Thomas Naumann, Professor für Baukonstruktion läuft bis Ende 2021 und wird mit rund 260.000 Euro vom Bundesministerium für Bildung Forschung (BMBF) gefördert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Fakultät Bauingenieurwesen
Prof. Dr. Thomas Naumann
thomas.naumann@htw-dresden.de

Weitere Informationen:

http://www.htw-dresden.de

Quelle: IDW 

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Weltwassertag: Was machen eigentlich polare Stoffe im Trinkwasser?

Alexander Pradka Presse & Öffentlichkeitsarbeit
Hochschule Fresenius

Den Weltwassertag am 22. März nahm die Hochschule Fresenius zum Anlass, auf den hohen Forschungsbedarf bei den so genannten polaren Stoffen hinzuweisen. Diese sind sehr gut wasserlöslich und können deshalb leicht in den Kreislauf des Wassers geraten. Prominente Vertreter sind Glyphosat oder auch der künstliche Süßstoff Acesulfam. Die Hochschule Fresenius selbst geht mit gutem Beispiel voran und nimmt an europäisch und national geförderten Forschungsprojekten teil.

„Polare Stoffe sind noch zu wenig erforscht. Mit gängigen analytischen Methoden können sie gar nicht nachgewiesen werden", sagt Daniel Zahn, Doktorand von Prof. Dr. Thomas Knepper, der Direktor am Institute for Analytical Research (IFAR) an der Hochschule Fresenius ist. „Viele sind noch nicht identifiziert und bei denen, die wir bereits kennen, haben wir meist lediglich Anhaltspunkte für deren Bewertung. Auf dieser Basis ist eine Vorhersage der Langzeitwirkung nicht möglich. Das ist aber zur Einschätzung möglicher Risiken unabdingbar." Was bekannt ist: Sie sind sehr gut wasserlöslich und dabei teilweise schwer abbaubar, wodurch sie die vielen Schutzbarrieren in Wasserkreisläufen - wie zum Beispiel Kläranlagen - überwinden und somit bis ins Leitungswasser gelangen können. Sie können sich schnell weit verbreiten und in erhöhten Konzentrationen vorkommen. „Keinesfalls möchten wir Panik verbreiten und die aktuelle Faktenlage deutet auch nicht darauf hin, dass eine Bedrohung besteht. Aber aus unserer Sicht ist eine Erhebung weiterer Daten unerlässlich um sicherzustellen, dass keine Gefährdung besteht - beziehungsweise, um geeignete Aufbereitungstechniken zu entwickeln und zu implementieren", erläutert Zahn.

Das IFAR befasst sich seit 2013 im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte mit dem Thema. Eines davon mit dem Namen „PROMOTE" (Protecting Water Resources from Mobile Trace Chemicals) ist bereits abgeschlossen. Es diente der Ermittlung und Identifizierung polarer Stoffe - und damit der Schaffung notwendiger Grundlagen für weitere Nachforschungen. Dabei wurde beispielsweise mit der Trifluormethansulfonsäure ein bisher wenig beachteter polarer Stoff erstmals im Trinkwasser nachgewiesen. Anhaltspunkte für irgendeine Gefährdung haben sich nicht gezeigt. Jetzt hat die Hochschule Fresenius gerade mit ihren Partnern das Nachfolgeprojekt „PROTECT" in Angriff genommen. Mit dem Namen wird der Projekttitel „Perresistente mobile Organische Chemikalien in der aquatischen Umwelt: Quellen, Vorkommen, Technische Möglichkeiten zu deren Entfernung in der Trinkwasseraufbereitung" abgekürzt. Der Startschuss fiel am 1. Februar dieses Jahres, erste Ergebnisse werden 2022 erwartet. Hier stehen nun Vorkommen, Mengen und vor allem mögliche Risiken und Folgen im Fokus der Wissenschaftler. „Mit den Resultaten aus diesem Forschungsprojekt hoffen wir ein klareres Bild über polare Stoffe im Wasser zu erhalten und auf die wichtigen Fragen nach Wirkung und Verbreitung klare Antworten geben zu können", so Zahn.

Quelle: IDW 

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BIBB/BAuA-Befragung 2018: Viele Beschäftigte arbeiten immer noch körperlich hart

Jörg Feldmann Pressestelle
Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin

Schwere körperliche Arbeit belastet noch immer viele Beschäftigte in Deutschland. Dies zeigt das zweite Faktenblatt zur BIBB/BAuA-Erwerbstätigenbefragung 2018, das die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) jetzt unter dem Titel „Körperlich harte Arbeit in Deutschland - immer noch weit verbreitet" veröffentlicht hat. Zugleich gibt es auch Informationen, wie gute Arbeitsgestaltung und Verhaltensregeln gesundheitlichen Beschwerden durch körperliche Arbeit entgegenwirken können.

Körperliche Belastungen bei der Arbeit gehören für viele Erwerbstätige zum Arbeitsalltag. So gibt mehr als jeder Zweite (54%) an, häufig im Stehen zu arbeiten. Das ist für mehr als jeden vierten Betroffenen (27 %) belastend. Auch wenn nur etwa jeder Vierte (23 %) häufig schwere Lasten hebt oder trägt, fühlt sich mehr als die Hälfte (53 %) davon belastet. Schwere körperliche Arbeit kommt unter anderem besonders häufig in Bau- und Gartenbauberufen vor, aber auch in der Pflege und Gastronomie vor. Das Faktenblatt nennt auch Zahlen zu Arbeit mit den Händen und in Zwangshaltung.

Insgesamt zeigt sich, dass körperliche Arbeit auch in der Wissensgesellschaft präsent ist. Im Vergleich zur Erwerbstätigenbefragung von 2012 lassen sich nur geringe Veränderungen feststellen. Die Ergebnisse haben sich insgesamt wenig verändert: Die größte Abweichung gibt es bei der Frage nach Arbeiten, die mit den Händen durchzuführen sind und viel Geschick, Geschwindigkeit oder große Kraft erfordern. Hier sank die Zahl der Betroffenen von 42 Prozent im Jahr 2012 auf 39 Prozent in 2018.

Nach wie vor sind Männer in Vollzeit am ehesten harter Arbeit ausgesetzt. Im Teilzeitbereich berichten jedoch Frauen häufiger über körperlich belastende Arbeitsbedingungen. Zudem empfinden Frauen unabhängig von der geleisteten Stundenzahl körperlich harte Arbeit im Vergleich zu Männern häufiger als belastend.

Die Daten zeigen auch, dass es ein großes Präventionspotenzial im Bereich körperlicher Belastungen gibt. Entlastung kann eine gesundheitsförderliche Arbeitsgestaltung bringen beispielsweise durch den Einsatz von ergonomischen Arbeitsmitteln oder Trage- und Transporthilfen. Die Beschäftigten können sich beispielsweise durch rückenschonende Hebe- und Tragetechniken, gezielte Ausgleichsbewegungen, aber auch durch Pausen entlasten. Dazu weist das Faktenblatt auf verschiedene BAuA-Broschüren zum Thema hin.

baua: Fakten „Körperlich harte Arbeit in Deutschland - immer noch weit verbreitet" gibt es als PDF im Internetangebot der BAuA unter http://www.baua.de/dok/8816194.

Hintergrund:
Bei der BIBB/BAuA-Erwerbstätigenbefragung 2018 handelt es sich um eine repräsentative Erhebung unter rund 20.000 Erwerbstätigen in Deutschland. Durch sie werden differenzierte Informationen über ausgeübte Tätigkeiten, berufliche Anforderungen, Arbeitsbedingungen und -belastungen, den Bildungsverlauf der Erwerbstätigen sowie über die Verwertung beruflicher Qualifikationen gewonnen.

Forschung für Arbeit und Gesundheit
Die BAuA ist eine Ressortforschungseinrichtung im Geschäftsbereich des BMAS. Sie betreibt Forschung, berät die Politik und fördert den Wissenstransfer im Themenfeld Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit. Zudem erfüllt die Einrichtung hoheitliche Aufgaben im Chemikalienrecht und bei der Produktsicherheit. An den Standorten Dortmund, Berlin und Dresden sowie in der Außenstelle Chemnitz arbeiten über 700 Beschäftigte.
www.baua.de

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Gedächtnis wie ein Sieb? Unter welchen Bedingungen Menschen im Alter neue Erinnerungen bilden können

Carsten Wette Stabsstelle für Presse und Kommunikation
Freie Universität Berlin

Menschen können einer Studie der Freien Universität zufolge in zunehmendem Alter nur dann neue Erinnerungen bilden, wenn ein zelluläres Reinigungsprogramm im Gehirn funktionstüchtig bleibt. Das Programm - die sogenannte Autophagie - muss reibungslos in denjenigen Neuronen im Gehirn ablaufen, die die Erinnerungen speichern, wie ein Team um Prof. Dr. Stephan Sigrist von der Freien Universität Berlin sowie dem Exzellenzcluster NeuroCure herausfand. Dies sei die Voraussetzung dafür, dass das gesamte Gehirn in einem geschützten und funktionstüchtigen Zustand gehalten werden kann.

Die Studie wurde in der jüngsten Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. NeuroCure ist ein an der Charité - Universitätsmedizin Berlin, des gemeinsamen medizinischen Fachbereichs von Freier Universität Berlin und Humboldt-Universität zu Berlin, angesiedelter Forschungscluster, der seit 2007 im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder gefördert wird; im September 2018 war der Cluster auch im Wettbewerb Exzellenzstrategie erfolgreich. Stephan Sigrist ist seit 2014 Einstein-Professor; die Professur wird aus Mitteln der EinsteinStiftung gefördert.

Menschen sind nicht nur in der Lage, neue Erinnerungen zu bilden, sondern können diese in der Regel auch viele Jahre später wieder abrufen. Mit zunehmendem Alter jedoch entwickeln viele Menschen Schwierigkeiten, neue Erinnerungen zu bilden; dies wird als altersbedingte Gedächtnisstörung bezeichnet. Ein umfassendes Verständnis dieses komplexen Prozesses ist Voraussetzung, um altersbedingten Erkrankungen auf der Ebene der Nervenzellen effektiv begegnen zu können. In der aktuellen Publikation zeigt das Team von Stephan Sigrist von der Freien Universität Berlin, welche Rolle das zelluläre Reinigungsprogramm namens Autophagie spielt.

Erinnerungen werden durch strukturelle und funktionelle Veränderungen an Neuron-zu-Neuron-Verbindungen (Synapsen) im Gehirn gespeichert; diese Fähigkeit, Veränderungen einzugehen, wird als synaptische Plastizität bezeichnet. Bei der synaptischen Signalübertragung stehen die Präsynapsen den Postsynapsen gegenüber, wobei letztere die freigesetzten chemischen Signale erkennen und weiterleiten. Eine Zunahme der Größe dieser präsynaptischen Strukturen war von der Arbeitsgruppe von Stephan Sigrist zuvor als Ursache für eine altersbedingte Gedächtnisstörung in der Fruchtfliege Drosophila gefunden worden. Die Fruchtfliege gilt als etabliertes genetisches Modell für eine altersbedingte Gedächtnisstörung. Die vergrößerten präsynaptischen Strukturen verstärken die synaptischen Signale und erschwerten damit gleichzeitig nach der Vermutung der Forscherinnen und Forscher die Fähigkeit, plastische Veränderungen einzugehen. Damit aber werden Lernprozesse beeinträchtigt bis hin zur Ineffizienz. Die genetische Nachahmung einer solchen Vergrößerung war tatsächlich hinreichend, um Gedächtnisstörungen schon bei jungen Drosophila-Tieren auszulösen, wie die Mitglieder der Arbeitsgruppe herausfanden. Ein Mittel, diesen altersbedingten Gedächtnisstörungen entgegenzuwirken, ist den Ergebnissen zufolge das körpereigene Kleinmolekül Spermidin, dessen Konzentration im Körper mit zunehmendem Alter abnimmt. Die Forscherinnen und Forscher konnten zeigen, dass die Fütterung der Fliegen mit Spermidin die Größe der präsynaptischen Strukturen und damit die Gedächtnisleistungen auf dem Niveau jugendlicher Tiere stabilisieren konnte. Spermidin führte zur Belebung des zellulären Reinigungsprogramms Autophagie, wie in mehreren Tiermodellen und in menschlichen Zellen gezeigt werden konnte. Tatsächlich deuten neueste Studien darauf hin, dass die Verabreichung von Spermidin auch ältere Menschen vor Demenz schützen könnte.

Wie die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weiter herausfanden, ist die Fähigkeit der Fruchtfliege, etwas zu erinnern, abhängig davon, wie gut das Reinigungsprogramm Autophagie in einem spezifischen Lern- und Gedächtniszentrums in ihrem Gehirn funktioniert. „Eine genetische Blockade der Autophagie in diesem Lern- und Gedächtniszentrum verursachte eine frühzeitige Gedächtnisstörung, die junge Tiere bereits ,alt‘ aussehen ließ", erläutert Biologie-Professor Stephan Sigrist. Überraschenderweise führte die Blockade der Autophagie in diesen Regionen im gesamten Gehirn zu einer Zunahme dieser präsynaptischen Struktur. Diese Synapsen ähnelten denen älterer Tiere.

Normalerweise unterdrücke die Freisetzung schützender Neuropeptide eines bestimmten Typus aus den Lernzentren die synaptische Alterung im Gehirn. Wird die autophagische Reinigung in den Lernzentren allerdings ineffizient, würden auch weniger solcher Neuropeptide freigesetzt, und die Synapsen alterten im gesamten Gehirn. Genau solche Neuropeptide wiederum würden als mögliche Anti-Aging-Faktoren auch für Menschen angesehen und untersucht, sodass direkte Bezüge zur menschlichen Situation wahrscheinlich seien.

Veröffentlichung
Bhukel A*, Beuschel CB*, Maglione M, Lehmann M, Juhasz G, Madeo F, Sigrist SJ. (2019) Autophagy within the mushroom body protects from synapse aging in a non cell autonomous manner. Nature Communications, 21.3.2019; DOI: 10.1038/s41467-019-09262-2.

Kontakt
Prof. Stephan J. Sigrist, Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie der Freien Universität Berlin, Telefon: 030-838-56940, E-Mail: stephan.sigrist@fu-berlin.de

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Kostbare Ressource: Wasser

Beate Kostka M.A. Ressort Presse - Stabsstelle des Rektorats
Universität Duisburg-Essen

Die nachhaltige Wasserwirtschaft steht im Mittelpunkt des Forschungskollegs Future Water, das jetzt in seine zweite Förderphase gestartet ist. Das NRW-Wissenschaftsministerium stellt für die kommenden 3,5 Jahre weitere rund 2,2 Mio. Euro zur Verfügung. Beteiligte des Verbundprojekts sind die Universität Duisburg-Essen (UDE), die Ruhr-Universität Bochum (RUB), die Hochschule Ruhr West (HRW), die EBZ Business School und das Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA).

Urbane Wohn- und Arbeitswelten am Wasser, Biologische Abbaubarkeit diffuser Einträge in Regenwasser oder Anpassungsstrategien an Starkregenereignisse: Insgesamt 16 Promovierende erforschen, wie eine nachhaltige Wasserwirtschaft erreicht werden kann. Denn Schadstoffe gelangen über unterschiedliche Wege in die Gewässer - sei es über kommunale Kläranlagen, industrielle Direkteinleiter oder auch Niederschlagswasser, das von versiegelten oder landwirtschaftlich genutzten Flächen abläuft. Verschärft wird dies noch durch zunehmende Extremniederschläge, die die Entwässerungsanlagen überlasten.

Die Probleme sind vielschichtig und komplex und müssen deshalb auch disziplinübergreifend betrachtet werden. Im Forschungskolleg Future Water werden natur-, und ingenieurwissenschaftliche Aspekte mit wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Gesichtspunkten verknüpft. Außerdem werden Erkenntnisse nichtwissenschaftlicher Akteure berücksichtigt. Kollegsprecher ist Prof. Dr. Torsten C. Schmidt (UDE/Instrumentelle Analytische Chemie). Die Verbundkoordination übernimmt wieder das Zentrum für Wasser- und Umweltforschung (ZWU) an der UDE.

Redaktion:
Beate Kostka, Tel. 0203/37 9-2430, beate.kostka@uni-due.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Claudia Freimuth, Zentrum für Wasser- und Umweltforschung, Tel. 0201/18 3-6935, claudia.freimuth@uni-due.de

Weitere Informationen:

http://www.nrw-futurewater.de

Quelle: IDW 

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Mit künstlicher Intelligenz unterwegs im Kanalsystem

Dr.-Ing. Bodo Weigert Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
KompetenzZentrum Wasser Berlin gGmbH (KWB)

Innovationspreis für Simulationswerkzeug zur Kanalalterung verliehen
Die Berliner Wasserbetriebe und das Kompetenzzentrum Wasser Berlin haben ein Modellwerkzeug entwickelt, mit dem sich die Alterung von Abwasserkanälen simulieren lässt. Erstmals haben Forscher beider Häuser datenbasierte statistische Verfahren mit künstlicher Intelligenz verbunden. Mit dem Ergebnis lassen sich Investitionen deutlich genauer steuern. Dafür wurden sie nun mit dem renommierten Innovationspreis des Verbandes kommunaler Unternehmen (VKU) ausgezeichnet.

Wenn etwas kaputt geht, was wir jeden Tag dringend brauchen, ist das ärgerlich, überraschend, mitunter sogar katastrophal. Meistens ist es aber vor allem eines: teuer. Das gilt auch für eine der unsichtbaren Lebensadern unserer Stadt: die mehr als 9.600 Kilometer lange Kanalisation. Zumal Schäden am Kanal nicht sofort sichtbar werden. Anhaltspunkte für Reparaturen oder Investitionen liefern bisher statistische Angaben zu Schäden sowie Daten aus der Kamera-Inspektion.

Neues Prognoseinstrument ermöglicht bessere Steuerung von Investitionen
Jetzt - und das ist neu für die Branche - haben Forscher des Kompetenzzentrums Wasser Berlin und der Berliner Wasserbetriebe aus der Kombination und Weiterentwicklung statisti-scher Modelle mit künstlicher Intelligenz und vielen echten Daten ein Prognoseinstrument für die Kanalalterung entwickelt: SEMA-Berlin. „Mit diesem neuen Tool können wir Investitionen und Instandhaltungen deutlich besser steuern und den Zustand der Kanalisation langfristig erhalten oder gar verbessern", erklärt Wasserbetriebe-Finanzvorstand Frank Bruckmann, der sich sehr über den am 11. März verliehenen Innovationspreis des VKU freut. Der Innovationspreis zeichnet „herausragende Innovationen kommunaler Unternehmen" aus und wird alle zwei Jahre verliehen,
SEMA - ein Kürzel aus der englischen Übersetzung von Kanalalterungsmodell für Strategien des Asset-Managements - basiert auf mehr als 140.000 echten Berliner Datensätzen. Gefüttert mit Informationen über den Kanal selbst wie Alter, Material, Gefälle, Abwasser- und Bodentyp, der Verkehrsbelastung, der Nähe zu Bäumen und noch ein paar weiteren Einflussgrößen errechnet es sehr genau, wie sich der Zustand der einzelnen Kanäle im Netz in den kommenden Jahrzehnten entwickeln wird und welche Sanierungslängen erforderlich sind, damit es auch künftig ordentlich funktioniert. Damit geht es deutlich über bisherige statistische Modelle hinaus, die das Netz in seiner Gesamtheit und nicht im Detail betrachten.
Scheinbar, so könnte man aus der puren Addition der bisher bekannten Daten schlussfolgern, liegt der ideale, weil am wenigsten gealterte Kanal mindestens vier Meter tief im Spandauer Sandboden, ist gemauert, hat einen Innendurchmesser von einem Meter, führt Schmutzwasser und über ihm wachsen keine Bäume. Dieses auf Statistik fußende Klischee stimmt im Großen und Ganzen, im Detail aber eben auch oft nicht. Hier setzt SEMA-Berlin mit maschinellem Lernen auf. Bei der Vorhersage auf Haltungsebene - das ist der oft zwischen 30 und 50 Meter lange Bereich eines Kanals zwischen zwei Schächten - erreicht das Modell schon jetzt etwa 80 % der Genauigkeit einer Kamerainspektion und kann den Zustand sanierungsbedürftiger Haltungen in zwei von drei Fällen richtigrichtig prognostizieren.

AUZUKA verbessert Basis für SEMA-Berlin mit automatisierter Zustandsanalyse
Dafür wird der SEMA-Berlin-Prototyp jetzt bei den Berliner Wasserbetrieben trainiert. Dabei wird das Modell stetig klüger - auch weil es dank des Forschungsprojektes AUZUKA mit immer präziseren Daten gefüttert wird. AUZUKA schafft - wie sein Name sagt - die Voraussetzungen für eine automatische Zustandsanalyse und Klassifikation des Kanalnetzes durch virtuelle Begehung. Unter Leitung der Berliner Wasserbetrieben wurde dafür im Verbund mit neun Institutionen eine den neuen Stand der Technik definierende Technik-Kette vom Kanalinspektionsroboter bis zur automatischen Bild-Auswertesoftware entwickelt, die Kanalschäden schneller, sicherer, positionsgenauer und eben auch unermüdlich erkennt und klassifiziert.
Und ebenso wie SEMA lernt auch AUZUKA mit jedem neuen Datensatz dazu.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Mathias.Riechel@Kompetenz-wasser.de

Weitere Informationen:
https://www.youtube.com/watch?v=kxy_HwClGCo&feature=youtu.be
https://vimeo.com/252519129
https://www.kompetenz-wasser.de/de/news-item/vku-innovationspreis-sema-berlin/

Quelle: IDW 

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Mit Tönen gegen das Tönen - Musiktherapie bei akutem Tinnitus

Natascha Schettler-Brox Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Zentrum für Musiktherapieforschung (Viktor Dulger Institut) DZM e.V.

Studienergebnisse von Heidelberger Forschern bestätigen, dass die Behandlung durch Neuro-Musiktherapie auch im Akutstadium eines Tinnitus Erfolg verspricht.

Tinnitus ist die Wahrnehmung eines störenden Tones oder eines unangenehmen Rauschens ohne äußere Schallquelle. Von einem akuten Tinnitus spricht man, wenn der Tinnitus noch nicht länger als drei Monate besteht. Ohrgeräusche gehören mittlerweile zu den häufigsten Symptomen im HNO-medizinischen Bereich.
Für die Behandlung des akuten Tinnitus gibt es derzeit nur wenige wissenschaftlich überprüfte Therapiemöglichkeiten.
Das Therapiespektrum wurde nun um die Neuro-Musiktherapie erweitert.
Im aktuell veröffentlichten Buch Heidelberger Musiktherapiemanual: Akuter Tinnitus (erschienen im Verlag uni edition, ISBN 3947208103) wird dargestellt, wie die am Deutschen Zentrum für Musiktherapieforschung DZM e.V. entwickelte Neuro-Musiktherapie unmittelbar im Anschluss an die HNO-medizinische Akutbehandlung erfolgreich durchgeführt werden kann. Ein herausragendes Merkmal der Heidelberger Musiktherapie ist die Kombination von psychotherapeutischen Behandlungselementen mit einer gezielten akustischen Stimulation von Tönen und Tonfolgen im Bereich der individuellen Tinnitusfrequenz.
Durch die Musiktherapie wurden konkret eine allgemeine Verringerung der subjektiven Tinnitusbelastung sowie Verbesserungen in der Konzentration, in der Aufmerksamkeit und im allgemeinen Wohlbefinden erreicht. Bei N = 66 Probanden konnten die persönlichen Eindrücke durch unmittelbar vor und nach der Musiktherapie durchgeführten Messungen im Kernspintomographen eindrücklich bestätigt werden.
Diese Ergebnisse setzten neue wissenschaftliche und therapeutische Maßstäbe in der Musiktherapie: nur durch eine interdisziplinäre Vernetzung von HNO-medizinischer Akutversorgung und musiktherapeutischer Kurzzeitintervention kann eine dauerhafte Symptomlinderung erreicht werden.
Seit 15 Jahren werden am Deutschen Zentrum für Musiktherapieforschung (DZM) e.V. in Heidelberg Tinnitusbetroffene behandelt.

Die Tinnitusambulanz des Deutschen Zentrums für Musiktherapieforschung bietet laufend Kompakttherapien für Patienten mit akutem und chronischem Tinnitus an. Weitere
Informationen für Patienten sind telefonisch erhältlich unter 06221 - 79 63 101 oder per E-Mail unter
tinnitusambulanz@dzm-heidelberg.de.

Das Deutsche Zentrum für Musiktherapieforschung (Viktor Dulger Institut) DZM e. V. wurde 1995 in Heidelberg gegründet. Heute ist das DZM eines der größten musiktherapeutischen Forschungsinstitute in Europa und vereint Forschung und Praxis unter einem Dach. Das DZM ist als gemeinnützig anerkannt und finanziert sich zum überwiegenden Teil aus Spenden und Forschungsdrittmitteln. Am DZM entwickeln und erforschen Musiktherapeuten, Mediziner, Musikwissenschaftler und Psychologen in interdisziplinären Projekten musiktherapeutische und musikmedizinische Konzepte zur Verbesserung der Lebenssituation erkrankter Menschen.
Außer dem Forschungsinstitut gehört eine Tinnitus- sowie eine CI-Ambulanz zum DZM.

Weitere Informationen:
Deutsches Zentrum für Musiktherapieforschung
(Viktor Dulger Institut) DZM e.V.
Ansprechpartner: Natascha Schettler-Brox
Maaßstraße 26
69123 Heidelberg
Telefon: +49 (6221) 83 38 60
Telefax: +49 (6221) 73 999 89
E-Mail: dzm@dzm-heidelberg.de
Internet: www.dzm-heidelberg.de

Weitere Informationen:
http://www.dzm-heidelberg.de
https://tinnitusheidelberg.wordpress.com/

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Luftverschmutzung verkürzt das Leben der Europäer um rund zwei Jahre

Dr. Susanne Benner Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Chemie

Neubewertung der Gesundheitsrisiken durch Luftschadstoffe ergibt unerwartet hohes Sterblichkeitsrisiko speziell durch Herzkreislauferkrankungen

Luftverschmutzung wird als Gesundheitsgefahr deutlich unterschätzt, auch wenn es derzeit eine hitzige Diskussion über Stickoxide, Feinstaub und Dieselfahrverbote gibt. Ein Wissenschaftlerteam um Jos Lelieveld, Direktor am Max-Planck-Institut für Chemie und Thomas Münzel, Professor an der Universitätsmedizin Mainz hat nun ermittelt, dass Luftverschmutzung die durchschnittliche Lebenserwartung der Europäer um rund 2 Jahre verringert. Weltweit sterben laut der Studie jährlich etwa 120 Menschen pro 100.000 Einwohner vorzeitig an den Folgen von verschmutzter Luft, in Europa sogar 133 und damit mehr als im globalen Durchschnitt. In mindestens der Hälfte der Fälle sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen die Todesursache.

Schlechte, insbesondere mit Feinstaub belastete Luft führt zu Atemwegs- und Herzkreislauferkrankungen und stellt offenbar ein größeres Gesundheitsrisiko dar als bislang angenommen. Denn mit ihrer Studie, die in der aktuellen Ausgabe des European Heart Journals veröffentlicht wird, aktualisierten die Mainzer Forscher jüngste Berechnungen des Global Burden of Disease (GBD), einer weltweiten Gesundheitsstudie und auch Ergebnisse eigener früherer Untersuchungen : Bis vor Kurzem gingen sie von einer globalen Sterblichkeitsrate durch Luftverschmutzung von rund 4,5 Millionen Menschen pro Jahr aus. Der neu berechnete Wert liegt bei 8,8 Millionen pro Jahr. Allein in Europa sterben demnach jährlich knapp 800.000 Menschen vorzeitig an den Folgen von Luftverschmutzung.

Die Aktualisierung der Berechnungen wurde notwendig, da eine kürzlich veröffentlichte Studie die krankheitsspezifischen Gefährdungsraten gegenüber den Werten des GBD deutlich höher ansetzt. „Da die GBD-Studie 41 umfangreiche Fallgruppenstudien aus 16 Ländern, inklusive China, berücksichtigt, bietet sie die beste derzeit verfügbare Datengrundlage", sagt Jos Lelieveld, Direktor am Max-Planck-Institut für.

Verschmutzte Außenluft fordert mehr Opfer als Rauchen
Laut der Neuberechnung der Mainzer Forscher reiht sich schlechte Luft damit in die Liste der bedeutendsten Gesundheitsrisiken wie Bluthochdruck, Diabetes, Übergewicht und Rauchen. Zum Vergleich: Die Weltgesundheitsorganisation WHO schätzt die Mortalitätsrate durch Tabakrauch auf 7,2 Millionen Menschen pro Jahr - inklusive Passivrauchen. Somit ist verschmutzte Außenluft ein ähnlich großer Risikofaktor. Rauchen ist jedoch individuell vermeidbar, Luftverschmutzung hingegen nicht.

Die Forscher betonen, dass Feinstaubteilchen mit einem Durchmesser kleiner als 2,5 Mikrometer (PM2,5) die Hauptursache für Atemwegs- und Herzkreislauferkrankungen sind, was die hohen Sterberaten erklärt, die schlechter Luft zugeordnet werden. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Europäische Grenzwert für Feinstaub, der für den Jahresdurchschnitt bei 25 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft liegt, viel zu hoch ist", sagt Thomas Münzel, Direktor des Zentrums für Kardiologie der Universitätsmedizin Mainz. Der Wert liegt weit über der Richtlinie der WHO von 10 Mikrogramm pro Kubikmeter.

Für ihre Berechnungen ermittelten die Wissenschaftler aus Mainz zunächst die regionale Belastung mit Schadstoffen wie Feinstaub und Ozon mit Hilfe eines etablierten, datengestützten Atmosphärenchemiemodells. Diese Expositionswerte verknüpften sie mit krankheitsspezifischen Gefährdungsraten aus epidemiologischen Daten, sowie Bevölkerungsdichte und Todesursachen in einzelnen Ländern.

Feinstaubbelastung sollte gesenkt werden
„Unsere Ergebnisse zeigen eine viel höhere Krankheitsbelastung durch Luftverschmutzung als bisher angenommen", sagt Münzel, der auch Initiator der Stiftung Mainzer Herz ist. „Luftverschmutzung muss als wichtiger kardiovaskulärer Risikofaktor anerkannt werden, da sie im Körper zusätzliche Schäden durch Diabetes, Bluthochdruck und hohe Cholersterinwerte verursacht . Jetzt ist es noch dringlicher geworden, die Belastung durch Feinstaub weiter zu senken und die Grenzwerte anzupassen. Zudem muss Feinstaub als Verursacher von Herzkreislauferkrankungen stärker in den Leitlinien der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie in den Vordergrund gerückt werden."

Ersatz fossiler Brennstoffe durch saubere Energiequellen kann die Sterberate um mehr als die Hälfte reduzieren
Da ein Großteil des Feinstaubs und anderer Luftschadstoffe aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe stammt, plädieren die Wissenschaftler für den Ersatz fossiler Energieträger zur Energiegewinnung. „Wenn wir saubere, erneuerbare Energien einsetzen, erfüllen wir nicht nur die in Paris getroffenen Vereinbarungen zur Eindämmung der Folgen des Klimawandels", sagt Jos Lelieveld, der auch Professor an der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz und am Cyprus Institute in Nikosia ist. „Wir können damit auch die von Luftverschmutzung verursachte Sterberate in Europa bis zu 55 Prozent verringern."

1 Age-dependent health risk from ambient air pollution: a modelling study of childhood mortality in middle and low-income countries
Jos Lelieveld, Andy Haines, Andrea Pozzer; The Lancet Planetary Health, 2. Juli 2018; pre-publication 29 June 2018

2 Global estimates of mortality associated with long-term exposure to outdoor fine particulate matter
Burnett et al.: Proceedings of the National Academy U S A. 115(38):9592-9597, doi: 10.1073/pnas.1803222115, 2018

3 Effects of gaseous and solid constituents of air pollution on endothelial function.
Munzel T, Gori T, Al-Kindi S, Deanfield J, Lelieveld J, Daiber A, Rajagopalan S. Eur Heart J 2018;39(38):3543-3550.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Jos Lelieveld
Abteilung für Atmosphärenchemie
Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
Telefon: +49 6131 305-4040
Email: jos.lelieveld@mpic.de

Prof. Dr. Thomas Münzel
Universitätsmedizin Mainz
Zentrum für Kardiologie - Kardiologie I
Tel.: +49 6131 17-7251
Fax: +49 6131 17-6615
Email: tmuenzel@uni-mainz.de

Originalpublikation:
Cardiovascular disease burden from ambient air pollution in Europe reassessed using novel hazard ratio functions.
J. Lelieveld, K. Klingmüller, A. Pozzer, U. Pöschl, M. Fnais, A. Daiber und T. Münzel
European Heart Journal (2019), 00, 1-7
DOI: 10.1093/eurheartj/ehz135

Quelle: IDW 

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Blühende Ergänzung zum Mais: Fachtagung betont ökol. Nutzen von Wildpflanzen für Biogasanlagen

Florian Klebs Hochschulkommunikation
Universität Hohenheim

Gemeinsame Pressemitteilung des NABU und der Universität Hohenheim

NABU und Kooperationspartner zeigen Ergebnisse aus Wissenschaft und Praxis

Stuttgart - Rund 950 Biogasanlagen erzeugen derzeit in Baden-Württemberg Strom. Ein bedeutender Energielieferant ist dabei Mais. Doch der intensive Anbau von Mais kann auf vielen Standorten durch mehrjährige Wildpflanzen sinnvoll ergänzt werden. Zu diesem Fazit kommt eine Fachtagung zum Wildpflanzenanbau für Biogasanlagen des NABU Baden-Württemberg und der Universität Hohenheim in Stuttgart. Am 12. März trafen sich Fachleute aus Wissenschaft und Praxis in Hohenheim. Das NABU-Projekt „Biodiversität für Biogasanlagen - naturverträgliche Alternativen zum Maisanbau" präsentierte dabei seine Ergebnisse.

„Das Insektensterben, die dramatische Abnahme unserer Feldvögel und der Verlust der biologischen Vielfalt haben die Menschen in Deutschland wachgerüttelt. Unsere Aufgabe ist es, die Ursachen zu bekämpfen und die Auswirkungen zu mildern. Mehrjährige Wildpflanzenmischungen sind als Substrat für Biogasanlagen aufgrund ihrer ökologischen Leistungen besonders hervorzuheben. Deshalb engagieren wir uns für das Wissen und die Ansaat von Wildpflanzenmischungen in Baden-Württemberg und unterstützen das Modellvorhaben des NABU Landesverbandes mit rund 47.000 Euro", betonte Karl-Heinz-Lieber als stellvertretender Geschäftsführer der Stiftung Naturschutzfonds Baden-Württemberg in seinem Grußwort.

Moritz von Cossel, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Universität Hohenheim im Fachgebiet Nachwachsende Rohstoffe und Bioenergiepflanzen, zog ein positives Fazit aus der Tagung. „Wo es am Ertrag fehlt, punkten die Wildpflanzen mit ihren Ökosystemleistungen. Durch den erfolgreichen Anbau der Wildpflanzenmischungen kann gleichzeitig ein Beitrag zur Artenvielfalt, zur Bereicherung des Landschaftsbildes, zum Schutz vor Bodenerosion sowie zur Entwicklung ökologisch nachhaltiger Bioökonomie-Strategien geleistet werden."

„Wilde Malve, Flockenblume, Eibisch und weitere Wildpflanzen bleiben in der Energiebilanz hinter Mais zurück, doch sie haben andere Vorteile", erklärte NABU-Landwirtschaftsreferent Jochen Goedecke. Er begleitete im NABU-Projekt „Biodiversität für Biogasanlagen" über 18 Monate hinweg den Anbau verschiedener Mischungen und beriet Landwirte. „Trotz der niedrigeren Erträge im Vergleich zum Mais haben die Wildpflanzenmischungen ihre Berechtigung. Neben den Insekten, Vögeln und dem Niederwild profitieren auch der Boden und das Grundwasser von dieser Blütenpracht."

Landwirt Markus Frick aus Kißlegg berichtete, dass sich Wildpflanzen gut in den betrieblichen Ablauf integrieren lassen und im Gegensatz zu Mais weniger Dünger, keinen Pflanzenschutz und weniger Zeit für die Bewirtschaftung brauchen. Jörg Messner, Biogasberater des Landwirtschaftlichen Zentrums Baden-Württemberg, legte dar, dass sich die Wildpflanzen-Silage problemlos gemeinsam mit Mais vergären lässt. Diese Eigenschaften unterstützen dabei, die Balance zwischen Ökonomie und Ökologie zu halten und die Mischungen aus bis zu 30 heimischen Pflanzen - trotz des geringeren Ertrags - als Energielieferanten zu etablieren.

Dass sich Wildpflanzenmischungen besonders für Grenzertragsstandorte eignen, stellte NABU-Projektleiter Jochen Goedecke fest. „Die Erfahrungen in unserem Projekt ‚Biodiversität für Biogasanlagen‘ haben gezeigt, dass Wildpflanzen für kleine, schwer erreichbare Flächen und Äcker mit schlechteren Bodenqualitäten eine echte Alternative darstellen. Sie sind robust, kommen mit Wetterextremen wie Hagel zurecht und sind für Wildschweine uninteressant."

Das NABU-Projekt „Biodiversität für Biogasanlagen - naturverträgliche Alternativen zum Maisanbau" wird unterstützt durch die Stiftung Naturschutzfonds mit Förderung aus zweckgebundenen Erträgen der Glücksspirale.

HINTERGRUND: Projekt „Biodiversität für Biogasanlagen - naturverträgliche Alternativen zum Maisanbau"

Im NABU-Projekt „Biodiversität für Biogasanlagen - naturverträgliche Alternativen zum Maisanbau" erprobten Landwirte über 18 Monate hinweg eine Alternative zum Anbau von Biogas-Mais. Drei Betriebe testeten in dieser Zeit mehrjährige Wildpflanzenmischungen. Workshops und Feldexkursionen führten vorhandene Praxiserfahrungen für Landwirtinnen und Landwirte zusammen. Vermittelt wurde dabei Know-how zu Anbau, Ernte und Naturschutzeffekten von Wildpflanzenmischungen sowie zur naturverträglichen Bewirtschaftung.

Kooperationspartner des Projektes sind das Landwirtschaftliche Technologiezentrum Augustenberg, die Landesanstalt für Entwicklung der Landwirtschaft und der ländlichen Räume, das Landwirtschaftliche Zentrum Baden-Württemberg, der Fachverband Biogas und die Universität Hohenheim. Gefördert wird das Projekt von der Stiftung Naturschutzfonds Baden-Württemberg aus zweckgebundenen Erträgen der Glücksspirale.

Weitere Informationen:
www.NABU-BW.de/biogas
www.stiftung-naturschutz-bw.de

Bildmaterial für Pressezwecke finden Sie am 12.03.2019 ab 15.00 Uhr unter www.NABU-BW.de/pressebilder

Quelle: IDW 

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Internationaler Aktionstag gegen Staudämme am 14. März: Gewässerforschende als Experten zum Thema

Nadja Neumann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Der 14. März 2019 ist der internationale Aktionstag für Flüsse und gegen Staudämme. Wasserkraft ist eine erneuerbare, aber nicht zwingend eine klimaneutrale und umweltfreundliche Energiequelle. Gewässerstrukturen und Ökosysteme werden oft unumkehrbar verändert. Fließgewässer sind für Fische und andere Lebewesen nicht mehr durchwanderbar. Stauseen können zudem klimarelevante Gase freisetzen. Das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) ist das größte deutsche Forschungszentrum für Binnengewässer. Unsere Forschenden geben gerne Auskunft zu den Auswirkungen von Staudämmen auf die betroffenen aquatischen Ökosysteme und ihre Artenvielfalt.

Heute tragen laut Weltbank-Studie erneuerbare Energien bereits etwa 20 Prozent zur globalen Stromproduktion bei, davon stammen allein 80 Prozent aus Wasserkraft. Tendenz steigend; Laut einer Studie des IGB von 2015 befinden sich weltweit etwa 3700 große Staudämme, vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern, im Bau oder in Planung. Mit oft dramatischen Auswirkungen auf die Umwelt. In Europa boomt der Ausbau von Kleinkraftanlagen. Allein für die Balkanregion weist Riverwatch ca. 2500 Staudämme in Planung oder Bau aus. Über die globale Entwicklung bei den kleinen Anlagen wissen wir wenig. Ihre ökologischen Auswirkungen sind aber unter Umständen besonders hoch, denn sie tragen nur wenig zur Energiesicherung bei, „verbrauchen" aber überproportional viele natürliche Ressourcen in Form von freifließenden und durchwanderbaren Gewässerabschnitten. International fordern Forschende deshalb deutlich verbesserte Kriterien und Standards für die Errichtung und den Betrieb von Wasserkraftanlagen. Diese sollen nicht nur helfen, die Stromerzeugung zu optimieren, sondern gleichzeitig auch deren negative Auswirkungen zu minimieren.

Ansprechpartnerinnen und Ansprechpartner aus dem IGB:
Dr. Gabriel Singer: Auswirkungen von Staudämmen auf Fließgewässer im regionalen Maßstab.
Zitat: „Einen Staudamm zu bauen bedeutet, lokal einen Fluss zumindest in einem Abschnitt zu verlieren, ihn quasi in einen „See" zu verwandeln. Darüber hinaus werden ureigene Eigenschaften von Flüssen auf weit größerem Maßstab durch einen Staudamm stark verändert. Ein regulierter Abfluss und der unterbundene Sedimenttransport verhindern die natürliche Dynamik stromabwärts gelegener Abschnitte des Fließgewässernetzwerks, der Fluss verliert eben dort sein typischerweise dynamisch ausgeprägtes Lebensraum-Mosaik, mit entsprechend negativen Konsequenzen für die Biodiversität. Staudämme machen Organismen aber auch das Wandern schwer und verändern die natürlicherweise von kleinen zu großen Flüssen stattfindenden Stofftransporte. All dies hat noch wenig erforschte Folgen für die Rolle von Flüssen im Landschaftsgefüge."

Dr. Christian Wolter: Auswirkungen von Staudämmen auf die Durchwanderbarkeit von Fließgewässern für Fische.
Zitat: „Staudämme und Wehre stellen eine Barriere für viele Fischarten dar - nicht nur für Wanderfische. Wenn sich in einem Gewässerabschnitt der Wasserstand stark verändert, durch Hoch-oder Niedrigwasser, wandern Fische normalerweise in andere Flussabschnitte ab. Fischaufstiege sind für solche Ereignisse nicht ausgelegt. Einige Fischarten wie Störe können die gängigen Fischaufstiege gar nicht nutzen. Darüber hinaus gehen im Rückstaubereich von Wehren und Staudämmen frei fließende Strecken im Fluss verloren - und damit großräumige Lebensräume für typische Flussfischarten."

Dr. Sonja Jähnig: Auswirkungen von Staudämmen auf die Artenvielfalt in Gewässern.
Zitat: „Der Boom der Wasserkraft ist vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern in Südamerika, Südostasien sowie Afrika zu spüren - und damit in jenen Regionen, die einen Großteil der biologischen Vielfalt unseres Planeten beherbergen. Schon heute ist diese Vielfalt stark gefährdet. Zusätzliche Staudämme werden den Rückgang der Arten weiter beschleunigen. Auch die Megafauna ist betroffen, also große Tiere wie Flussdelfine oder Störe, beispielsweise durch die Blockade von Migrationsrouten oder den Verlust von Futter- und Laichplätzen. Es gehen jedoch nicht nur Lebensräume im Fluss verloren, sondern auch Habitate in den Uferzonen und am Gewässerrand, beispielsweise durch den Bau von Infrastrukturen wie Straßen, Siedlungen und andere Landnutzungsänderungen."

Dr. Peter Casper: Staudämme als Quellen von Treibhausgasen.
Zitat: „Die Gewinnung von Energie mittels Wasserkraft galt lange Jahre als klimafreundlich. Durch die Anstauung der Flüsse entstanden oft riesige Stauseen, in denen das von den Flüssen transportierte Material ablagert wird. Erst als in den späten 80er Jahren die ersten Berichte über die Freisetzung von Treibhausgasen aus den Stauseen publiziert wurden, geriet die Wasserkraft in die öffentliche Kritik. Besonders in den Tropen, wo auch die meisten neuen Staudämme geplant oder bereits im Bau sind, führen die höheren Temperaturen zum Abbau der organischen Bestandteile der Sedimente unter Bildung von Methan, Kohlenstoffdioxid und in manchen Fällen auch von Lachgas (Distickstoffoxid). Alle drei Gase haben das Potential, den Wärmehaushalt der Erde zu beeinflussen, also zum Klimawandel beizutragen. Auch in gemäßigten Breiten tragen Staudämme zum Anstieg der atmosphärischen Treibhausgaskonzentration bei."

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):
Das Leibniz-IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements. Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin-Brandenburg und weltweit. Das Leibniz-IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft. www.igb-berlin.de/

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 310
12587 Berlin
www.igb-berlin.de

Dr. Gabriel Singer:
gabriel.singer@igb-berlin.de
+49 (0)30 64181 726

Dr. Christian Wolter:
wolter@igb-berlin.de
+49 (0)30 64181 633

Dr. Sonja Jähnig:
sonja.jaehnig@igb-berlin.de
+49 (0) 30 6392 4085

Dr. Peter Casper:
pc@igb-berlin.de
+49 (0)33082 699 29

Quelle: IDW 

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FH entwickelt fliegende Roboter zur Bekämpfung der Wilderei in Südafrika

Team Pressestelle Presse-, Öffentlichkeitsarbeit und Marketing
FH Aachen

Teurer als Gold: Ein Kilogramm Rhinozeroshorn bringt auf den Schwarzmärkten in Asien mehr als 50.000 Euro ein. Die illegale Jagd hat die Nashornbestände im südlichen Afrika dezimiert. Jährlich werden mehr als 1000 Tiere getötet, obwohl auf Wilderei harte Strafen ausgesetzt sind. Organisiert wird der Schmuggel von asiatischen Syndikaten, die zum Aufspüren der Tiere modernste Technik einsetzen. Um die Banden zu bekämpfen, setzen die Tierschutzorganisationen ebenfalls auf Hightech.

An der FH Aachen wird derzeit eine Technologie entwickelt, mit der dem Treiben der Wilderer im südlichen Afrika Einhalt geboten werden kann. „Wir setzen unbemannte Fluggeräte ein, die große Gebiete überwachen. Damit können wir Menschen, Tiere und Autos in Echtzeit identifizieren", sagt Patrick Wiesen. Der FH-Absolvent forscht am FH-Institut Mobile Autonome Systeme und Kognitive Robotik (MASKOR), seine Dissertation erstellt er an der Tshwane University of Technology (TUT) in Pretoria/Südafrika.

In einem ersten Schritt werden die Gebiete, in denen die Wilderer aktiv sind, in 3D erfasst. Das betrifft etwa den Kruger Nationalpark in Südafrika, der etwa 20.000 Quadratkilometer groß ist - das entspricht etwa der Fläche Hessens. Auf der Grundlage dieser dreidimensionalen Karte kommt ein Schwarm von „Unmanned Aerial Vehicles" (UAV) zum Einsatz, also unbemannte Fluggeräte, die autonom das Gebiet überfliegen und Aktivitäten am Boden mit Hilfe von Wärmebildkameras erfassen. Patrick Wiesen erklärt: „Mit unserer Software können wir die Daten in Echtzeit auswerten. Die Parkwächter bekommen Warnhinweise von unserem System und können gezielt einschreiten." Dazu werden neuronale Netze der fliegenden Roboter so trainiert, dass sie Menschen, Tiere und Autos erkennen - die Systeme lernen gewissermaßen, die Objekte aus der Luft zu identifizieren.
Die FH-Forscher arbeiten eng mit der südafrikanischen Tierschutzorganisation SPOTS (Strategic Protection of Threatened Species) zusammen, die sich dem Schutz gefährdeter Tierarten verschrieben hat. Die Organisation setzt bereits jetzt auf den Einsatz von unbemannten Kleinflugzeugen. „Wir können SPOTS vor allem im Bereich der Software und der Datenauswertung unterstützen", betont Patrick Wiesen. Bei einem einwöchigen Test im Dezember 2018 kam das neuentwickelte System erstmals zur Anwendung. Mit dabei waren auch die Partner von der TUT, mit der der Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik der FH Aachen seit Jahren zusammenarbeitet. So bot die FH etwa die Summerschool zum Robot Operating System (ROS) schon dreimal in Südafrika an. Langfristiges Ziel ist es, im südlichen Afrika ein Netzwerk zur kognitiven Robotik aufzubauen. Potenzielle Partner könnten die Universität in Kapstadt und Stellenbosch sein. Treibende Kraft auf Seiten der FH Aachen ist Prof. Dr. Stephan Kallweit, der außerordentlicher Professor an der TUT ist und auf diesem Weg auch die Dissertationen von Patrick Wiesen, Josef Franko und Heiko Engemann betreut.

Bei dem Anti-Wilderei-Projekt geht es aber nicht nur um Software, sondern auch um die fliegende Hardware: Bislang ist der Aktionsradius der UAVs begrenzt, was die Einsetzbarkeit gerade in den Weiten des südlichen Afrika einschränkt. Der FH-Student Malte Holch vom Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik entwickelt im Rahmen seiner Bachelorarbeit eine Flugsteuerung für Senkrechtstarter - also Fluggeräte, die keine Start- und Landebahn benötigen und die trotzdem für den Streckenflug geeignet sind. Ein mögliches Anwendungsgebiet sind Lufttaxis, die zukünftig in verkehrsgeplagten Innenstädten der ersten Welt zum Einsatz kommen sollen. Für das Anti-Wilderei-Projekt können die Senkrechtstarter ebenfalls eine spannende Alternative sein. Malte Holch betont: „Wir setzen aktuell zur 3-D-Erfassung noch einen Multikopter ein. Dieser ist im Vergleich langsamer und hat nicht so eine hohe Reichweite wie der Senkrechtstarter." SPOTS setzt derzeit einen Starrmodellflieger ein, der ebenfalls höhere Geschwindigkeiten und Reichweiten erreicht, aber eine Start- und Landebahn braucht. Der Senkrechtstarter kombiniert die Vorteile von beiden Systemen. Auch die Kombination mit solargespeisten Elektromotoren sowie die Nutzung der Thermik wie beim Segelflug sei denkbar. Die FH-Fachbereiche Luft- und Raumfahrttechnik sowie Maschinenbau und Mechatronik arbeiten derzeit gemeinsam an weiteren Projekten rund um das Thema autonomes Fliegen.

Malte Holch hat neben Jagd auf Wilderer auch einen weiteren Anwendungszweck im Auge. Er ist in Namibia, dem nordwestlichen Nachbarland Südafrikas, aufgewachsen und hat gute Kontakt dorthin. „Ich kenne viele Farmer, die solche Systeme gerne zur Überwachung einsetzen möchten." Dabei gehe es darum, das Vieh zu zählen und die Zäune auf Schäden zu kontrollieren. Auch hierbei kann die Software zum Einsatz kommen, die an der FH Aachen entwickelt wird. „Für uns ist wichtig, dass wir auf einer Open-Source-Plattform arbeiten", betonen Patrick Wiesen und Malte Holch, „unsere Partner im südlichen Afrika sollen in der Lage sein, die Systeme einzusetzen, zu warten und weiterzuentwickeln."

Quelle: IDW 

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Psychologie von Geschwistern: Letztgeborene sind keine Draufgänger

Artur Krutsch Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Bildungsforschung

Es gibt Annahmen und Theorien, die so verbreitet sind, dass sie für wahr gehalten werden. So auch diese, dass Letztgeborene risikobereiter sind als ihre älteren Geschwister. Ein Forscherteam vom Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, der Universität der Balearen, der Universität Basel und dem Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung konnte nun anhand von drei großen Datenanalysen zeigen, dass es keinen Zusammenhang zwischen der Geburtenreihenfolge und der individuellen Risikobereitschaft gibt. Die Ergebnisse wurden im Journal PNAS veröffentlicht.

Charles Darwin, Alexander von Humboldt und Rosa Luxemburg waren die jüngsten Kinder in ihren Familien und hatten Charaktereigenschaften, die man den Letztgeborenen oft zuschreibt: Sie waren abenteuerlustig, rebellisch und unerschrocken. Die These, dass die Geburtsreihenfolge die Persönlichkeit beeinflusst, wurde lange und kontrovers in der Psychologie und darüber hinaus diskutiert. In den 1990er Jahren wurde die These besonders prominent in den Arbeiten des Wissenschaftshistorikers und Darwin-Experten Frank Sulloway vertreten. Bei seiner Suche nach den Gründen, warum Menschen politische oder wissenschaftliche Revolutionäre werden, entdeckte er, dass es unter diesen statistisch gesehen mehr Letztgeborene gibt. Er entwickelte ein Modell der Familiendynamik, nach dem sich die Erstgeborenen der privilegierten Aufmerksamkeit der Eltern sicher sein konnten, wohingegen die jüngeren Geschwister sich erst eine „familiäre Nische" erkämpfen und dafür Risiken eingehen müssten, was ihre Persönlichkeit präge.

Inzwischen wird Sulloways Familiendynamikmodell kritischer gesehen und jüngste Studien können keinen Zusammenhang zwischen Geburtsreihenfolge und Persönlichkeit im Allgemeinen nachweisen. Doch gilt dies auch für die Risikobereitschaft? Sind Letztgeborene waghalsiger als ihre älteren Geschwister? Dieser Frage ging ein Forscherteam vom Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, der Universität der Balearen, dem Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung und der Universität Basel in drei unterschiedlichen Analysen nach.

In der ersten Analyse untersuchten die Forscher Daten aus einer der umfangreichsten wissenschaftlichen Wiederholungsbefragungen in Deutschland, dem Sozio-oekonomischen Panel (SOEP). Das SOEP befragt jedes Jahr etwa 30.000 Menschen zu verschiedensten Themen, so zum Beispiel auch zur selbsteingeschätzten Risikobereitschaft beim Autofahren oder in finanziellen Dingen. Mit Blick auf die Risikobereitschaft verglichen die Forscher die Antworten von Erstgeborenen mit denen von Nachgeborenen und Letztgeborenen. In 96 Prozent der Vergleiche war dabei keinerlei Zusammenhang festzustellen.

Darüber hinaus werteten die Forscher die Daten der so genannten „Basel-Berlin Risk Study" mit Blick auf die Geschwisterfrage neu aus. In dieser Studie wurde die individuelle Risikobereitschaft von 1.507 Erwachsenen in experimentellen Verhaltenstests im Labor und in Selbsteinschätzungen untersucht. Doch auch in diesen Daten fanden die Forscher keinen Zusammenhang zwischen der Geburtenreihenfolge und der Risikobereitschaft einer Person.

In der dritten Analyse recherchierten die Forscher zudem die Geburtsreihenfolge von fast 200 historischen Entdecker*innen und Revolutionär*innen. „Wir wollten ausschließen, dass sich die Risikobereitschaft von Letztgeborenen in Umfragen und Verhaltenstests nicht zeigt, aber durchaus im echten Leben. Deshalb haben wir auch in den Geschichtsbüchern geschaut, ob die Entscheidung, ein risikoreiches Leben zu führen von der Geburtsreihenfolge abhängt. Jedoch fanden wir auch hier keine statistischen Auffälligkeiten", sagt Tomás Lejarraga, Erstautor der Studie und Assoziierter Wissenschaftler im Forschungsbereich Adaptive Rationalität am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung sowie Associate Professor an der Universität der Balearen auf Mallorca.

„Die These, dass die Dynamik in der Familie, die wiederum durch die Geburtsreihenfolge geprägt sein könnte, die Risikobereitschaft beeinflusst, scheint durchaus intuitiv und plausibel. Aber wir konnten weder in Umfragen, noch in experimentellen Versuchen, noch in den Stichproben historischer Persönlichkeiten, die enorme Risiken eingegangen sind, Hinweise für diese These finden", sagt Ralph Hertwig, Direktor des Forschungsbereichs Adaptive Rationalität am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung und Mitautor der Studie.

Auch die Erstgeborenen Martin Luther, Christoph Kolumbus und die britische Abenteurerin Mary Kingsley zeigen, dass es wohl andere Faktoren als die Geburtsreihenfolge geben muss, die dazu führen, dass Menschen sich für ein risikoreiches Leben entscheiden.

Das Max-Planck-Institut für Bildungsforschung wurde 1963 in Berlin gegründet und ist als interdisziplinäre Forschungseinrichtung dem Studium der menschlichen Entwicklung und Bildung gewidmet. Das Institut gehört zur Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., einer der führenden Organisationen für Grundlagenforschung in Europa.

Originalpublikation:
Lejarraga, T., Frey, R., Schnitzlein, D. D., & Hertwig, R. (2019). No effect of birth order on adult risk taking. PNAS. https://doi.org/10.1073/pnas.1814153116

Weitere Informationen:
https://www.mpib-berlin.mpg.de/de/presse/2019/03/psychologie-von-geschwistern-le...

Quelle: IDW 

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Zum Tag des Wassers am 22.3.: Digitalisierung im Wassersektor meistern mit praxisnaher Forschung

Alexander Knebel Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Zuse-Gemeinschaft

Ob als Lebensmittel oder in der Landwirtschaft, ob für die Reinigung oder in der Logistik: Wasser und mit ihm die Wasserbranche ist für die alle Lebensbereiche erfassende Digitalisierung ein Schlüsselelement.

„Für einen fließenden Übergang der Branche ins Zeitalter der Digitalisierung liefern die Forschungsinstitute der Zuse-Gemeinschaft mit ihrer Expertise wertvolle Antworten. Ihre Arbeit erlangt durch den Stellenwert von Wasser auf Energie-, Logistik- und Rohstoffmärkten ebenso wie durch die Auswirkungen des Klimawandels erhöhte Aktualität", erklärt der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Ralf-Uwe Bauer, anlässlich des Tages des Wassers.

Wasser ist ein Medium, das elektrischen Strom ebenso wie Stoffe in den Boden und Verkehrsströme leitet. Dass Kanäle und Flüsse als Verkehrsadern künftig noch stärker pulsieren könnten, darauf deutet ein aktuelles Projekt des RIF Institut für Forschung und Transfer hin. Das Dortmunder Forschungsteam untersucht gemeinsam mit dem Duisburger Institut DST, wie eine dezentral gesteuerte Binnenschifffahrt für bedarfsorientierte und umweltgerechtere Mobilität sorgen kann. Kern des Projekts: Die Forschenden ermitteln anhand von Güterströmen einerseits und technischer Innovationen andererseits, inwieweit künftig wieder verstärkt kleinere Schiffe beim Lastentransport zum Zuge kommen können. „Die Chancen von Elektromobilität und autonomem Transport bieten in Kombination mit freien Kapazitäten in kleineren Häfen und Kanälen nahe der Ballungsräume an Rhein und Ruhr ideale Voraussetzungen für neue Logistiklösungen auf dem Wasser, die digitales Know-how mit den Vorzügen vorhandener Infrastruktur verbinden", erklärt RIF-Geschäftsführer Michael Saal.

Elektrolyse befreit von Medikamenten-Rückständen
Als Teil der Daseinsvorsorge ist die Wasserwirtschaft bei Umwelt- und Gesundheitsschutz gefordert. In Deutschland sind laut Umweltbundesamt nur rund 8 Prozent der knapp 10.000 Gewässer in gutem oder sehr gutem ökologischen Zustand. Wie sich problematische Spurenstoffe aus Abwässern entfernen lassen, untersucht aktuell die Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung in Berlin-Adlershof (GNF). Die Forschenden sind Rückständen von Arzneimitteln auf der Spur, so Röntgenkontrastmitteln. Im Wasserkreislauf wirken sich solche Kontrastmittel schädlich aus. Das wollen die GNF-Forschenden verhindern: Über einen Elektrolyseschritt und mit Hilfe von ultravioletter Strahlung haben sie vielversprechende Ergebnisse zum Abbau der Spurenstoffe erzielt. „Während Kontrastmitteln wie der im Röntgen häufig eingesetzten Amidotri-zoesäure selbst mit dem Einsatz von Ozon und Aktivkohlefiltern nicht beizukommen ist, können wir sie mit der Elektrolyse sehr gut bekämpfen. Wir sind sehr zuversichtlich, dass die bevorstehenden Feldtests unsere im Labor erzielten Ergebnisse bestätigen", sagt der GNF-Vorsitzende Dr. Frank-Marc Krüger.

Simulationssoftware für Kläranlagen
Dass Digitalisierung in der Wasserwirtschaft nicht als disruptiver, sondern auch als organischer, dynamischer Prozess verstanden werden kann, zeigt das Institut für Automation und Kommunikation (ifak) aus Magdeburg. Mit der im ifak entwickelte Simulationssoftware SIMBA kann bereits seit mehr als 20 Jahren das dynamische Verhalten von Kläranlagen und Abwassersystemen analysiert werden. Mit SIMBA lassen sich u.a. Abläufe in Kläranlagen simulieren, die sowohl die Verfahrens- und Maschinentechnik als auch die Automatisierung abbilden. So ermöglicht SIMBA eine ganzheitliche Analyse von Kanalnetz, Kläranlage, Schlammbehandlung, Fließgewässer und Automatisierung. „Die Computersimulation komplexer technischer Systeme wird zunehmend zum Standardwerkzeug zur Verfahrensoptimierung und zur ganzheitlichen Bewertung von Automatisierungsprozessen", sagt Dr. Jens Alex, Abteilungsleiter Geschäftsfeld Wasser und Energie im ifak.

„Die Institute der Zuse-Gemeinschaft sind nicht nur in der Wissenschaft, sondern auch als kompetente Berater und Dienstleister unterwegs. Für die Wasserwirtschaft und andere Branchen liefern sie kostbare Lösungen rund um die Digitalisierung. Die Bundesregierung muss diese Stärken der praxisnahen Forschung durch eine verbesserte Förderung honorieren", fordert Dr. Bauer.

Über die Zuse-Gemeinschaft
Die Zuse-Gemeinschaft vertritt die Interessen gemeinnütziger, privatwirtschaftlich organisierter Industrieforschungseinrichtungen. Dem technologie- und branchenoffenen Verband gehören bundesweit über 70 Institute an. Als praxisnahe und kreative Ideengeber des deutschen Mittelstandes übersetzen sie die Erkenntnisse der Wissenschaft in anwendbare Technologien und bereiten so den Boden für Innovationen, die den deutschen Mittelstand weltweit erfolgreich machen.

Impressum
Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. || Geschäftsführerin Dr. Annette Treffkorn || Invalidenstr. 34 || 10115 Berlin || Tel: 030 440 62 74 || Fax: 030 440 62 97 || E-Mail: info@zuse-gemeinschaft.de Registergericht: Amtsgericht Charlottenburg VR: 34276 B V.i.S.d.P.: Dr. Annette Treffkorn

Anhang
PM Zuse-Gemeinschaft: Zum Tag des Wassers am 22.3.: Die Digitalisierung im Wassersektor meistern mit praxisnaher Forschung
https://idw-online.de/de/attachment71278

Quelle: IDW 

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Darmvorsorge rettet Leben | Infoveranstaltung des Universitätsklinikums Ulm am 23. März

Nina Schnürer Unternehmenskommunikation
Universitätsklinikum Ulm

Darmkrebs ist mit über 70.000 Neuerkrankungen pro Jahr in Deutschland die zweithäufigste Krebserkrankung - sowohl bei Männern als auch bei Frauen. Am Samstag, 23. März von 10:00 bis circa 13:00 Uhr, laden die Darmkrebszentren des Universitätsklinikums Ulm und des Bundeswehrkrankenhauses Ulm zu einer Informationsveranstaltung zum Thema Darmkrebs und Vorsorge ins Stadthaus ein. Die Veranstaltung richtet sich an betroffene Patient*innen und die interessierte Bevölkerung und wird in Kooperation mit der Stiftung Lebensblicke und der Gastro-Liga durchgeführt.

„Mit höherem Alter steigt auch die Wahrscheinlichkeit, an Darmkrebs zu erkranken. Daher sind regelmäßige Vorsorgeuntersuchungen, durch welche schon die Entstehung dieser Krankheit verhindert werden kann, äußerst wichtig", erklärt Professor Thomas Seufferlein, Ärztlicher Direktor der Klinik für Innere Medizin I des Universitätsklinikums Ulm. „Bei vielen Menschen ist die Hemmschwelle, tatsächlich zur Darmkrebsvorsorge zu gehen, jedoch immer noch sehr hoch. Dagegen hilft nur Aufklärung, die wir unter anderem mit unserer Informationsveranstaltung im Stadthaus schaffen wollen."

Was viele nicht wissen: Darmkrebs kann wie Herzkreislauferkrankungen und Diabetes Typ II durch einen gesunden Lebensstil mit ausgewogener Ernährung, Verzicht auf Rauchen und regelmäßiger Bewegung vorgebeugt werden. Auch helfen neue genetische Untersuchungen, das Risiko für eine Erkrankung besser einzuschätzen. Durch die Vorsorgekoloskopie oder Darmspiegelung können zudem schon Vorstufen von Darmkrebs erkannt und sicher entfernt werden. Durch moderne Techniken können heute sowohl frühe Krebserkrankungen des Darms als auch fortgeschrittene, bösartige Tumoren erfolgreich behandelt werden - die Heilungschancen für Patient*innen mit Darmkrebs haben sich in den letzten Jahren deutlich verbessert. Das zunehmende Wissen, warum Darmzellen bösartig werden, hilft außerdem, Patient*innen mit nicht heilbarem Krebs lange Zeit zu stabilisieren und deren Lebensqualität zu erhalten. Ein stärkeres Bewusstsein in der Öffentlichkeit zum Thema Darmkrebsvorsorge zu schaffen, ist auch Anliegen von Bundesgesundheitsminister Jens Spahn, der in diesem Jahr als Schirmherr des Darmkrebsmonats März fungiert.

„Im Namen der Darmkrebszentren am Universitätsklinikum Ulm und am Bundeswehrkrankenhaus Ulm laden wir Sie zusammen mit unseren niedergelassenen Kooperationspartnern sehr herzlich in das Stadthaus Ulm ein. Neben unseren Vorträgen möchten wir Ihnen Raum und Zeit für eine Diskussion und Ihre persönlichen Fragen geben und hoffen, Sie am 23. März begrüßen zu dürfen", so Professor Thomas Seufferlein.

Informationen zu den Darmkrebszentren
Die zertifizierten Darmkrebszentren des Universitätsklinikums und des Bundeswehrkrankenhauses Ulm diagnostizieren und behandeln in enger Kooperation mit ihren niedergelassenen Partnern in der Region vor allem Krebserkrankungen des Dickdarms und des Enddarms sowie deren Vorstufen, die sogenannten Polypen. Dies geschieht nach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen, mit hohem medizinischen Standard und modernsten Methoden.

Terminüberblick
Informationsveranstaltung im Darmkrebsmonat März
Samstag, 23.März 2019, von 10:00 bis ca. 13:00 Uhr
Stadthaus Ulm, Münsterplatz 50, 89073 Ulm

Anbei finden Sie das Programm mit allen Informationen und Vorträgen.

Kontakt:
Martina Schröck
Klinik für Innere Medizin I
Universitätsklinikum Ulm
Albert-Einstein-Allee 23
89081 Ulm
Tel.: + 49 731 500 44504
Fax: + 49 731 500 44502
E-Mail: martina.schroeck@uniklinik-ulm.de

Anhang
Programm Infoveranstaltung Darmkrebsvorsorge
https://idw-online.de/de/attachment71274

Quelle: IDW 

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Diversity-Strategien zur erfolgreichen Personalgewinnung

Gabriele Stegers Stabstelle Strategische Kommunikation und Marketing
Hochschule Rhein-Waal

Zum Thema „Digitalisierung - Demographie - Diversität" trafen sich Unternehmen aus der Region und Expertinnen und Experten auf Einladung der Hochschule Rhein-Waal. Die Veranstaltung ist der Auftakt eines Forschungsvorhabens, im Rahmen dessen vor dem Hintergrund zunehmender Digitalisierung und des demographischem Wandels gemeinsam mit der Unternehmerschaft Diversity-Strategien zur erfolgreichen Personalgewinnung und -bindung erarbeitet werden sollen.

In den kommenden elf Jahren wird aufgrund des demographischen Wandels die Zahl der Erwerbstätigen am Niederrhein um etwa 15 Prozent sinken. Gleichzeitig werden die Digitalisierungsprozesse in den Unternehmen zunehmen und fortschreiten, nicht zuletzt, um die Wettbewerbsfähigkeit der Region zu erhalten. Das führt zwangsläufig zu einer Veränderung der beruflichen Landschaft. Um vor diesem Hintergrund den aktuellen und zukünftigen Bedarf an Arbeitskräften zu decken, muss die Wirtschaft neue Wege gehen und neue Arbeitskräftereservoirs erschließen: Frauen für Führungspositionen vorsehen, verstärkt Mütter und Berufsrückkehrerinnen, sowie Menschen mit einem Migrationshintergrund als Zielgruppe betrachten. Solche Schritte sind aber nur dann möglich, wenn dafür entsprechende Strategien entwickelt werden, um so die Vielfältigkeit der Belegschaft zu erhöhen und mit ihr agieren zu können.

Um genau diese Herausforderungen anzusprechen, mögliche Strategien vorzustellen sowie interessierte Akteurinnen und Akteure zu vernetzen, hatte die Hochschule Rhein-Waal zu einer Veranstaltung eingeladen. Darüber hinaus galt es, Projektunternehmen sowie Kooperationspartnerinnen und -partner für einen Beirat zu gewinnen. Das Treffen, an dem etwa 60 Vertreterinnen und Vertreter aus Wirtschaft, Politik, Verbänden und anderen Bereichen der Gesellschaft teilnahmen, ist der Auftakt eines Forschungsvorhabens. Dabei sollen unter der Leitung von Professorin Dr. Eva-Maria Hinterhuber, Professorin für Soziologie mit dem Schwerpunkt Genderforschung an der Hochschule Rhein-Waal, vor dem Hintergrund zunehmender Digitalisierung und des demographischem Wandels gemeinsam mit der regionalen Unternehmerschaft Diversity Strategien zur erfolgreichen Personalgewinnung und -bindung erarbeitet werden. „Bei dem Projekt steht die Frage im Mittelpunkt: Wie kann es gelingen, die Auswirkungen der Digitalisierung auf die Arbeitsprozesse in Unternehmen durch Gender Diversity Management zu nutzen, um dem Fachkräftemangel zu begegnen. Ziel ist, die regionalen Unternehmen auf diese Weise zu stärken und die Region Rhein-Waal als attraktiven Lebens- und Arbeitsort zu erhalten", erläutert Professorin Hinterhuber.

Kern der Veranstaltung war ein Workshop, in dem sich die Teilnehmenden unter anderem mit den Herausforderungen und Potenzialen der Region Niederrhein und der Region Rhein-Waal auseinandersetzten. Demographische Entwicklungen und Digitalisierungsprozesse machen zwar nicht vor Ländergrenzen halt, die Herangehensweisen zur Bewältigung der daraus resultierenden Herausforderungen aber sind teilweise recht unterschiedlich. Insofern stand immer auch das Ansinnen im Raum, mit einem Blick über die niederländisch-deutsche Grenze hinweg jeweils voneinander zu lernen.

„Die gesamte Region der Euregio Rhein-Waal muss für die Zukunft gerüstet sein. Disruptive Entwicklungen und neue Geschäftsmodelle haben einen großen Einfluss. Dass die Hochschule Rhein-Waal in diesem Zusammenhang Themen wie Digitalisierung und Diversität aufgreift, ist ein wichtiger Schritt in die richtige Richtung. Dabei sehe ich die Grenze als Chance. Unsere Region als Vorzeigemodel, als eine Art ‚Living Lab‘, wo Fortschritt begrüßt wird und man bereit ist, voneinander zu lernen. Da dies nicht überall selbstverständlich ist, macht es die Zusammenarbeit noch wertvoller", fasst Sigrid Helbig, Direktorin von The Economic Board, Nijmegen, das Kick-Off-Treffen zusammen. Und Dr. Gabriele Schambach, Inhaberin von Genderworks, die das Projekt wissenschaftlich begleitet, ergänzt: „Wir haben enormen Zuspruch erfahren. Eine Reihe von Unternehmen interessiert sich bereits für eine Projektpartnerschaft und viele Teilnehmende möchten im Beirat mitarbeiten. Das zeigt auch, wie aktuell das Thema ist."

Die eigentliche Forschungsphase soll noch in diesem Jahr beginnen. Unternehmen aus der Region, die an der Veranstaltung nicht teilnehmen konnten aber gern mitwirken möchten, können sich bei Interesse an perspektive.rhein-waal@genderworks.de wenden.

Weitere Informationen:
https://www.hochschule-rhein-waal.de/de/aktuelles/newsmeldungen/diversity-strate...

Quelle: IDW 

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Das Geheimnis des Vakuums erstmals nachweisen

Till Bayer Abteilung Hochschulkommunikation/Bereich Presse und Information
Friedrich-Schiller-Universität Jena

Neue Forschungsgruppe an der Universität Jena vereint Theorie und Experiment, um erstmals bestimmte physikalische Prozesse im Quantenvakuum nachzuweisen

Für die meisten Menschen ist das Vakuum ein leerer Raum. Die Quantenphysik hingegen geht davon aus, dass selbst in diesem Zustand niedrigster Energie noch Teilchen und Anti-Teilchen fluktuieren. Eine Annahme, für die bisher kein eindeutiger Beleg erbracht werden konnte. Um die Prozesse im vermeintlichen Nichts über 80 Jahre nach deren Vorhersage durch Werner Heisenberg und Hans Euler erstmals experimentell nachweisen zu können, hat jetzt eine neue Forschungsgruppe der Universität Jena ihre Arbeit aufgenommen. Der Quantentheoretiker Prof. Dr. Holger Gies leitet die Gruppe, deren Bezeichnung „Probing the Quantum Vacuum at the High-intensity Frontier" zugleich das Ziel der Forschungen formuliert. Am auf sechs Jahre angelegten Projekt sind neben der Universität Jena auch das Helmholtz-Institut Jena (HIJ) und die Universitäten in Düsseldorf und München (LMU) beteiligt. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert die erste, dreijährige Phase mit rund zwei Millionen Euro, womit v. a. neun Doktorandenstellen, fünf davon in Jena, finanziert werden.

Licht macht Phänomene im „leeren Raum" sichtbar
Die Forschungsgruppe will mit starken Feldern an den Quanten wackeln, versuchen die Experten das Forschungsziel einfach zu beschreiben. Sie wollen Quantenvakuumprozesse, die den Grundzustand der Natur bilden, mit Hochintensitätslasern nachweisen. „Das Besondere an unserem Team ist das enge Zusammenspiel von fundamentaler Theorie und hoher Experimentierkunst", erläutert Dr. Felix Karbstein, Theoretiker am HIJ, der an genauen Vorhersagen für Messgrößen arbeitet, in denen die im Vakuum extrem kurz entstehenden Teilchen und ihre Anti-Teilchen ihre Spuren hinterlassen.

Die Jenaer Experimentalphysiker sowie die Kollegen an der LMU arbeiten derweil an der Methodik, um den praktischen Nachweis zu erbringen. Dazu entwickeln und kombinieren sie leistungsstarke Laser mit neuartigen, präzisen Messverfahren, so dass die flüchtigen Prozesse im Vakuum gemessen werden können.

Bislang existierten keine Lichtquellen, die für eine experimentelle Überprüfung leistungsfähig genug waren. Die modernen Hochintensitätslaser, die bei den Versuchen zum Einsatz kommen, nähern sich inzwischen der notwendigen Laserleistung. Daher werden die Experimente nicht nur in Jena und München, sondern auch am Europäischen Röntgenlaser bei DESY in Hamburg durchgeführt.

Die Phänomene des Quantenvakuums, die Gies und sein Team beweisen wollen, werden in der modernen Physik als fundamental und exotisch zugleich angesehen. Zu ihnen zählen beispielsweise die multiphotonische Erzeugung von Teilchenpaaren aus dem Vakuum oder Streuphänomene des Lichts, wie die sogenannte Quantenreflexion. Diesen schwer zu fassenden Ereignissen ist jedoch nicht nur die Jenaer Forschungsgruppe auf der Spur. „Wir befinden uns in einem internationalen Wettbewerb", weiß Holger Gies. Der Physiker ist allerdings „sehr hoffnungsvoll, weil ich sehr großes Vertrauen zu den experimentellen Kollegen habe", dass die Forschungsgruppe aufgrund der besonderen Nähe von Theorie und Praxis den Nachweis als erstes führen kann.

Eigenschaften des Vakuums als Bausteine nutzen
Nachweis und Verständnis der Vakuumphänomene wären nicht nur für die Quantenphysik selbst von Bedeutung. Moderne Hochleistungslaser und präzise Messmethoden sind aus der Medizin, den Lebenswissenschaften und der Materialforschung nicht mehr wegzudenken. So könnten die Ergebnisse in Zukunft bei der Entwicklung von Geräten helfen, die die Eigenschaften des Vakuums als Bausteine nutzen. „Bei der Erforschung des Quantenvakuums kommen wir Grundlagenforscher einer konkreten Anwendung somit vergleichsweise nahe", sagt Gies. Andererseits bestehe sogar die Möglichkeit, Hinweise auf Kandidaten für die rätselhafte Dunkle Materie zu finden, die für Strukturbildung im Universum verantwortlich ist, aber auch im Quantenvakuum Spuren hinterlassen könnte - doch zuerst müssen die erhofften Ergebnisse realisiert werden: Die Forschungsgruppe geht dem Vakuum nun verstärkt auf den Grund.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Holger Gies
Theoretisch-Physikalisches Institut der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Max-Wien Platz 1
07743 Jena
Tel.: 03641 / 947190
E-Mail: holger.gies@uni-jena.de

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Mit der Spiegelbild-Biologie zu besseren Medikamenten

Dr. Sibylle Kohlstädt Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Krebsforschungszentrum

Wissenschaftlern aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum ist es gelungen, Biomoleküle in ihrer Spiegelbild-Form zu produzieren. Ziel der Forscher ist es, ein spiegelbildliches künstliches Proteinsynthese-System zu nachzubauen. Damit sollen unter Anderem spiegelbildliche therapeutische Proteine, etwa Antikörper, produziert werden, die im Körper vor biologischem Abbau geschützt wären und keine Reaktion des Immunsystems hervorrufen.

Von fast allen biologischen Molekülen existieren zwei verschiedene räumliche Strukturen, die sich zueinander wie Bild und Spiegelbild verhalten. Diese Moleküle bezeichnet man als Enantiomere. Wie eine rechte und eine linke Hand lassen sie sich nicht zur Deckung bringen. Abhängig davon, ob polarisiertes Licht beim Durchleuchten der Moleküle nach rechts oder nach links gedreht wird, spricht man von der D-Form oder L-Form des Enantiomers. In der Natur finden sich fast ausschließlich Proteine aus L-Aminosäuren, während DNA und RNA aus Molekülen in D-Form aufgebaut sind.

Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums arbeiten daran, Biomoleküle in ihrer Spiegelbild-Form zu synthetisieren. Künftig wollen sie allerdings nicht nur einzelne Moleküle nachbauen: „Unser langfristiges Ziel ist es, einfache, künstliche biologische Systeme in spiegelbildlicher Form zu kreieren, die denen in der Natur entsprechen, aber nicht mit der Umwelt interagieren", sagt Jörg Hoheisel, der das Projekt leitet.

In einer aktuellen Arbeit ist es Wissenschaftlern um Hoheisel gelungen, aus D-Aminosäuren die Spiegelbildversion einer DNA-Ligase herzustellen. Ligasen fügen DNA-Stücke zusammen. Die Spiegelbild-Ligase kann aus ebenfalls spiegelbildlichen DNA-Stücken ein vollständiges Spiegelbild-Gen zusammenzusetzen. Weitere Enzyme in D-Form, die die DNA vervielfältigen und in RNA übersetzen, stehen ebenfalls schon zur Verfügung. „An dieser Stelle ist im Moment Schluss", berichtet Hoheisel. „Als nächstes benötigen wir eine spiegelbildliche Struktur, die die Funktion der Ribosomen in der Zelle übernimmt."

Ribosomen sind makromolekulare Komplexe, die in der Zelle dafür verantwortlich sind, RNA-Stränge in Aminosäureketten zu übersetzen und auf diese Weise Proteine herzustellen. „Mit den Spiegelbild-Ribosomen hätten wir ein einfaches System zusammengestellt, mit dem wir alle Arten von Proteinen relativ einfach im Reagenzglas herstellen könnten", so Hoheisel. „Das künstliche System wäre unabhängig von der Natur, aber identisch in den biophysikalischen und chemischen Eigenschaften und könnte langfristig sogar zu einer archetypischen, spiegelbildlichen Kopie einer Zelle führen."

Während dies aber noch Zukunftsmusik ist, könnte der zugrunde liegende Ansatz bereits in näherer Zukunft für therapeutische Zwecke genutzt werden, etwa für die Synthese von spiegelbildlichen Antikörpern. Therapeutische Antikörper werden heute synthetisch hergestellt und bei einer Reihe von Krankheiten als Medikament eingesetzt, nicht zuletzt in der Krebstherapie. Allerdings kann das Immunsystem des Patienten gegen die therapeutischen Antikörper reagieren. „Für den Körper sind sie letztlich körperfremde Eindringlinge, die es zu bekämpfen gilt, ebenso wie es mit Krankheitserregern geschieht", erklärt Hoheisel. „Ein Antikörper-Medikament, das aus spiegelbildlichen D-Aminosäuren anstelle der natürlichen L-Aminosäuren besteht, würde voraussichtlich keine Immunantwort hervorrufen, da D-Moleküle vom Immunsystem nicht erkannt werden." Außerdem könnten die spiegelbildlichen Antikörper auch länger ihre therapeutische Wirkung entfalten, da sie im Körper nur langsam biologisch abgebaut würden. Sie könnten sogar unkompliziert als Tablette eingenommen werden. Die Verdauungsenzyme im Körper würden ihnen nichts anhaben. In einer internationalen Kooperation, gefördert durch das Bundesforschungsministerium, verfolgt Hoheisel diese Ziele.

Quelle:
Joachim Weidmann, Martina Schnölzer, Philip E. Dawson und Jörg D. Hoheisel. Copying life: synthesis of an enzymatically active mirror-image DNA-ligase made of D-amino acids. Cell Chemical Biology 2019, DOI: 10.1016/j.chembiol.2019.02.008

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise über die Volkskrankheit Krebs auf. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums ist ein wichtiger Beitrag, um die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Joachim Weidmann, Martina Schnölzer, Philip E. Dawson und Jörg D. Hoheisel. Copying life: synthesis of an enzymatically active mirror-image DNA-ligase made of D-amino acids. Cell Chemical Biology 2019, DOI: 10.1016/j.chembiol.2019.02.008

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Test der Symmetrie der Raumzeit mit Atomuhren

Dipl.-Journ. Erika Schow Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

Der Vergleich zweier optischer Atomuhren bestätigt ihre hohe Genauigkeit und eine Grundannahme der Relativitätstheorie - Nature-Veröffentlichung

Einstein formulierte in seiner Speziellen Relativitätstheorie die These, die Lichtgeschwindigkeit sei immer und unter allen Bedingungen gleich. Doch diese Gleichförmigkeit der Raumzeit könnte nach theoretischen Modellen der Quantengravitation für Teilchen nicht gelten. Jetzt haben Physiker dies mit einem ersten Langzeitvergleich zweier optischer Ytterbiumuhren in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) überprüft. Mit diesen Uhren, die innerhalb von zehn Milliarden Jahren nur eine einzige Sekunde falsch gehen, müssten auch extrem kleine Abweichungen in der Bewegung der Elektronen des Ytterbiums gemessen werden können. Doch sie maßen keine Veränderung für unterschiedliche Ausrichtungen der Uhren im Raum. Damit ist die bisherige experimentelle Grenze für den Test der Raumzeit-Symmetrie um das Hundertfache verschärft worden. Zudem wird die extrem geringe systematische Messunsicherheit der optischen Ytterbiumuhren von weniger als 4 · 10E-18 bestätigt. Seine Ergebnisse hat das Team aus Physikern der PTB und der Universität Delaware (USA) in der aktuellen Ausgabe von Nature veröffentlicht.

Es ist eines der berühmtesten historischen Physik-Experimente: Michelson und Morley zeigten schon 1887 mithilfe eines drehbar gelagerten Interferometers, mit dem sie die Lichtgeschwindigkeit entlang zweier senkrecht zueinander stehender optischer Achsen verglichen, was Einstein später theoretisch formulierte. Es wurde zu einer Grundaussage seiner Speziellen Relativitätstheorie: Die Lichtgeschwindigkeit ist unabhängig von der Raumrichtung immer gleich. Nun kann man fragen: Gilt diese nach Hendrik Antoon Lorentz benannte Symmetrie des Raumes auch für die Bewegung materieller Teilchen, oder gibt es Richtungen, entlang derer sie sich bei gleicher Energie schneller oder langsamer bewegen? Insbesondere für hohe Energien der Teilchen sagen theoretische Modelle der Quantengravitation eine Verletzung der Lorentz-Symmetrie vorher.

Mit zwei Atomuhren wurde jetzt ein Experiment durchgeführt, um diese Fragestellung mit hoher Präzision zu untersuchen. Die Frequenz dieser Atomuhren wird jeweils von der Resonanzfrequenz eines einzelnen, in einer Falle gespeicherten Yb+-Ions gesteuert. Während die Verteilung der Elektronen des Yb+-Ions im Grundzustand kugelsymmetrisch ist, befinden sich die Elektronen im angeregten Zustand in einer deutlich elongierten Wellenfunktion und bewegen sich damit hauptsächlich entlang einer Raumrichtung. Die Ausrichtung der Wellenfunktion wird durch ein in der Uhr angelegtes Magnetfeld bestimmt und wurde für beide Uhren etwa senkrecht zueinander gewählt. Die Uhren sind im Labor fest montiert und drehen sich gemeinsam mit der Erde einmal am Tag (genauer: einmal in 23,9345 Stunden) relativ zu den Fixsternen. Eine Abhängigkeit der Elektronengeschwindigkeit von der Orientierung im Raum würde sich daher als periodisch mit der Erdrotation auftretende Frequenzdifferenz zwischen beiden Atomuhren zeigen. Um einen solchen Effekt klar von möglichen technischen Einflüssen unterscheiden zu können, wurden die Frequenzen der Yb+-Uhren über mehr als 1000 Stunden verglichen. Es wurde dabei keine Veränderung der Uhren zueinander für den zugänglichen Bereich von Periodendauern von wenigen Minuten bis zu 80 Stunden beobachtet. Für die theoretische Interpretation und Rechnungen zur Atomstruktur des Yb+-Ions hat das PTB-Team mit theoretischen Physikern von der University of Delaware, USA, zusammengearbeitet. Die aktuellen Resultate verschärfen nun die von Forschern der Universität Berkeley 2015 mit Ca+-Ionen gesetzten Grenzen um etwa einen Faktor 100.

Im Mittel über die gesamte Messzeit zeigten beide Uhren eine relative Frequenzabweichung von weniger als 3 · 10E-18. Dies bestätigt die vorher abgeschätzte kombinierte Unsicherheit der Uhren von 4 · 10E-18 und ist ein wichtiger Fortschritt in der Charakterisierung von optischen Atomuhren auf diesem Genauigkeitsniveau. Potenziell zeigen diese Uhren erst nach etwa zehn Milliarden Jahren eine Differenz von einer Sekunde an.
(es/ptb)

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Nils Huntemann, Arbeitsgruppe „Optische Uhren mit gespeicherten Ionen",
Telefon: (0531) 592-4432, E-Mail: nils.huntemann@ptb.de

Originalpublikation:
Christian Sanner, Nils Huntemann, Richard Lange, Christian Tamm, Ekkehard Peik, Marianna S. Safronova, Sergey G. Porsev: Optical clock comparison for Lorentz symmetry testing. Nature (2019) - (erscheint als Printausgabe am 14.3.2019)

Quelle: IDW 

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Internationaler Aktionstag gegen Staudämme am 14. März: Gewässerforschende als Experten zum Thema

Nadja Neumann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Der 14. März 2019 ist der internationale Aktionstag für Flüsse und gegen Staudämme. Wasserkraft ist eine erneuerbare, aber nicht zwingend eine klimaneutrale und umweltfreundliche Energiequelle. Gewässerstrukturen und Ökosysteme werden oft unumkehrbar verändert. Fließgewässer sind für Fische und andere Lebewesen nicht mehr durchwanderbar. Stauseen können zudem klimarelevante Gase freisetzen. Das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) ist das größte deutsche Forschungszentrum für Binnengewässer. Unsere Forschenden geben gerne Auskunft zu den Auswirkungen von Staudämmen auf die betroffenen aquatischen Ökosysteme und ihre Artenvielfalt.

Heute tragen laut Weltbank-Studie erneuerbare Energien bereits etwa 20 Prozent zur globalen Stromproduktion bei, davon stammen allein 80 Prozent aus Wasserkraft. Tendenz steigend; Laut einer Studie des IGB von 2015 befinden sich weltweit etwa 3700 große Staudämme, vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern, im Bau oder in Planung. Mit oft dramatischen Auswirkungen auf die Umwelt. In Europa boomt der Ausbau von Kleinkraftanlagen. Allein für die Balkanregion weist Riverwatch ca. 2500 Staudämme in Planung oder Bau aus. Über die globale Entwicklung bei den kleinen Anlagen wissen wir wenig. Ihre ökologischen Auswirkungen sind aber unter Umständen besonders hoch, denn sie tragen nur wenig zur Energiesicherung bei, „verbrauchen" aber überproportional viele natürliche Ressourcen in Form von freifließenden und durchwanderbaren Gewässerabschnitten. International fordern Forschende deshalb deutlich verbesserte Kriterien und Standards für die Errichtung und den Betrieb von Wasserkraftanlagen. Diese sollen nicht nur helfen, die Stromerzeugung zu optimieren, sondern gleichzeitig auch deren negative Auswirkungen zu minimieren.

Ansprechpartnerinnen und Ansprechpartner aus dem IGB:
Dr. Gabriel Singer: Auswirkungen von Staudämmen auf Fließgewässer im regionalen Maßstab.
Zitat: „Einen Staudamm zu bauen bedeutet, lokal einen Fluss zumindest in einem Abschnitt zu verlieren, ihn quasi in einen „See" zu verwandeln. Darüber hinaus werden ureigene Eigenschaften von Flüssen auf weit größerem Maßstab durch einen Staudamm stark verändert. Ein regulierter Abfluss und der unterbundene Sedimenttransport verhindern die natürliche Dynamik stromabwärts gelegener Abschnitte des Fließgewässernetzwerks, der Fluss verliert eben dort sein typischerweise dynamisch ausgeprägtes Lebensraum-Mosaik, mit entsprechend negativen Konsequenzen für die Biodiversität. Staudämme machen Organismen aber auch das Wandern schwer und verändern die natürlicherweise von kleinen zu großen Flüssen stattfindenden Stofftransporte. All dies hat noch wenig erforschte Folgen für die Rolle von Flüssen im Landschaftsgefüge."

Dr. Christian Wolter: Auswirkungen von Staudämmen auf die Durchwanderbarkeit von Fließgewässern für Fische.
Zitat: „Staudämme und Wehre stellen eine Barriere für viele Fischarten dar - nicht nur für Wanderfische. Wenn sich in einem Gewässerabschnitt der Wasserstand stark verändert, durch Hoch-oder Niedrigwasser, wandern Fische normalerweise in andere Flussabschnitte ab. Fischaufstiege sind für solche Ereignisse nicht ausgelegt. Einige Fischarten wie Störe können die gängigen Fischaufstiege gar nicht nutzen. Darüber hinaus gehen im Rückstaubereich von Wehren und Staudämmen frei fließende Strecken im Fluss verloren - und damit großräumige Lebensräume für typische Flussfischarten."

Dr. Sonja Jähnig: Auswirkungen von Staudämmen auf die Artenvielfalt in Gewässern.
Zitat: „Der Boom der Wasserkraft ist vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern in Südamerika, Südostasien sowie Afrika zu spüren - und damit in jenen Regionen, die einen Großteil der biologischen Vielfalt unseres Planeten beherbergen. Schon heute ist diese Vielfalt stark gefährdet. Zusätzliche Staudämme werden den Rückgang der Arten weiter beschleunigen. Auch die Megafauna ist betroffen, also große Tiere wie Flussdelfine oder Störe, beispielsweise durch die Blockade von Migrationsrouten oder den Verlust von Futter- und Laichplätzen. Es gehen jedoch nicht nur Lebensräume im Fluss verloren, sondern auch Habitate in den Uferzonen und am Gewässerrand, beispielsweise durch den Bau von Infrastrukturen wie Straßen, Siedlungen und andere Landnutzungsänderungen."

Dr. Peter Casper: Staudämme als Quellen von Treibhausgasen.
Zitat: „Die Gewinnung von Energie mittels Wasserkraft galt lange Jahre als klimafreundlich. Durch die Anstauung der Flüsse entstanden oft riesige Stauseen, in denen das von den Flüssen transportierte Material ablagert wird. Erst als in den späten 80er Jahren die ersten Berichte über die Freisetzung von Treibhausgasen aus den Stauseen publiziert wurden, geriet die Wasserkraft in die öffentliche Kritik. Besonders in den Tropen, wo auch die meisten neuen Staudämme geplant oder bereits im Bau sind, führen die höheren Temperaturen zum Abbau der organischen Bestandteile der Sedimente unter Bildung von Methan, Kohlenstoffdioxid und in manchen Fällen auch von Lachgas (Distickstoffoxid). Alle drei Gase haben das Potential, den Wärmehaushalt der Erde zu beeinflussen, also zum Klimawandel beizutragen. Auch in gemäßigten Breiten tragen Staudämme zum Anstieg der atmosphärischen Treibhausgaskonzentration bei."

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):
Das Leibniz-IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements. Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin-Brandenburg und weltweit. Das Leibniz-IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft. www.igb-berlin.de/

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 310
12587 Berlin
www.igb-berlin.de

Dr. Gabriel Singer:
gabriel.singer@igb-berlin.de
+49 (0)30 64181 726

Dr. Christian Wolter:
wolter@igb-berlin.de
+49 (0)30 64181 633

Dr. Sonja Jähnig:
sonja.jaehnig@igb-berlin.de
+49 (0) 30 6392 4085

Dr. Peter Casper:
pc@igb-berlin.de
+49 (0)33082 699 29

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Besserer Schutz vor Darmkrebs: Vorsorge-Darmspiegelung bereits ab 50!

Dr. Sibylle Kohlstädt Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Krebsforschungszentrum

Darmkrebs gehört zu den wenigen Tumorerkrankungen, die sich durch Vorsorgeuntersuchungen nahezu vollständig verhindern lassen. Denn bei einer Darmspiegelung können die in der Regel langsam wachsenden Krebsvorstufen rechtzeitig entdeckt und entfernt werden. In Deutschland wird die Darmspiegelung zur Darmkrebsvorsorge derzeit ab dem 55. Lebensjahr angeboten. Das könnte aber zu spät sein. Wissenschaftler aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum weisen zum Darmkrebsmonat März darauf hin, dass ein Beginn der Vorsorge mit einer Darmspiegelung im Alter von 50 Jahren noch besser vor Darmkrebs schützen würde - sowohl Männer als auch Frauen.

Darmkrebs gehört nicht nur zu den häufigsten Krebserkrankungen, sondern auch zu den häufigsten Krebstodesursachen in Deutschland. Jährlich erkranken mehr als 60.000 Menschen neu an Darmkrebs und mehr als 25.000 Patienten versterben an der Krebserkrankung.

Seit 2002 gibt es in Deutschland ein Früherkennungsprogramm für Darmkrebs: Im Alter von 50 bis 54 Jahren haben gesetzlich Krankenversicherte jedes Jahr Anspruch auf einen Stuhlbluttest. Ab dem Alter von 55 Jahren übernimmt die Krankenkasse eine Vorsorge-Darmspiegelung, die nach 10 Jahren einmal wiederholt werden kann.

„In der Altersgruppe ab 55 Jahren, in der Vorsorge-Koloskopien angeboten werden, ist die Neuerkrankungs- und Sterberate an Darmkrebs deutlich zurückgegangen in den letzten Jahren", berichtet Hermann Brenner vom Deutschen Krebsforschungszentrum. „Unsere Studie zeigt nun, dass mit der Vorsorge-Darmspiegelung noch deutlich größere Effekte zu erzielen wären, wenn man sie bereits mit 50 Jahren anbieten würde."

Brenner und seine Kollegen führten anhand von Krebsregisterdaten Modellrechnungen durch. Das Ziel war, herauszufinden, wie sich Vorsorge-Koloskopien in verschiedenen Altersstufen auf die Zahl der Darmkrebs-Todesfälle und auf den Verlust an Lebenszeit auswirken. „Wir haben errechnet, dass bei einer ersten Vorsorge-Darmspiegelung bereits im Alter von 50 Jahren und einer Wiederholung der Untersuchung nach zehn Jahren der Darmkrebs-bedingte Verlust an Lebenszeit deutlich geringer ausfallen würde als mit dem derzeitigen Beginn mit 55 Jahren, und zwar sowohl für Männer als auch für Frauen", berichtet Brenner.

Zu ähnlichen Schlussfolgerungen sind vor kurzem auch Wissenschaftler in den USA für die amerikanische Bevölkerung gekommen. „In den Empfehlungen der amerikanischen Krebsgesellschaft wurde die Altersgrenze für die erste Vorsorge-Koloskopie im vergangenen Jahr sogar auf 45 herabgesetzt", so Brenner.

Auch in Deutschland ist noch im Jahr 2019 geplant, die Altersgrenze für die Vorsorge-Koloskopie zu senken - bisher allerdings nur für Männer. Da Männer ein höheres Darmkrebsrisiko haben, wird ihnen die Darmspiegelung künftig bereits ab 50 Jahren angeboten und nicht wie bisher ab 55. „Unseren Berechnungen zufolge sollten jedoch auch Frauen bereits ab dem 50. Lebensjahr zur Vorsorge-Koloskopie eingeladen werden", betont Brenner.

Chen Chen, Christian Stock, Michael Hoffmeister, Hermann Brenner. The optimal age for screening colonoscopy: A modeling study. Gastrointestinal Endoscopy 2019, DOI 10.1016/j.gie.2018.12.021

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise über die Volkskrankheit Krebs auf. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums ist ein wichtiger Beitrag, um die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.

www.dkfz.de

Originalpublikation:
Chen Chen, Christian Stock, Michael Hoffmeister, Hermann Brenner. The optimal age for screening colonoscopy: A modeling study. Gastrointestinal Endoscopy 2019, DOI 10.1016/j.gie.2018.12.021

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Wie Öl attraktiv für Magneten wird

Dr. Susanne Langer Kommunikation und Presse
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Ölfilme auf der Meeresoberfläche können möglicherweise künftig mittels Magneten beseitigt werden. Eine interdisziplinäre Gruppe von Forschern der FAU unter der Federführung von Prof. Dr. Marcus Halik hat Partikel aus funktionalisierten Eisenoxid entwickelt, die beliebige Kohlenwasserstoffe an sich ziehen. Die magnetischen Teilchen samt Hülle lassen sich dann auf relativ einfache und umweltschonende Weise aus Wasser entfernen und sind nach der Reinigung sogar erneut verwendbar.

Im renommierten Fachjournal Advanced Functional Materials haben die Wissenschaftler ihre Studie jetzt vorgestellt. Sie beschreiben darin, wie Eisenoxidpartikel durch Selbstanlagerung einer Funktionalisierungsschicht darauf spezialisiert werden, ausschließlich Kohlenwasserstoffe zu adsorbieren. Zu dieser chemischen Stoffgruppe zählen leichtere Verbindungen wie Alkane und Aromaten, aber auch Rohöl, Benzin und Diesel. Wie angesaugt lagern solche Kohlenwasserstoff-Moleküle um die staubfeinen Teilchen und erreichen dabei ein Volumen, das bis zum 14fachen des Partikelkerns anwachsen kann. Unter http://omd.fau.de/oilcatch/ ist ein Video abrufbar, das den Auftrag von Eisenoxid-Puder auf flüssiges Öl und die umgehende Verwandlung in eine Masse zeigt, die per Magnet abzuheben ist. Magnetische Eigenschaften bringt Eisenoxid von vornherein mit.

Das große Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis, welches Nanopartikel bieten, und das günstige Verhältnis zur Menge der adsorbierten Kohlenwasserstoffe tragen ebenso wie die mehrfache Nutzbarkeit des Ausgangsmaterials zur enormen Effizienz des Verfahrens bei. Zudem kann Wasser vollständig von Öl und Ölprodukten befreit werden. Konventionelle Methoden erzeugen dagegen Dispersionen, also Stoffgemische, wodurch die Kohlenwasserstoffe zwar leichter durch Bakterien abzubauen sind, bis dahin aber im Meerwasser bleiben.

Das vorgestellte System könnte in Zukunft helfen, durch Ölverschmutzungen ausgelöste ökologische Katastrophen deutlich zu verringern. Derzeit arbeiten die FAU-Wissenschaftler gemeinsam mit Partnern der Industrie daran, die Herstellung der Materialien zu skalieren und das Konzept auf reale Anwendungen zur Gewässerreinigung zu übertragen.

Die Forschungen umfassten neben der Herstellung und Charakterisierung der Partikel auch Experimente mit verschiedenen Kohlenwasserstoffen, Modell- und Realwässern bei unterschiedlichen Temperaturen, ergänzt durch molekulare Simulationen, die eine zusätzliche Verbesserung der Materialien ermöglichten. Beigetragen haben drei Arbeitsgruppen an der Technischen und der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg: Wissenschaftler um Prof. Dr. Marcus Halik (Department Werkstoffwissenschaften, Organic Materials & Devices), Prof. Dr. Andreas Hirsch (Department für Chemie und Pharmazie, Organische Chemie II) und Prof. Dr. Dirk Zahn (Professur für Theoretische Chemie, Computer Chemistry Center). Die Arbeiten wurden durch den Exzellenzcluster EAM (Engineering of Advanced Materials) aus der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder und durch die Graduate School Molecular Science (GSMS) an der FAU unterstützt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Weitere Informationen:

Prof. Marcus Halik
Tel.: 09131/85-27732
marcus.halik@fau.de

Marco Sarcletti
Tel.: 09131/85-67458
marco.sarcletti@fau.de

Originalpublikation:
https://doi.org/10.1002/adfm.201805742

Weitere Informationen:

https://youtu.be/qR8U1hSOW8I

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Bedrohte Wildbienen - Verhungern im ländlichen Raum

Luise Dirscherl Stabsstelle Kommunikation und Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München

Um die einheimischen Wildbienen ist es nicht gut bestellt - mehr als die Hälfte aller Arten ist gefährdet. LMU-Wissenschaftler haben untersucht, welche besonders anfällig sind. Spätfliegende Bienen auf dem Land sind besonders betroffen.

Wildbienen sind als Blütenbestäuber ökologisch unverzichtbar und damit von enormem ökonomischen Nutzen. Doch von den über 500 Wildbienenarten in Deutschland sind mehr als die Hälfte bedroht oder lokal schon ausgestorben. Die LMU-Biologin Susanne Renner, Inhaberin des Lehrstuhls für Systematische Biologie und Mykologie sowie Direktorin des Botanischen Gartens München-Nymphenburg, hat nun mit ihrem Team anhand von Veränderungen der Roten Liste untersucht, welche Faktoren den Rückgang der Wildbienen verursachen. Ihre Ergebnisse, über die sie im Fachmagazin Proceedings of the Royal Society B berichten, legen nahe, dass die Bienen in landwirtschaftlich intensiv genutzten Gebieten vor allem im Spätsommer zu wenig Nahrung finden.

Wildbienen - zu denen auch die Hummeln gehören - sammeln wie Honigbienen Nektar und Blütenstaub und spielen deshalb eine wesentliche Rolle bei der Bestäubung von Blütenpflanzen - dabei sind einige Arten sogar effektiver als Honigbienen. Hummeln etwa besuchen im gleichen Zeitraum rund drei- bis fünfmal mehr Blüten. Der Bund für Umwelt und Naturschutz (BUND) gibt den monetären Wert der Insektenbestäubung in Europa auf über 14 Milliarden Euro pro Jahr an, manche Pflanzen wie Tomaten oder Glockenblumen werden ausschließlich von Wildbienen bestäubt. Aber wie aktuelle Studien (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006320718313636) zeigen, nimmt die Zahl der Insekten weltweit dramatisch ab - und das gilt auch für die Bienen. „Allgemein scheint die Artenvielfalt von Bienen aufgrund der intensiven Landwirtschaft und des verstärkten Einsatzes von Pestiziden, die sich beide negativ auf Nahrungsquellen und Nistmöglichkeiten auswirken, rückläufig zu sein", sagt Renner. „Wir wollten herausfinden, welche Eigenschaften bestimmte Arten besonders anfällig dafür machen, lokal auszusterben."

Für ihre Untersuchung nutzten die Wissenschaftler Veränderungen des in der sogenannten Roten Liste festgehaltenen Gefährdungsstatus einheimischer Wildbienenarten, der in Deutschland seit mehr als 40 Jahren erfasst wird. „Auf der Basis dieser Daten haben wir untersucht, welche artspezifischen Eigenschaften - etwa Habitatwahl, Pollen-Spezialisierung, Körpergröße, Nistplatzwahl, Dauer der Flugaktivität und Zeitpunkt des Auftretens während der Saison - statistisch den Gefährdungsstatus beziehungsweise das Aussterben einer Art voraussagen", sagt Renner.

Insgesamt konnten die Wissenschaftler 445 der 561 in Deutschland bekannten Bienenarten in ihre Analyse einbeziehen und somit 79 Prozent der deutschen Bienenfauna abdecken. Dabei zeigte sich zu ihrer Überraschung, dass die Spezialisierung auf bestimmte Blüten entgegen ihrer Erwartung keinen Effekt hatte. „Zwei Faktoren allerdings waren extrem stark mit einer Gefährdung korreliert: Die Habitatpräferenz -, also die Spezialisierung auf einen Lebensraum - und eine Flugzeit erst im Spätsommer", sagt Michaela Hofmann, Doktorandin in Renners Team und Erstautorin des Papers. Das Bienenvorkommen in den Städten ist vergleichsweise stabil, und auch die Bienen, die im Frühling ausfliegen, wie etwa die gehörnte Mauerbiene (Osmia cornuta), gelten als nicht gefährdet. Im Gegensatz dazu erhöhten enge Lebensraumpräferenzen, eine kurze Flugzeit und das Auftreten erst im Spätsommer das Aussterberisiko. „Den Spätfliegern - dazu gehört beispielsweise die Zahntrost-Sägehornbiene (Melitta tricincta) - vor allem auf dem Land geht es unserer Interpretation nach nicht gut, weil es dort dann nicht mehr genug Nahrung gibt. Landwirtschaftlich intensiv genutzte Flächen sind im Spätsommer von Blüten ausgeräumt, während es im Frühling wenigstens noch Massenpflanzen wie Raps und blühende Obstplantagen gibt", sagt Renner. Dieser Faktor ist für die Wissenschaftler der wahrscheinlichste Grund für den Rückgang der Wildbienenarten in Deutschland.

Die Förderung umweltfreundlicher Anbaumethoden, wie sie im Volksbegehren Artenvielfalt gefordert werden, könnte auch spätfliegenden Bienenarten zugutekommen, sagt Renner. Helfen würden nach Ansicht der Wissenschaftler beispielsweise eine seltenere Mahd, die Anlage von Blühstreifen oder das Stehenlassen von Ackerrandstreifen mit Ackerunkräutern. In Bayern kommen derzeit an einem Runden Tisch Initiatoren und Kritiker des Volksbegehrens zusammen, um an einem Kompromiss für den Gesetzesentwurf zu arbeiten. „Aber auch Hobbygärtner können jetzt schon Bienen helfen, indem sie auf vielfältige Hausgärten ohne Pestizide und Mähroboter setzen", sagt Renner.
Proceedings of the Royal Society B 2019

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Susanne Renner
Systematische Botanik und Mykologie
Tel.: +49 (0) 89/17861-250
E-Mail: renner@lmu.de

Originalpublikation:
Narrow habitat breadth and late-summer emergence increases extinction vulnerability in Central European bees
Michaela M. Hofmann, Constantin M. Zohner, and Susanne S. Renner
Proceedings of the Royal Society B 2019

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2019.0316

Quelle: IDW 

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Darauf sollten Kontaktlinsenträger achten: Stiftung Auge gibt Tipps zur Auswahl und Pflege

Lisa-Marie Ströhlein Pressestelle
Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft

Viele Menschen mit Sehschwächen schätzen die Vorteile von Kontaktlinsen. Damit der Tragekomfort lange andauert, sollten Nutzer sich vor dem Kauf vom Augenarzt untersuchen und über geeignete Modelle beraten lassen. Kontaktlinsenträger müssen bestimmte Hygieneregeln beachten, um schmerzhafte Entzündungen zu vermeiden. Die Stiftung Auge gibt Tipps im Umgang mit der praktischen Sehhilfe.

Kontaktlinsen haben etliche Vorteile gegenüber Brillen: Sie beschlagen nicht, rutschen nicht von der Nase, sind sporttauglich und können neben Kurz- oder Weitsichtigkeit sogar Hornhautverkrümmungen korrigieren. „Um die Linsen lange und ohne Beschwerden tragen zu können, müssen Kontaktlinsenträger jedoch auch einige Regeln beachten", sagt Professor Dr. med. Frank G. Holz, Vorsitzender der Stiftung Auge und Direktor der Universitätsaugenklinik Bonn.

Die Auswahl an Kontaktlinsen ist groß. Flexible (weiche) Linsen passen sich der Form der Hornhaut an, sodass sich das Auge schneller daran gewöhnt. Durch ihren größeren Durchmesser liegen die Ränder der Linse komplett unter dem Lid, was das Tragen angenehm macht. Formstabile (harte) Kontaktlinsen haben einen kleineren Durchmesser. Das schützt das Auge besonders vor dem Austrocknen. Harte Linsen können auch gut Hornhautverkrümmungen ausgleichen. Allerdings haben sie eine geringere Auflagefläche auf der Augenoberfläche, wodurch die Linsen leichter verrutschen können. In den ersten Tagen können sie sich für den Träger auch etwas unangenehm anfühlen. „In jedem Fall sollte bei einer augenärztlichen Untersuchung geklärt werden, ob die Grundvoraussetzungen für das Kontaktlinsentragen erfüllt sind. Wenn keine krankhaften Veränderungen der Augen, wie Entzündungen, vorliegen, kann man die Linsen individuell anpassen", erklärt Holz. Ob und welche Linsen geeignet sind, hängt auch davon ab, ob sie nur ein- bis zweimal pro Woche beim Sport oder täglich von morgens bis abends zum Einsatz kommen.

Auch die Haltbarkeit von Kontaktlinsen ist unterschiedlich: Tageslinsen sollten nach einmaligem Tragen entsorgt werden, Monatslinsen nach etwa vier Wochen. Harte Kontaktlinsen können bis zu zwei Jahre getragen werden. „Wichtig ist, die Angaben des Herstellers zu beachten. Nutzt man die Linse länger als verordnet, kann sie die Hornhaut verletzen, was zu dauerhaften Augenschäden führen kann", sagt der Experte.

Um die Augengesundheit nicht zu beeinträchtigen, sollten Kontaktlinsenträger einige Hygieneregeln und Vorgaben zur Tragedauer beachten. „Da eine zu lange tägliche Tragedauer Gesundheitsrisiken birgt, sollten Linsen nicht länger als empfohlen getragen werden. Nur spezielle Linsen eignen sich zum Tragen über Nacht", erläutert Professor Dr. med. Christian Ohrloff, Mediensprecher der Stiftung Auge und ehemaliger Direktor der Universitäts-Augenklinik in Frankfurt. Die Kontaktlinse behindert den Stoffwechsel im Auge, da Nährstoffe und Abfallprodukte über den Tränenfilm nicht so einfach über das Auge hinweg transportiert werden können. Unter der Linse können sich Säuren, Schmutz und Keime sammeln. „Damit sich das Auge nicht infiziert, muss man die Kontaktlinsen regelmäßig herausnehmen und reinigen", rät Ohrloff. Was dabei zu beachten ist, fassen diese Informationen zusammen:

5 Tipps, damit Linse und Auge sauber bleiben:
• Hände waschen: Damit Schmutz und Keime nicht ins Auge gelangen.
• Reinigen: Kontaktlinse auf die gereinigte Handinnenfläche legen und mit einigen Tropfen Reinigungsmittel sanft mit der Fingerspitze auf der Linse verrieben. Danach mit Kochsalzlösung abspülen. Niemals mit Leitungswasser reinigen oder aufbewahren, da sich sonst Keime an der Linse bilden können.
• Desinfizieren: Kontaktlinsen über Nacht in geeignete Lösung lagern, um Bakterien, Pilze oder Viren abzutöten und Eiweißreste zu entfernen.
• Aufbewahrungsbehälter reinigen: Desinfizieren und alle drei bis sechs Monate austauschen.
• Pflegeanleitung des Herstellers beachten: Nur Aufbewahrungslösungen verwenden, die sich für den jeweiligen Linsentyp eignen.

Quelle:
Kontaktlinsen, DOG Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft und Berufsverband der Augenärzte Deutschlands e.V. (BVA), 2017

2008 von der DOG gegründet, setzt sich die Stiftung Auge dafür ein, vermeidbare Erblindungen und schwere Seheinschränkungen zu bekämpfen. Informationen zu den Projekten der Stiftung Auge sind unter http://www.stiftung-auge.de nachzulesen.

Weitere Informationen:
http://www.stiftung-auge.de

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9,1 Millionen Euro für trinationale Quantenforschung

Nicolas Scherger Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Am European Campus wird das internationale Doktorandenprogramm „QUSTEC" errichtet
Die Europäische Kommission hat den Antrag von Eucor - The European Campus für eine interdisziplinäre und internationale Doktorandenausbildung in den Quantenwissenschaften bewilligt. Am Projekt „Quantum Science and Technologies at the European Campus" (QUSTEC) sind die Universitäten Basel, Freiburg und Strasbourg sowie das Karlsruher Institut für Technologie und die Forschungsabteilung des IT-Konzerns IBM in Zürich beteiligt. Gemeinsam ermöglichen sie 39 jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern eine Promotion in dem aufstrebenden Forschungsbereich. Das Projekt hat eine Laufzeit von fünf Jahren und ein Gesamtvolumen von 9,1 Millionen Euro. Zu 4,2 Millionen von der Europäischen Union kommt eine Kofinanzierung der beteiligten Partnerorganisationen sowie von Santander über den eigenen Unternehmensbereich Santander Universities, dem laut einer UNESCO-Studie weltweit größten privaten Förderer höherer Bildung. QUSTEC wurde mit Unterstützung der Deutsch-Französischen Hochschule initiiert.

QUSTEC beschäftigt sich mit aktuellen Zukunftstechnologien der Quantenforschung: Die Prinzipien der Quantenmechanik, die auf atomarer Ebene die Regeln der Physik, Chemie, Materialwissenschaften und Informatik bestimmen, haben bereits zu einer Reihe von neuen Technologien geführt. Die Quantentechnologie hat das Potenzial, für einen Entwicklungssprung zu sorgen, der für viele europäische Branchen und Märkte im 21. Jahrhundert ein entscheidender Faktor sein kann. QUSTEC will dazu einen Beitrag leisten: mit seinem international strukturierten Programm für Doktorandinnen und Doktoranden, die für vier Jahre in Lern- und Forschungsprojekten alle Hauptbereiche der Quantenwissenschaften durchlaufen. Die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wählen für ihre Anstellung zwischen den beteiligten Standorten und haben darüber hinaus die Möglichkeit, mit Industriepartnern vom Oberrhein und aus angrenzenden Regionen zusammenzuarbeiten. Das Projekt stärkt den Schwerpunkt von Eucor - The European Campus im strategischen Profilbereich „Quantum Science and Technologies".

„Die Quantenwissenschaften sind ein interdisziplinären Feld, das gerade durch die Vielzahl der Perspektiven zu neuen Technologien führen kann", sagt Prof. Dr. Guido Pupillo von der Universität Strasbourg, wissenschaftlicher Leiter des Programms. „Wir möchten junge Forscherinnen und Forscher aus aller Welt an den Oberrhein holen, um mit ihnen sowohl Grundlagen zu erforschen als auch an Anwendungen zu arbeiten, beispielsweise an neuen, sicheren Kommunikationswegen, präziseren Sensoren, der Entwicklung neuer Quantenmaterialien oder am Prototyp für einen Quantencomputer."

QUSTEC erhält eine Förderung aus dem Horizont 2020 Marie Skłodowska Curie „COFUND" Programm. Zum ersten Mal hat die Europäische Kommission im Forschungsprogramm Horizont 2020 ein Projekt bewilligt, das vom Europäischen Verbund für territoriale Zusammenarbeit (EVTZ) Eucor - The European Campus eingereicht wurde. Die fünf Universitäten am Oberrhein haben 2015 den ersten EVTZ, der nur von Universitäten getragen wird, gegründet. „Die Bewilligung bestätigt unsere Strategie und unser Konzept. Die Universitäten im Verbund von Eucor - The European Campus sind dort stark, wo sie sich inhaltlich ergänzen und europäisch und global gemeinsam stärker auftreten können", sagt Prof. Dr. Hans-Jochen Schiewer, Präsident von Eucor - The European Campus und Rektor der Universität Freiburg. „Ich freue mich sehr über den Erfolg der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, der zugleich beweist, dass wir über unsere gemeinsame Rechtspersönlichkeit grenzüberschreitenden Forschungsaktivitäten neue Möglichkeiten eröffnen können."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Tobias Schätz
Physikalisches Institut
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5815
tobias.schaetz@physik.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:

https://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2019/9-1-millionen-euro-fuer-trinationale-quan...

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Fast ein Drittel der Frauen geht später als geplant in den Ruhestand

Stefanie Hartmann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Zentrum für Altersfragen

Ältere erwerbstätige Frauen planen zwar im Durchschnitt einen etwas früheren Ausstieg aus dem Arbeitsleben als Männer, arbeiten dann aber häufig doch länger als geplant. Dies zeigt eine Untersuchung des Deutschen Zentrums für Altersfragen mit Daten mehrerer Befragungswellen des Deutschen Alterssurveys.

Wie groß ist die Übereinstimmung von zuvor geäußerten Ruhestandsplänen und tatsächlichem Übergangsalter in den Ruhestand? Zu dieser Frage vergleicht die Studie die Ruhestandspläne von 55- bis 64-jährigen Berufstätigen im Jahr 2008 mit dem tatsächlichen Alter des Austritts aus dem Arbeitsleben bis zum Jahr 2014.

Dabei zeigt sich: Die Chancen, die Dauer ihres Arbeitslebens wie geplant zu gestalten, sind nicht für alle gleich. Sowohl ein schlechter Gesundheitszustand als auch ein geringes Ausbildungsniveau erhöhen die Wahrscheinlichkeit, früher als geplant aus dem Berufsleben auszuscheiden.
Hingegen ist das Risiko länger als geplant erwerbstätig zu sein, je nach Geschlecht unterschiedlich. Im Vergleich zu Männern haben Frauen dieser Generationen eine höhere Wahrscheinlichkeit länger zu arbeiten als geplant. Während von den Männern nur 18 Prozent über den ursprünglich geplanten Zeitpunkt hinaus erwerbstätig blieben, haben von den Frauen 28 Prozent länger als beabsichtigt weitergearbeitet.

Heribert Engstler, Wissenschaftler am Deutschen Zentrum für Altersfragen und Autor der Studie, benennt mögliche Gründe hierfür. Bei den befragten Frauen handelt es sich um jene Jahrgänge, die von der Anhebung der Altersgrenzen und dem Wegfall der speziellen vorgezogenen Altersrente für Frauen betroffen waren. Sie weisen seltener mindestens 35 Rentenversicherungsjahre auf als Männer und erfüllen damit auch seltener die Voraussetzungen für eine vorgezogene Altersrente. Zugleich verfügen die Frauen durchschnittlich über geringere Rentenanwartschaften als Männer. Die Notwendigkeit und der Anreiz aus finanziellen Gründen länger zu arbeiten und Rentenabschläge zu vermeiden oder klein zu halten, sind deswegen wahrscheinlich stärker ausgeprägt. Diese rentenrechtlichen und finanziellen Gründe tragen wahrscheinlich dazu bei, dass Frauen häufiger als Männer feststellen, dass sie ihre Ausstiegspläne revidieren müssen und länger als geplant erwerbstätig bleiben.

Insgesamt zeigt die Studie, dass die Hälfte (50%) der Befragten ihre zeitlichen Ausstiegs- oder Weiterarbeitspläne ziemlich genau (+- 6 Monate) verwirklichte; besonders gut gelang dies Personen im Beamtenstatus (61%). 23 % aller älteren Erwerbstätigen arbeiteten länger als geplant und 27% waren mindestens sieben Monate früher als geplant ausgeschieden, im Durchschnitt mehr als 3 Jahre früher.

Die Untersuchungsergebnisse vollständig und im Detail:
Engstler, Heribert (2019). Wie erfolgreich sind ältere Arbeitskräfte in der zeitlichen Umsetzung ihrer Ausstiegspläne? Soziale Unterschiede der Übereinstimmung zwischen geplantem und realisiertem Alter der Erwerbsbeendigung. Zeitschrift für Gerontologie und Geriatrie, 52(Suppl.1): 14-24.
doi: 10.1007/s00391-018-1451-3

Originalpublikation:
Engstler, Heribert (2019). Wie erfolgreich sind ältere Arbeitskräfte in der zeitlichen Umsetzung ihrer Ausstiegspläne? Soziale Unterschiede der Übereinstimmung zwischen geplantem und realisiertem Alter der Erwerbsbeendigung. Zeitschrift für Gerontologie und Geriatrie, 52(Suppl.1): 14-24.
doi: 10.1007/s00391-018-1451-3

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Phosphor und Fernwärme aus Klärschlamm

Erhard Jakobs Pressestelle
Technische Hochschule Mittelhessen

Ein Konzept zur Gewinnung von Phosphor und Energie aus Klärschlamm ist der Gegenstand eines Projekts der TH Mittelhessen. Die Professoren Dr. Ulf Theilen, Dr. Harald Weigand und Dr. Harald Platen vom Kompetenzzentrum für Energie- und Umweltsystemtechnik arbeiten dabei mit verschiedenen Partnern zusammen. Zu ihnen gehören die Stadtwerke Gießen, die Mittelhessischen Wasserbetriebe und das Institut für Pflanzenernährung der Justus-Liebig-Universität. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben mit 125.000 Euro.

Der im Klärschlamm enthaltene Phosphor ist ein wertvoller Stoff, der in vielerlei Verbindungen für das biologische Wachstum und damit auch zur Produktion von Nahrungsmitteln gebraucht wird. Sein Vorkommen ist begrenzt. Bisher werden in Deutschland noch etwa 50 Prozent des Klärschlamms zur Düngung von Ackerflächen genutzt. Er kann allerdings eine Reihe bedenklicher Stoffe wie zum Beispiel Schwermetalle oder Arzneimittelrückstände enthalten. Verschiedene Verordnungen haben deren zulässige Grenzwerte für die landwirtschaftliche Verwertung deutlich verschärft. Außerdem werden in absehbarer Zeit viele größere Kläranlagen verpflichtet sein, Phosphor aus Klärschlamm zurückzugewinnen.

Die Projektpartner wollen ein Konzept entwickeln, das „für alle Kläranlagen der Partner-Kommunen in der erweiterten Region Mittelhessen unabhängig von der Größenklasse eine zukunftsweisende, sehr weitgehende energetische und stoffliche Verwertung mit Phosphor-Rückgewinnung realisiert und den Phosphor als Dünger in der regionalen Landwirtschaft nutzt", so Theilen. Der getrocknete Klärschlamm, der annähernd den Heizwert von Braunkohle hat, soll in einem zentralen Heizwerk in Gießen verbrannt und die Energie in das Fernwärmenetz der Stadt eingespeist werden.

Bisher haben etwa 35 Kommunen Interesse an einer Zusammenarbeit gezeigt. Theilen schätzt, dass pro Jahr in deren Kläranlagen fast 75.000 Tonnen Klärschlamm anfallen. Ziel ist die Gründung einer kommunalen Gesellschaft zur regionalen Klärschlammverwertung.

In der aktuellen Konzeptphase sind viele rechtliche, technische, wirtschaftliche und logistische Fragen zu klären. Einbezogen sind das Hessische Umweltministerium, das Regierungspräsidium Gießen und die mittelhessischen Landkreise, die das Projekt unterstützen, aber in der Realisierungsphase auch Genehmigungsbehörden sind. Weitere wichtige Gesprächspartner sind die Raiffeisen Waren-Zentrale Rhein-Main und der Hessische Bauernverband, deren Expertise bei der Entwicklung eines Vermarktungskonzepts für den Dünger gebraucht wird.

Das Projekt läuft bis Juli dieses Jahres. Wenn das Konzept des mittelhessischen Konsortiums das BMBF überzeugt, besteht für die anschließende Realisierung die Aussicht auf eine Förderung in Höhe von fünf bis sieben Millionen Euro.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
ulf.theilen@bau.thm.de

Quelle: IDW 

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Nur jeder zehnte Babyboomer will bis zum gesetzlichen Renteneintrittsalter arbeiten

Marylen Reschop Pressestelle
Bergische Universität Wuppertal

„lidA - leben in der Arbeit" ist eine repräsentative Studie, die am Lehrstuhl für Arbeitswissenschaft der Bergischen Universität Wuppertal unter der Leitung von Prof. Dr. med. Hans Martin Hasselhorn durchgeführt wird. Seit 2011 begleitet das Forschungsteam die sogenannten Babyboomer der Jahrgänge 1959 und 1965 auf ihrem Weg von der Arbeit in den Ruhestand. Ziel der Studie ist es, sich verändernde Arbeitsbedingungen und Erwerbsverläufe, aber auch persönliche Motive zu ergründen, die darüber entscheiden, wie lange älter werdende Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer berufstätig sind. Nun liegen die Ergebnisse der dritten Erhebungswelle vor.

Wer arbeitet wie lange und warum? Diese Frage zu beantworten ist komplex und spannend zugleich. Denn in ihrer Beantwortung liegen zahlreiche Erkenntnisse, die von gesellschaftlicher und betrieblicher Relevanz sind. „Mit unserer Kohortenstudie lidA greifen wir eine Vielzahl von Themen auf. Die Ergebnisse haben uns oft überrascht und nicht wenige machen nachdenklich", erklärt Prof. Hasselhorn.

Die Ergebnisse der Studie zeigen: Fast alle erwerbstätigen Babyboomer der untersuchten Jahrgänge sehen sich zwar noch fest im Arbeitsleben, über die Hälfte von ihnen möchte jedoch so früh wie möglich aus der Berufstätigkeit aussteigen. Typische Wunschzeitpunkte für den Erwerbsaustritt orientieren sich an altbekannten Altersnormen: 60 Jahre (langjährige frühere Altersgrenze für Frauen), 63 Jahre (sog. „Rente ab 63") und 65 Jahre (langjährige Altersgrenze). Bis zum gesetzlichen Renteneintrittsalter wollen weniger als zehn Prozent aller älteren Erwerbstätigen arbeiten. „Das passt nicht mit dem gesellschaftspolitischen Anliegen einer allgemeinen Verlängerung des Erwerbslebens zusammen", weist Prof. Hasselhorn auf eine bestehende Diskrepanz hin.

So viel steht fest: Die Arbeitswelt wandelt sich. Neue Technologien, veränderte Arbeitsformen, Flexibilisierung und weitere Faktoren führen zu veränderten Bedingungen. „Auch ältere Erwerbstätige stellt dies vor große Herausforderungen", so Prof. Hasselhorn.

Wenn also ältere Erwerbstätige heute mehr und länger arbeiten sollen, stellen sich für Politik, Gesellschaft und Betriebe verschiedene Fragen. „Darin geht es um Gesundheit, den Erhalt der Arbeitsfähigkeit, aber insbesondere auch um die Erwerbsmotivation. Es wird essenziell die zahlreichen verschiedenen Faktoren zu kennen, die die Fähigkeit und Bereitschaft, überhaupt oder länger zu arbeiten, beeinflussen."

Auf diese Fragen sucht lidA nach Antworten: Im Abstand von drei Jahren werden dafür ältere Erwerbstätige befragt. Im Rahmen der im Frühjahr durchgeführten dritten Erhebungswelle wurden 3.586 Babyboomer der Jahrgänge 1959 und 1965 deutschlandweit zu Hause interviewt. „Für die sozialversicherungspflichtige Erwerbsbevölkerung dieser Jahrgänge ist die Studie in allen Erhebungswellen repräsentativ", verweist Prof. Hasselhorn auf die Bedeutung der Ergebnisse. Mit diesen können die Wuppertaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler u.a. Einflussgrößen auf die Gesundheit, Arbeitsfähigkeit, Motivation und das Erwerbsleben der befragten Jahrgänge identifizieren. Auch individuelle Veränderungen und deren Auswirkungen können beschrieben und erklärt werden.

„Die Babyboomer-Generation bildet heute die größte Erwerbsgruppe in der Bundesrepublik. 2025 erreichen die ersten Befragten das gesetzliche Regelrenteneintrittsalter. Es ist unser Ziel, auch diesen Übergang wissenschaftlich zu begleiten", betont Prof. Hasselhorn. Davor ist für 2021 noch eine vierte Erhebungswelle geplant.

Im Zuge der Aufbereitung der dritten Erhebungswelle hat der Lehrstuhl für Arbeitswissenschaft eine Broschüre erstellt, die einen übersichtlichen Einblick in die Fragestellungen und Ergebnisse bietet. Sie steht Interessierten zum kostenlosen Download zur Verfügung.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Hans Martin Hasselhorn
Lehrstuhl für Arbeitswissenschaft
Telefon: 0202/349-2088
E-Mail: hasselhorn@uni-wuppertal.de

Weitere Informationen:

http://www.lida-studie.de
http://www.arbeit.uni-wuppertal.de/fileadmin/arbeit/lidA_Brosch%C3%BCre.pdf

Quelle: IDW 

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Stellungnahme: „Der aktuelle NO2-Grenzwert ist wissenschaftlich plausibel"

Eva Mühle Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund

Die Deutsche Gesellschaft für Toxikologie (GT) bezieht Stellung in der Diskussion um den Grenzwert von Stickstoffdioxid (NO2). Demnach stützt die umfassende Studienlage den aktuellen Grenzwert von 40 μg/m3 in der Außenluft. Er zielt darauf ab, die Gesamtbevölkerung vor gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu schützen, insbesondere empfindliche Bevölkerungsgruppen wie Asthmatiker und Kinder.

In der aktuell veröffentlichten Stellungnahme wird eine Übersicht der Studientypen und wesentlicher Ergebnisse aufgeführt, auf deren Basis ein wissenschaftlich fundierter Richtwert abgeleitet wird. Dazu zählen humane Expositionsstudien, tierexperimentelle Studien, in-vitro-Studien und umweltepidemiologische Studien. Die Verfassenden der Stellungnahme erläutern zudem, warum verschiedene Grenzwerte für NO2 existieren (am Arbeitsplatz, für Außenluft oder für Innenraumluft). Weiterhin informiert die Deutsche Gesellschaft für Toxikologie darüber, wie aus gesundheitsbasierten Richtwerten rechtsverbindliche Grenzwerte werden.

Die Stellungnahme der Beratungskommission der Gesellschaft für Toxikologie finden Sie unter: https://www.toxikologie.de/fileadmin/user_upload/GT/Aktuelles/2019-02-26_Beratun...

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Jan G. Hengstler
Mitglied der Beratungskommission der GT
Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund
Leiter der Forschungsabteilung „Toxikologie"
0231 1084-348 / 349
hengstler@ifado.de

Prof. Dr. Heidi Foth
Vorsitzende der Beratungskommission der GT
Institut für Umwelttoxikologie
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
heidi.foth@uk-halle.de

Originalpublikation:

https://www.toxikologie.de/fileadmin/user_upload/GT/Aktuelles/2019-02-26_Beratun...

Weitere Informationen:

https://www.toxikologie.de/fileadmin/user_upload/GT/Aktuelles/2019-02-26_Beratun...
Zur Stellungnahme der GT

Quelle: IDW 

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Silber-Nanopartikel in natürlichen Umgebungen untersuchen

Dr. Julia Weiler Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

Eine Methode, um das Verhalten von Silber-Nanopartikeln in natürlichen Gewässern zu untersuchen, haben Forscherinnen und Forscher des Exzellenzclusters Resolv an der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Aus Produkten wie Sportkleidung oder Lebensmittelverpackungen gelangen die Partikel regelmäßig ins Meer. Was dort mit ihnen passiert, ist weitgehend unbekannt. Mit einer Kombination aus elektrochemischen und spektroskopischen Verfahren können die Chemiker die Reaktion individueller Partikel in Lösung verfolgen, auch wenn diese Salze oder Algen enthält. Herkömmliche Verfahren kommen mit diesen Störfaktoren nicht zurecht und funktionieren meist nur im Hochvakuum.

Über die Arbeiten von Prof. Dr. Kristina Tschulik und ihrer Forschungsgruppe für Elektrochemie und Nanoskalige Materialien berichtet das Wissenschaftsmagazin Rubin der Ruhr-Universität.

Bislang nicht messbar
Aufgrund ihrer antibakteriellen und entzündungshemmenden Wirkung sind Silberteilchen in der Industrie beliebt. Sie finden sich nicht nur im Meer wieder, sondern auch im Prozessabwasser von Produktionsfirmen. „Solange es jedoch keine etablierten Messmethoden und folglich keine gesetzliche Pflicht gibt, solche Partikel nachzuweisen, tun die Firmen das natürlich auch nicht", sagt Kristina Tschulik. Die Bochumer Chemikerinnen und Chemiker entwickelten daher einen Sensor, mit dem sich Silberpartikel auch in komplexen Umgebungen spezifisch untersuchen lassen.

Fjord-Wasser mit Anti-Mundgeruch-Spray im Test
Dass das Verfahren robust gegenüber Störquellen ist, zeigten sie im ersten Schritt mit Wasserproben aus einem unberührten kanadischen Fjord. In diesem Wasser waren zwar Salze, Algen und andere Störfaktoren enthalten, aber keine industriellen Verunreinigungen. Diese fügten die Wissenschaftler mit einem handelsüblichen Silbernanopartikel-Spray selbst hinzu, das für die Desinfektion von Besteck und als Mittel gegen Mundgeruch bei Hunden im Internet erhältlich war. Anschließend zeigten sie, dass sie die Partikel in dieser komplexen Umgebung elektrochemisch detektieren konnten.

Partikel verklumpen und sinken
Mit der kombinierten spektro-elektrochemischen Methode analysierten sie in weiteren Studien, was mit Silberpartikeln in salzhaltigem Wasser passiert. „Bislang war man davon ausgegangen, dass sich die Silberpartikel im Wasser auflösen", erklärt Tschulik. Das bestätigte sich nicht. Die Partikel verklumpten und reagierten zu Silberchlorid, sie würden im Meer vermutlich zu Boden sinken und sedimentieren „Dann sind sie zwar aus dem Wasser entfernt, aber man müsste überlegen, welche langfristigen Folgen diese Schwermetallablagerungen für Meeresbewohner haben könnten, die in Bodennähe leben", so Tschulik.

„Basierend auf einem solchen einzelnen Ergebnis sollte man nicht in Panik verfallen", ergänzt die Chemikerin. Denn verschiedene Nanopartikel können sich sehr unterschiedlich verhalten. Man könne daher nicht aus wenigen Studien auf sämtliche Partikel schließen. „Aber je mehr wir Nanopartikel einsetzen, desto wichtiger ist es, dass wir ihre Auswirkungen abschätzen können", sagt Tschulik.

Über die Methode
Für das Verfahren tauchen die Forscher eine hauchdünne Elektrode in die Partikellösung ein und legen eine Spannung an die Elektrode an. Da sich kleine Partikel in Flüssigkeiten ungerichtet bewegen, schlagen einige von ihnen im Lauf der Zeit auf der Elektrode ein. Ist die Spannung richtig gewählt, reagieren diese Partikel auf der Elektrodenoberfläche, zum Beispiel Silber zu Silberchlorid. Jedes Mal, wenn ein Silberatom zu einem einfach positiv geladenen Silberion reagiert, wird ein Elektron frei, das als Strom durch die Elektrode abfließt. Der Stromfluss erlaubt somit Rückschlüsse auf die Anzahl der Atome, die reagiert haben, und somit auf die Größe des Partikels.

Dieses elektrochemische Verfahren, das Kristina Tschulik ab 2012 in Oxford mit entwickelte, brachte ihr Bochumer Team mit der sogenannten Dunkelfeldmikroskopie zusammen. Letztere erlaubt den Chemikern, die Partikel in Echtzeit als farbige Bildpunkte sichtbar zu machen. Anhand der Farbänderung der Punkte, genauer gesagt anhand der spektralen Information, können sie verfolgen, was mit den Partikeln an der Elektrodenoberfläche passiert, zum Beispiel, ob sie sich auflösen oder umwandeln, etwa in Silberchlorid.

Ausführlicher Beitrag im Wissenschaftsmagazin Rubin
Zwei ausführliche Beiträge zum Thema finden Sie im Wissenschaftsmagazin Rubin unter:
https://news.rub.de/wissenschaft/2019-02-27-chemie-silbernanopartikel-ein-proble...
https://news.rub.de/wissenschaft/2019-02-27-chemie-den-star-unter-den-nanopartik...

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Kristina Tschulik
Lehrstuhl für Analytische Chemie II
Fakultät für Chemie und Biochemie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 32 29433
E-Mail: nanoec@rub.de

Quelle: IDW 

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Beruflicher Aufstieg mit Berufsausbildung - Männer klar im Vorteil. Neuer BIBB REPORT erschienen

Andreas Pieper Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesinstitut für Berufsbildung (BIBB)

In Deutschland üben rund elf Prozent der Fachkräfte mit dualer Berufsausbildung eine höherwertige Tätigkeit aus, für die in der Regel auch ein höherer Abschluss erforderlich ist. Das kann zum Beispiel eine gelernte Einzelhandelskauffrau sein, die als Filialleiterin tätig ist, oder ein gelernter Kfz-Mechatroniker, der als Produktionsleiter beschäftigt ist. Diese Fachkräfte sind, auch ohne über den formal höherwertigen Abschluss zu verfügen, beruflich aufgestiegen und erzielen demzufolge auch ein höheres Einkommen als Erwerbstätige mit dualer Berufsausbildung, die entsprechend ihrer Qualifikation beschäftigt sind.

Dies ist ein Ergebnis einer aktuellen Analyse des Bundesinstituts für Berufsbildung (BIBB) mit dem Titel "Beruflicher Aufstieg durch überwertige Erwerbstätigkeit - Männer und Frauen mit dualer Ausbildung im Vergleich".

Die BIBB-Analyse zeigt, dass Männer (13 Prozent) diesen beruflichen Aufstieg häufiger schaffen als Frauen (7 Prozent) und dass bestimmte Ausbildungsberufe besonders hohe Aufstiegschancen bieten. Hierzu gehören IT- und naturwissenschaftliche, aber auch kaufmännische und unternehmensbezogene Dienstleistungsberufe - beispielsweise Fachinformatiker, Groß- und Einzelhandelskaufleute, Industrie- und Bankkaufleute - sowie fertigungstechnische Berufe aus den Bereichen Mechatronik, Energie und Elektro.

Die große Mehrheit der höherwertig Erwerbstätigen fühlt sich den an sie gestellten Anforderungen gewachsen, was nach Ansicht der BIBB-Fachleute den Schluss nahelegt, dass diese Personen in hohem Maße über die notwendigen fachlichen Kenntnisse und Fertigkeiten verfügen, um die an sie im Job gestellten Aufgaben erfüllen zu können. Die Analyse macht deutlich, dass eine duale Berufsausbildung keine berufliche Sackgasse ist. Höherwertige Tätigkeiten, die in der Regel durch Aufstiegsfortbildungen - zum Beispiel Meister/-in oder Fachwirt/-in - erreicht werden, sind für Personen mit Berufsausbildung auch ohne berufliche Höherqualifizierung nicht gänzlich ausgeschlossen.

Für BIBB-Präsident Friedrich Hubert Esser wird die Arbeitswelt von morgen aufgrund des digitalen Wandels durch die Entstehung neuer Tätigkeiten und veränderter Kompetenzen geprägt sein. "Dieser Wandel kann die Tendenz zur Ausübung höherwertiger Tätigkeiten verstärken, weil die auf dem Arbeitsmarkt nachgefragten beruflichen Qualifikationen sich schneller verändern als die Qualifikationsstruktur des Arbeitskräfteangebots. Die Ergebnisse zeigen, dass beruflich Qualifizierte auch höherwertige Tätigkeiten ausüben können und bereits in der Arbeitswelt von heute anpassungsfähig sind, um diesen Anforderungen gerecht zu werden."

Der BIBB-Analyse liegen Daten der Erwerbstätigenbefragung aus dem Jahr 2018 zugrunde. Die repräsentative Stichprobe von rund 20.000 befragten Erwerbstätigen in Deutschland wird vom BIBB und der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) durchgeführt. Betrachtet wurden nur Erwerbstätige, die eine duale Berufsausbildung als höchste Ausbildung abgeschlossen haben.

Weitere Informationen in der neuesten Ausgabe von BIBB REPORT, Ausgabe 1/2019, mit dem Titel "Beruflicher Aufstieg durch überwertige Erwerbstätigkeit - Männer und Frauen mit dualer Ausbildung im Vergleich". Die Veröffentlichung steht im Internetangebot des BIBB unter http://www.bibb.de/bibbreport kostenlos als Download zur Verfügung.

Quelle: IDW 

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Wer ein Kind möchte, braucht Folsäure!

Giulia Roggenkamp Pressestelle
Stiftung Kindergesundheit

Stiftung Kindergesundheit informiert über ein Vitamin, das Babys vor schweren Schäden schützen kann

Mit ein bisschen Salat ist es nicht getan: Frauen, die schwanger werden wollen oder schwanger werden könnten, müssen wissen, welche Nährstoffe sie jetzt wirklich brauchen. Sie sollten sich folatreich ernähren und zusätzlich ein Folsäurepräparat einnehmen, empfiehlt die Stiftung Kindergesundheit in einer aktuellen Stellungnahme. Auf diese Weise können sie erreichen, dass ihr Körper bereits zu Beginn einer Schwangerschaft optimal mit Folsäure versorgt und für den Empfang eines gesunden Kindes bereit ist.

„Folat spielt eine zentrale Rolle im Stoffwechsel von Mutter und Kind", begründet Prof. Dr. Berthold Koletzko, Vorsitzender der Stiftung Kindergesundheit die Empfehlung. „Das Vitamin ist ein wichtiger Baustein bei der Neubildung von Zellen und deshalb an vielen wesentlichen Prozessen im Körper des ungeborenen Kindes beteiligt. Deshalb ist eine zusätzliche Einnahme von Folsäure am besten schon vor der Schwangerschaft, aber auch während des Stillens in den ersten drei Monaten der Schwangerschaft besonders wertvoll".

Als außerordentlich wichtig erweist sich Folsäure für die gesunde Entwicklung von Rückenmark und Gehirn des Babys: Mit ihrer Hilfe lässt sich das Risiko von Fehlbildungen des kindlichen Nervensystems - von sogenannten Neuralrohrdefekten - deutlich verringern. Zu diesen Fehlbildungen zählen die „Meningomyelozele" (eine bruchsackartige Ausbeulung des Rückenmarks) oder eine „Spina bifida" (offener Rücken), die oft mit einem Hydrozephalus („Wasserkopf") vergesellschaftet sind.

Auch die werdende Mutter profitiert von einer Optimierung ihrer Folatversorgung, unterstreicht Professor Berthold Koletzko: „Das Risiko einer Blutarmut bei der Geburt wird verringert und die Gefahr einer Frühgeburt reduziert.".

Für die Gesundheit unverzichtbar
Folsäure ist jedoch nicht gleich Folat, hebt die Stiftung Kindergesundheit hervor. „Folat" oder „Folate" sind Sammelbegriffe für eine in der Natur vorkommende Form des wasserlöslichen B-Vitamins, das für die menschliche Gesundheit unverzichtbar ist. „Folsäure" ist die synthetisch hergestellte Form des Vitamins B9. Sie wird in Nahrungsergänzungsmitteln und zur Anreicherung von Lebensmitteln wie Mehl, Nudeln oder Brot verwendet. Folsäure kommt in der Natur nicht vor, wird jedoch im Organismus in einen aktiven Zustand umgewandelt. Die synthetisch hergestellte Folsäure ist zu 85 Prozent vom Körper verwertbar, die Folate aus den Nahrungsmitteln zu etwa 50 Prozent. Auch die im Körper natürlich vorkommende Folatform Metafolin ist heute als Supplement verfügbar.

Früher wurde eine Aufnahme von Folat bei nicht-schwangeren Erwachsenen bei 400 Mikrogramm pro Tag empfohlen. Dieser Wert wurde 2013 auf 300 Mikrogramm verringert, weil nach neueren Studien auch schon mit dieser Menge eine gute Versorgung erreicht werden kann.
Bedarf in der Schwangerschaft deutlich erhöht
Viele junge Frauen können eine optimale Ernährung im Alltag nicht umsetzen. Einige ernähren sich mit einseitigen Diäten oder wegen einer Unverträglichkeit nicht wirklich ausgewogen. Die Folge: Sie sind oft nur unzureichend mit wichtigen Nährstoffen wie Eisen, Jod, Vitamin D oder Omega-3-Fettsäuren versorgt. Und auch mit Folsäure: Die kürzlich vorgelegte Studie zur Gesundheit Erwachsener in Deutschland (DEGS1) ergab, dass nur etwa fünf Prozent der Frauen im gebärfähigen Alter Folatwerte aufweisen, die zum Schutz eines ungeborenen Babys vor Fehlbildungen notwendig sind.

Dabei ist der Bedarf an Folsäure während einer Schwangerschaft deutlich erhöht, betont die Stiftung Kindergesundheit. Der Grund: Der Embryo, die Gebärmutter und der Mutterkuchen (Plazenta) wachsen, die Blutmenge nimmt zu.

Mangelt es an Folsäure während der Frühschwangerschaft, droht auch ein erhöhtes Risiko für andere Gefahren wie zum Beispiel Herzfehler, Fehlbildungen der Harnwege oder eine Lippen-Kiefer-Gaumenspalte (LKG, im Volksmund als „Hasenscharte" bezeichnet). Eine Studie ergab: Die regelmäßige Einnahme von Folsäure kann die Häufigkeit von LKG-Spalten um bis zu 40 Prozent verringern.

Die Pille nach der Pille
Reichlich Folat findet sich in Rohkost, Obst und Blattgemüse, Kohl, Broccoli, Feldsalat, Fenchel, Spinat, Spargel, Vollkornprodukten, Sauerkraut und Kartoffeln. Als Faustregel gilt: Alle Gemüse und Salate, von denen die Blätter der Pflanze gegessen werden, dienen der Folatversorgung. Leider kann der Körper aber nur einen Teil der darin enthaltenen Folsäure verwerten. Außerdem ist die Folsäure in Gemüse, Obst oder Getreide ausgesprochen hitze- und lichtempfindlich und geht bei langem Kochen oder Warmhalten der Lebensmittel leicht verloren.

Um das Risiko von Neuralrohrdefekten zu senken, empfiehlt die Stiftung Kindergesundheit in Übereinstimmung mit weiteren Fachgremien allen Frauen mit Kinderwunsch, neben einer folatreichen Ernährung mindestens vier Wochen vor Beginn der Schwangerschaft mit der täglichen Einnahme von mindestens 400 Mikrogramm Folsäure in Form eines Präparats zu beginnen. Die zusätzliche Einnahme von Folsäuretabletten sollte gleich nach der Beendigung der Schwangerschaftsverhütung beginnen: Die Tablette mit Folsäure ist gewissermaßen die Pille nach der Pille. Ihre Einnahme sollte während des ersten Drittels der Schwangerschaft beibehalten werden.
Folsäure in Brot und Nudeln
In den USA werden bereits seit 1998 standardisierte Mehle, Brote, Brötchen, Frühstücksflocken, Reis- und Nudelprodukte zusätzlich mit Folsäure angereichert. Seither ist die Zahl von Neuralrohrdefekten bei Babys nach wenigen Jahren um etwa 30 Prozent zurückgegangen. In Kanada gelten die gleichen Bestimmungen wie in den USA. Dort ist auch die Zahl der angeborenen Herzfehler gesunken.

In Deutschland dagegen geht die Häufigkeit von Neuralrohrdefekten trotz der seit Jahren bekannter Erkenntnisse nicht zurück, bedauert die Stiftung Kindergesundheit. Sie liegt mit jährlich bis zu 1.000 Fällen nach wie vor hoch. Dabei ließe sich wenigstens die Hälfte dieser Fehlbildungen durch eine gute Folatversorgung einfach und wirksam vermeiden, sagt Professor Koletzko: „Dies wäre am einfachsten zu erreichen, wenn wir bestimmte Grundnahrungsmittel mit Folsäure anreichern würden, so wie es in fast 100 anderen Ländern der Welt bereits geschieht".

Die Anreicherung von Nahrungsmitteln mit Folsäure hat den klaren Vorteil, dass alle Frauen zumindest in einem gewissen Ausmaß mit Folsäure versorgt werden. In allen Ländern mit verpflichtender Folsäureanreicherung von Lebensmitteln kam es seit der Einführung zu einem Rückgang von Neuralrohrdefekten zwischen 27 und 55 Prozent, in Teilen Kanadas sogar noch deutlich darüber.
Das Babyvitamin macht auch Männer gesünder
Übrigens profitieren auch Männer vom Vitamin Folsäure, unterstreicht die Stiftung Kindergesundheit: Die Zugabe von Folsäure zu Brot und Pasta in den USA und Kanada hat dort die Zahl von Darmkrebsfällen um 20 Prozent gesenkt. Eine weitere wichtige Funktion der Folsäure ist ihre schützende Wirkung vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Sie ist für den Abbau des gefäßschädigenden Homocysteins im Blut mitverantwortlich und trägt zu einer leichten Blutdrucksenkung bei.

Somit kommt dem Vitamin eine Schlüsselrolle auch im Kampf gegen Herzinfarkt und Schlaganfall zu. Folsäure und B-Vitamin-Präparate mit Folsäure konnten das Schlaganfallrisiko in einer Studie aus China um bis zu 20 Prozent senken. Studien haben außerdem ergeben, dass sich durch die kombinierte Einnahme von Folsäure und Zink die Anzahl an Spermien um über 70 Prozent steigern lässt.

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Quelle: IDW 

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BRIESE-Preis 2018: Fokus Ozeanversauerung - Großer Fortschritt bei Ostsee-pH-Monitoring und mehr

Dr. Kristin Beck Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Den diesjährigen BRIESE-Preis für Meeresforschung erhält Dr. Jens Daniel Müller vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde. Die Jury würdigt damit seine Forschung zu den Besonderheiten der Ozeanversauerung in Rand- und Küstenmeeren. Am Beispiel der Ostsee zeigte Müller auf, dass diese unter fundamental anderen Voraussetzungen stattfindet als im offenen Ozean. Mit der Weiterentwicklung einer hochpräzisen optischen pH-Messmethode, die bislang nur bei den hohen Salzgehalten der offenen Weltmeere eingesetzt werden konnte, jetzt aber auch in weniger salzigem Brackwasser anwendbar ist, schuf er außerdem die Grundlage, um pH-Änderungen auch im Brackwasser weltweit vergleichbar zu machen.

Der von der Reederei Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG gestiftete Preis für herausragende Doktorarbeiten in der Meeresforschung ist mit 5000 Euro dotiert und wurde jetzt zum 9. Mal am IOW verliehen. Der heute ausgezeichnete Preisträger Jens Müller, der über die Chemie zur Meeresforschung kam, erklärt das Engagement für sein Promotionsthema so: „Mir wurde bereits im Grundstudium klar, dass mich vor allem die chemischen Prozesse in der Natur interessieren. Dazu kommt, dass mir als begeisterter Segler und Taucher die Intaktheit der Meere am Herzen liegt." Seine wissenschaftliche Leidenschaft und Neugier setze er daher sehr gerne für ein Themenfeld ein, bei dem es darum geht, wie der Einfluss des Menschen auf die Meeresumwelt am besten zu beobachten ist und welche Lösungen sich für die entstandenen Probleme finden lassen. „Umso mehr freut es mich, dass diese Arbeit nun mit dem BRIESE-Preis gewürdigt wird", so Jens Müller.

Die Ozeanversauerung, mit der sich Müller am Beispiel der Ostsee befasst hat, wird auch als „das andere CO2-Problem" bezeichnet. Denn der durch den Menschen verursachte übermäßige Kohlendi-xid-Ausstoß ist nicht nur ein Problem für das Klima: CO2 löst sich im Meerwasser, bildet Kohlensäure und setzt so Wasserstoff-Ionen frei, die zur Versauerung führen. Die pH-Absenkung beeinflusst fast alle biochemischen und biologischen Prozesse im Meer. Sehr empfindlich reagieren beispielsweise Muscheln, da der Aufbau ihrer Kalkschalen im zunehmend sauren Milieu erschwert wird. Auch andere kalkhaltige Organismen sind betroffen. Obwohl die Ozeanversauerung bereits seit rund 20 Jahren erforscht wird, ist ihre Beobachtung schwierig: Aus Langzeit-Messreihen weiß man, dass sich der pH-Wert im offenen Ozean jährlich nur um ca. 0,002 Einheiten vermindert. Um solch geringe Veränderungen zu erfassen, hat sich in der Ozeanographie die optische pH-Messung etabliert. Sie beruht auf der Zugabe des Farbstoffs m-Kresolpurpur zur Wasserprobe und dessen pH-abhängigen Farbumschlag von Violett nach Gelb. Die Farbigkeit kann mit einem Photometer äußerst exakt bestimmt und in Abhängigkeit von Salzgehalt und Temperatur in pH-Einheiten umgerechnet werden.

Doch wie sieht es in der Ostsee aus? „Zusammen mit Kollegen habe ich in den Daten der letzten 20 Jahre keinen Versauerungstrend feststellen können - was zunächst erstaunlich ist", schildert Jens Müller den Ansatzpunkt für sein Promotionsprojekt. Um das zu verstehen, befasste er sich mit zwei möglichen Ursachen für diese Beobachtung: 1. Es gibt tatsächlich keinen abnehmenden pH-Trend in der Ostsee. 2. Die Datenqualität ist in Bezug auf Messgenauigkeit unzureichend. Dass es in der Ostsee tatsächlich Prozesse gibt, die der Versauerung entgegenwirken, konnte Müller mittels umfangreicher Analysen zur Alkalinität zeigen, also zum Säurebindungsvermögen des Meerwassers. Dieses steigt seit 1995 an und ist wahrscheinlich durch kontinentale Gesteinsverwitterung bedingt, deren Produkte durch Flüsse in die Ostsee gewaschen werden. Ob der Alkalinitätsanstieg jedoch anhält und eine Versauerung weiterhin abpuffern kann, ist unbekannt. „Wichtig ist also auch, dass man beim Monitoring ausschließen kann, dass ein Versauerungsnachweis an Methodenungenauigkeit scheitert", betont Müller. Denn bei Ostsee-Routine-Untersuchungen wird der pH bislang mit Glaselektroden gemessen, deren Messfehler zu groß ist, um Versauerungstrends sicher nachzuweisen.

„Wir haben deshalb die optische pH-Messmethode, die bislang nur bei Salzgehalten zwischen 20 und 40 anwendbar war, so weiterentwickelt, dass sie auch im Ostsee-Brackwasser bei geringer Salinität von 5 bis 20 funktioniert." Dazu arbeitete Jens Müller mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt zusammen, um in entsprechenden künstlichen Meerwasserstandards durchgeführte optische pH-Messungen mit Messungen nach dem messtechnisch definierten Primärverfahren abzugleichen. In einem weiteren Schritt prüfte er, ob Schwefelwasserstoff und größere Mengen organischen Materials, beides typisch für Brackwasserökosysteme wie die Ostsee, störend für das neue Messverfahren sind - was nicht der Fall war. Um die optische Methode auch für den Routineeinsatz auf See startklar zu machen, entwickelte der IOW-Forscher zusammen mit einer Meerestechnik-Firma und zwei wissenschaftlichen Partnerinstitutionen eine anwendungsreife technische Umsetzung, die mittlerweile erprobt und auf dem Markt ist. Um Prototypen und die nachfolgenden Gerätegenerationen zu testen, verbrachte Müller während 5 Schiffsexpeditionen gut 7 Wochen auf See. Mittlerweile überprüft die Helsinki-Kommission zum Schutz der Ostsee (HELCOM), ob das angepasste pH-Messverfahren offiziell als Versauerungsindikator in das internationale Ostsee-Monitoring aufgenommen werden soll.

Ein weiteres Kapitel seiner Doktorarbeit widmete Jens Müller möglichen Auswirkungen von Versauerung auf Miesmuscheln, die in der Ostsee oft inmitten küstennaher Seegraswiesen siedeln. Diese Arbeiten führte er am GEOMAR - Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel aus. In Seegraswiesen schwankt der pH-Wert - bedingt durch die Photosynthese - im Tagesverlauf sehr stark. Müller fand heraus, dass die Muscheln trotz zweitweise ungünstig niedrigem pH die Zeitfenster mit hohem pH nutzen können, um ihre Kalkschalen problemlos aufzubauen. Diese grundlegende Erkenntnis macht zum einen deutlich, wie wichtig die Berücksichtigung solcher natürlichen Fluktuationen bei der Erforschung der Folgen von Ozeanversauerung ist. Die Ergebnisse legen außerdem nahe, dass Seegraswiesen für viele Organismen als wertvolle Schutzhabitate vor globaler Versauerung besonders geschützt werden sollten.

„Jens Müller hat nicht nur wichtige neue Erkenntnisse zur Versauerung in der Ostsee erarbeitet; ihm ist auch eine ausgezeichnete Einbettung in die große internationale Fragestellung der Ozeanversauerung, einem hochaktuellem Aspekt der Erdsystem- und Klimawandelfolgenforschung, gelungen", kommentiert Prof. Dr. Karin Lochte, Mitglied der BRIESE-Preis-Jury, die diesjährige Preisvergabe. „Die Weiterentwicklung der optischen pH-Messmethode wird für Forscher weltweit interessant sein. Zusammen mit seinen sehr guten Publikationen und Konferenzbeiträgen ist seine Leistung absolut überzeugend", so die Sprecherin der Deutschen Allianz für Meeresforschung weiter. „Die Arbeit von Jens Müller zeigt eindrucksvoll, dass akribisches, wissenschaftliches Arbeiten in der Ostsee zu Ergebnissen führen kann, die auch international von Bedeutung sein werden. Wir freuen uns, in diesem Jahr einen jungen Wissenschaftler auszeichnen zu können, der auch durch seine Passion zum Meer diesen wissenschaftlichen Ehrgeiz entwickelt hat. Wir danken der Jury für die sorgfältige Auswahl des 9. Preisträgers BRIESE-Preis für Meeresforschung", so Klaus Küper, Leiter der Abteilung Forschungsschifffahrt der Reederei Briese.

Der BRIESE-Preis für Meeresforschung wird von der Reederei Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG (Leer/Ostfriesland) gestiftet, die für die Bereederung der mittelgroßen deutschen Forschungsschiffe, wie z. B. die ELISABETH MANN BORGESE und die HEINCKE, sowie der großen Forschungsschiffe METEOR und SONNE zuständig ist. Das IOW betreut die Preisvergabe wissenschaftlich. Seit 2010 werden jährlich herausragende Promotionen in der Meeresforschung prämiert, deren Ergebnisse in engem Zusammenhang mit dem Einsatz von Forschungsschiffen und der Verwendung und Entwicklung von Technik und/oder Datenerhebung auf See stehen.

## Informationen zum BRIESE-Preisträger 2018:
Dr. Jens D. Müller promovierte im Juni 2018 an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Rostock. Originaltitel der Arbeit „OCEAN ACIDIFICATION IN THE BALTIC SEA: INVOLVED PROCESSES, METROLOGY OF PH IN BRACKISH WATERS, AND CALCIFICATION UNDER FLUCTUATING CONDITIONS" (verfügbar unter: https://doi.org/10.18453/rosdok_id00002303) Note: 1 mit Auszeichnung („summa cum laude"); Betreuer: Prof. Dr. Gregor Rehder, Professor für Meereschemie und stellvertretender Leiter der IOW-Sektion Meereschemie

Jens Daniel Müller (Jahrgang 1986) wandte sich erst nach seinem Bachelor-Abschluss in Chemie an der Universität Marburg der Meeresforschung zu. Er studierte Biologische Ozeanographie am Kieler GEOMAR (2010 - 2012) und fertigte seine Masterarbeit am Bremerhavener Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, über die Ökologie chilenischer Miesmuscheln an. In seiner Promotionsarbeit (2014 - 2018) am IOW konzentrierte er sich dann auf die Ostsee und die Biogeochemie ihres CO2-Kreislaufes. In diesem Rahmen entstand neben Publikationen in Fachzeitschriften auch die gemeinsam mit seinem IOW-Kollegen Dr. Bernd Schneider verfasste Monographie „Biogeochemical transformations in the Baltic Sea: Observations through carbon dioxide glasses", die 2017 im renommierten Springer-Wissenschaftsverlag erschien. Seit Juli 2018 ist Müller als Post-Doc in der IOW-Arbeitsgruppe „Biogeochemie Umweltrelevanter Gase" tätig. Im Lauf seines Werdegangs erhielt er verschiedene Auszeichnungen und Stipendien, zuletzt den Early-Career Grant der National Geographic Society.

### Kontakte Presse- und Öffentlichkeitsarbeit:
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW):
Dr. Kristin Beck | Tel.: 0381 - 5197 135 | kristin.beck@io-warnemuende.de
Dr. Barbara Hentzsch | Tel.: 0381 - 5197 102 | barbara.hentzsch@io-warnemuende.de

Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG
Research | Forschungsschifffahrt
Sabine Kruse | Tel.: 0491 92520 164 | sabine.kruse@briese.de

Quelle: IDW 

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Vor einer möglichen neuen Grippewelle: Was gibt es außer Impfungen?

Alexander Pradka Presse & Öffentlichkeitsarbeit
Hochschule Fresenius

Im Februar steigt die Zahl der Grippekranken wieder an - gut möglich, dass eine neue Krankheitswelle auf uns zusteuert. Nicht überall in Deutschland sind ausreichend Impfstoffe vorhanden. Viele möchten sich auch gar nicht impfen lassen. Es gibt Alternativen, wie man sich schützen kann. Und selbst wenn die ersten Symptome auftreten, sind Therapieformen außerhalb der Schulmedizin vorhanden, die das Schlimmste verhindern können. Dabei spielt der Faktor Zeit eine wesentliche Rolle.

„Wir unterscheiden zunächst zwischen präventiven und therapeutischen Maßnahmen. Wer einen natürlichen Schutzwall vor Viren aufbauen möchte, hat eine ganze Reihe von Möglichkeiten", sagt Prof. Dr. med. Peter W. Gündling, an der Carl Remigius Medical School Dekan für den Masterstudiengang Naturheilkunde und Komplementäre Medizin. Die Carl Remigius Medical School gehört zum Fachbereich Gesundheit & Soziales der Hochschule Fresenius mit Sitz in Idstein.

„Gute Voraussetzungen bringen diejenigen mit, die sich gesund ernähren und auch in der kalten Jahreszeit regelmäßig Bewegung an der frischen Luft suchen." Gesunde Ernährung, das heißt in diesem Fall reich unter anderem an Vitamin C, das wir über frisches Obst und Gemüse zu uns nehmen. Es ist unser stärkster Immunaktivator. Solche Mahlzeiten sollten aber nicht mehr abends zu sich genommen werden. „Das stört den Darm, der den größten Teil unseres Immunsystems beheimatet", so Gündling. Neben diesen allgemein bekannten Maßnahmen gibt es aber noch weitere Methoden, die für Schutz sorgen und die nicht jeder kennt.

„Tatsächlich schützt der regelmäßige Besuch der Sauna sehr gut vor Infekten. Da braucht es auch keine großen Besonderheiten, ein- bis zweimal in der Woche klassisch-finnisch reicht vollkommen aus." Generell seien Wasseranwendungen nach Ansicht des Mediziners ratsam. Auch das so genannte ansteigende Fußbad verspricht Schutz oder Linderung. „Das Wasser sollte bis kurz unter dem Knie stehen und zu Beginn eine indifferente Temperatur, also circa 34 Grad Celsius, haben", beschreibt Gündling. Dann führt man mit einem Schlauch langsam, das heißt über 10-20 Minuten, heißes Wasser zu, bis eine Temperatur von rund 43 Grad Celsius erreicht ist. „Bei dieser Anwendung öffnen sich die Blutgefäße und das gesamte Immunsystem wird aktiviert. Würde ich die Beine direkt in zu heißes Wasser stellen, ziehen die Adern sich zusammen und die positive Wirkung bleibt aus. Dem Wasser kann man noch Thymian oder Senfmehl beimischen, das verstärkt die Wirkung."

Eine weitere wirksame Anwendung ist die Eigenblutbehandlung. Nach der Entnahme am Arm wird eine kleine Menge Blut wieder in den Gesäßmuskel eingespritzt. Dabei kann das Blut zusätzlich mit homöopathischen Mitteln versetzt werden. Auch eine Infusion mit hochdosiertem Vitamin C ist hilfreich. Sie hat den Vorteil, dass das Vitamin ohne Umwege in die Blutbahn gelangt und so deutlich stärker wirkt. Diese Methode kann sowohl präventiv als auch therapeutisch zur Anwendung kommen.

Wer bereits Symptome spürt, sollte möglichst schnell Gegenmaßnahmen einleiten. Stark antivirale Wirkung entfaltet Zistrosenextrakt. „Sobald man ein Kratzen im Hals oder ein Kribbeln in der Nase verspürt, sollte man davon eine Lutschpastille einnehmen", empfiehlt Gündling. „Dann wird die Infektion meist sofort gestoppt." Sowohl antivirale als auch antibakterielle Effekte zeigt Pelargonienextrakt, der zusätzlich schleimlösend wirkt. Entsprechende Präparate sind in der Apotheke erhältlich. „Damit lassen sich nicht alle Viren neutralisieren", sagt Gündling, „aber zumindest ein großer Teil. Den verbleibenden Rest schafft der Körper dann meist alleine. Auf diesem Weg werden Antikörper gebildet. Damit haben wir einen ähnlichen Effekt wie bei einer Impfung."

Über die Carl Remigius Medical School
Die Carl Remigius Medical School (CRMS) besteht seit 2016. Sie ist Teil des Fachbereichs Gesundheit & Soziales der Hochschule Fresenius, die mit rund 13.000 Studierenden zu den größten privaten Präsenzhochschulen Deutschlands zählt. Der Name geht zurück auf Carl Remigius Fresenius, der 1848 in Wiesbaden eine Laborschule zur Ausbildung von Chemikern gegründet hat - Vorläufer der heutigen Hochschule Fresenius. Das Bildungsangebot der CRMS umfasst innovative pflegerische, gesundheitsökonomische und medizinnahe Bachelor- und Master-Studiengänge, wie etwa Physician Assistance, sowie im Bereich Ausbildung eine Hebammenschule in Frankfurt am Main. Die Carl Remigius Medical School ist bundesweit mit unterschiedlichen Bildungsangeboten an den Standorten in Idstein, Frankfurt am Main, Hamburg, Köln und München vertreten.

Weitere Informationen:
www.carl-remigius.de

Quelle: IDW 

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Kritik an Umsetzung der Energiewende nimmt zu - Bevölkerung will sozialen Ausgleich

Bianca Schröder Presse und Kommunikation
Institute for Advanced Sustainability Studies e.V.

Eine große Mehrheit der Bevölkerung steht weiterhin hinter der Energiewende - quer durch alle Bildungs-, Einkommens- und Altersgruppen. Die Befragten schätzen die Energiewende als Gemeinschaftsaufgabe ein, an der sie selbst mitwirken möchten. Kritik gibt es allerdings an der Umsetzung durch die Bundesregierung. Dies sind einige der Ergebnisse des 2018 zum zweiten Mal erstellten Sozialen Nachhaltigkeitsbarometers zur Energiewende, das in Berlin vom Institut für transformative Nachhaltigkeitsforschung (IASS) vorgestellt wurde. Über 6500 Bürgerinnen und Bürger in Deutschland sind dafür befragt worden.

Im Vergleich mit dem ersten Sozialen Nachhaltigkeitsbarometer der Energiewende von 2017 ist bemerkenswert, dass mehr Menschen in Deutschland die Energiewende als Gemeinschaftsaufgabe betrachten. Kritisch sehen die Befragten jedoch die Umsetzung der Energiewende durch die Bundesregierung: Drei Viertel der Befragten bewerten die Energiewende als „teuer", über die Hälfte als „chaotisch" und „ungerecht". Die Bevölkerung wünscht sich zudem, dass es beim Klimaschutz schneller vorangeht, aber auch, dass soziale Gerechtigkeit stärker als bisher berücksichtigt wird.

Skepsis gibt es bei der Bereitschaft, mehr für den Klimaschutz zu zahlen, eine relative Mehrheit möchte dafür eine Entlastung. Bei der Zustimmung zur Elektromobilität und der Investition in eine eigene Wind- oder Solaranlage gibt es Zurückhaltung.

Das zweite Soziale Nachhaltigkeitsbarometer zur Energiewende wurde vom Institut für transformative Nachhaltigkeitsforschung (IASS), der 100 prozent erneuerbar Stiftung und der innogy Stiftung für Energie und Gesellschaft erstellt, die gemeinsam die Partnerschaft dynamis bilden.

Ortwin Renn, geschäftsführender Direktor am IASS sagt zu den Ergebnissen: „Die Menschen in Deutschland wollen die Energiewende und sie haben ein feines Gespür für ein ökologisches, sozial gerechtes Energiesystem und nachhaltigen Klimaschutz. Mit der Umsetzung der Energiewende verbinden jedoch viele inzwischen ein zu wenig abgestimmtes und geordnetes Vorgehen der Parteien - die kritische Sicht auf die Energiepolitik der Parteien hat stark zugenommen. Bemerkenswert ist, dass es vielen schlicht und ergreifend mit der Energiewende nicht schnell genug vorangeht. Gleichzeitig wollen sie aber, dass diejenigen, die unter den möglichen Belastungen der Energiewende leiden, auch solidarisch von den anderen unterstützt werden."

Daniela Setton, Autorin der Studie und wissenschaftliche Mitarbeiterin am IASS, sagt: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Menschen in Deutschland gleichermaßen Klimaschutz wie sozialen Ausgleich wollen. Beide Aspekte müssen in zentralen Bereichen der Energiewende stärker zusammengebracht werden, das ist eine der Kernaufgaben der Bundesregierung. So ist es fast der Hälfte der Befragten wichtig, dass der Windausbau an Land nicht gegen die vor Ort betroffene Bevölkerung durchgesetzt wird. Und die Einführung von CO2-Preisen dürfte nur mit einem für die Mehrheit überzeugenden und sichtbaren Kompensationsmechanismus ausreichend Akzeptanz finden. Eine zentrale politische Aufgabe ist aber auch, für die Menschen im Alltag praktikable, attraktive und bezahlbare Handlungsalternativen zum Verbrauch fossiler Energien zu schaffen, daran fehlt es noch, beispielsweise bei der Mobilität aber auch beim Heizen."

Für René Mono, geschäftsführender Vorstand 100 prozent erneuerbar Stiftung, zeigt das Barometer: „Wir können mit der Energiewende nicht weiter machen wie bisher. Die Menschen fordern eine gerechtere Verteilung der Kosten und einen lösungsorientierten Umgang mit Zielkonflikten. Vor allem aber erscheint ein Aspekt wichtig: Diejenigen, die von der Energiewende betroffen sind, müssen sich als Gewinner der Energiewende fühlen können, nicht als Leidtragende."

Stephan Muschick, Geschäftsführer innogy Stiftung für Energie und Gesellschaft sagt: „Eine dezentrale, auch auf neuen technologischen Lösungen basierende Energiewende kommt ohne Menschen, die offen sind für neue Rollen, nicht aus. Vor diesem Hintergrund sollten einige Ergebnisse des Barometers als Weckruf verstanden werden - mehr zu werben und mehr Vertrauen zu schaffen für heute noch ungewohnte Anwendungen, inklusive einer verantwortungsvollen Nutzung von Daten."

Zusammenfassung der Ergebnisse
• Zustimmung zur Energiewende weiterhin hoch
In den Augen einer breiten Mehrheit der Bevölkerung ist die Energiewende grundsätzlich auf dem richtigen Weg. 90 Prozent der Bevölkerung befürworten die Energiewende, quer durch alle Bildungs-, Einkommens- und Altersgruppen, gleichermaßen auf dem Land wie in den Städten. Das sind zwei Prozentpunkte mehr als bei der Befragung 2017.

80 Prozent der Bevölkerung sehen die Energiewende als Gemeinschaftsaufgabe, zu der jeder in der Gesellschaft einen Beitrag leisten sollte. Dies ist eine leichte Steigerung gegenüber dem Vorjahresergebnis (+5). Dem stimmen auch 76 Prozent (+ 6) der einkommensschwächeren Haushalte zu.

• Kritik an der Umsetzung der Energiewende hat zugenommen
Die kritische Sicht auf die Umsetzung der Energiewende hat deutlich zugenommen. 47 Prozent der Befragten bewerten den Stand Energiewende in Deutschland unterm Strich mehrheitlich als negativ. Dies entspricht einer deutlichen Steigerung um 14 Prozentpunkte im Vergleich zur Vorjahresbefragung, bei der noch eine positive Einschätzung überwog.

Die Energiewende wird in allen für die Soziale Nachhaltigkeit relevanten Aspekten wie Gerechtigkeit, Bürgernähe, Kosten und politische Steuerung um mehrere Prozentpunkte kritischer gesehen als im Jahr 2017.

• Unzufriedenheit mit der Energiewende-Politik der Bundesregierung gestiegen
Mehr als die Hälfte der Bevölkerung (61 Prozent) ist mit der Politik der Bundesregierung im Hinblick auf die Umsetzung der Energiewende unzufrieden, dies ist eine deutliche Steigerung um zwölf Prozentpunkte im Vergleich zur Befragung 2017. Auch die Mehrheit der Anhänger der Regierungsparteien ist in Sachen Energiewende mit der Bundesregierung unzufrieden. Als einen der wichtigsten Gründe für die Unzufriedenheit mit der Bundesregierung nennen 58 Prozent derjenigen, die mit der Energiewende unzufrieden sind, eine zu langsame Umsetzung der Energiewende und damit fehlende Wirksamkeit beim Klimaschutz. Knapp über die Hälfte (52 Prozent) stört mit am meisten, dass die soziale Gerechtigkeit nicht ausreichend Berücksichtigung findet.

• Vertrauen in die Energiewende-Kompetenz der Parteien gesunken - nur Grüne legen zu
Erneut kann keine der im Bundestag vertretenen Parteien die Bevölkerung bei der Umsetzung der Energiewende mit großer Mehrheit von sich einnehmen: Fast jeder Dritte (31 Prozent) ist von keiner der Parteien überzeugt, wenn es um Umsetzung der Energiewende geht, dies ist eine Steigerung um acht Prozentpunkte.

Den höchsten Kompetenzwert bei der Energiewende erreichen Bündnis 90/Die Grünen mit 27 Prozent. Aber auch die Grünen können in Sachen Energiewende nur etwa ein Viertel der Bevölkerung überzeugen.

• Bundesweit unverändert hohe Mehrheit für Kohleausstieg - aber in Braunkohleländern nimmt Skepsis zu
Bundesweit liegt die Zustimmung zum Kohleausstieg bei knapp zwei Dritteln der Bevölkerung (64 Prozent, + 1). Damit hat der Ausstieg aus der Kohle inzwischen eine gleich hohe Zustimmung wie der Atomausstieg (64 Prozent, -4). Insgesamt 13 Prozent (+2) lehnen den Kohleausstieg ab, davon 4 Prozent strikt. In den östlichen Bundesländern (inkl. Berlin) ist die Befürwortung des Kohleausstiegs geringer (51 Prozent zu 67 Prozent West) und die Ablehnung leicht erhöht (18 Prozent zu 11 Prozent West).

In den besonders betroffenen Regionen und Bundesländern zeigt sich ein differenzierteres Bild. Trotz einer weiterhin vorhandenen Mehrheit für den Ausstieg ist die Ablehnung in allen Braunkohleländern gestiegen. In der zweitgrößten deutschen Braunkohleregion, der Lausitz, sind 43 Prozent gegen den Kohleausstieg.

• Mehrheit steht hinter Klimaschutzzielen - aber auch für Rücksichtnahme auf Industrie und betroffene Regionen
Eine Mehrheit von 87 Prozent der Bevölkerung steht hinter den deutschen Klimaschutzzielen bis 2020 und will diese trotz eines voraussichtlichen Verfehlens nicht aufgeben. Dies gilt einkommens- und parteiübergreifend.

Die Hälfte (51 Prozent) der Befragten ist jedoch dafür, die Ziele zeitlich aufzuschieben, um den betroffenen Regionen und der Industrie mehr Zeit zur Umstellung zu lassen. Knapp über ein Drittel (36 Prozent) will hingegen, dass die Bundesregierung unbedingte Priorität auf schnellen Klimaschutz legt, auch wenn es in den Regionen zu Belastungen kommt.

• Breite Zustimmung für CO2-Preise - aber Mehrheit will dafür Entlastung
Eine Mehrheit von 54 Prozent findet moderat steigende Energiepreise gerechtfertigt. Allerdings ist diese Haltung bei einkommensstarken Haushalten mit 64 Prozent der Befragten öfter anzutreffen. Jeder Fünfte hält solche Preisveränderungen für nicht gerechtfertigt (22 Prozent). Ebenso würden einkommensstärkere Haushalte mehr für das Autofahren oder Fliegen bezahlen (45 Prozent), während der Anteil bei einkommensschwächeren Haushalten bei 23 Prozent rangiert.

In Kombination mit Entlastungen an anderer Stelle akzeptieren fast die Hälfte (46 Prozent) höhere Preise für mehr Klimaschutz bei Wärmeversorgung oder Mobilität. Der Wunsch nach einer Entlastung ist bei Autobesitzern (48 Prozent) am stärksten verbreitet. Unter den Personen ohne eigenes Auto sprachen sich 31 Prozent dafür aus.

• Verhaltene Zustimmung zur Elektromobilität - aber Mehrheit gegen Verbot von Verbrennungsmotoren bis 2030
Über die Hälfte der Befragten (55 Prozent) befürwortet den Ausbau der Elektromobilität in Deutschland, während 15 Prozent dies ablehnen. Vor allem Jüngere zwischen 18 und 29 Jahren stehen dem Ausbau der Elektromobilität positiv gegenüber: 67 Prozent dieser Zielgruppe befürworten dies. Etwas mehr als die Hälfte der Bevölkerung (54 Prozent) lehnt ein Verbot des Verbrennungsmotors bis 2030 ab; dies gilt weitestgehend parteiübergreifend.

• Solar-Dachanlagen: mit Abstand am beliebtesten unter den erneuerbaren Technologien
Nur 5 Prozent lehnen den Ausbau von Solardächern ab, während sich 81 Prozent der Bevölkerung klar für Solaranlagen auf Dächern aussprechen, selbst in stark besiedelten Gebieten (80 Prozent). Damit nehmen Dachanlagen den Spitzenplatz unter den erneuerbaren Technologien ein. Denn im Gegensatz dazu lehnen wiederum 22 Prozent der Bevölkerung den Ausbau von Windanlagen an Land ab, sieben Prozent sogar strikt.

• Windausbau an Land: Anzahl der Anlagen im direkten Wohnumfeld zentraler Faktor für Akzeptanz
Auch bei großer Betroffenheit von Windanlagen im unmittelbaren Wohnumfeld (unter fünf Kilometer) fühlen sich die Menschen davon mehrheitlich nicht gestört. Dies ändert sich aber, wenn sich die Anlagen in geringer Entfernung vom Wohnhaus stark häufen. Auch sinkt dann die Akzeptanz: 69 Prozent der Personen, die sich von einer Windanlage in ihrer Nähe gestört fühlen, lehnen den weiteren Ausbau von Windanlagen an Land ab. Diese Bevölkerungsgruppe beurteilt die Energiewende zugleich öfter als ungerecht (80 Prozent) und elitär (69 Prozent) als diejenigen, die sich nicht gestört fühlen. Eine große Mehrheit von denjenigen (83 Prozent), die sich von Windrädern in der Wohnumgebung gestört fühlen, kann sich auch vorstellen, gegen weitere geplante Windräder zu protestieren

• Knappe Mehrheit findet: Bürgerbeteiligung wichtiger als schneller Windausbau
Eine Mehrheit von 86 Prozent spricht sich für die Beteiligung der Bürgerinnen und Bürger am Planungsprozess von Windanlagen aus, Betroffene sollen sogar die letzte Entscheidung darüber haben, ob in einer Region weitere Windanlagen gebaut werden (55 Prozent). Bezogen auf die Gesamtbevölkerung finden fast die Hälfte, dass eine Bürgerbeteiligung wichtiger sei als ein schneller Ausbau.

• Mitwirkung als „Prosumer": Wohnsituation ist entscheidend
Wer bisher in eine Solar- oder Windenergieanlage investiert hat, ist in der Regel Eigenheimbesitzer (93 Prozent). Lediglich vier Prozent sind Mieterinnen und Mieter. Jeder Fünfte wäre grundsätzlich bereit, innerhalb der kommenden zwei Jahre in eine eigene Solar- oder Windanlage zu investieren, während sich dies mehr als die Hälfte (62 Prozent) nicht vorstellen können. 41 Prozent begründen ihre fehlende
Investitionsbereitschaft damit, dass sie in einem Mietverhältnis leben, jeweils 28 Prozent geben an, dass es sich für Sie nicht lohne oder zu teuer sei.

• Flexibilität beim Stromverbrauch - aber wenig Interesse an flexiblen Tarifen
Im Hinblick auf die Nutzung von Waschmaschine und Geschirrspüler gibt eine Mehrheit der Haushalte an, beim Stromverbrauch flexibel zu sein. Das Interesse an der Nutzung flexibler Tarife mit schwankenden Strompreisen ist aber gering und liegt bei nur 8 Prozent der Befragten. Sollte es flexible Stromtarife geben, dann würden die meisten Befragten (42 Prozent) eine digitale Anzeige wählen - das sogenannte Ampelmodell - das den Haushalten die Strompreise anzeigt, aber ihnen die Entscheidung überlässt, ob sie ihren Stromverbrauch anpassen oder nicht. Etwa drei Viertel (74 Prozent) lehnen es ab, dass der Energieversorger von außen den Stromverbrauch der Haushaltsgeräte nach der Preisentwicklung steuert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Daniela Setton
Telefon: +49 331 28822 389
E-Mail: daniela.setton@iass-potsdam.de

Originalpublikation:
https://www.iass-potsdam.de/sites/default/files/2019-02/IASS_Nachhaltigkeitsbaro...

Weitere Informationen:

https://www.iass-potsdam.de/de/news/soziales-nachhaltigkeitsbarometer-energiewen...

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Eine für alles. Biogassystem der Zukunft

Dipl.-Ing. agr. Helene Foltan Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB)

Biogas hat Zukunft, prognostizieren WissenschaflerInnen des Potsdamer Leibniz-Instituts für Agrartechnik und Bioökonomie. In einem umfassenden Review, der vor Kurzem im Fachblatt energies im Open Access erschienen ist, skizzieren sie den interdisziplinären Forschungsbedarf für die Biogasproduktion der Zukunft als Element einer bioökonomischen Kreislaufwirtschaft - von Mikrobiologie bis Data Science.

Nach fast zwei Jahrzehnten subventionierter und auf Energiepflanzen ausgerichteter Entwicklung steht die landwirtschaftliche Biogasproduktion in Deutschland an einem Scheideweg. Eine Neuausrichtung ist erforderlich, um Biogasanlagen als integralen Bestandteil einer biobasierten Kreislaufwirtschaft für die Zukunft fit zu machen.

Die Herausforderungen bestehen darin, die Biogasproduktion von Energiepflanzen auf Reststoffe umzustellen, sie flexibel im Hinblick auf wechselnde Einsatzstoffe, eine bedarfsgerechte Energieproduktion und die Erzeugung hochwertiger Dünger zu gestalten und sie insgesamt effizienter zu machen. Der Großteil der mehr als 9.000 vorhandenen Anlagen besteht aus Rührkesselreaktoren, die auf Basis weitgehend gleichbleibender und leicht vergärbarer Stoffmischungen mit Mais und Rindergülle arbeiten. Künftig müssen Biogasanlagen in der Lage sein, ein breites Spektrum schwerer vergärbarer Reststoffe wie Festmist, Grünschnitt oder Siedlungsabfälle in wechselnder Zusammensetzung aufzunehmen und daraus flexibel Energie zu erzeugen, um das witterungsbedingt schwankende Angebot von Solar- und Windenergie auszugleichen. Dies stellt hohe Anforderungen an die Anlagentechnik und die Steuerung des komplexen und sensiblen biologischen Prozesses der anaeroben Vergärung.

In ihrem Artikel beschreiben die Potsdamer WissenschaftlerInnen die Biogasanlage der Zukunft: Diese wird wissensbasiert und weitgehend automatisiert arbeiten, modular aufgebaut sein, zusätzliche Produkte erzeugen und sich standortspezifisch in ein lokales Umfeld von Reststoffaufkommen und Produktbedarf einpassen.

Allerdings bedarf es umfassender interdisziplinärer Forschung, um dieses Zukunftskonzept zu verwirklichen. „Wir haben in den letzten Jahren geeignete Reaktortypen und effiziente Verfahren für kritische Einsatzstoffe wie Stroh oder Landschaftspflegegut entwickelt. Und wir wissen mittlerweile, dass ca. 2.000 Mikroorganismenarten am Prozess beteiligt sind, wobei wir nur von einem Bruchteil (1 bis 2 %) ihre Funktion im Prozess kennen. Um im laufenden Betrieb unterschiedlichste, auch problematische Reststoffe flexibel zuführen zu können - je nachdem, was gerade wann in welchen Mengen anfällt - und dabei den Biogasprozess weiterhin gut zu beherrschen, brauchen wir ein genaueres Detailverständnis der Prozesse, die Entwicklung von Sensoren für die laufende chemisch-physikalische und biologische Prozesskontrolle und den Einsatz moderner Methoden aus dem Bereich Data Science wie maschinelles Lernen für eine selbstlernende Prozesssteuerung", so Prof. Prochnow.

Sensorgestützte und datengetriebene Modelle in Verbindung mit modularer Verfahrenstechnik sollen künftig dafür sorgen, den Prozess der anaeoben Vergärung so präzise zu steuern, dass die Reststoffverwertung und die Energieproduktion dem Bedarf entspricht. „Voraussetzung ist, dass wir verstehen, wie die mikrobiellen Gemeinschaften im Reaktor auf Managementmaßnahmen reagieren und wie sich diese Reaktion auf den Abbauprozess auswirkt", unterstreicht Dr. Susanne Theuerl, Mikrobiologin am ATB. „Letztlich geht es darum, Optionen der Prozesssteuerung zu simulieren, automatisiert Reaktionen auszulösen oder Empfehlungen für den Anlagenbetreiber abzuleiten."
War die Biogasproduktion ursprünglich ausschließlich auf die Bereitstellung erneuerbarer Energien ausgerichtet, kann die anaerobe Vergärung als integraler Bestandteil künftiger Bioraffineriekonzepte auch zur Produktion von Basischemikalien und zum Recycling von Nährstoffen und organischem Kohlenstoff beitragen. Hier gilt es nach Ansicht der Potsdamer WissenschaftlerInnen, individuelle und sehr spezifische Lösungen für das jeweilige lokale Umfeld zu identifizieren. Letztlich müssen, um die Leistungsfähigkeit zukünftiger landwirtschaftlicher Biogasanlagen zu gewährleisten, Geschäftsmodelle und -umgebungen entwickelt werden, die zu einer für Landwirte und Anlagenbetreiber rentablen und akzeptierten Produktion beitragen.

Mehr als 9.000 Biogasanlagen bundesweit produzieren derzeit Energie aus Biomasse. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), das seit dem Jahr 2000 die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Quellen ins Netz finanziell förderte, hatte starke Anreize für den Bau von Biogasanlagen und auch für den Anbau von Energiepflanzen gesetzt. Die Anzahl der Biogasanlagen war von 2004 bis 2012 von 1050 auf 8292 gestiegen, im gleichen Zeitraum weitete sich die Anbaufläche für Silomais von 1,2 Mio. ha auf 2,0 Mio. ha aus. Angesichts der gesellschaftlichen Debatte über Tank oder Teller gerieten die Vorteile der Biogasproduktion weitgehend aus dem Blick. Mit den Novellierungen des EEG seit 2014 war die Förderung drastisch zurückgefahren worden.

Die Forschung des Leibniz-Instituts für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB) an der Schnittstelle von biologischen und technischen Systemen hat das Ziel, Grundlagen für nachhaltige bioökonomische Produktionssysteme zu schaffen. Dazu entwickelt und integriert das ATB neue Technologien und Managementstrategien für eine wissensbasierte, standortspezifische Produktion von Biomasse und deren Nutzung für die Ernährung, als biobasierte Produkte und Energieträger - von der Grundlagenforschung bis zur Anwendung.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Annette Prochnow - Abteilungsleitung Technikbewertung und Stoffkreisläufe
Tel.: 0331 5699-210, E-Mail: aprochnow@atb-potsdam.de
Dr. Susanne Theuerl - Abteilung Bioverfahrenstechnik
Tel.: 0331 5699-900, E-Mail: stheuerl@atb-potsdam.de

Originalpublikation:
Theuerl, S.; Herrmann, C.; Heiermann, M.; Grundmann, P.; Landwehr, N.; Kreidenweis, U.; Prochnow, A. The Future Agricultural Biogas Plant in Germany: A Vision. Energies 2019, 12 (3), 396; https://doi.org/10.3390/en12030396

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Forschergruppe der TH Lübeck untersucht Grundwasserneubildung in Zypern und Jordanien

Frank Mindt Kommunikation/ Pressestelle
Technische Hochschule Lübeck

In einem europäischen Forschungsprojekt namens IsoMed (Isotopenhydrologie in Mediterranen Ländern) erforscht ein Team der Technischen Hochschule Lübeck mit Partnern aus Zypern und Jordanien die Neubildung von Grundwasser im östlichen Mittelmeerraum. Unter der Leitung von Prof. Dr. Christoph Külls, Labor für Hydrologie der TH Lübeck arbeiten das Forschungszentrum Cyprus Institute, der Geologische Dienst von Zypern und die Deutsch-Jordanische Universität GJU in Amman in IsoMed gemeinsam an Lösungen zur nachhaltigen Nutzung des Grundwassers.

Finanziert wird IsoMed im Rahmen des Europäischen Forschungsprogramm „ERANET Mediterranean" durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es hat eine Laufzeit von drei Jahren. Das Ziel der gemeinsamen Forschung ist es, neue und effektivere Messmethoden zu entwickeln, um die vorhandene Menge und Erneuerungsraten des Grundwassers in den südöstlichen Mittelmeerländern genau zu bestimmen. Konkret geht es um neue Messmethoden für den Wasserhaushalt in den südlichen Mittelmeerländern. Seit langem ist dort eine Übernutzung des Grundwassers festzustellen. IsoMed soll helfen, die Grundwassernutzung ins Gleichgewicht mit dem natürlichen Wasserdargebot zu bringen.

In Zypern und Jordanien fallen die Grundwasserstände seit einigen Jahrzehnten. Grund dafür sind die Übernutzung der Ressourcen auf der einen und abnehmende Niederschlagsmengen auf der anderen Seite. Die natürliche Neubildung von Grundwasser entsteht durch tiefe Sickerung bis zur Grundwasseroberfläche und entspricht dem, was vom Niederschlag nicht verdunstet oder oberirdisch abfließt. „Um eine nachhaltige Nutzung von Grundwasser zu betreiben, sollte nur so viel Wasser entnommen werden, wie auch neues Wasser entsteht. Wenn der Prozess der kontrollierten Wasserentnahme und Grundwasserneubildung im Gleichgewicht ist, lässt sich auch in den südlichen Ländern des Mittelmeerraums die Wasserwirtschaft über viele Jahre regeln, ohne dass der Grundwasserspiegel sinkt" sagt Projektleiter Professor Külls.

Allerdings betreiben die Menschen in diesen Ländern intensive Bewässerungslandwirtschaft und nutzen dafür zunehmend Grundwasser. So wird dem Grundwasser oft mehr Wasser entnommen, als durch natürliche Prozesse zugeführt wird. Dadurch sinkt der Grundwasserspiegel in vielen Mittelmeerländern.
„Wenn das nicht korrigiert wird, führt die unkontrollierte Entnahme von Grundwasser langfristig zu katastrohpalen Folgen. Wenn die Wasserspiegel sinken, muss immer tiefer gebohrt werden. Das verteuert das Wasser, weil mehr Energie und Strom zur Förderung aufgewendet werden muss. Sollte der Grundwasserspiegel letztendlich unter der Meereshöhe liegen, beginnt auch eine Versalzung des Grundwassers. Und irgendwann kommen die Bauern dann gar nicht mehr an Wasser und müssen die Landwirtschaft aufgeben. Dieses wollen die zuständigen Behörden in den Ländern natürlich vermeiden. Ihre Intention ist es, die Landwirtschaft so zu gestalten, dass sie auf der verfügbaren Wassermengennutzung beruht.

Dafür steht das Projekt IsoMed. Wir verwenden neue Messverfahren, um belastbare Aussagen zu erhalten, wieviel Wasser neu in den Regionen entsteht, wieviel Grundwasser neu gebildet wird pro Jahr auf verschiedenen Oberflächen in verschiedenen Regionen des Mittelmeerraumes. So können wir empfehlen, wieviel maximal gepumpt werden kann, ohne den Grundwasserhaushalt negativ zu belasten", sagt Professor Külls.

„Am Ende des Projektes", so Külls weiter, „wollen wir in der Lage sein, anhand einer Bohrung in einem zeitlichen Umfang von nur drei Stunden plus einem Tag Laborarbeit, herauszufinden, wie groß die Grundwasserneubildung an einem Standort in den letzten drei bis fünf Jahren war. D.h., was früher über einen Zeitraum von mehreren Jahren mit aufwändigen täglichen Messungen von Niederschlag, Verdunstung und Abfluss erfolgte, machen wir heute mit einer Bohrung, die dann im Isotopenlabor ausgewertet wird. Wir können die Daten der hydrologischen Prozesse der letzten Jahre auslesen und so die Wasserflüsse der letzten Jahre rekonstruieren. Mit den Isotopeninformationen können wir auch Niederschläge des Sommers und des Winters unterscheiden und errechnen, wieviel Prozent des Niederschlags jeweils verdunstet ist, wie schnell es durch den Boden geflossen ist, wieviel davon übriggeblieben ist und den Grundwasserspiegel erreicht hat. Im Prinzip können wir so für viele Standorte in Europa, für unterschiedliches Klima, für verschiedene Böden und Gesteine feststellen, wieviel Wasser neu entsteht."
Von November bis Dezember 2018 lief bereits die erste Messkampagne in Zypern. Mehr als 300 Proben wurden genommen, die im Labor für Hydrologie der TH Lübeck untersucht werden und ersten Daten liefern, um vorhandene Menge und Erneuerungsrate des Grundwassers genau zu bestimmen.

„All diese Informationen stellen wir dann nicht nur der regionalen Wasserwirtschaft, den Diensten, Ministerien und Behörden für die Vergabe von Lizenzen und Wasserrechte zur Verfügung, sondern auch den Landwirten. Wir wollen sie an den Ergebnissen direkt beteiligen, damit sie selber wissen, wieviel Wasser sie zur Verfügung haben und zwar in den Einheiten, mit denen sie vertraut sind, damit sie auch selber Anpassungen vornehmen können", schließt Külls.

Weitere Informationen:

http://www.th-luebeck.de

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Grippewellen im Keim ersticken

Dr. Stefan Kiesewalter Marketing - Strategisches Management
Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM

Mainzer Fraunhofer Wissenschaftler entwickeln ein Point-of-Care System zur schnellen Diagnose von Influenzasubtypen. So könnte es bald eine schnelle Antwort auf die Frage geben, an welchem Subtyp Patienten leiden und der Inkubationsweg somit konsequent abgeschnitten werden.

In dem vom BMBF geförderten Projekt Panplex entwickeln und bauen die Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme ein Diagnosesystem und einen mikrofluidischen Chip, welche komplett automatisiert den Nachweis über mehrere Grippesubtypen erbringen sollen. „Ziel ist es, schnell genaue Aussagen über die Grippeart treffen zu können, um schneller reagieren und gezielter behandeln zu können", erläutert Dr. Tobias Schunck, Projektleiter von Panplex.

Dafür wurde im bisherigen Projektverlauf das Panplex-System realisiert und jetzt erstmals erfolgreich getestet. „Wir konnten zeigen, dass der Nachweis verschiedener Influenzasubtypen zuverlässig funktioniert", so Schunck. In der verbleibenden Restprojektlaufzeit soll die vollständige Integration aller Prozessschritte im Gerät erfolgen sowie die Validierung der Daten. Am Ende des Projektes soll der Prozess komplett automatisiert ablaufen: Die arbeits- und dementsprechend zeitaufwendige Probenvorbereitung muss dann nicht mehr von Hand gemacht werden, sondern läuft im Gerät ab. Dadurch werden Fehlerquellen eliminiert, der Prozess wird schneller und genauer.

Bisher müssen die Proben noch ins Labor geschickt werden - mehrere Stunden oder gar Tage gehen da ins Land, bevor Patienten und Ärzte um die Lage wissen. Gerade bei schweren Grippeerkrankungen gilt es zügig zu handeln, auch im Interesse der Mitmenschen. Grippewellen, so wie in der Influenzasaison 2017/2018 mit über 300.000 Erkrankungen und fast 1.000 Todesfällen, zeigen die Aktualität und Relevanz des Themas.

Das Panplex System der Mainzer Wissenschaftler soll in der aktuellen Grippesaison in klinischen Tests an der Uniklinik Aachen auf Herz und Nieren geprüft werden. Zukünftig stehen auch weitere Anwendungsfälle auf der Agenda des Teams um Tobias Schunck. Das System ist als Plattform-Technologie ausgelegt und kann somit je nach Bedarf an neue Erreger angepasst werden. Jegliche Art von Erregern können so nachgewiesen werden, was im Kampf gegen epi- und pandemische Krankheiten (unter anderem z. B. Vogelgrippe und SARS) den entscheidenden Vorteil bringen kann.

Das Projekt
Im Projekt »PanPlex - Multiplex-basierter Point-of-Care Nachweis von Erregern mit pandemischem Potential«, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 13N13846, arbeitet das Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme gemeinsam mit der r-Biopharm AG an der Verfügbarkeit einer schnellen und mobilen Diagnostik bei pan- oder epidemischen Ausbruchsgeschehen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Christian Freese

Weitere Informationen:
https://www.imm.fraunhofer.de/de/presse-publikationen/panplex.html

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Traktoren tanken Klimaschutz - TFZ bescheinigt Biokraftstoff Langzeit-Praxistauglichkeit

Ulrich Eidenschink Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ)

„Empfehlenswert!" so ließe sich die Bilanz der Wissenschaftler vom Technologie- und Förderzentrum (TFZ) beschreiben, die in einem Langzeitprojekt moderne Traktoren auf Funktionalität, Effizienz und Umweltwirkung analysiert haben. Das Besondere daran: Betankt wurden die Traktoren mit Rapsölkraftstoff. In dem jetzt veröffentlichten Forschungsbericht fallen die Ergebnisse äußerst positiv aus: Sowohl bei der Praxistauglichkeit als auch beim Klimaschutz überzeugt der Biokraftstoff. Fazit: Landwirte können sich auf die neue Technik verlassen.

Die wissenschaftlichen Ergebnisse beruhen auf 60.000 Einsatzstunden von 20 Traktoren, die mit genormtem Rapsölkraftstoff (DIN 51605) betankt wurden. Motorleistung, Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen unterschieden sich in wiederkehrenden Messungen kaum von mit Diesel betriebenen Traktoren. Hinsichtlich der Abgasemissionen belegen die Messungen am Traktorenprüfstand sowie mit portabler Emissionsmesstechnik (PEMS) im Feld, dass im Rapsölbetrieb neueste Standards erfüllt werden und die Abgasnachbehandlungssysteme zuverlässig arbeiten.

Dr. Edgar Remmele, Sachgebietsleiter am TFZ, stellt den Nutzen für den Klimaschutz heraus: „Der Antrieb von modernen Traktoren mit regional erzeugtem Rapsölkraftstoff verursacht rund 90 Prozent weniger Treibhausgasemissionen als Diesel." Überall dort, wo die Elektromobilität an ihre Grenzen stößt, sollten deshalb bevorzugt Biokraftstoffe eingesetzt werden. Hierzu zählen laut Remmele vor allem Maschinen in der Land- und Forstwirtschaft.

Das Projekt wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie finanziert. Der Forschungsbericht ist unter www.tfz.bayern.de als kostenloser Download abrufbar.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Edgar Remmele, Sachgebietsleiter Biogene Kraft-, Schmier- und Verfahrensstoffe

Originalpublikation:
http://www.tfz.bayern.de/mam/cms08/biokraftstoffe/dateien/tfz_bericht_60_monitra...

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Influenzaviren von Fledermäusen könnten auf Menschen überspringen

Rita Ziegler Kommunikation
Universität Zürich

Fledermäuse sind nicht nur Träger tödlicher Ebolaviren, sondern auch ein Reservoir neuartiger Influenzaviren. Diese in Südamerika entdeckten Grippeviren besitzen grundsätzlich die Fähigkeit, auch Zellen von Menschen und Nutztieren zu befallen, wie Forschende der Universität Zürich zeigen.

Die jährlich wiederkehrende Grippewelle wird von Influenzaviren ausgelöst, die nur Menschen infizieren können. Jene Influenzatypen, die in Vögeln oder Schweinen zirkulieren, sind für den Menschen normalerweise nicht gefährlich. Selten springt ein Vogel- oder Schweinevirus aber auf den Menschen über - in der Fachwelt Zoonose genannt -, was im schlimmsten Fall zu einer weltweiten Influenzapandemie mit zahlreichen schweren Erkrankungen und Todesfällen führt.

Fledermäuse als Reservoir für gefährliche Viren
Vor rund sechs Jahren wurden in Südamerika neuartige Influenzaviren entdeckt - in Fledermäusen. Die fliegenden Säugetiere stehen schon seit einiger Zeit im Fokus der Virologen. Denn sie sind Träger vieler verschiedener Viren, darunter auch sehr gefährliche wie Ebolaviren. Bisher war allerdings unklar, ob die Fledermaus-Influenzaviren auch für den Menschen eine Bedrohung darstellen. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Zürich (UZH) hat nun herausgefunden, dass die neuartigen Grippeviren potenziell auch Menschen oder Nutztiere infizieren können.

Weltweite Suche nach der Eintrittspforte
Die bisher bekannten Influenzaviren dringen über Sialinsäure in die Wirtszellen ein. Diese chemischen Gruppen befinden sich auf der Oberfläche fast aller Zellen des Menschen sowie diverser Tiere. Dies ist einer der Gründe, warum Influenzaviren auch sehr unterschiedliche Arten wie Enten, Hühner, Schweine und Menschen befallen. Im Unterschied dazu binden die Fledermaus-Influenzaviren nicht an Sialinsäure. Mehrere Forschungsteams weltweit suchten deshalb nach jenem Rezeptor, über den sie sich in die Zellen einschleusen.

Fledermausviren dringen über MHC-II-Moleküle in Zelle
Diese Eintrittspforte haben Silke Stertz und ihr Team am Institut für Medizinische Virologie der UZH nun entdeckt. «Die Influenzaviren benützen sogenannte MHC-II-Moleküle für ihren Eintritt in die Wirtszellen», sagt Studienverantwortliche Stertz. Diese Proteinkomplexe sitzen normalerweise auf der Oberfläche gewisser Immunzellen und sind zuständig dafür, körpereigene und körperfremde Zellen und Strukturen zu unterscheiden. Auch einige andere Virusarten benützen diesen «Eingang», um in die Zellen zu gelangen.

Potenzielles Risiko für Menschen und Nutztiere
«Überraschend war, dass die Fledermaus-Influenzaviren nicht nur MHC-II-Komplexe von menschlichen Zellen, sondern auch jene von Hühnern, Schweinen, Mäusen und verschiedenen Fledermausarten nutzen können», erläutert UZH-Doktorand Umut Karakus und Erstautor der Studie. Die Influenzaviren der Fledermaus besitzen somit - zumindest auf Stufe des Zelleintritts - das Potenzial, sowohl Menschen wie auch Nutztiere zu infizieren. «Nachgewiesen wurden solche Infektionen bisher noch nicht. Unsere Ergebnisse zeigen aber, dass die Viren diese Fähigkeit grundsätzlich haben», ergänzt Silke Stertz. Für die Virologin Grund genug, die potenziell gefährlichen Viren weiter zu untersuchen. Zumal sich das Problem angesichts von Migration und Reisetätigkeit keineswegs auf Südamerika beschränkt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Silke Stertz
Institut für Medizinische Virologie
Universität Zürich
Tel. +41 44 634 28 99
E-Mail: stertz.silke@virology.uzh.ch

Originalpublikation:
Umut Karakus, et al. MHC class II proteins mediate cross-species entry of bat influenza viruses. Nature. February 20, 2019. DOI: 10.1038/s41586-019-0955-3

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Wie können Städte von der Vielsprachigkeit ihrer Einwohner profitieren?

Gabriele Meseg-Rutzen Presse und Kommunikation
Universität zu Köln

Manifest zum internationalen Tag der Muttersprache: Kölner Linguist plädiert für Schutz bedrohter Sprachen weltweit / Workshop und Podiumsdiskussion im New Yorker Verbindungsbüro der Universität zu Köln

Professor Dr. Aria Adli vom Romanischen Seminar und Sonderforschungsbereich 1252 „Prominenz in Sprache" der Universität zu Köln stellt am 21. Februar - dem internationalen Tag der Muttersprache - ein „Manifest" zum Erhalt von bedrohten Sprachen weltweit vor. Verfasst hat er es gemeinsam mit seinem Kollegen Professor Dr. Gregory Guy (New York University, USA). Die beiden Linguisten plädieren für eine Erweiterung der Soziolinguistik, die sich bislang stark auf die indoeuropäischen Sprachen westlicher Gesellschaften konzentrierten. Stattdessen sollten auch Sprachen in entlegenen Weltregionen stärker berücksichtigt werden.

In vielen Großstädten wächst ein beträchtlicher Anteil der Bewohner mit einer anderen Muttersprache auf als der Landessprache. Diese Vielsprachigkeit hat Auswirkungen auf das Bildungswesen, die Politik und die Gesellschaft. Wie können Städte den Herausforderungen von Mehrsprachigkeit und Vielfalt begegnen - und davon profitieren?
Diese Fragen sind Thema eines Workshops mit anschließender Podiumsdiskussion anlässlich des Internationalen Tags der Muttersprache, den das Verbindungsbüro der Universität zu Köln in New York gemeinsam mit dem Deutschen Wissenschafts- und Innovationshaus und dem Deutschen Konsulat veranstaltet. Bei dieser Gelegenheit werden Adli und Guy ihr „Manifest" vorstellen. Neben renommierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern nehmen auch Yasemin Pamuk, Leiterin des Bereichs Kultur und Wissenschaft des Generalkonsulats der Bundesrepublik Deutschland in New York, und Marie Paule Roudil, Leiterin des New Yorker UNESCO-Büros und UNESCO-Vertreterin bei den Vereinten Nationen, an der Podiumsdiskussion teil. Die Veranstaltung ist Teil des Deutschlandjahrs „wunderbar together" 2018/19 in den USA.

Das New Yorker Büro der Universität zu Köln ist eins von drei internationalen Verbindungsbüros in Nordamerika, China und Indien. Sie stärken die internationale Präsenz der Universität und dienen als erste Anlaufstellen für außereuropäische Studierende, Studieninteressierte und Wissenschaftler. Das New Yorker Büro pflegt die Beziehungen zu nordamerikanischen Partnern und bietet Forscherinnen und Forschern Plattformen, um sich zu vernetzen, ihre wissenschaftlichen Ergebnisse zu präsentieren und neue Kooperationen in den USA und Kanada einzugehen.

Inhaltlicher Kontakt:
Dr. Eva Bosbach
Direktorin, Universität zu Köln New York-Büro
+1 212 758 5893
eva.bosbach@uni-koeln.de
Presse und Kommunikation:
Eva Schissler
+49 221 470-4030
e.schissler@uni-koeln.de

Weitere Informationen:
New Yorker Verbindungsbüro:
www.portal.uni-koeln.de/newyork.html
Deutschlandjahr USA:
wunderbartogether.org

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Neandertaler ernährten sich wirklich hauptsächlich von Fleisch

Sandra Jacob Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie

Eine Besonderheit des modernen Menschen ist sein regelmäßiger Fischkonsum, was sich durch die Analyse von Stickstoffisotopen in Knochen- oder Zahnkollagen nachweisen lässt. Forschende vom MPI für evolutionäre Anthropologie (MPI-EVA) in Leipzig maßen nun bei zwei späten Neandertalern außergewöhnlich hohe Stickstoffisotopenwerte, was traditionell für den Konsum von Süßwasserfisch steht. Eine Analyse der Isotopenwerte einzelner Aminosäuren ergab jedoch, dass sich der erwachsene Neandertaler nicht von Fisch, sondern von großen pflanzenfressenden Säugetieren ernährt hatte. Der zweite Neandertaler war ein noch nicht abgestillter Säugling, dessen Mutter ebenfalls Fleischfresserin gewesen ist.

Die Ernährungsweise der Neandertaler wird in Fachkreisen kontrovers diskutiert: Traditionell gelten sie als Fleischfresser, die große Säugetiere jagten. Es gibt aber auch zahlreiche Belege dafür, dass sie pflanzliche Nahrung zu sich genommen haben. Forschende können die Ernährung unserer Vorfahren rekonstruieren, indem sie die Stickstoffisotopenverhältnisse in einer Probe messen. Diese sind Indikatoren für die trophische Ebene, die Position eines Organismus in einer Nahrungskette. Neandertaler nehmen in den terrestrischen Nahrungsketten eine hohe Stellung ein und verfügen sogar über einen etwas höheren Stickstoffisotopenwert als an denselben Orten lebende Fleischfresser wie Hyänen, Wölfe und Füchse. Diese etwas höheren Werte könnten auf den Verzehr von Mammutfleisch oder Aas zurückgeführt werden. Für einige Neandertaler-Standorte sind auch Beispiele für Kannibalismus bekannt.

Steinzeitliche moderne Menschen, die kurz nach dem Verschwinden des Neandertalers in Frankreich ankamen, haben noch höhere Stickstoffisotopenwerte als dieser, was traditionell als Beleg für den Konsum von Süßwasserfisch interpretiert wird. Die Fischerei sei demzufolge eine für den modernen Menschen typische Tätigkeit. Ob Neandertaler ebenfalls Fisch verzehrten, ist in Fachkreisen umstritten. Als Klervia Jaouen, Erstautorin der Studie und Forscherin am MPI-EVA, ähnlich hohe Stickstoffisotopenwerte, wie sie für den modernen Menschen typisch sind, im Kollagen zweier Neandertaler entdeckten, stellte sich die Frage, ob diese regelmäßig Fisch zu sich genommen haben könnten. Die Neandertaler stammen aus Les Cottés und der Grotte du Renne in Frankreich; doch an keiner der beiden Ausgrabungsstätten wurden archäologische Überreste von Fischen gefunden. Die Messungen waren jedoch an einer Zahnwurzel durchgeführt worden, die die Ernährung zwischen dem vierten und achten Lebensjahr eines Individuums dokumentiert, und an dem Knochen eines einjährigen Babys. Die hohen Stickstoffisotopenwerte könnten also auch darauf hindeuten, dass es sich um noch nicht abgestillte Individuen handelte, was zumindest im Falle des Neandertalers aus Les Cottés (dessen Zahnwurzel untersucht wurde) im Widerspruch zu bisherigen Erkenntnissen stünde, denen zufolge Neandertaler bereits im Alter von etwa einem Jahr abgestillt wurden. Neben einem späten Abstillen könnte auch der Konsum von Süßwasserfisch, Aas oder sogar Kannibalismus die hohen Stickstoffisotopenwerte erklären.

Jaouen und Kolleg*innen wendeten eine neuartige Isotopenanalysetechnik an, um die richtige Erklärung für die außergewöhnlich hohen Stickstoffisotopenanteile zu identifizieren. Die Compound specific isotope analysis (CSIA) ermöglicht eine separate Analyse der im Kollagen enthaltenen Aminosäuren. Die Isotopenzusammensetzungen einiger dieser Aminosäuren werden durch Umweltfaktoren beeinflusst sowie durch die Isotopenwerte der Nahrungsmittel, die ein Individuum verzehrt. Andere werden zusätzlich durch das trophische Level beeinflusst. Erst die Kombination der Isotopenwerte dieser Aminosäuren ermöglicht es den Forschenden, die jeweiligen Beiträge der Umwelt und der trophischen Ebene zur endgültigen Isotopenzusammensetzung des Kollagens zu entschlüsseln. "So konnten wir nachweisen, dass der Neandertaler von Les Cottés eine Fleischfresserin war, die sich fast ausschließlich von landlebenden Säugetieren ernährt hatte. Sie war kein spät entwöhntes Kind, hat auch nicht regelmäßig Fisch verzehrt, sondern ihre Leute scheinen hauptsächlich Rentiere und Pferde gejagt zu haben", sagt Jaouen. "Wir konnten auch bestätigen, dass es sich bei dem Neandertaler aus der Grotte du Renne um einen noch nicht abgestillten Säugling handelt, dessen Mutter ebenfalls eine Fleischfresserin war". Interessanterweise stimmt diese Schlussfolgerung auch mit den Beobachtungen der Archäozoolog*innen überein.

Die aktuelle Studie veranschaulicht auch die Bedeutung der neuen Isotopenanalysetechnik für zukünftige Untersuchungen der Ernährungsgewohnheiten von Menschen und Neandertalern in der Vergangenheit. Mit Hilfe der Compound specific isotope analysis ist es den Forschenden gelungen, die außergewöhnlich hohen Stickstoffisotopenwerte richtig einzuordnen. Michael P. Richards von der Simon Fraser Universität in Kanada sagt: "Früheren Isotopenuntersuchungen zufolge ernährten sich die Neandertaler hauptsächlich von Fleisch, was auch durch umfangreiche archäologische Funde der Überreste von Tieren bestätigt wird, die von Neandertalern mitgebracht und deponiert wurden. In jüngster Zeit gab es einige, man könnte fast sagen bizarre Interpretationen von Isotopendaten, denen zufolge Neandertaler sich hauptsächlich von Wasserpflanzen ernährt oder sich gegenseitig aufgegessen haben, was aber beides im direkten Widerspruch zu den archäologischen Belegen steht. Die neuen verbindungsspezifischen Isotopenmessungen bestätigen frühere Interpretationen, denen zufolge Neandertaler sich hauptsächlich von großen Pflanzenfressern ernährten; obwohl sie natürlich auch andere Nahrungsmittel - wie Pflanzen - verzehrt haben."

Darüber hinaus belegt die aktuelle Studie auch, dass sich die Neandertaler auf eine sehr monotone Art und Weise ernährt haben, auch dann noch als sich ihre materielle Kultur - möglicherweise beeinflusst durch den modernen Menschen - schon zu verändern begonnen hatte. Die Überreste des Neandertalerbabys aus der Grotte du Renne wurden an einer Stelle gefunden, die mit der archäologischen Kultur des Châtelperronien im Zusammenhang steht, einer Technologie, die der des modernen Menschen ähnelt. Die späten Neandertaler waren dem Menschen sehr ähnlich, schufen Höhlenmalereien und trugen Halsketten. Doch im Gegensatz zum Menschen angelten sie nicht. Jean-Jacques Hublin, Direktor der Abteilung für Humanevolution am MPI-EVA, sagt: "Diese Studie bestätigt, dass Homo sapiens, als er nach Europa kam und auf den Neandertaler traf, in direkter Konkurrenz zu diesem um die großen Säugetiere als Nahrungsquelle stand." "Der systematische Einsatz einer Kombination von CSIA und Radiokohlenstoffdatierung wird uns dabei helfen zu verstehen, ob beide Arten im entscheidenden Zeitraum tatsächlich die gleichen Überlebens- und Ernährungsstrategien verfolgten", schlussfolgert Sahra Talamo, Forscherin am MPI-EVA.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Klervia Jaouen
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
+49 341 3550-375
klervia_jaouen@eva.mpg.de

Originalpublikation:
Klervia Jaouen, Adeline Le Cabec, Frido Welker, Jean-Jacques Hublin, Marie Soressi, Sahra Talamo
Exceptionally high δ15N values in collagen single amino acids confirm Neandertals as high-trophic level carnivores
PNAS, Januar 2019, https://doi.org/10.1073/pnas.1814087116

Quelle: IDW 

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Neue ESMT-Studie: Tägliches Mittagessen verbessert Leseleistung von Kindern um 18 Prozent

Martha Ihlbrock Corporate Communications and Marketing
European School of Management and Technology (ESMT)

Die hohe Bedeutung regelmäßiger Mahlzeiten für den Lernerfolg von Kindern wird durch neue Forschung der ESMT Berlin untermauert. Grundschüler in Indien, die über einen längeren Zeitraum an der öffentlichen kostenlosen Schulspeisung teilnahmen, erzielten demnach signifikant bessere Lernergebnisse. Rajshri Jayaraman von der ESMT Berlin und Tanika Chakraborty vom Indian Institute of Technology untersuchten in ihrer Arbeit die Auswirkungen des indischen „Midday Meal"-Programms, dem mit über 120 Millionen teilnehmenden Kindern weltweit größten kostenlosen Schulessen.

Der Studie zufolge schnitten Schüler, die bis zu fünf Jahre am Mittagessen teilnahmen, um 18 Prozent besser in Lesetests ab als Kinder, die weniger als ein Jahr Schulessen bekamen. Sie zeigten auch eine um neun Prozent bessere Leistung bei Mathematik-Tests. "Die Wirkung des Ernährungsprogramms scheint kumulativ zu sein bezogen auf die Dauer", sagt Professor Jayaraman. "Frühere Studien haben Zeiträume zwischen zwei Wochen und zwei Jahren untersucht und konnten die Auswirkungen bisher nicht richtig erfassen - unsere Forschung zeigt, dass der Nutzen des Schulessens bei Kindern zu sehen war, die zwei bis fünf Jahre lang regelmäßig daran teilnahmen."

Die Studie ist die bisher längste und größte zur Wirkung von regelmäßigem Mittagessen auf den Lernerfolg von Kindern im Grundschulalter. Die Forscherinnen nutzten Daten aus fast 600 Landkreisen in Indien, die über 200.000 Haushalte umfassen. Durch die gestaffelte Einführung des Programms über die verschiedenen Distrikte hinweg konnten sie eine kausale Verbindung zwischen regelmäßigen Mahlzeiten und Lernerfolg feststellen.

Die Ergebnisse bestätigen den erheblichen Wert kostenloser Schulspeiseprogramme für Kinder weltweit. Nach Angaben des Welternährungsprogramms erhielten im Jahr 2013 rund 368 Millionen Kinder - also jedes fünfte Kind - eine kostenlose Schulmahlzeit für insgesamt 75 Milliarden US-Dollar.

Die Studie "School Feeding and Learning Achievement: Evidence from India's Midday Meal Program" erscheint im Fachmagazin Journal of Development Economics.

Weitere Informationen:
https://press.esmt.org/de/taegliches-essen-lernerfolg

Quelle: IDW 

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Anti-Baby-Pille beeinflusst Emotionserkennung von Frauen

Jan Meßerschmidt Presse- und Informationsstelle
Universität Greifswald

Obwohl mehr als 100 Millionen Frauen die Anti-Baby-Pille zur Empfängnisverhütung nutzen, ist relativ wenig darüber bekannt, wie die Anti-Baby-Pille das Verhalten und Erleben dieser Frauen beeinflusst. Eine Reihe von kürzlich erschienen Studien legt nahe, dass die Anti-Baby-Pille die Verarbeitung emotionaler Reize und die Regulation emotionaler Reaktionen beeinflussen könnte. Ein Forschungsteam der Universität Greifswald, der Universität Rostock und der Universität Potsdam hat nun in der Zeitschrift Frontiers in Neuroscience eine Studie veröffentlicht, die Hinweise darauf liefert, dass die Anti-Baby-Pille die Emotionsverarbeitung von Frauen beeinflussen könnte.

Die Studie https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2018.01041/full, die von Dr. Alexander Lischke https://psychologie.uni-greifswald.de/43051/lehrstuehle-ii/klinische-und-physiol... vom Institut für Psychologie https://psychologie.uni-greifswald.de/ der Universität Greifswald geleitet wurde, konnte zeigen, dass Frauen, die die Anti-Baby-Pille nahmen, schlechter im Erkennen von emotionalen Gesichtsausdrücken waren als Frauen, die nicht die Anti-Baby-Pille nahmen. Interessanterweise waren die Frauen, die die Anti-Baby-Pille nahmen, vor allem bei der Verarbeitung von emotionalen Gesichtsausdrücken, die generell schwierig zu erkennen waren, beeinträchtigt. Bei der Verarbeitung von emotionalen Gesichtsausdrücken, die generell leicht zu erkennen waren, waren dagegen keine Beeinträchtigungen feststellbar. Die Ergebnisse zeigen, dass die Frauen, die die Anti-Baby-Pille nahmen, sehr spezifische Einschränkungen bei der Emotionsverarbeitung aufwiesen. Zudem handelte es sich eher um subtile, als um massive Einschränkungen, weshalb fraglich ist, inwieweit diese Einschränkungen tatsächlich Auswirkungen auf das Sozialverhalten dieser Frauen haben könnten.

Dr. Lischke weist daher ausdrücklich darauf hin, dass aufgrund der vorliegenden Ergebnisse nicht davon ausgegangen werden kann, dass Frauen, die die Anti-Baby-Pille nehmen, „emotionsblind" und damit zu „Problemfällen" in Beziehungen werden. Um derartige Aussagen treffen zu können, sind weitere Studien notwendig, in denen nicht nur der Einfluss der Anti-Baby-Pille auf die Emotionsverarbeitung, sondern auch auf die Beziehungsgestaltung untersucht wird.

In weiteren Studien möchte Dr. Lischke auch den Mechanismus untersuchen, der möglichen Beeinträchtigungen in der Emotionserkennung und Beziehungsgestaltung zu Grunde liegt. Es scheint zwar plausibel zu sein, dass die Anti-Baby-Pille über eine Modulation der Zyklushormone Estrogen und Progesteron die Aktivität in emotionsverarbeitenden Hirnregionen und damit die Emotionserkennung beeinflusst. Ob dies aber tatsächlich der Fall ist, muss noch nachgewiesen werden. Weitere Studien sind dringend notwendig, vor allem mit einem experimentellen Untersuchungsdesign und umfangreicheren Stichproben, um endgültige Schlussfolgerungen über den Einfluss der Anti-Baby-Pille auf das Erleben und Verhalten von Frauen treffen zu können. Da heute immer mehr Frauen die Anti-Baby-Pille unmittelbar nach Beginn der Pubertät und häufig bis zu Beginn der Menopause einnehmen, sind diese Studien nicht nur für die Wissenschaft, sondern auch für die Öffentlichkeit von Interesse.

Weitere Informationen
Pahnke, R., Mau-Moeller, A., Junge, M., Wendt, J., Weymar, M., Hamm, A. O., & Lischke, A. (2018). Oral contraceptives impair complex emotion recognition in healthy women. Front Neurosci. doi: 10.3389/fnins.2018.01041

Ansprechpartner an der Universität Greifswald
Dr. Alexander Lischke
Institut für Psychologie
Physiologische und Klinische Psychologie/Psychotherapie
Franz-Mehring-Straße 47, 17489 Greifswald
Telefon +49 3834 420 3720
alexander.lischke@uni-greifswald.de
https://www.researchgate.net/profile/Alexander_Lischke

Quelle: IDW 

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„Aktionstag Starkregen": Fachtagung informiert über effektives Risikomanagement

Anette Schober-Knitz Referat für Presse und Öffentlichkeitsarbeit
HBC Hochschule Biberach

Zuletzt gingen sie im Sommer vergangenen Jahres über Baden-Württemberg nieder: Unwetterartige Regengüsse, die überall im Land zu dramatischen Überschwemmungen führten und aufzeigten, welchen Risiken Kommunen, aber auch Einzelpersonen durch Starkregen ausgesetzt sind. Das Land Baden-Württemberg reagierte und gab für das kommunale Starkregen-Risikomanagement einen Leitfaden heraus; auch fördert das Land die Umsetzung von Schutzmaßnahmen im Zusammenhang mit der Erstellung von Gefahrenkarten. Dennoch gibt es nach wie vor Unsicherheiten im Umgang mit Starkregen und einem effektiven Risikomanagement.

Die Hochschule Biberach (HBC) bietet nun einen Aktionstag „Starkregen" an (21. März 2019). Das ganztägige Seminar soll über das Thema Starkregen und den Umgang damit informieren. Dabei geht es vor allem auf die Begebenheiten in Baden-Württemberg und speziell in der Region Oberschwaben ein. Die Veranstaltung ist eine Plattform für all diejenigen, die Lösungen entwickeln wollen im Umgang mit Starkregen - ob in Kommunen, Landkreisen, Ingenieur- oder Planungsbüros. Der Veranstalter - das Institut für Geo und Umwelt an der HBC - bietet mit dem Seminar eine Plattform für Austausch und Wissenstransfer. die Seminarleiter - Professor Dr.-Ing. Gerhard Haimerl und Professorin Dr.-Ing. Ulrike Zettl (beide aus dem Studiengang Bauingenieurwesen) -wollen mit den TeilnehmerInnen diskutieren, wer von Starkregen betroffen und sogar dadurch gefährdet ist, welche Maßnahmen und Konzepte greifen und wie sie praktisch umgesetzt werden können. Der „Aktionstag Starkregen" wird auch aufzeigen, welche fachlichen und rechtlichen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden und auf welche Herausforderungen sich Kommunen, Landkreise und Ingenieurbüros einstellen müssen.

Für die ganztägige Veranstaltung hat die Hochschule Biberach zahlreiche Fachleute als Referenten gewonnen, die aus allen für das Thema relevanten Bereichen kommen- etwa aus dem Regierungspräsidium Tübingen, der Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg (LUBW) und den Biberacher Ämtern für Wasserwirtschaft sowie Brand- und Katastrophenschutz. Vertreter von Ingenieurbüros und Gemeinden werden ebenso von ihren Erfahrungen aus durchgeführten Projekten berichten wie Professoren der HBC aus den Gebieten Geotechnik und Wasserbau.

Das Seminar findet an der Hochschule Biberach statt; Anmeldungen sind ab sofort möglich.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr-Ing. Gerhard Haimerl

Weitere Informationen:
http://www.hochschule-biberach.de/starkregen

Quelle: IDW 

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BMBF-Forschungsprojekt untersucht Digitalisierung im industriellen Wassermanagement

Dr. Christine Dillmann Öffentlichkeitsarbeit
DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V.

Acht Partner aus Industrie und Forschung beschäftigen sich erstmals mit den wissenschaftlichen, technischen und wirtschaftlichen Potenzialen, die mit einer Digitalisierung im industriellen Wassermanagement verbunden sind. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das kürzlich angelaufene Verbundprojekt DynaWater 4.0 über einen Zeitraum von drei Jahren mit mehr als 1,5 Mio. Euro.

Acht Partner aus Industrie und Forschung beschäftigen sich erstmals mit den wissenschaftlichen, technischen und wirtschaftlichen Potenzialen, die mit einer Digitalisierung im industriellen Wassermanagement verbunden sind. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das kürzlich angelaufene Verbundprojekt DynaWater 4.0 über einen Zeitraum von drei Jahren mit mehr als 1,5 Mio. Euro.

Während die Digitalisierung in der industriellen Produktion und der Prozessindustrie schnell fortschreitet, hat der Digitalisierungsgrad in der Wasserwirtschaft noch kein vergleichbares Niveau erreicht. Vor allem im industriellen Bereich ist die Wassertechnik durch die enge Verbindung mit der Produktion gefordert. Hierfür muss die Wasserwirtschaft flexibler und vernetzter werden; wie dies genau aussehen kann, haben Branchenexperten 2018 im Positionspapier „IndustrieWasser 4.0" der DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. detailliert dargestellt.

Ziel von DynaWater 4.0 ist es, auf der Grundlage des Konzepts „IndustrieWasser 4.0" Modelle und Cyber-physische Systeme (CPS), Sensornetze, Datenplattformen sowie Komponenten von industriellem Wassermanagement und industrieller Produktion miteinander zu vernetzen. Dies wird an konkreten Beispielen der Branchen Chemie, Stahl und Kosmetik demonstriert und bewertet. Dabei reicht der Grad der Vernetzung von der digitalen Verknüpfung von Prozessen innerhalb eines Unternehmens über den Standort bis zur Einbindung der kommunalen (Ab)Wasserwirtschaft. Zusätzlich wollen die Projektpartner zeigen, wie auch andere Branchen diese Ergebnisse verwerten können. So lässt sich die digitale Zusammenarbeit zwischen industriellem Wassermanagement und Produktion auf unterschiedlichen Ebenen beispielhaft darstellen. Außerdem sollen die entstehenden Optimierungspotentiale abgeschätzt werden.

Unter der Koordination der DECHEMA und Leitung von Dr. Thomas Track arbeiten acht Partner an dem Projekt: DECHEMA e.V., VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH, Deutsche Edelstahlwerke Specialty Steel GmbH & Co. KG, Fraunhofer Institut für Offene Kommunikationssysteme, Institut für Automation und Kommunikation e.V., Evonik Technology & Infrastructure GmbH, Technische Universität Berlin und die EnviroChemie GmbH. Die DECHEMA ist darüber hinaus für die Bewertung der Effizienzpotentiale aus den Demonstrationsergebnissen, die Erarbeitung einer Roadmap zur Weiterentwicklung des Themas für die Anwendung sowie den Dialog mit der Fachöffentlichkeit verantwortlich.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das Verbundprojekt „DynaWater4.0 - Dynamische Wertschöpfungsnetzwerke durch digitale Kollaboration zwischen industriellem Wassermanagement und Produktion" als Teil der Fördermaßnahme „Industrie 4.0-Kollaborationen in dynamischen Wertschöpfungsnetzwerken (InKoWe)" im Cluster Wasser.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Thomas Track, DECHEMA e.V.
Tel.: 069 7564-427, Fax: 069 7564-117, thomas.track@dechema.de

Quelle: IDW 

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Fütterungspläne für flexible Biogasproduktion: bis zu 50% weniger Gasspeicherbedarf

Uwe Krengel Pressestelle
Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE

Im Forschungsvorhaben »Upgrading von Bestandsbiogasanlagen hin zu flexiblen Energieerzeugern durch eine bedarfsorientierte Dynamisierung
der Biogasproduktion (UBEDB)« haben das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) und der Landesbetrieb Hessisches Landeslabor mit Unterstützung durch den Maschinenring Kommunalservice Kassel GmbH, untersucht, wie sich die Biogasproduktion durch ein gezieltes Fütterungsmanagement mit verschiedenen, typischen landwirtschaftlichen Substraten flexibilisieren lässt. Die Ergebnisse des UBEDB-Projektes präsentiert das Fraunhofer IEE heute im Rahmen des Trading&Finance-Forums auf der Messe E-World in Essen.

Ziel des Projekts UBEDB war es, die flexibilisierte, bedarfsgerechte Stromerzeugung ohne die sonst üblichen, teuren technischen Änderungen zu ermöglichen. Als Flexibilitätskriterium wurde eine Verstromungspause (Zeit ohne Gasbedarf, trotz fortlaufender Biogasproduktion) am Wochenende von bis zu 60 Stunden angestrebt.

Auf Grundlage von theoretischen Verstromungsprofilen, wurden - erst im Labor, dann in Praxisversuchen - die für eine entsprechende bedarfsorientierte Gasproduktion passende Substratauswahl und Substratzufuhr erforscht. Dabei wurden im Labor insgesamt sechs verschiedene Substratzusammensetzungen mit neun verschiedenen Substraten erprobt.

Die Substratvarianten mit den vielversprechendsten Ergebnissen wurden anschließend an der Versuchsbiogasanlage auf dem Landwirtschaftszentrum Eichhof in Bad Hersfeld mit Unterstützung durch den Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH) in die Praxis überführt. Dort konnte die flexible Biogasproduktion mit drei unterschiedlichen Substratvarianten über einen Zeitraum von acht Monaten praktisch erprobt wer-den. In den Versuchen wurden Substratvarianten mit Rinderfestmist, Schweine- und Rindergülle, Maissilage, Getreideschrot, Zuckerrüben und durchwachsende Silphie (siliert) berücksichtigt.

Sowohl im Laborversuch als auch in der praktischen Erprobung in der Versuchsbiogasanlage auf dem Eichhof zeigen die Ergebnisse der Versuche, dass sich entsprechend des unterstellten Stromeinspeisefahrplans (mit bis zu 60 Stunden Zeitdauer ohne Gasbedarf), eine deutliche Einsparung der für die Überbrückungszeit erforderlichen Gasspeicherkapazität erzielen lässt. In den großtechnischen Versuchen konnte durch die Verschiebung der Gasproduktion in die BHKW-Betriebszeiten an Wochentagen bis zu 50% des Gasspeicherbedarfs gegenüber einem Betrieb mit kontinuierlicher Gasproduktion eingespart werden. Ein derart angepasstes Fütterungsmanagement könnte damit eine maßgebliche Investitionskosteneinsparung bei der Gasspeichererweiterung ermöglichen.

Die auf den Versuchsergebnissen aufbauende ökonomische Analyse zeigt, dass die Einsparung bei Gasspeicherkapazitäten (vermiedenen bzw. reduzierte Investitionskosten gegenüber einem Anlagenbetrieb mit gleicher Verstromungsflexibilität bei kontinuierlicher Gasproduktion) zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit führt. Zudem erlaubt die flexible Gasproduktion, bei entsprechender Erhöhung der BHKW-Leistung, auch eine flexible Stromerzeugung ohne Erweiterung des Gasspeichers. Am Beispiel einer Biogasanlage mit 500 kW elektrischer Leistung erzielte diese Flexibilisierungsvariante die höchste Annuität und wäre für Biogasanlagenbetreiber die attraktivste Option.

Die im Abschlussbericht zum Verbundprojekt dargelegten Forschungsergebnisse zeigen, dass eine flexible Biogasproduktion durch angepasstes Fütterungsma-nagement mit verschiedenen im landwirtschaftlichen Umfeld üblicherweise verfügbaren Substraten möglich ist und bei reduzierten Investitionen für Gasspeichererweiterung die Wirtschaftlichkeit des flexiblen Anlagenbetriebs verbessert werden kann.

Wesentlich ist dabei, dass die an der Anlage vorhandenen Einbringsysteme zu den verschiedenen Substraten passen. Unter Umständen muss der Überlauf in den Nachgärbehälter kontrolliert erfolgen (»Kurzschlussströme« vermeiden), die Einstellung der Überdrucksicherung angepasst werden und eine etwaige Schaumbildung beim Einsatz von schnell abbaubaren Substraten (z.B. Getreideschrot), bei der Umstellung auf eine flexible Biogasproduktion bei Einsatz verschiedener Substrate beachtet werden. Biogasanlagenbetreibern wird empfohlen, neben der Prüfung und ggf. Anpassung von BHKW-Leistung und Gasspeicherkapazität vor allem auch die Einbringtechnik und ggf. Rührwerkstechnik auf notwendige Eignung und Leistungsfähigkeit zu überprüfen.

Aus Anbausicht ökologisch vorteilhafte Substrate wie Kleegras-Luzerne, Silphie und Wildpflanzenmischungen wiesen eine insgesamt geringere Abbaugeschwindigkeit auf, als die Referenz Mais. Dennoch konnten in allen Szenarien ähnliche Einsparungspotentiale erreicht werden. Dies wurde durch eine entsprechende Anpassung der Fütterungsstrategie an die Kinetik des Substrates erreicht. Mit Substraten wie z. B. Mist und heterogener Wildpflanzensilage konnte in den Versuchen gezeigt werden, dass die Flexibilisierung der Biogasproduktion im Wochengang weniger vom Substrat, als vielmehr von der geschickten Planung der Fütterung abhängt.

Das IEE erforscht und vergleicht intensiv die unterschiedlichsten Flexibilitätsoptionen,
zu denen auch das Projekt UBEDB gehört und stellt diese im Rahmen des »Trading & Finance« Forum auf der E-World am 6. Februar 2019 vor.

Das Verbundvorhaben »Upgrading von Bestandsbiogasanlagen hin zu flexiblen Energieerzeugern durch eine bedarfsorientierte Dynamisierung der Biogasproduktion« wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aus dem Programm Nachwachsende Rohstoffe finanziell gefördert und von der FNR als Projektträger des BMEL fachlich betreut.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Henning Hahn

Fraunhofer IEE
Goethestraße 29
34119 Kassel

Telefon +49 561 7294-261
henning.hanh@iee.fraunhofer.de

Originalpublikation:
Den vollständigen Forschungsbericht und weitere Informationen zum Ver-bundprojekt »Upgrading von Bestandsbiogasanlagen hin zu flexiblen Energie-erzeugern durch eine bedarfsorientierte Dynamisierung der Biogasproduktion (UBEDB)« sowie den Kontakt zu den Projektleitern erhalten Sie über folgende Links:

https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22401614
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22400415

Weitere Informationen:

http://s.fhg.de/7X7

Anhang
Fütterungspläne für flexible Biogasproduktion: bis zu 50 % weniger Gasspeicherbedarf
https://idw-online.de/de/attachment70910

Quelle: IDW 

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Wasserwiederverwendung in der Landwirtschaft: Fallstudien zeigen Machbarkeit

Melanie Neugart Wissenskommunikation und Öffentlichkeitsarbeit
ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung

Wetterextreme wie lang anhaltende Trockenheit stellen die Landwirtschaft vor neue Herausforderungen. Gefragt sind wassersparende Bewässerungstechnologien und eine Pflanzenproduktion, die unabhängiger von langen Trockenperioden agieren kann. Hier bietet sich das hydroponische Anbauverfahren an, das mit wenig Wasser auskommt. Im Forschungsprojekt HypoWave wird dieses Verfahren mit speziell aufbereitetem Abwasser erprobt. Die ersten Fallstudien zeigen die Machbarkeit dieser wasser- und nährstoffeffizienten landwirtschaftlichen Produktion.

In Zeiten des Klimawandels, in denen extreme Wetterereignisse wie Trockenperioden auch in Deutschland zunehmen, werden auch in der Landwirtschaft Anpassungsmaßnahmen notwendig: Besonders in wasserarmen Regionen beansprucht die landwirtschaftliche Produktion den Großteil des vorhandenen Wassers. In der hydroponischen Pflanzenproduktion im Gewächshaus werden Setzlinge in Gefäßen über eine Nährstofflösung versorgt. Dabei versickert kein Wasser und es verdunstet deutlich weniger. Zudem kann die Nährstofflösung zirkulieren.

Optimiert werden kann dieses wassersparende Verfahren noch durch den Einsatz von speziell aufbereitetem Abwasser. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt HypoWave wird diese optimierte Variante seit Herbst 2016 in einer Pilotanlage auf der Kläranlage Hattorf bei Wolfsburg erprobt. Das interdisziplinäre Forschungsteam hat mit den ersten beiden Fallstudien nun vielversprechende Ergebnisse veröffentlicht. Sie zeigen beispielhaft an zwei Regionen - dem Landkreis Gifhorn in Niedersachsen und der Gemeinde Raeren in Belgien - wie die angepasste Aufbereitung und Wiederverwendung von kommunalem Abwasser für den hydroponischen Gemüse- und Schnittblumenanbau gelingen kann. „Für kleinere Gemeinden von 500 bzw. 1.650 Einwohnerwerte kann hier auf 3.600 bzw. 6.000 m² eine wirtschaftliche Produktion erzielt werden", sagt Marius Mohr, Koordinator der Fallstudien vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB. „Die Praxispartner sind an einer Fortsetzung der Kooperation interessiert."

HypoWave-Verfahren hat Potenzial als alternative Anbauform
Die umfangreichen Interviews, die das Forschungsteam mit Akteuren in den Beispielregionen geführt hat, zeigen die Potenziale für das HypoWave-Verfahren. Besonders erfreulich sei das Interesse für den Gemüseanbau mit gereinigtem Abwasser in der Region Gifhorn, wo es schon Erfahrung im Bereich der Beregnung gebe. „Mit dem Interesse zur Zusammenarbeit von Kläranlagenbetreibern und Landwirten wird eine wichtige Hürde für die Wasserwiederverwendung genommen", sagt Martina Winker, Projektkoordinatorin am ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung. „Das deutet darauf hin, dass die flexible HypoWave-Systemlösung auch in vergleichbaren Regionen das Potenzial als alternative Anbauform hat."

Voraussetzung dafür ist ein fundiertes Wissen darüber, was bei Planungsprozessen für die technisch wie wirtschaftlich erfolgreiche Umsetzung eines hydroponischen Anbauverfahrens mit Wasserwiederverwendung notwendig ist. Neben gut koordinierten Partnerschaften zwischen Wasserverbänden, Landwirtschaft und allen weiteren Beteiligten sind geeignete Geschäfts- und Betreibermodelle ganz wesentlich. Das zeigen beide Fallstudien - die zweite skizziert dies nochmals am Beispiel des Wasser- und Nährstoffrecyclings zum Anbau von Schnittblumen. „Mit Blick auf den großen Absatzmarkt für Schnittblumen im grenzüberschreitenden EUREGIO-Gebiet könnte das modulare HypoWave-Verfahren insbesondere für deren Anbau in Teilen Belgiens interessant sein", bewertet Projektkoordinatorin Martina Winker die Ergebnisse der Fallstudie für Ostbelgien. „Wir freuen uns sehr über diese positiven Ergebnisse", ergänzt Fallstudienleiter Marius Mohr vom IGB, „zeigen sie uns doch, dass die modulare HypoWave-Systemlösung auch im europäischen Kontext attraktiv ist."

HypoWave-Fallstudien zum Download:
Nutzung des Ablaufs eines Klärteichs zur Gemüseproduktion im Landkreis Gifhorn. Eine HypoWave-Fallstudie. Dr.-Ing. Marius Mohr, Björn Ebert, Dr. Engelbert Schramm, Dr. Jörn Germer, Dr.-Ing. Grit Bürgow (2018)
http://www.hypowave.de/fileadmin/user_upload/Ergebnisse/Broschueren/HypoWave_Bro...

Modulares Wasser- und Nährstoffrecycling zur Schnittblumenproduktion in der Gemeinde Raeren, Belgien. Eine HypoWave-Fallstudie. Michaela Fischer, Marc Beckett, Dr.-Ing. Grit Bürgow, Björn Ebert (2018)
http://www.hypowave.de/fileadmin/user_upload/Ergebnisse/Broschueren/HypoWave_Bro...

Das Forschungsprojekt HypoWave
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das Verbundprojekt „Einsatz hydroponischer Systeme zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung (HypoWave)" als Teil der Fördermaßnahme WavE. Die Projektpartner im Forschungsverbund unter der Leitung der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft (ISWW), sind das ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung, das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, die Universität Hohenheim (UHOH), das Julius Kühn-Institut (JKI), der Abwasserverband Braunschweig (AVB), WEB - Wolfsburger Entwässerungsbetriebe, ACS-Umwelttechnik GMBH & Co. KG, aquadrat ingenieure (a2i), aquatectura - studios for regenerative landscapes, aquatune - Dr. Gebhardt & Co. GmbH, BIOTEC Biologische Naturverpackungen GmbH und Co. KG sowie Xylem Services GmbH (Xylem). Die dreijährige Laufzeit von HypoWave endet am 31. August 2019.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Projektkoordination
Dr. Martina Winker
ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung
Hamburger Allee 45
60486 Frankfurt am Main
Tel. +49 69 707 69 19-53
Fax +49 69 707 69 19-11
winker@isoe.de
www.isoe.de

Weitere Informationen:
http://www.hypowave.de

Anhang
In Zeiten der Dürre: Fallstudien zeigen Machbarkeit der Wasserwiederverwendung in der Landwirtschaft
https://idw-online.de/de/attachment70916

Quelle: IDW 

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Süße Ungeduld: Wie positive Gefühle unsere Zeitwahrnehmung beeinflussen

Artur Krutsch Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Bildungsforschung

Spare ich für die Weltreise oder gönne ich mir den Wochenendtrip? Trainiere ich für die Strandfigur oder bestelle ich Pizza? Werde ich heute Abend lernen oder ins Kino gehen? Oft haben wir die Wahl zwischen einer kleinen, kurzfristigen Belohnung und einer großen, zukünftigen Belohnung. Welche Rolle Emotionen bei diesen Entscheidungen spielen, konnten Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung in zwei Experimenten zeigen. Demnach verzerren die durch die Belohnungen ausgelösten positiven Emotionen unsere Wahrnehmung für zukünftige Zeitspannen und verstärken dadurch unsere Ungeduld. Die Ergebnisse der Studie wurden im Journal Emotion veröffentlicht.

Obwohl wir uns vornehmen auf größere Belohnungen - eine Weltreise, die Strandfigur, den guten Abschluss - hinzusparen oder hinzuarbeiten, entscheiden wir häufig impulsiv und wählen doch kurzfristige, wenn auch kleinere Belohnungen - den Wochenendtrip, die Pizza, den Kinofilm. Dies führt dazu, dass die große Belohnung schwerer zu erreichen ist. Wenn impulsive Entscheidungen überhandnehmen und wir uns nur noch für die schnelle Belohnung entscheiden, kann das langfristig zu Problemen führen. Daher interessiert nicht nur die Wissenschaft, sondern auch Therapeut*innen, Pädagog*innen oder Ärzt*innen, wie die psychologischen Mechanismen hinter diesen oft unbewussten Entscheidungen funktionieren.

Eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung konnte einen bisher unbekannten Grund für impulsives Verhalten zeigen. Demnach führen die positiven Emotionen, die der Gedanke an die zur Auswahl stehenden Belohnungen auslöst, zu einer verzerrten Zeitwahrnehmung. Die Dauer bis zur Weltreise oder bis zum Abschluss fühlt sich subjektiv länger an, als sie ist. Und so entscheiden sich viele Menschen für die kurzfristige Belohnung.

Um diesen Mechanismus zu untersuchen, hat Corinna Laube, während ihrer Promotion am Forschungsbereich Adaptive Rationalität, zwei unabhängige, aber ähnlich aufgebaute Versuche mit je 23 und 56 Proband*innen durchgeführt. Die Proband*innen nannten ihre beliebtesten Freizeitaktivitäten und schätzten deren Wert in Euros. Anschließend wurden sie vor die Wahl gestellt: eine günstigere Freizeitaktivität, zum Beispiel Minigolf, gleich heute oder eine teurere, wie einen Spa-Besuch, in zwei Wochen? Im nächsten Schritt wurde ihnen auch ein den Aktivitäten entsprechenden Geldbetrag angeboten. Sie könnten zum Beispiel 15 Euro heute oder 40 Euro in zwei Wochen bekommen. Schließlich mussten die Proband*innen noch ihre subjektive Einschätzung zu zukünftigen Zeitspannen angeben, während sie entweder an die Freizeitaktivität oder das Geld dachten: Fühlen sich zwei Wochen lang oder kurz an?

Die Ergebnisse zeigten, dass Proband*innen sich erstaunlicherweise häufiger für die kleinere, aber sofortige Freizeitaktivität entschieden als für den entsprechenden, kleineren Geldbetrag. Gleichzeitig kam Probanden dieselbe Zeitspanne länger vor, wenn sie an ihre liebsten Freizeitaktivitäten dachten, als wenn sie bloß an den entsprechenden Geldbetrag dachten. Die auf Freizeitaktivitäten gerichteten positiven Emotionen führen somit dazu, dass Menschen zukünftige Zeitspannen als länger wahrnehmen, während der Gedanke an Geld eher weniger Emotionen auslöst und die Zeitwahrnehmung nicht beeinflusst. Zwei Wochen bis zum Spa-Besuch fühlen sich demnach länger an, als zwei Wochen bis zur Auszahlung von 40 Euro.

„Entscheidungen, die mit positiven Gefühlen verbunden sind, führen zu einer veränderten Wahrnehmung zukünftiger Zeitspannen, was wiederum Menschen impulsiver handeln lässt", sagt Corinna Laube, inzwischen Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Forschungsbereich Entwicklungspsychologie. „Mit diesem Wissen könnten neue psychotherapeutische Behandlungsmöglichkeiten für Menschen entwickelt werden, die zu impulsiven Entscheidungen neigen. Jemand, der gelernt hat zukünftige Zeitspannen objektiver und realistischer einzuschätzen, ist geduldiger und kann leichter auf die größere Belohnung warten."

Originalpublikation:

Laube, C., & van den Bos, W. (2018). It's about time: How integral affect increases impatience. Emotion. Advance online publication. https://doi.org/10.1037/emo0000553

Weitere Informationen:
https://www.mpib-berlin.mpg.de/de/presse/2019/02/suesse-ungeduld-wie-positive-ge...

Quelle: IDW 

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Nitratabbau im Grundwasser: Selbstreinigungskraft des Untergrunds höher als angenommen

Christian Wißler Pressestelle
Universität Bayreuth

Der Eintrag von reaktivem Stickstoff in Gewässer verursacht weltweit schwere ökologische Schäden. Umso wichtiger sind natürliche Reinigungsprozesse im Untergrund, die wenigstens einen Teil dieser Verschmutzung wieder beseitigen können. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Rennes (Frankreich), an der auch Hydrologen der Universität Bayreuth und vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) beteiligt waren, kommt zu dem Schluss, dass die Kapazität vieler tiefer Grundwasserleiter Nitrat zu entfernen wohl höher ist als oft angenommen. Im Fachjournal PNAS stellen sie eine robuste Methode zur Bewertung dieses Selbstreinigungspotenzials vor.

Reaktiver Stickstoff gelangt über stickstoffhaltige Düngemittel der Landwirtschaft sowie durch den Eintrag aus der Atmosphäre in den Boden. Dort wird ein Teil von Pflanzen aufgenommen, der Rest wird vor allem als Nitrat in tiefere Bodenschichten ausgespült und gelangt schließlich ins Grundwasser. „Die Prozesse, die sich in den tiefen Bodenschichten abspielen, werden durch unsere üblichen Messvorrichtungen jedoch kaum erfasst. Deshalb ist es meist schwer festzustellen, wieviel Stickstoff bis ins Grundwasser und die von ihm gespeisten Flüsse transportiert wird", sagt Dr. Tamara Kolbe, Wissenschaftlerin an der schwedischen Universität für Agrarwissenschaften in Uppsala und Erstautorin der Studie.

Ein internationales Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat es nun mithilfe einer neuen Methode geschafft, das Reinigungspotenzial des Untergrunds zu bewerten.

Basis der Forschungsarbeit sind Daten zu Qualität und Alter des Grundwassers aus mehr als 50 Grundwasserbrunnen in Frankreich und den USA. Zur Überraschung der Wissenschaftler zeigten sich bei 80 Prozent der Brunnen Zeichen eines deutlichen Abbaus von Nitrat in der Tiefe. Kolbe und ihre Koautoren führen das auf die Existenz von energiereichen Mineralien im Untergrund zurück. Dieser Zusammenhang lässt sich dadurch erklären, dass einige Mikroorganismen bei der Atmung anstelle von Sauerstoff Nitrat umsetzen können. Dabei wird das Nitrat in harmloses Stickstoffgas umgewandelt, das den Großteil der Atmosphäre ausmacht. Damit dieser Umwandlungsprozess stattfinden kann, benötigen die Mikroben eine Energiequelle. Diese finden sie in der Regel im organischen Kohlenstoff (z.B. aus Pflanzenresten) der Böden. Allerdings erreicht nur ein geringer Teil des organischen Kohlenstoffs tiefere Grundwasserleiter. Häufig ist das grundwasserführende Gestein jedoch reich an energiereichen Mineralien wie Eisen- und Schwefelverbindungen. Einige Mikroorganismen können diese Gesteinsmineralien nutzen, um damit Nitrat abzubauen, auch lange nachdem der organische Kohlenstoff bereits aufgebraucht ist.

„Dies ist auch deshalb eine gute Nachricht, weil Trinkwasser häufig aus Grundwasserleitern in großer Tiefe gewonnen wird", erklärt Prof. Stefan Peiffer von der Universität Bayreuth und Mitautor der Studie. Aus diesem Befund folgt allerdings nicht, dass stickstoffhaltiger Dünger bedenkenlos in unbegrenzter Menge auf Ackerflächen ausgebracht werden darf. „Die Verfügbarkeit mineralischer Energiequellen für den mikrobiellen Nitratabbau im Untergrund ist endlich und das Schutzpotenzial des Untergrunds damit begrenzt", warnt Mitautor Prof. Jan Fleckenstein vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ).

Die Ergebnisse der Studie könnten auch erklären, warum Nitrat aus dem Grundwasser selbst dann noch in Fließgewässer gelangen kann, wenn die Einträge in den Boden schon längst stark reduziert oder sogar gestoppt wurden. Verschmutztes Wasser kann über lange Zeiträume im Untergrund unterwegs sein, ohne dass die richtigen Bedingungen für den Nitratabbau angetroffen werden. So kann es zu einer erheblichen Zeitverzögerung zwischen einem umweltfreundlicheren Management in der Landwirtschaft und gesünderen Ökosystemen kommen. „Die Methoden, die wir im Rahmen unserer Studie entwickelt haben, lassen uns die Erholungszeiträume für kontaminierte Grundwasserleiter besser abschätzen. Dieses Wissen könnte Verantwortliche in der Umweltpolitik auch vor unrealistischen Erwartungen bewahren", ergänzt Tamara Kolbe.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Stefan Peiffer
Lehrstuhl für Hydrologie
Universität Bayreuth
s.peiffer@uni-bayreuth.de

Prof. Dr. Jan Fleckenstein
Leiter des Departments Hydrogeologie am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
jan.fleckenstein@ufz.de

Originalpublikation:
Tamara Kolbe, Jean-Raynald de Dreuzy, Benjamin W. Abbott, Luc Aquilina, Tristan Babey, Christopher T. Green, Jan H. Fleckenstein, Thierry Labasque, Anniet M. Laverman, Jean Marçais, Stefan Peiffer, Zahra Thomas, and Gilles Pinay: Stratification of reactivity determines nitrate removal in groundwater. DOI: 10.1073/pnas.1816892116

Quelle: IDW 

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Die Größe des Gehirns beeinflußt Geschmackswahrnehmung

Sabine Ranke-Heinemann Pressestelle
Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann

Süß oder bitter? Wissenschaftler der University of Queensland haben herausgefunden, dass die Größe des Gehirns das Geschmacksempfinden beeinflußt. Je größer das Gehirn, umso weniger bitter wird beispielsweise Tonic Water empfunden.

Die Größe des Gehirns steht nicht nur in Relation zur Intelligenz des Menschen, sondern bestimmt auch, wie bitter er den Geschmack von Tonic Water empfindet, wie Forscher der University of Queensland herausgefunden haben.

Postdoctoral Research Fellow Dr. Daniel Hwang des UQ Diamantina Institute sagte, es sei das erste Mal, dass die Beziehung von Gehirngröße und Geschmackswahrnehmung untersucht wurde.

"Jeder will wissen, warum wir bestimmte Lebensmittel mögen und warum Menschen Vorlieben für bitteren oder süßen Geschmack haben", sagte Dr. Hwang.

"Es war unklar, ob die Gehirngröße mehr als den IQ einer Person bestimmt, aber jetzt können wir zeigen, dass sie beeinflußt, wie wir Essen und Trinken wahrnehmen."

"Ob Sie nun Tonic Water genießen oder nicht, Menschen mit größerem Gehirn finden es normalerweise weniger bitter."

Mehr als 1600 Teilnehmer in Australien und Amerika bewerteten ihre wahrgenommene Intensität verschiedener süßer und bitterer Getränke. Die Größe ihres Gehirns wurde dann mit einem MRT-Scan gemessen.

"Wir fanden heraus, dass die linke Seite des entorhinalen Kortex, ein Bereich des Gehirns, der für Gedächtnis, Geruch und visuelle Wahrnehmung verantwortlich ist, bei Menschen, die Chinin als weniger bitter empfanden, größer war.

"Chinin ist eine Schlüsselkomponente im Tonic Water und wird häufig verwendet, um die Reaktion von Menschen auf einen bitteren Geschmack zu beurteilen."

Dr. Hwang sagte, dass die Ergebnisse das Verständnis über den gustatorischen Kortex, des Teils des Gehirns, der Geschmackssignale verarbeitet und Geschmacksempfindungen erzeugt, erhöhen.

"Unsere Studie ist ein Schritt, um genau zu verstehen, wie das Gehirn den Geschmack wahrnimmt", sagte er."Die Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Verbesserung des Ernährungsverhaltens und die Behandlung von Essstörungen.

"Durch die gezielte Behandlung bestimmter Bereiche des gustatorischen Kortex könnten wir Essstörungen mit Methoden wie der transkraniellen Magnetstimulation behandeln, einer nicht-invasiven Behandlung, die derzeit zur Behandlung psychischer Erkrankungen eingesetzt wird."

Die Studie war eine Zusammenarbeit zwischen UQ, dem QIMR Berghofer Medical Research Institute und dem Monell Chemical Senses Center und ist in Behavioural Brain Research (doi.org/10.1016/j.bbr.2019.01.046) veröffentlicht.

Weitere Informationen:
Institut Ranke-Heinemann / Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund
Pressestelle Friedrichstr. 95
10117 Berlin
Email: berlin@ranke-heinemann.de
Tel.: 030-20 96 29 593

oder

Dr Daniel Hwang
Faculty of Medicine
University of Queensland
Email: d.hwang@uq.edu.au
Tel: +61 7 3443 7976

Das Institut ist die gemeinnützige Einrichtung zur Förderung des Austausches und der Auslandsstudien insbesondere mit allen Universitäten Australiens und Neuseelands sowie zur Förderung von Wissenschaft und Forschung. In seinen Förderprogrammen stellt es SchülerInnen und Studierenden Unterstützung in der Finanzierung durch Stipendien und Coaching in der Studienberatung und Studienplatzbewerbung zur Verfügung.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr Daniel Hwang
Faculty of Medicine
University of Queensland
Email: d.hwang@uq.edu.au
Tel: +61 7 3443 7976

Weitere Informationen:
https://www.ranke-heinemann.de

Quelle: IDW 

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Berühmtes „Sandhaufen-Modell" bewegt sich wie wandernde Sanddünen

Dr. Elisabeth Guggenberger Communications and Events
Institute of Science and Technology Austria

Forscher des IST Austria fanden neue Eigenschaft eines wichtigen physikalischen Modells. Ihre Ergebnisse wurden in PNAS veröffentlicht.

Das sogenannte Abelsche Sandhaufenmodell wird seit mehr als 30 Jahren intensiv erforscht, um das Phänomen der selbstorganisierten Kritikalität besser zu verstehen. Dieses Phänomen spielt in einer Vielzahl physikalischer, biologischer und wirtschaftswissenschaftlicher Prozesse eine wichtige Rolle, wie zum Beispiel beim koordinierten Feuern von Neuronen, bei der Ausbreitung von Waldbränden, in der Verteilung der Erdbebengrößen und sogar im koordinierten Verhalten von Ameisenkolonien. Obwohl der Abelsche Sandhaufen als das archetypische Modell zur Erforschung der selbstorganisierten Kritikalität angesehen wird, sind noch etliche Fragen zu seinen Eigenschaften ungeklärt und stellen ein aktives Forschungsfeld dar. Moritz Lang und Mikhail Shkonikov vom Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) haben nun eine neue Eigenschaft dieses mathematischen Modells entdeckt: Indem sie Sandkörner auf spezifische Weise auf den Sandhaufen „rieseln" ließen, erzeugten sie Dynamiken, die der Art ähneln wie Sanddünen in der Wüste Gobi oder der Namib entstehen, sich fortbewegen, zusammenstoßen und schlussendlich verschwinden. Anders als Sanddünen in realen Wüsten bestehen jedoch die Dünen in ihrer Arbeit, die in der aktuellen Ausgabe von PNAS veröffentlicht wurde, aus selbstähnlichen fraktalen Mustern, ähnlich der berühmten Mandelbrot-Menge.

Die Regeln des „Sandhaufen-Experiments" sind recht einfach: Das Modell besteht im Wesentlichen aus einem regelmäßigen „Spielbrett" mit quadratischen Feldern, ähnlich einem Schachbrett, auf das Sandkörner zufällig fallen gelassen werden. Felder, die weniger als vier Sandkörner beinhalten, bleiben dabei stabil und verändern sich nicht. Wenn sich jedoch mehr als vier Sandkörner auf einem Feld ansammeln, wird das Feld instabil und "kippt". Bei einem solchen Kippen werden dann vier Sandkörner von dem instabilen Feld genommen und gerecht auf die vier benachbarten Felder verteilt: eines nach oben, eines nach unten, eines nach links und eines nach rechts. Dieser Prozess des Kippens kann dazu führen, dass auch die benachbarten Felder instabil werden und kippen, was wiederum dazu führen kann, dass die nächsten Nachbarn kippen und so weiter - eine „Lawine" entsteht. Ähnlich wie bei echten Lawinen in den Alpen haben diese Lawinen im Sandhaufenmodell keine charakteristische Größe, und es ist äußerst schwierig vorherzusagen, ob das nächste Sandkorn eine große Lawine verursacht, oder überhaupt keine.

Das Sandhaufenmodell wird zwar aufgrund der Einfachheit dieser Regeln regelmäßig als Beispiel in Einführungskursen zur Programmierung an Universitäten oder sogar Schulen verwendet, weist jedoch verschiedene mathematische und physikalische Phänomene auf, die bis heute ungeklärt sind - trotz mehr als drei Jahrzehnten intensiver Forschung. Zu den faszinierendsten dieser Phänomene gehört das Auftreten von fraktalen Mustern im Sandhaufen. Diese fraktalen Sandhaufen zeichnen sich durch sich wiederholende Muster aus, bei denen immer wieder dieselben Formen erscheinen, jedoch in immer kleineren Varianten - man spricht von selbstähnlichen Mustern. Das Auftreten dieser fraktalen Muster hat sich bisher jeder mathematischen Erklärung entzogen. Auch die Forscher am IST Austria konnten dieses mathematische Rätsel auch nicht lösen. Stattdessen machten sie diese Rätzel noch ein wenig mysteriöser, indem sie zeigten, dass diese fraktalen Sandhaufen scheinbar kontinuierlich ineinander übergehen können. Sie konnten Filme produzieren, in denen die fraktalen Muster wahlweise, abhängig von dem Standpunkt des Betrachters, entweder Dynamiken zeigen die der Fortbewegung realer Sanddünen ähneln, oder aber „psychedelischen Filmen" aus den 70er Jahren.

Eine mathematische Frage nicht zu lösen, sondern nur noch mysteriöser erscheinen zu lassen, scheint auf den ersten Blick wissenschaftlich nicht zielführend zu sein. Die beiden Wissenschaftler, Moritz Lang, Postdoc in der Forschungsgruppe von Professor Calin Guet, und Mikhail Shkonikov, Postdoc in der Gruppe von Professor Tamas Hausel, glauben jedoch, dass ihre "psychedelischen Filme" der Schlüssel zum besseren Verständnis des Sandhaufenmodells und damit möglicherweise auch vieler anderer physikalischer, biologischer oder sogar wirtschaftlicher Phänomene sein könnten. "Wir haben sozusagen universelle Koordinaten für Sanddünen gefunden", sagt Mikhail Shkonikov, "Im Prinzip können wir jetzt jede Düne in der Wüste benennen, identifizieren und katalogisieren." Moritz Lang, ein theoretischer Biologe, fügt hinzu: "Der Schlüssel zum Verständnis jedweder physikalischen oder biologischen Phänomene ist die Folgen dieser Phänomene zu verstehen. Je mehr zwingende Konsequenzen eines Phänomens wir kennen, desto schwieriger wird es wissenschaftliche Hypothesen zu entwickeln, die mit all diesen Konsequenzen übereinstimmen. In diesem Sinne stellt die Kenntnis aller möglicher Sanddünen und der Art ihrer Fortbewegung viele Einschränkungen dar, und wir hoffen, dass wir dadurch am Ende genügend Heu vom Heuhaufen entfernen können, um die Nadel zu finden."

Die beiden Forscher sehen viele Anwendungsmöglichkeiten ihrer theoretischen Arbeit auf reale Probleme, wie in der Vorhersage von Erdbebengrößen, in der Funktionsweise des menschlichen Gehirns, in der Physik oder sogar in den Wirtschaftswissenschaften: „In all diesen Bereichen finden wir Heuhaufen, die sich ähneln, sehr ähneln. Vielleicht stellt sich am Ende heraus, dass es sich in Wirklichkeit immer um denselben Heuhaufen handelt, und dass es darin nur eine Nadel gibt die man finden kann."

Moritz Lang promovierte im Frühjahr 2015 an der ETH Zürich mit seiner Arbeit " Modular identification and analysis of biomolecular networks" und kam im August 2015 an das IST Austria. Mikhail Shkonikov promovierte an der Universität Genf und forscht seit 2017 am IST Austria.

Finanzierungsinformationen:
Die Forschung wurde am IST Austria durchgeführt und erhielt eine Förderung aus dem ISTFELLOW-Programm, einem Marie Skłodowska-Curie COFUND-Grant, kofinanziert durch das IST Austria und die Europäischen Union im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizon 2020". Dieses Programm wurde durch ein weiteres COFUND-Stipendium abgelöst, das für Bewerbungen von qualifizierten Post-DoktorantInnen aus aller Welt offen steht: dem ISTplus-Programm. https://ist.ac.at/research/postdoctoral-research/istplus/

Über das IST Austria
Das Institute of Science and Technology (IST Austria) in Klosterneuburg ist ein Forschungsinstitut mit eigenem Promotionsrecht. Das 2009 eröffnete Institut widmet sich der Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften, Mathematik und Informatik. Das Institut beschäftigt ProfessorInnen nach einem Tenure-Track-Modell und Post-DoktorandInnen sowie PhD StudentInnen in einer internationalen Graduate School. Neben dem Bekenntnis zum Prinzip der Grundlagenforschung, die rein durch wissenschaftliche Neugier getrieben wird, hält das Institut die Rechte an allen resultierenden Entdeckungen und fördert deren Verwertung. Der erste Präsident ist Thomas Henzinger, ein renommierter Computerwissenschaftler und vormals Professor an der University of California in Berkeley, USA, und der EPFL in Lausanne. http://www.ist.ac.at

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Moritz Lang
moritz.lang@ist.ac.at

Originalpublikation:
Moritz Lang und Mikhail Shkolnikov: Harmonic dynamics of the Abelian sandpile, PNAS 2019, https://doi.org/10.1073/pnas.1812015116
https://www.pnas.org/content/early/2019/02/05/1812015116

Weitere Informationen:
https://www.youtube.com/watch?v=4EETd94ud1o
https://langmo.github.io/interpile/videos.html Videos der beweglichen fraktalen Muster. Die Videos stehen unter einer Creative Commons Lizenz und können daher frei weiterverwendet werden. Auf Wunsch stellen wir gerne hochauflösende Versionen der Videos bereit.
https://www.youtube.com/channel/UCD-1U3y52P7jx_RNqthASpQ

Quelle: IDW 

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Sind sich Fische ihrer selbst bewusst?

Dr. Harald Rösch Wissenschafts- und Unternehmenskommunikation
Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Putzerfische scheinen sich selbst im Spiegel zu erkennen
Schimpansen, Delfine, Krähen und Elstern erkennen ihr Spiegelbild als Abbild des eigenen Körpers. Bislang gilt dies als Anzeichen dafür, dass diese Arten ein Bewusstsein von sich selbst besitzen. Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell und der Universität Konstanz sowie der Osaka City University haben nun entdeckt, dass auch Putzerfische auf ihr Spiegelbild reagieren und versuchen, Flecken auf ihrem Körper zu entfernen, wenn sie diese im Spiegel sehen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Fische deutlich höhere geistige Fähigkeiten besitzen als bisher angenommen. Gleichzeitig stoßen sie eine Diskussion darüber an, wie Wissenschaftler die Intelligenz von Lebewesen ermitteln können, die vom Menschen so verschieden sind.

Beim klassischen Spiegeltest markieren Forscher das Gesicht oder andere Stellen des Körpers eines Tieres mit Farbflecken. Um den Test zu bestehen, müssen die Tiere die markierte Stelle genau in Augenschein nehmen oder gezielt berühren.

Um zu überprüfen, ob Fische sich selbst im Spiegel erkennen können, haben die Forscher die Reaktion von Putzerfischen (Labroides dimidiatus) auf einen Spiegeltest untersucht. Putzerfische leben in den Ozeanen und ernähren sich von Parasiten auf der Haut anderer Fische. Die Wissenschaftler markierten die Fische an einer Stelle des Körpers, die diese nur im Spiegel betrachten konnten. Der Test galt als bestanden, wenn die Fische die markierte Stelle an einer Oberfläche reiben und so versuchen, die Farbe zu entfernen.

Tatsächlich versuchten die Putzerfische, die Flecken auf ihrer Haut zu entfernen. Versahen die Forscher die Tiere mit Flecken, gaben ihnen jedoch keinen Spiegel, reagierten die Fische dagegen nicht darauf, ebenso wenig wie auf transparente Markierungen, die im Spiegel nicht sichtbar waren. Putzerfische versuchen zudem beim Anblick anderer markierter Artgenossen nicht, vermeintliche Flecken an ihrem eigenen Körper zu entfernen. Auf Flecken direkt auf dem Spiegel reagieren sie ebenfalls nicht. „Durch all diese Beobachtungen können wir ausschließen, dass die Fische instinktiv auf an Parasiten erinnernde Markierungen in ihrer Umwelt reagieren. Nur der Anblick von Flecken auf der eigenen Haut stellt folglich für einen Putzerfisch einen Reiz dar, auf den er reagiert. Damit erfüllt das Verhalten der Putzerfische alle Kriterien für einen bestandenen Spiegeltest", erklärt Alex Jordan vom Max-Planck-Institut für Ornithologie und der Universität Konstanz.

Belegen die Ergebnisse nun, dass Putzerfische tatsächlich ein Bewusstsein für das eigene Selbst besitzen - eine Eigenschaft die man bisher nur einigen Säugetieren und Vögeln zuschreibt? Oder sind für das Bestehen eines Spiegeltests andere Fähigkeiten nötig als bisher angenommen? „Unsere Beobachtungen lassen nur wenig Zweifel, dass dieser Fisch mit seinem Verhalten alle Kriterien für einen bestandenen Spiegeltest erfüllt. Weniger klar ist dagegen, ob man daraus schließen kann, dass Fische sich ihrer selbst bewusst sind - auch wenn in der Vergangenheit vielen Tieren ein Selbst-Bewusstsein zugeschrieben worden ist, nachdem sie den Spiegeltest bestanden hatten", sagt Jordan.

Das Argument, dass das Verhalten der Fische nicht eindeutig genug ist, um von einem bestandenen Spiegeltest zu sprechen, würde die generelle Glaubwürdigkeit des Spiegeltests in Frage stellen. Schließlich haben sich die Putzerfische während des Tests ähnlich verhalten wie andere Tiere bei gleichem Versuchsaufbau. „Die nahe liegende Erklärung ist, dass die Fische zwar den Spiegeltest bestehen, sie sich aber nicht ihrer selbst bewusst sind. Vielmehr erkennen sie ihr Spiegelbild als Abbild des eigenen Körpers, verstehen jedoch nicht, was es bedeutet. Wir müssen also den Spiegeltest kritisch hinterfragen und überlegen, ob er weiterhin als Standard für den Selbst-Bewusstseins-Nachweis bei Tieren eingesetzt werden sollte", sagt Jordan.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Alex Jordan
Max-Planck-Institut für Ornithologie, Standort Radolfzell, Radolfzell
ajordan@orn.mpg.de

Originalpublikation:
Masanori Kohda, Hatta Takashi, Tmohiro Takeyama, Satoshi Awata, Hirokazu Tanaka, Jun-ya Asai, Alex Jordan
Cleaner wrasse pass the mark test. What are the implications for consciousness and self-awareness testing in animals?
PLOS Biology; 7 February, 2019 (DOI: 10.1101/397067)

Quelle: IDW 

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Windenergie liefert fast drei Viertel des erwarteten Stroms

Dr. Eberhard Fritz Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alterung und Windschatten-Effekte schmälern den tatsächlichen Ertrag - 20 Prozent der Differenz bleiben ungeklärt.

Die Energiewende in Deutschland hat gerade einen neuen Rekord erreicht. Fast 40 Prozent des erzeugten Stroms kamen im Jahr 2018 aus erneuerbaren Quellen, allein 17 Prozent aus Windkraft. Damit trägt die Windenergie etwa in dem Maße zum Strommix bei, wie unter den Windbedingungen in Deutschland zu erwarten ist. Das haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie festgestellt, indem sie die mögliche mit der tatsächlich gewonnenen Energie der Windturbinen verglichen.

Der Blick auf manchen Windpark macht skeptisch: Oft stehen einzelne Turbinen still. Dieser Eindruck passt nicht zu der Maßgabe, dass die Windenergie intensiv genutzt werden soll, um den Anforderungen der Energiewende zu genügen. Vor dem Hintergrund fragen auch Wissenschaftler in den vergangenen Jahren zunehmend, ob der zu erwartende Beitrag der Windenergie zum Strommix nicht überschätzt wird. Sonja Germer und Axel Kleidon, die am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena forschen, haben jedoch festgestellt, dass Windturbinen in Deutschland gut 73 Prozent der theoretisch möglichen Energie liefern. „Unserer Untersuchung zufolge nutzen die Turbinen den Wind bislang größtenteils effektiv und tragen so zum Erfolg der Energiewende bei", sagt Axel Kleidon.

In ihrer Studie, die den Zeitraum 2000 bis 2014 umfasst, kombinierten die Forscher Daten des Deutschen Wetterdiensts (DWD) zu Windfeldern mit Angaben zu den Standorten und technischen Eigenschaften der Windräder. So bestimmten sie, wieviel Strom die Turbinen bei den gegebenen Windverhältnissen idealerweise erzeugen sollten. Demnach beträgt die im besten Fall zu erwartende Effizienz der Windturbinen, also das Verhältnis von tatsächlicher Strommenge zur Fähigkeit der Generatoren, Strom zu erzeugen, etwa 25 Prozent oder rund 2300 Vollaststunden pro Jahr. „Diese erwartete Effizienz scheint vergleichsweise niedrig", sagt Axel Kleidon. „Sie ergibt sich aber aus der ungleichen Verteilung von Windgeschwindigkeiten." Während der Hälfte der Zeit wehen Winde in Deutschland mit weniger als 20 Kilometern pro Stunde, sodass Turbinen während dieser Zeit höchstens 10 Prozent ihrer Kapazität nutzen können.

2014 lag der Anteil der Windkraft an der Stromerzeugung bei 9,1 Prozent
Den unter diesen Bedingungen zu erwartenden Stromertrag verglichen die Forscher für etwa ein Viertel der Anlagen, für die Daten zur erzeugten Leistung zugänglich waren, mit der tatsächlichen Strommenge. Die Forscher untersuchten zudem, welche Faktoren die real von aus der Windenergie erzeugte Strommenge reduzieren. Demnach schmälerte das Altern der Windkraftanlagen den Ertrag in 2014 immerhin um knapp sieben Prozent. Das liegt auch daran, dass im Zeitraum von 2000 bis 2014 das mittlere Alter der Windkraftanlagen in Deutschland von 3,8 Jahren auf 10,8 Jahre stieg. Da Turbinen in Windparks oft im Windschatten anderer Anlagen stehen, verringert sich die Ausbeute um weitere etwa zwei Prozent. Die Wissenschaftler beobachten allerdings auch eine konstante Differenz zwischen tatsächlichem und prognostiziertem Ertrag von bis zu 20 Prozent, die sie nicht erklären können. Die einzelnen Beiträge, mit denen die Forscher die Differenz zwischen erwartetem und tatsächlichem Stromertrag begründen, lassen sich jedoch nicht einfach summieren, da der Zusammenhang zwischen den Faktoren nicht linear ist.

Den Unterschied zwischen erwartetem und tatsächlichem Stromertrag berücksichtigten die Forscher, um auf der Basis der erzeugten Strommenge den tatsächlichen Ertrag aller Windkraftanlagen in Deutschland zu ermitteln. Die erzeugte Strommenge ist demnach zwischen 2000 und 2014 von 9,1 auf 58,9 Terawattstunden pro Jahr gestiegen. Das entspricht einem Anteil von 1,6 Prozent der bundesdeutschen Stromerzeugung im Jahr 2000 und 9,1 Prozent in 2014. Diese Zahlen decken sich sehr gut mit den Daten des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie zur Leistung der Windkraftanlagen in Deutschland.

Reduzierte Windgeschwindigkeiten machen sich noch nicht bemerkbar
In früheren Studien hatten die Wissenschaftler berechnet, dass die Effizienz von Windrädern sinken sollte, je mehr Turbinen in einem Gebiet errichtet werden. Denn bei einer so intensiven Nutzung sollten die Windgeschwindigkeiten abnehmen, weil jede Turbine dem Wind einen Teil seiner Energie entzieht. „Wir haben erwartet, dass wir einen solchen Trend in einigen Regionen Deutschlands finden würden", meint Axel Kleidon, Arbeitsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena.

Die Forscher wählten daher für die neue Studie den Zeitraum zwischen 2000 und 2014, in dem die Zahl der Windräder in Deutschland von knapp 9000 auf mehr als 25.000 zunahm. Da die Turbinen im selben Zeitraum deutlich leistungsfähiger wurden - so vergrößerte sich der Rotordurchmesser im Schnitt von 42 auf 66 Meter -, wuchs die durchschnittliche Kapazität von 611 auf 1453 Kilowatt. Die installierte Kapazität nahm damit von 5,7 Gigawatt auf 37,6 Gigawatt zu. „Die Differenz zwischen dem zu erwartenden und dem tatsächlichen Stromertrag ist über die Jahre relativ konstant geblieben", sagt Sonja Germer, wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Arbeitsgruppe. Die Forscher stellten also keinen Rückgang der Effizienz im Zusammenhang mit der gestiegenen Anzahl der Turbinen fest. „Wahrscheinlich nutzen wir einfach noch nicht genug Windenergie, um den Einfluss reduzierter Windgeschwindigkeiten deutlich genug sehen zu können", so Sonja Germer.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Axel Kleidon
Max Planck Institut für Biogeochemie
07743 Jena
Telefon: +49 3641 57 6217
Mobil: 0170-9260144
E-Mail: akleidon@bgc-jena.mpg.de

Originalpublikation:
Sonja Germer and Axel Kleidon (2019) Have wind turbines in Germany generated electricity as would be expected from the prevailing wind conditions in 2000-2014?
PLOS ONE.
doi:10.1371/journal.pone.0211028

Weitere Informationen:
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0211028 Weblink zur Veröffentlichung
https://www.bgc-jena.mpg.de/index.php/BTM/Home Webseiten der Forschungsgruppe

Quelle: IDW 

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Roadmap zur Cybersicherheitsforschung

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation - Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie

Wie den digitalen Bedrohungen auf europäischer Ebene künftig besser begegnet werden kann, haben unter der Koordination des BMBF-Verbundprojektes secUnity 30 namhafte europäische IT-Sicherheitsexperten in der secUnity-Roadmap niedergelegt, darunter Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Am heutigen Dienstag, 5. Februar, stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von secUnity die Roadmap in Brüssel vor und übergeben sie offiziell an die Europäische Agentur für Netzwerk und Informationssicherheit ENISA.

Übermittlung von Nachrichten, Verkehr, Industrieproduktion, Forschung, Verwaltung - nahezu kein Bereich kommt mehr ohne moderne Informations- und Kommunikationstechnologien aus. Gleichzeitig nimmt die Zahl der Cyberangriffe, die bekannt werden, stetig zu. Solche Attacken auf die digitale Infrastruktur durch Kriminelle oder staatliche Organisationen bedrohen den Wohlstand und die Sicherheit unserer Gesellschaften, am Ende sogar Freiheit und Demokratie. Bei einer Abendveranstaltung in der Vertretung des Landes Hessen bei der Europäischen Union in Brüssel werden secUnity-Wissenschaftler mit Vertretern des Europäischen Parlaments und der Europäischen Kommission über „Zivile Cybersicherheitsforschung für digitale Souveränität" diskutieren und im Anschluss offiziell die secUnity-Roadmap veröffentlichen und an die Europäische Agentur für Netzwerk und Informationssicherheit übergeben.

„Das Gefahrenpotenzial, das Cyberattacken für hochentwickelte Länder entfalten können, kann man nicht hoch genug einschätzen", warnt Professor Jörn Müller-Quade, Sprecher des Kompetenzzentrums für IT-Sicherheit KASTEL am KIT. In secUnity arbeiten IT-Sicherheitsexperten aus ganz Deutschland zusammen. Beteiligt sind, neben den drei nationalen Kompetenzzentren KASTEL, CRISP und CISPA, Spezialisten der TU Darmstadt, der Ruhr-Universität Bochum und der Fraunhofer-Institute für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC und für Sichere Informationstechnologie SIT.

Cybersicherheitsexperten bemängeln schon lange, dass Firmen, öffentliche Einrichtungen und Institutionen nicht ausreichend auf digitale Bedrohungen vorbereitet seien. Im Gegenteil: Durch die fortschreitende Vernetzung, die sich durch digitale Trends wie Industrie 4.0, Smart Home oder selbstfahrende Autos noch potenzieren wird, würden die Angriffsflächen für Cyberkriminelle immer größer. In der jetzt vorgelegten Roadmap, die das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Verbundprojekt secUnity initiiert hat, haben die über 30 europäischen Autoren zukünftige Herausforderungen und Lösungswege identifiziert. Zum Beispiel werden die Sicherheit eingebetteter Systeme, Maschinelles Lernen, die Problematik der fehlenden Awareness und das Phänomen von Fake News untersucht und Vorschläge für mehr Sicherheit erarbeitet.

Sehr kritisch sehen die Experten die Verwendung von Hardwarelösungen, die oft ohne IT-Sicherheitsüberprüfung verwendet werden. Dies gefährde die digitale Souveränität Europas. „Eine Möglichkeit diese Situation zu verbessern, wären hier europäische Prüfinstitute, um die Technik unabhängig zu analysieren", so Professor Michael Waidner, Direktor des Nationalen Forschungszentrums für angewandte Cybersicherheit CRISP und des Fraunhofer-Instituts SIT in Darmstadt. Zudem könnten Open-Source-Software- und Hardwarelösungen transparent in der EU entwickelt werden.

Da aber auch in Zukunft noch weiterhin eine Vielzahl von preiswerten jedoch unsicheren Hard- und Softwarekomponenten verbaut und genutzt wird, reichen Ansätze zur Entwicklung vertrauenswürdiger europäischer Lösungen nicht aus, um vernetzte Systeme wirksam zu schützen. Am Beispiel Smart Home führt Professorin Claudia Eckert, Direktorin des Fraunhofer-Instituts für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC in München aus: „Wir brauchen Lösungen, um die Risiken solcher Komponenten zu minimieren und die Systeme resilient zu betreiben. Kameras, Türöffner, die Heizungssteuerung - jedes Heimautomatisierungsgerät ist ein mögliches Einfallstor für große Netz-Attacken. Sichere Gateways für die Verbindung unsicherer Komponenten können beispielsweise dafür sorgen, dass keine sensitive Information die Heimumgebung verlässt und keine Zugriffe von außen auf Steuerungskomponenten möglich sind." Resilienz trotz unkalkulierbarer Komponenten - dies muss natürlich insbesondere für kritische Infrastrukturen wie Gesundheits- und Energieversorgung, aber auch für Behörden und Unternehmen sichergestellt werden.

Auch die weltweit stark vorangetriebene Entwicklung von Quantencomputern berge Gefahren. Jörn Müller-Quade warnt: „Es ist zwar bislang noch nicht gelungen, einen hinreichend großen Quantencomputer zu bauen, um die Sicherheit aktueller kryptographischer Verfahren zu gefährden, aber dies könnte sich schnell ändern. Der derzeitige Fortschritt in der Quantentechnologie ist so groß, dass wir heute schon Vorsorge treffen müssen. Wir müssen unsere komplexen vernetzten Systeme auf zukunftssichere, noch weiter zu erforschende Verschlüsselungsverfahren umstellen."

Methoden der Künstlichen Intelligenz viele neue Anwendungsfälle, sie bringen aber auch gravierende Risiken für die IT-Sicherheit mit sich: Maschinelle Lernprozesse können durch gezielte Manipulationen während der Lernphase und auch im Betrieb einfach angegriffen werden. „Bevor diese Technologien in kritischen Bereichen oder zur Verbesserung der Lebensqualität eingesetzt werden können, muss das Vertrauen in diese Verfahren und in deren Zuverlässigkeit auf ein wissenschaftliches Fundament gesetzt werden", fordert Professor Thorsten Holz von der Ruhr-Universität Bochum.

Auch werfen neue Möglichkeiten der Informationsgesellschaft wie etwa intelligente Stromnetze, die den Alltag komfortabler machen und beim Energiesparen helfen, rechtliche und ganz besonders datenschutzrechtliche Fragen auf: „Angesichts der fundamentalen Risiken, die durch die Digitalisierung ganzer Industriezweige und auch kritischer Infrastrukturen wie die Strom- oder Energieversorgung für die Versorgungssicherheit entstehen, brauchen wir dringend einen europäisch harmonisierten Rechtsrahmen für IT-Sicherheit", sagt Dr. Oliver Raabe vom Zentrum für Angewandte Rechtswissenschaft (ZAR) des KIT. Die rechtlichen Maßstäbe, welche Risiken akzeptabel sind und welche Schutzmaßnahmen den Unternehmen zugemutet werden könnten, müssten erst noch entwickelt werden. Ebenso Maßgaben für die Sicherung von Qualität und Unverfälschbarkeit der großen Datenbestände (Big Data).

Zudem müssen die Bürgerinnen und Bürger selbst, die zunehmend komplexe Kommunikationssysteme nutzen, beim Schutz ihrer Privatsphäre und IT-Sicherheit unterstützt werden. „Ziel der Forschung ist daher zum Beispiel, Methoden für einen Privacy Advisor zu entwickeln. Diese sollen beim Hochladen von Bildern oder Nachrichten ins Netz die Risiken einschätzen und unter Berücksichtigung bisheriger Posts aufzeigen, wie viel zusätzliche private Information durch die Veröffentlichung preisgegeben wird. Dies würde die Bürger dabei unterstützen, sich souverän in sozialen Netzwerken zu bewegen", kündigt Professor Michael Backes, Gründungsdirektor des CISPA Helmholtz-Zentrums für Informationssicherheit, an.

Angesichts dieser immer größer werdenden Datenbestände, ergeben sich für viele Unternehmen neue Möglichkeiten für Innovationen, aber auch die Gefahr eine scheinbar sichere Marktposition im digitalen Zeitalter zu verlieren. „Daten sind nicht per se das Öl des 21. Jahrhunderts. Sie bekommen erst dann einen Wert, wenn Geschäftsmodelle entwickelt werden, die sie wertvoll machen - und Wertvolles hat besonderen Schutz und Sicherheit verdient", erklärt Peter Buxmann, CRISP-Wissenschaftler und Professor für Wirtschaftsinformatik sowie Leiter des Gründungszentrums HIGHEST an der TU Darmstadt. Bürgerinnen und Bürger müssen sich des Wertes und Schutzbedarfs ihrer Daten bewusst werden, während Transparenz bei der Nutzung und Weiterverarbeitung von Daten sowie faire Preismodelle von Anbietern umgesetzt werden müssen. „Politisch sollten wir uns deswegen eher weg vom Prinzip der Datensparsamkeit in Richtung Datensouveränität bewegen und faire Geschäftsmodelle fördern und fordern", so Buxmann.

„Um all diesen Herausforderungen zu begegnen, braucht die zivile Cybersicherheit ein interdisziplinäres Netzwerk von Experten der zivilen Cybersicherheitsforschung auf EU-Ebene", fasst secUnity-Sprecher Jörn Müller-Quade zusammen.

Weitere Informationen im Internet unter: https://it-security-map.eu/de/startseite/

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft" schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 25 100 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen.

Originalpublikation:
https://www.kit.edu/kit/pi_2019_015_roadmap-zur-cybersicherheitsforschung.php

Anhang
Roadmap zur Cybersicherheitsforschung
https://idw-online.de/de/attachment70896

Quelle: IDW 

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Betreuungswünsche vieler Eltern bleiben unerfüllt

Birgit Taffertshofer Abteilung Medien und Kommunikation
Deutsches Jugendinstitut e.V.

Jede fünfte Familie mit einem ein- oder zweijährigen Kind gibt in Westdeutschland an, dass ihr Kind derzeit nicht institutionell betreut wird, obwohl Bedarf besteht. In Ostdeutschland trifft das auf 12 Prozent dieser Familien zu. Damit suchen in Westdeutschland ungefähr 245.000 und in Ostdeutschland etwa 35.000 Eltern vergebens einen Betreuungsplatz für ihr Kind. Große Lücken zwischen Nachfrage und Angebot existieren aber auch bei der Betreuung von Schulkindern.

Immer mehr Kinder in Deutschland nutzen ein Angebot der Kindertagesbetreuung. So hat sich die Anzahl betreuter unter Dreijähriger seit dem Jahr 2006 mehr als verdoppelt. Doch obwohl sich Angebot und Nachfrage von Betreuungsplätzen immer weiter annähern, erfüllt sich der Wunsch nach einem Platz nicht für alle Eltern. Und auch für Eltern, die bereits einen Betreuungsplatz haben, ist das Angebot nicht immer ausreichend. Das zeigt die DJI-Kinderbetreuungsstudie (KiBS) des Deutschen Jugendinstituts (DJI), bei der im Jahr 2017 etwa 37.000 Eltern von Kindern unter 15 Jahren befragt wurden.

Die soeben erschienenen differenzierten Analysen der Elternbefragung zeigen, inwiefern das Betreuungsangebot dem Bedarf der Eltern entspricht. Die größte Lücke zwischen Nachfrage und Angebot existiert demnach im Bereich der frühkindlichen Betreuung - mit regionalen Unterschieden. So gibt in Westdeutschland jede fünfte befragte Familie mit einem ein- oder zweijährigen Kind an, dass ihr Kind derzeit nicht institutionell betreut werde, obwohl ein Bedarf bestehe. In Ostdeutschland trifft das auf 12 Prozent dieser Familien zu. Damit suchen in Westdeutschland ungefähr 245.000 und in Ostdeutschland etwa 35.000 Eltern vergebens einen Betreuungsplatz für ihr Kind.

Bei Kindern im Kindergartenalter (U6-Kinder) ist die Versorgung mit Betreuungsplätzen bislang noch gut. Deutschlandweit nutzen nur fünf Prozent dieser Kinder (130.000 bis 150.000 Kinder) kein Betreuungsangebot, ungefähr 60.000 dieser Familien hätten gerne einen Betreuungsplatz. „Wegen des Geburtenanstiegs könnten aber auch in dieser Alterskohorte bald mehr Plätze fehlen", warnt Dr. Christian Alt, Leiter der DJI-Kinderbetreuungsstudie. Zudem geben 9 Prozent der Eltern von Grundschulkindern in Westdeutschland an, trotz ihres Bedarfs keinen Betreuungsplatz zu haben. In Ostdeutschland betrifft das 3 Prozent der Familien. Demnach gibt es bundesweit einen Bedarf in Höhe von etwa 200.000 Plätzen. Wenngleich der Wunsch nach einer institutionellen Betreuung für Kinder nach Abschluss der Grundschule seltener wird, gibt es auch in der sogenannten Sekundarstufe I einen ungedeckten Betreuungsbedarf (9 Prozent Westdeutschland, 12 Prozent Ostdeutschland).

Den Ergebnissen der Studie zufolge müssten in Westdeutschland für alle Altersgruppen vor allem Plätze geschaffen werden, die die Zeit bis zum frühen Nachmittag abdecken, sogenannte (erweiterte) Halbtagsplätze. In Ostdeutschland wird hingegen überwiegend eine ganztägige Betreuung nachgefragt.

Ein Bedarf ist aber nicht allein durch die Inanspruchnahme eines Betreuungsplatzes gedeckt. „Einige Eltern, die für ihr Kind bereits einen Betreuungsplatz haben, benötigen deutlich längere Betreuungszeiten als sie derzeit nutzen", sagt Alt. Dies gilt insbesondere, wenn der Bedarf (auch) außerhalb der Zeit von 8 bis 17 Uhr liegt. 22 Prozent der Eltern von Kindern im Krippenalter und 17 Prozent der Eltern von Kindergartenkindern, die einen Bedarf an solchen Betreuungszeiten haben, benötigen einen Betreuungsumfang, der um mehr als fünf Stunden pro Woche über dem genutzten Umfang liegt.

Diese und weitere differenzierte Analysen der DJI-Kinderbetreuungsstudie (KiBS) sind im DJI-Kinderbetreuungsreport 2018 neu erschienen. Erste zentrale Ergebnisse der Elternbefragung, die das Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und Jugend (BMFSFJ) finanziert, erscheinen regelmäßig in der Broschüre „Kindertagesbetreuung kompakt".

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Christian Alt (Projektleitung)
Fachgruppenleitung „Lebenslagen und Lebenswelten von Kindern"
Tel.: 089 62306-239
alt@dji.de

KiBS-Projektteam:
kibs@dji.de

Originalpublikation:
Christian Alt, Benjamin Gedon, Sandra Hubert, Katrin Hüsken, Kerstin Lippert: Kinderbetreuungsreport 2018. Inanspruchnahme und Bedarfe bei Kindern bis 14 Jahre aus Elternperspektive - ein Bundesländervergleich. Deutsches Jugendinstitut

Weitere Informationen:
http://www.dji.de/kinderbetreuungsreport2018
http://www.dji.de/KiBS16-18

Quelle: IDW 

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Trockene Gewässer sind unterschätzte „Player" im Klimawandel

Nadja Neumann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Dürrejahr 2018 - im Klimawandel werden immer mehr Gewässer zumindest temporär austrocknen, viele Seen schrumpfen permanent und verschwinden dauerhaft. In den letzten dreißig Jahren sind bereits etwa 90.000 Quadratkilometer Seenoberfläche verschwunden. Dieser Trend gefährdet nicht nur Trinkwasserreserven und wichtige Ökosysteme - trockenfallende Gewässer spielen im globalen Kohlenstoffkreislauf eine wichtige Rolle, sie können CO2 und andere klimarelevante Gase freisetzen. Diese Bedeutung wurde bislang unterschätzt, so zwei aktuelle Studien unter Mitwirkung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB).

Eine zentrale Größe der Sachstandsberichte des Weltklimarats (IPCC) ist der globale Kohlenstoffzyklus: Kohlenstoff bzw. C ist in verschiedenen Formen in Gesteinen, Böden, Wasser, Luft, Lebewesen und Atmosphäre vorhanden; zwischen diesen Sphären finden stetige Austauschprozesse statt. In der Atmosphäre wirkt Kohlenstoff in Form von CO2 als Treibhausgas. „Bei der Berechnung von Stoffflüssen im Kohlenstoffkreislauf sind bestimmte Lebensräume zu komplex zu erfassen und werden entsprechend im IPCC-Bericht nicht gesondert beachtet", erklärt Dr. Gabriel Singer, Leiter der IGB-Arbeitsgruppe "Ökosystemökologie von Bächen und Flüssen" und Mitautor der beiden Studien. Dabei haben Flüsse, Seen, Teiche oder Bäche, die teilweise oder vollständig austrocknen oder deren Wasserspiegel fällt, einen nicht unbedeutenden Anteil am global emittierten CO2, wie das Autoren-Team zeigen kann: Werden vollständig trockengefallene Seesedimente und saisonal trockenfallende Flächen unterschiedlichster Gewässer beachtet, müssen die CO2-Flüsse aus kontinentalen Gewässern an die Atmosphäre um etwa 10 Prozent höher angesetzt werden. Damit spielen Binnengewässer eine bedeutendere Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf als bislang angenommen.

Seen galten bislang als Kohlenstoff-Speicher - das stimmt nur bedingt:
Für die Studie werteten die Wissenschaftler zahlreiche Studien aus, die in den vergangenen Jahren zu der Frage beigetragen haben, wie sich CO2-Emissionen aus Gewässern und ihr Beitrag zum Kohlenstoffkreislauf beziffern lassen und welche Ursachen deren zunehmende Austrocknung hat. Eigentlich sind Gewässer, insbesondere Seen, vor allem C-Senken, in deren Sedimenten Kohlenstoff langfristig gebunden wird. Sinkt der Wasserspiegel jedoch ab, kommt ein größer werdender Teil des Seebodens in Kontakt mit dem Sauerstoff der Luft. Je trockener die Sedimente werden, umso mehr steigt die aerobe Respiration an - das tote organische Material im Seeboden wird von Bakterien veratmet, wodurch wiederum CO2 produziert wird. „Unsere Analyse zeigt, dass Seen mitnichten nur als C-Senken zu betrachten sind, sondern im Gegenteil gasförmigen Kohlenstoff emittieren, wenn sie trockenfallen", betont Gabriel Singer. Diese Effekte dürften im Zuge des Klimawandels an Bedeutung zunehmen: So sind in den letzten 30 Jahren weltweit bereits etwa 90.000 km2 Gewässeroberfläche vollständig verschwunden.

Auf Grundlage der gesammelten Erkenntnisse errechnete das Autoren-Team einen ungefähren Basiswert für den Anteil, den trockenfallende Gewässer am globalen Kohlenstoffkreislauf haben. „Etwa 0,2 Gigatonnen CO2 werden jährlich von trockenen Gewässern weltweit emittiert. Zum Vergleich: Der jährliche CO2-Fluss aus kontinentalen Gewässern liegt bei ca. 2 Gigatonnen pro Jahr, die anthropogen erzeugte Menge aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe bei 9 Gigatonnen pro Jahr", so Gabriel Singer. Welchen Anteil der Mensch auf die zunehmende Trockenheit hat, lässt sich allerdings nur schwer beziffern; mögliche Einflüsse werden etwa einer veränderten Landnutzung in Einzugsgebieten von Gewässern oder Maßnahmen, die lediglich saisonal austrocknende Flüsse durch Wasserentzug dauerhaft trockenlegen, zugeschrieben. Und natürlich kann lokale Austrocknung auch eine Folgeerscheinung veränderter Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse im Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel sein.

Wasserspeicher sind mögliche Angriffspunkte für eine geringere Emission von CO2 aus Gewässern:
Die Ergebnisse der Studie bieten dem Menschen indes neue Handlungsoptionen. „Je genauer wir wissen, wie der globale Kohlenstoffkreislauf funktioniert, umso besser können wir mögliche Angriffspunkte identifizieren, vor allem wenn es darum geht, mögliche Rückkopplungen des Klimawandels abzufangen", sagt Gabriel Singer. Wasserspeicher beispielsweise sind von Menschenhand geschaffene Gewässer, bei denen das Trockenfallen von Sedimentflächen bei Wasserstandschwankungen bewusst in Kauf genommen wird. Es gilt, die Rolle derartiger Systeme im Kohlenstoffkreislauf ganzheitlich abzuschätzen. Dazu gehört auch eine detaillierte Erfassung von Treibhausgasemissionen. Dies erscheint vor allem gegeben bei der Standortauswahl möglicher neu zu errichtender Speicher, aber auch im Hinblick darauf, wie das Management existierender Speicher angepasst werden kann oder ob sie gar entfernt werden sollten.

Eine weitere, kürzlich veröffentlichte Publikation aus dem Team von Gabriel Singer beschäftigt sich mit der Frage, welche Auswirkungen die Abwechslung von Trocken- und Regenperioden bei Flussökosystemen auf Stoffflüsse haben. Während eines Gastaufenthalts am IGB untersuchte die Nachwuchsforscherin Marisa Arce den Bestand von Stickstoff in den Sedimenten, die Oxidation von Ammonium sowie die Emission von Distickstoffmonoxid bzw. Lachgas, einem wichtigen Treibhausgas. Letzteres fällt während der Austrocknung ab, steigt aber wieder an, sobald es regnet. Die Ergebnisse helfen besser zu verstehen, wie sich Stickstoffflüsse in Bächen oder Flüssen in abwechselnd trockenen und Regenperioden verhalten. Dieses Szenario wird wegen des Klimawandels künftig mehr Flussökosysteme betreffen - und gegebenenfalls deren Rolle in globalen Stoffkreisläufen verändern.

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):
Das Leibniz-IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements. Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin-Brandenburg und weltweit. Das Leibniz-IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft. www.igb-berlin.de/

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Gabriel Singer
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 310
12587 Berlin
gabriel.singer@igb-berlin.de
Telefon: +49 (0)30 64181 726
Mobil: +49 (0)176 614 30 176

Originalpublikation:
Rafael Marce; Biel Obrador; Lluis Gomez-Gener; Nuria Catalan; Matthias Koschorreck; Maria Isabel Arce; Gabriel Singer; Daniel von Schiller: Emissions from dry inland waters are a blind spot in the global carbon cycle. Earth-Science Reviews. - 188(2019), S. 240-248

Maria Isabel Arce; Daniel von Schiller; Mia M. Bengtsson; Christian Hinze; Hoseung Jung; Ricardo J. Eloy Alves; Tim Urich; Gabriel Singer: Drying and rainfall shape the structure and functioning of nitrifying microbial communities in riverbed sediments. Frontiers in Microbiology. - 9(2018)art. 2794

Quelle: IDW 

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Kieler Wissenschaftler erforschen autonomes Fahren auf Deutschlands größtem Flughafen

Dr. Boris Pawlowski Presse, Kommunikation und Marketing
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Google, Tesla, Uber und die deutsche Automobilindustrie: Im Rennen um die Entwicklung selbstfahrender Autos mischen die ganz Großen mit. 3,3 Millionen Euro steckt das Bundeswirtschaftsministerium nun in das vom Sensorhersteller Ibeo koordinierte Projekt „AirPortMover", in dem autonome, elektrisch angetriebene Nutzfahrzeuge für Flughäfen entwickelt werden sollen. Große Verantwortung tragen dabei Professor Dirk Nowotka und seine Mitarbeiter von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU): Sie sollen mit ihren Analysen die Zuverlässigkeit der und das Vertrauen in die Roboterautos erhöhen. Ein neuer, 300.000 Euro teurer Großrechner soll die Forscher dabei unterstützen.

Google, Tesla, Uber und die deutsche Automobilindustrie: Im Rennen um die Entwicklung selbstfahrender Autos mischen die ganz Großen mit. 3,3 Millionen Euro steckt das Bundeswirtschaftsministerium nun in das vom Sensorhersteller Ibeo koordinierte Projekt „AirPortMover", in dem autonome, elektrisch angetriebene Nutzfahrzeuge für Flughäfen entwickelt werden sollen. Große Verantwortung tragen dabei Professor Dirk Nowotka und seine Mitarbeiter von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU): Sie sollen mit ihren Analysen die Zuverlässigkeit der und das Vertrauen in die Roboterautos erhöhen. Ein neuer, 300.000 Euro teurer Großrechner soll die Forscher dabei unterstützen.

Der Flughafen Frankfurt Frankfurt am Main ist der größte deutsche Flughafen und eines der weltweit bedeutendsten Luftfahrtdrehkreuze. Rund 70 Millionen Passagiere und über zwei Millionen Tonnen Fracht wurden dort im vergangenen Jahr abgefertigt. In diesem Mega-Unternehmen sollen in drei Jahren zwei Fahrzeuge computergesteuert unterwegs sein, um Flugzeugbesatzungen sicher an ihren Arbeitsplatz zu bringen und mobile Gangways an Flugzeuge heranzufahren. Ein hoch gestecktes Ziel, bedenkt man, dass die technischen Herausforderungen für autonomes Fahren auf einem Flughafengelände noch einmal höher liegen, als im normalen Straßenverkehr. Die Autos müssen zum Beispiel Kollisionen mit Flugzeugen vermeiden und dabei insbesondere auch in der Luft hängende Flugzeugflügel und Triebwerke erkennen. Zudem müssen sie sich in den extrem geschäftigen Flughafenhallen orientieren und in den Betriebsablauf eingefügt werden.

Die Software, die das leisten soll, muss vor allem eines sein: zuverlässig. Als Experte hat Dirk Nowotka, Leiter der Arbeitsgruppe „Zuverlässige Systeme" an der Kieler Technischen Fakultät, die Aufgabe übernommen, die Software auf Herz und Nieren zu testen. Das geschieht zwar auch während der Fahrt in den Roboterautos auf dem Gelände des Projektpartners, der Flughafenbetreibergesellschaft Fraport. Die Umwelt- und Einsatzszenarien der Fahrzeuge sind jedoch viel zu komplex, als dass sie durch ein paar Testfahrten abgedeckt werden könnten. Informatiker Nowotka und seine Mitarbeiter verlassen sich deshalb auf die Mathematik. Mithilfe eines neuen Großrechners prüfen sie zum Beispiel, ob sich die Software in bestimmten Situationen „aufhängt" oder sich parallele Rechenoperationen gegenseitig behindern. Entscheidend sind Nowotkas Analysen für die spätere Sicherheitszertifizierung und letztendlich die Zulassung der selbstfahrenden Nutzfahrzeuge. „Die Sicherheitsanforderungen beim autonomen Fahren sind ein relativ neues Feld, für die wir neue mathematische Modelle entwickeln müssen", sagt Nowotka.

Neben der CAU, Ibeo und Fraport sind auch Airbus und die Hanseatische Fahrzeug Manufaktur am Projekt beteiligt. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Fachprogramms „Neue Fahrzeug und Systemtechnologien" gefördert.

Mehr zum Progamm:
http://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Artikel/Technologie/fahrzeug-und-systemtechnologien.html

Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr. Dirk Nowotka
Arbeitsgruppe Zuverlässige Systeme
Technische Fakultät
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Tel.: 0431/880 4199
E-Mail: nowotka@zs.uni-kiel.de

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Presse, Kommunikation und Marketing, Dr. Boris Pawlowski, Text: Denis Schimmelpfennig
Postanschrift: D-24098 Kiel, Telefon: (0431) 880-2104, Telefax: (0431) 880-1355
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Link zur Meldung:
http://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/028-airportmover/

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dirk Nowotka
Arbeitsgruppe Zuverlässige Systeme
Technische Fakultät
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
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Weitere Informationen:
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Virtuelle Linse verbessert Röntgenmikroskopie

Dagmar Baroke Abteilung Kommunikation
Paul Scherrer Institut (PSI)

Röntgenstrahlen ermöglichen einzigartige Einblicke in das Innere von Materialien, Gewebe und Zellen. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben eine neue Methode entwickelt, dank der die Röntgenbilder von Materialien noch besser werden. Die Forschenden bewegten dazu eine optische Linse und nahmen dabei etliche Einzelbilder auf, aus denen sie mit Hilfe von Computeralgorithmen die eigentliche Aufnahme errechneten. Damit haben sie erstmalig das Prinzip der sogenannten Fourier-Ptychografie auf Messungen mit Röntgenlicht übertragen. Die Ergebnisse der Arbeit an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS sind im Fachmagazin Science Advances veröffentlicht.

Mit Röntgenmikroskopen blicken Forschende am PSI in Computerchips, Katalysatoren, Knochenstückchen oder Hirngewebe. Die kurze Wellenlänge des Röntgenlichts macht Details sichtbar, die eine Million Mal kleiner als ein Sandkorn sind - also Strukturen im Nanometerbereich (millionstel Millimeter). Wie bei einem normalen Mikroskop trifft das Licht auf die Probe und wird von ihr abgelenkt. Eine Linse sammelt dieses gestreute Licht und erzeugt ein vergrössertes Bild auf der Kamera. Allerdings streuen winzige Strukturen das Licht in sehr grossen Winkeln. Will man sie im Bild auflösen, braucht es entsprechend eine grosse Linse. "Doch es ist äusserst schwierig, solch grosse Linsen herzustellen", sagt Klaus Wakonig, Physiker am PSI: "Im sichtbaren Bereich gibt es Linsen, die sehr grosse Streuwinkel einfangen können. Im Röntgenbereich hingegen ist dies aufgrund der schwachen Wechselwirkung mit dem Material der Linse komplizierter. Infolgedessen können meist nur sehr kleine Winkel eingefangen werden oder die Linsen sind sehr ineffizient."

Die neue, von Wakonig und seinen Kollegen entwickelte Methode umgeht dieses Problem. "Das Ergebnis ist so, als ob wir mit einer grossen Linse gemessen hätten", erklärt der Forscher. Das PSI-Team verwendet eine kleine, aber effiziente Linse, wie sie üblicherweise in der Röntgenmikroskopie eingesetzt wird, und verschiebt diese über einen Bereich, den eine ideale Linse abdecken würde. Somit entsteht virtuell eine grosse Linse. "In der Praxis gehen wir mit der Linse zu verschiedenen Punkten und nehmen dort jeweils ein Bild auf", erklärt Wakonig. "Dann verwenden wir Computeralgorithmen, um alle Bilder zu verbinden und so eine hochaufgelöste Aufnahme zu erzeugen."

Vom sichtbaren Licht zur Röntgenstrahlung
Normalerweise vermeidet man, Linsen in Instrumenten von der optischen Achse weg zu bewegen, da dies die Abbildung verfälschen kann. Doch da die Forschenden die genaue Position der Linse kennen und viele nah beieinander liegende Punkte beleuchten, können sie rekonstruieren, wie das Licht gestreut wurde und wie die Probe ausgesehen hat. Das Verfahren heisst Fourier-Ptychografie und wird seit 2013 für die Mikroskopie im sichtbaren Bereich verwendet. In ihren Experimenten am PSI konnten die Forschenden nun erstmals dieses Prinzip auf die Röntgenmikroskopie übertragen. "Soweit wir wissen, wurde bisher keine erfolgreiche Umsetzung der Fourier-Ptychografie mit Röntgenlicht gemeldet", schreiben die Forschenden in Science Advances.

Die neue Methode liefert nicht nur eine bessere Auflösung, sondern auch zwei sich ergänzende Bildinformationen. Einerseits wird wie bei einer Handy-Kamera gemessen, wie viel Licht vom abzubildenden Objekt absorbiert wird. Andererseits wird auch erfasst, wie das Licht abgelenkt wird. Die Fachleute sprechen von Absorptions- und Phasenkontrast. "Unsere Methode liefert den Phasenkontrast, der sonst nur schwer zu erhalten ist, praktisch gratis mit", sagt Ana Diaz, Strahllinienwissenschaftlerin am PSI: "Dadurch ist die Qualität der Bilder viel besser." Der Phasenkontrast ermöglicht es sogar, Rückschlüsse auf die Materialeigenschaften der untersuchten Probe zu ziehen, was mit normaler Bildgebung in der Regel nicht gelingt.

Besonders interessant für biologische Proben
In ihren Experimenten war die untersuchte Probe der Forschenden ein Detektorchip. In Zukunft könnte die neue Methode zum Beispiel aufzeigen, wie ein Katalysator bei hohen Temperaturen arbeitet, wenn man ein Gas hinzufügt, oder wann und wie ein Metall unter Druck bricht.

Aber auch Gewebe und Zellverbände könnten damit besser untersucht werden. Davon erhoffen sich die Forschenden neue Erkenntnisse über die Entstehung von Krankheiten wie Alzheimer oder Hepatitis. "Biologische Proben haben normalerweise keinen guten Absorptionskontrast. Hier sorgt der Phasenkontrast für eine wesentliche Steigerung der Bildqualität", erklärt Diaz die Vorzüge der neuen Methode. Zudem vermuten die Forschenden, dass die Fourier-Ptychografie schonender ist als bisherige Verfahren. "Ein Vergleich mit der normalen Röntgenmikroskopie deutet darauf hin, dass die neue Methode eine geringere Strahlendosis erfordert, weil sie effizienter ist", sagt Wakonig. "Dies könnte für Untersuchungen von biologischen Proben besonders interessant sein."

Aufgebaut hat das Forscherteam seine Demonstrationsanlage an der Strahllinie cSAXS der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS. "Die Experimente sind zurzeit noch recht aufwendig und brauchen viel Zeit", sagt Diaz. Damit das neue Verfahren funktioniert, müssen die verwendeten Röntgenstrahlen sich in einer Art Gleichklang befinden, die Forschenden sagen: Sie müssen kohärent sein. Solche Experimente erfordern derzeit Grossforschungsanlagen wie die SLS. Wakonig untersucht aber auch, ob sich das Verfahren mit weniger Kohärenz realisieren lässt. Könnte man Proben auf diese Weise mit einer üblichen Laborquelle für Röntgenstrahlung untersuchen, würden sich viele weitere Anwendungsbereiche erschliessen.
Text: Barbara Vonarburg

Über das PSI
Das Paul Scherrer Institut PSI entwickelt, baut und betreibt grosse und komplexe Forschungsanlagen und stellt sie der nationalen und internationalen Forschungsgemeinde zur Verfügung. Eigene Forschungsschwerpunkte sind Materie und Material, Energie und Umwelt sowie Mensch und Gesundheit. Die Ausbildung von jungen Menschen ist ein zentrales Anliegen des PSI. Deshalb sind etwa ein Viertel unserer Mitarbeitenden Postdoktorierende, Doktorierende oder Lernende. Insgesamt beschäftigt das PSI 2100 Mitarbeitende, das damit das grösste Forschungsinstitut der Schweiz ist. Das Jahresbudget beträgt rund CHF 390 Mio. Das PSI ist Teil des ETH-Bereichs, dem auch die ETH Zürich und die ETH Lausanne angehören sowie die Forschungsinstitute Eawag, Empa und WSL.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Klaus Wakonig
Forschungsgruppe für Kohärente Röntgenstreuung
Paul Scherrer Institut, Forschungsstrasse 111, 5232 Villigen PSI, Schweiz
Telefon: +41 56 310 39 69, E-Mail: klaus.wakonig@psi.ch [Deutsch, Englisch]

Dr. Ana Diaz
Forschungsgruppe für Kohärente Röntgenstreuung
Paul Scherrer Institut, Forschungsstrasse 111, 5232 Villigen PSI, Schweiz
Telefon: +41 56 310 56 26, E-Mail: ana.diaz@psi.ch [Deutsch, Englisch, Spanisch]

Dr. Andreas Menzel
Leiter der Forschungsgruppe für Kohärente Röntgenstreuung
Paul Scherrer Institut, Forschungsstrasse 111, 5232 Villigen PSI, Schweiz
Telefon: +41 56 310 37 11, E-Mail: andreas.menzel@psi.ch [Deutsch, Englisch]

Originalpublikation:
X-ray Fourier ptychography
K. Wakonig, A. Diaz, A. Bonnin, M. Stampanoni, A. Bergamaschi, J. Ihli, M. Guizar-Sicairos and A. Menzel
Science Advances 1. Februar 2019 (online)
DOI: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aav0282

Weitere Informationen:
http://psi.ch/Ku2g - Darstellung der Mitteilung auf der Webseite des PSI

Quelle: IDW 

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Der Einfluss des Klimawandels auf das Grundwasser - eine tickende Zeitbombe

Dr. Susanne Eickhoff Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

Laut einer Studie, die jetzt in der Zeitschrift Nature Climate Change erschienen ist, werden sich in den meisten Regionen der Welt die Auswirkungen heutiger Klimaveränderungen auf das Grundwasser erst in den nächsten 100 Jahren manifestieren und so das Leben unserer Folgegenerationen beeinflussen.

Der Klimawandel und seine unmittelbaren, bereits wahrnehmbaren Folgen, wie etwa das Abschmelzen der Polkappen oder die Korallenbleiche, stehen regelmäßig im Fokus der Öffentlichkeit. Weniger Beachtung findet bisher ein tief im Erdboden verborgenes Risiko. Denn auch das Grundwasser ist dem Klimawandel ausgesetzt.

Wie schnell es auf klimatische Änderungen reagiert, hat jetzt ein internationales Wissenschaftler-Team unter Beteiligung des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) herausgefunden. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in Nature Climate Change publiziert.

Grundwasser speist sich vor allem aus Regen, der im Boden versickert und dort gespeichert wird. Langsam, oft nur mit einer Geschwindigkeit von wenigen Metern pro Jahr, fließt das Wasser dann in Bäche, Flüsse, Seen oder direkt ins Meer ab. Auf die Eigenschaften eines solchen Grundwassersystems haben verschiedene Faktoren Einfluss: die Beschaffenheit des Bodens beispielsweise, oder die Neigung des Geländes. Sie bestimmen darüber, wie schnell das Wasser ausgetauscht wird.

Die an der Studie beteiligten Wissenschaftler aus Europa, Nordamerika und Australien trugen weltweite Datensätze über die Merkmale der Grundwassersysteme zusammen. Anhand von Simulationsmodellen berechneten sie die Reaktionszeit der Systeme auf eine gesteigerte oder gedrosselte Wasserzufuhr, wie sie im Rahmen des Klimawandels zu erwarten ist.

Dabei stellte sich heraus, dass sich in vielen Gebieten erst in 100 oder mehr Jahren ein Einfluss des Klimawandels auf das Grundwasser bemerkbar machen wird. Je nach Beschaffenheit kann ein Grundwassersystem Schwankungen in der Wasserzufuhr unterschiedlich gut abpuffern. In trockenen Regionen ist die Zeitspanne besonders lang. Dort liegt der Grundwasserspiegel meist tief in der Erde, der Austausch mit der Landoberfläche ist gering.

„In der langen Reaktionszeit der Grundwassersysteme liegt die Tücke", erklärt der Geologe Nils Moosdorf vom ZMT, einer der Autoren der Studie. „Grundwassersysteme haben ein „Gedächtnis", das sich als ökologische Zeitbombe erweisen kann. Was ihnen heute widerfährt, wirft seine Schatten weit in die Zukunft und beeinträchtigt die Lebensbedingungen unserer Urenkel."

Grundwasser ist die größte Frischwasserreserve der Erde. Mehr als zwei Milliarden Menschen beziehen ihr Trinkwasser aus dem Grundwasser. Klimawandel, Übernutzung sowie die wachsende Weltbevölkerung stellen große Herausforderungen an eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wasserressourcen, insbesondere in Küstenregionen. Für entsprechende Managementpläne sind die Ergebnisse der Studie von großer Bedeutung.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Nils Moosdorf
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung
Tel: 0421 / 23800 - 33
E-Mail: nils.moosdorf@leibniz-zmt.de

Originalpublikation:
Cuthbert, M.O., Gleeson, T., Moosdorf, N., Befus, K.M., Schneider, A., Hartmann, J., Lehner, B., 2019. Global patterns and dynamics of climate-groundwater interactions. Nature Climate Change, doi: http://dx.doi.org/10.1038/s41558-018-0386-4.

Quelle: IDW 

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Ernährungssicherheit weltweit stärken: Bayreuther Studie zur Phosphorverfügbarkeit durch Silizium

Brigitte Kohlberg Pressestelle
Universität Bayreuth

Landwirtschaftliche Erträge können weltweit gesichert werden, indem der in den Böden vorhandene Phosphor durch Silizium mobilisiert und für Pflanzen verfügbar gemacht wird. Phosphorhaltige Dünger, die umweltschädlich und wegen der Begrenztheit der globalen Phosphorressourcen auch kostspielig sind, werden dadurch möglicherweise über Jahre hinaus überflüssig. Dies haben Forscher der Universitäten Bayreuth und Kopenhagen durch Untersuchungen von Böden in der Arktis herausgefunden. Über ihre Erkenntnisse, die vor allem in tropischen und subtropischen Entwicklungsländern einen wichtigen Beitrag zur Ernährungssicherheit leisten können, berichten sie in der Zeitschrift Scientific Reports.

Landwirtschaftliche Erträge sind davon abhängig, dass den Pflanzen ausreichende Mengen der für sie lebenswichtigen Nährstoffe zur Verfügung stehen. Hierzu zählt auch Phosphor. Der in den Ackerböden oft reichlich vorhandene Phosphor ist allerdings zum größten Teil chemisch fest gebunden, insbesondere an Eisen, das seinerseits ein Bestandteil verschiedener Mineralien ist. Infolgedessen ist dieser Phosphor immobil und für die Pflanzen nicht verfügbar. Daher werden heute in der Landwirtschaft große Mengen an phosphorhaltigem Dünger eingesetzt, um möglichst hohe Erträge zu erzielen.

Das interdisziplinäre Forscherteam unter der Leitung von Dr. Jörg Schaller (Bayreuth) und Prof. Dr. Bo Elberling (Kopenhagen) hat nun aber einen Weg gefunden, große Mengen des in den Böden enthaltenen Phosphors für Pflanzen verfügbar zu machen: Silizium mobilisiert den an Eisen gebundenen Phosphor und bewirkt, dass er von den Wurzeln der Pflanzen aufgenommen werden kann. Wenn Landwirte ihren Böden genau dosierte Mengen Silizium zuführen, können sie ohne Ernteverluste für gewisse Zeit - gegebenenfalls sogar über mehrere Jahre - auf phosphorhaltigen Dünger verzichten.

„Die wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile liegen auf der Hand", betont Schaller. „Phosphorhaltiger Dünger ist eine begrenzte Ressource, wohingegen Silizium nahezu unbegrenzt vorhanden ist. Auf der Basis unserer Forschungsergebnisse kann die weltweite Verfügbarkeit von Phosphor im Boden durch eine gezielte Düngung mit Silizium präzise gesteuert werden. Dies wäre ein nicht zu unterschätzender Beitrag zur globalen Ernährungssicherheit", erläutert der Bayreuther Umweltgeochemiker. Gerade in tropischen und subtropischen Entwicklungsländern ist in einigen Böden sehr viel Phosphor gebunden, der durch den kontrollierten Einsatz von Siliziumdünger Stück für Stück mobilisiert werden könnte.

Damit ist ein bedeutender Beitrag zum Umweltschutz verbunden: Die verringerte Phosphordüngung und die präzise Steuerung der Phosphorverfügbarkeit durch Silizium führen dazu, dass möglicherweise weniger Phosphor von den Feldern in die Gewässer gelangt. Daher sinkt die umweltschädliche Eutrophierung (Algenblüte) von Gewässern. Die Anreicherung der Böden mit Silizium hat zudem einen weiteren ökologischen Vorteil: Sie bewirkt, dass mehr Silizium von den Böden ins Meer transportiert wird. Infolgedessen könnte in den Meeren mehr Kohlenstoff durch Kieselalgen gebunden werden, statt als Treibhausgas in der Atmosphäre zu verbleiben.

Alle diese Erkenntnisse haben die Wissenschaftler in Bayreuth und Kopenhagen durch Untersuchungen von arktischen Böden gewonnen. An mehr als 150 Stellen auf dem schwedischen Festland, auf Spitzbergen, an der Nordküste Russlands und auf Grönland haben sie Bodenproben entnommen, die anschließend im Labor umfangreichen Analysen und Experimenten unterzogen wurden. Permafrostböden haben für die Erforschung geochemischer Prozesse den Vorteil, dass sie noch nicht durch Landwirtschaft und andere Aktivitäten des Menschen beeinflusst worden sind. „Bei der Auswahl der Bodenproben haben wir darauf geachtet, dass sich die jeweiligen Regionen möglichst stark voneinander unterscheiden - beispielsweise im Hinblick auf die Bodentypen, Landschaftsprofile und die Vegetation. Auf diese Weise wollten wir sichergehen, dass unsere Forschungsergebnisse nicht durch spezielle regionale Faktoren bedingt, sondern möglichst weltweit übertragbar sind", erläutert Schaller.

An der jetzt in Scientific Reports erschienenen Studie haben verschiedene Forschungsbereiche des Bayreuther Zentrums für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), eines interdisziplinären Forschungszentrums der Universität Bayreuth, mitgewirkt: die Umweltgeochemie, die Experimentelle Biogeochemie und die Hydrologie.

Forschungsförderung:
Die Forschungsarbeiten an der Universität Bayreuth wurden von der Bayerischen Forschungsallianz (BayFOR) sowie von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Veröffentlichung:
J. Schaller, S. Faucherre, H. Joss, M. Obst, M. Goeckede, B. Planer-Friedrich, S. Peiffer, B. Gilfedder, and B. Elberling: Silicon increases the phosphorus availability of Arctic soils, Scientific Reports (2019), DOI: 10.1038/s41598-018-37104-6

Kontakt:
Dr. Jörg Schaller
Bereich Umweltgeochemie
Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER)
Universität Bayreuth
Telefon: +49 (0) 921 / 55-3991
E-Mail: joerg.schaller@uni-bayreuth.de

Redaktion:
Pressestelle
Universität Bayreuth
Universitätsstraße 30 / ZUV
95447 Bayreuth
Telefon: 0921 / 55-5357 oder -5324
E-Mail: pressestelle@uni-bayreuth.de
http://www.uni-bayreuth.de/de/universitaet/presse

Quelle: IDW 

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7. Herrenhausen Science Movie Night: Kunststoff-Umweltverschmutzung: Können Biokunststoffe helfen?

Dr. Lisa Mundzeck IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe
Hochschule Hannover

Wie verändern Kunststoffe unser Leben? Können Biokunststoffe helfen, um das Problem der Umweltverschmutzung durch Kunststoffe zu lösen? IfBB-Leiterin Prof. Andrea Siebert-Raths war am vergangenen Freitag bei der 7. Herrenhausen Science Movie Night - Film trifft Wissenschaft - „Plastic Planet" auf dem Podium zu Gast und klärte über Chancen und Möglichkeiten von Biokunststoffen auf. Über 380 Gäste begeisterten sich für das Thema und diskutierten am Ende lebhaft mit.

Unter dem Titel „Erst bunt - Jetzt düster. Die Plage mit dem Plastik" begann nach der Filmvorführung „Plastic Planet" (2010, Regisseur: Werner Boote) eine lebhafte Diskussionsrunde über die Auswirkungen von Kunststoffen in der Umwelt und die Frage, wie wir die Umweltverschmutzung lösen können. Auf dem Podium zu Gast waren Dr. Lars Gutow, Biologe am Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven, Dr. Johanna Kramm, Leiterin der SÖF-Nachwuchsgruppe PlastX am Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) GmbH in Frankfurt am Main und Prof. Dr.-Ing. Andrea Siebert-Raths, Leiterin des IfBB an der Hochschule Hannover. Moderiert wurde die Veranstaltung von Eckhard Stasch vom Technik-Salon der Leibniz Universität Hannover.

Prof. Siebert-Raths erläuterte vor einem vollen Auditorium, inwiefern Biokunststoffe auf manchen Gebieten Abhilfe schaffen können. Sollte man mehr herkömmliche Kunststoffe durch Biokunststoffe ersetzen? Wo sollte man Biokunststoffe einsetzen? Können Biokunststoffe eine Lösung für die allgegenwärtige Meeresverschmutzung durch Kunststoffe sein? Sind Biokunststoffe immer abbaubar? Und wie sollten sich Verbraucher verhalten?

Sie traf auf ein sehr interessiertes und lebhaftes Publikum, dem sie auch im Anschluss an die Veranstaltung mit Freude Rede und Antwort stand.

Die „Herrenhausen SCIENCE MOVIE NIGHT - Film trifft Wissenschaft" ist eine Veranstaltungsreihe der VolkswagenStiftung. Auf jeder Veranstaltung wird ein Film vorgeführt, der anschließend von Expertinnen und Experten aus der Wissenschaft aus verschiedenen Perspektiven diskutiert wird. Die Veranstaltung findet im Xplanatorium Schloss Herrenhausen statt.

Kontakt:
Für weitere Fragen steht Ihnen Dr. Lisa Mundzeck am IfBB - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe an der Hochschule Hannover unter Telefon 0511 9296-2269 oder per E-Mail an lisa.mundzeck@hs-hannover.de gerne zur Verfügung.

Weitere Informationen:
http://www.ifbb-hannover.de

Quelle: IDW 

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Gegen die Fluten

Dr. Corinne Benzing Öffentlichkeitsarbeit
Technische Hochschule Bingen

Studierende der TH Bingen haben in rheinland-pfälzischen Kommunen untersucht, wie hoch das Risiko für Schäden durch Starkregen ist. Nun haben sie ihre Ergebnisse bereits in der vierten Verbandsgemeinde vorgestellt.

Bäche, die zu reißenden Flüssen werden, vollgelaufene Keller oder umgerissene Bäume: Die Folgen von Starkregenereignissen können auch solche Bewohnerinnen und Bewohner treffen, die nicht unmittelbar an einem Flusslauf wohnen. Für welche Regionen die Gefahr besonders hoch ist, haben Studierende der Technischen Hochschule (TH) Bingen in vier Verbandsgemeinden untersucht: Nieder-Olm, Rhein-Nahe, Langenlonsheim und Rhein-Selz. Für die letztere Verbandsgemeinde wurden nun die Ergebnisse vorgestellt. Die Studierenden der Studiengänge Umweltschutz sowie Klimaschutz und Klimaanpassung haben die verschiedenen Parameter untersucht, die bei der Risikoanalyse von Starkregenfolgen wichtig sind: Wie sind das Klima und insbesondere der Niederschlag in der Region und inwiefern haben sie sich verändert? Was sind die geografischen und städtebaulichen Gegebenheiten, wie erfolgt die Landnutzung und wie hoch ist beispielsweise die Erosion in den vorhandenen Ackerflächen? Für das Projekt analysierten die Studierenden die topografischen Karten und erkundeten bei Exkursionen die Bedingungen. Denn viele Faktoren können erst an Ort und Stelle genau bestimmt werden. Dabei wurden sie jeweils von Ortskundigen unterstützt, zum Beispiel der Feuerwehr oder Vertreterinnen und Vertretern der Gemeinden. Anschließend analysierten sie die Risiken am Computer. Die Studierenden empfehlen auf Grundlage der Analysen dann ganz konkrete Maßnahmen für die jeweilige Region.

Elke Hietel, Professorin für Landschaftspflege, Landschafts- und Stadtplanung an der TH Bingen, betreut das Projekt gemeinsam mit Oleg Panferov, Professor für Klimawandel und Klimaschutz. Hietel betont: „Starkregenereignisse werden nicht nur häufiger, sie werden auch intensiver. Der Grund ist, dass es wärmer wird. Warme Luft kann mehr Wasser speichern, das sich dann als Starkregen entlädt. Außerdem kann nach einer langen Trockenphase auch ein normaler Regen zu einem Extremereignis werden - vor allem dann, wenn die Böden ausgetrocknet sind." Für Stadt versus Acker lassen sich die Empfehlungen recht klar zusammenfassen: Bei Starkregen muss das Wasser in Städten und Dörfern sehr schnell und konzentriert durch die Siedlungen abfließen. Nur so können größere Schäden an der Infrastruktur oder an Häusern vermieden werden. Für die landwirtschaftlichen Flächen gilt dagegen: Äcker sollten als Zwischenspeicher genutzt werden, auf denen das Wasser langsam und breit versickern kann. Die anthropogenen, also die menschengemachten Gegebenheiten verstärken ganz klar die Folgen von Starkregen maßgeblich. Zum Beispiel die Begradigung von Bachläufen, eine ungünstige Anlage von Straßen und Abflüssen oder fehlkonstruierte Häuser, die den Eintritt von Wasser begünstigen.

Für die Studierenden ist das Projekt eine gute Gelegenheit, in einem interessanten Berufsfeld zu arbeiten. Dr. Stefan Cludius, leitender staatlicher Beamter beim Kreis Mainz-Bingen und zuständig für den Katastrophenschutz, begrüßt die Arbeiten: „Die Studierenden können mit ihrem Studium anderen ganz praktisch helfen. Die Themen in den Studiengängen Umwelt- und Klimaschutz sind hochaktuell." Initiiert wurde das studentische Projekt von der TH Bingen gemeinsam mit der Kreisverwaltung Mainz-Bingen. Das Interesse der Gemeinden ist anhaltend hoch, denn das Bewusstsein für diese Gefahr steigt angesichts von Ereignissen wie in Stromberg 2016 deutlich an. Cludius freut sich über die studentischen Arbeiten und betont, dass das Interesse an einer weiteren erfolgreichen Zusammenarbeit groß sei.

Professor Panferov bestätigt: „Eins gilt für alle Gemeinden - Risikogebiete gibt es überall, wenngleich sie auch unterschiedlich verteilt sind. Wichtig ist es, dass sich die Städte und Gemeinden frühzeitig damit beschäftigen - bevor der Ernstfall eintritt." Die Ergebnisse der Studien stellen erste Voruntersuchungen dar, weitere Analysen und Planungen müssen dann in den Verbandsgemeinden folgen.

Bei Interesse können auch andere Gemeinden bei dem Projekt mitmachen (Kontakt: e.hietel@th-bingen.de, o.panferov@th-bingen.de).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Elke Hietel
Professorin für Landschaftspflege, Landschafts- und Stadtplanung
www.th-bingen.de/person/elke-hietel

Prof. Dr. Oleg Panferov
Professor für Klimawandel, Klimaschutz
www.th-bingen.de/person/oleg-panferov

Weitere Informationen:
http://www.th-bingen.de

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Herrscher der kalten Gewässer

Rudolf-Werner Dreier Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Das Kräfteverhältnis der Meerestiere könnte sich durch die Erwärmung der Ozeane verschieben

In der Ökologie gilt die Regel, dass die Biodiversität in Richtung Äquator ansteigt und in den Tropen am höchsten ist. Eine Ausnahme bilden jedoch Warmblüter, wie Robben, Wale und Pinguine in den Ozeanen: Ihre Vielfalt nimmt in Richtung des Nord- und Südpols zu. Und das, obwohl sie dort ihren Körper stärker erwärmen müssen und die dafür notwendige Nahrung einen hohen Stoffwechsel erfordert. Ein Team um Dr. John Grady von der Michigan State Universität/USA und um die Freiburger Biologin Dr. Kristin Kaschner hat untersucht, was für weitreichende Konsequenzen die Anpassungen von warmblütigen Raubtieren an kalte Gewässer in Hinblick auf die Verteilung ihrer Artenvielfalt hat. Ihre Studie haben die Forschenden in der Fachzeitschrift „Science" veröffentlicht.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen anhand von Daten und theoretischen Modellen, was für einen evolutiven Vorsprung warmblütige Räuber mit ihrem hohen Stoffwechsel im Vergleich zu wechselwarmen Tieren in Polargebieten haben. Da Fische, als wechselwarme Tiere, in kaltem Wasser langsamer schwimmen, ist es für Robben, Wale und Pinguine in der Nähe der Pole einfacher, Beute zu fangen, und Räubern, wie zum Beispiel Haien, zu entgehen.

Die Vielfalt der Warmblüter-Raubtiere ist wichtig, um das Ökosystem zu regulieren, erklärt Grady: „Durch die Erwärmung der Ozeane wird sich jedoch das Kräfteverhältnis zugunsten der Haie und Fische verschieben. Die Populationen von Säugetieren und Vögeln werden abnehmen."

Originalpublikation:
Grady, J.M., Maitner, B.S., Winter, A.S, Kaschner, K., et al. (2019): Metabolic asymmetry and the global diversity of marine predators. In: Science. DOI: 10.1126/science.aat4220

Kontakt:
Dr. Kristin Kaschner
Abteilung für Biologie und Umweltsystemanalyse
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0172/69 78 709
kristin.kaschner@biologie.uni-freiburg.de

Originalpublikation:
https://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2018/herrscher-der-kalten-gewaesser?set_langua...

Quelle: IDW 

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Dem Klimawandel zum Trotz: Ostsee könnte zurück in einen guten Zustand gelangen

Dr. Barbara Hentzsch Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

In dem größten Modellvergleich, der jemals für die Ostseeregion durchgeführt wurde, kam jetzt ein internationales Autorenteam um den Warnemünder Ozeanographen Markus Meier zu dem Ergebnis, dass ein guter Zustand der Ostsee-Umwelt erreicht werden kann, wenn die im Ostseeaktionsplan vorgesehenen Maßnahmen zur Reduktion der Nährstoff-Einleitung konsequent umgesetzt werden. Sie widersprachen damit der Ansicht, dass der Klimawandel generell ein Erreichen dieses Zieles unmöglich macht. Gleichzeitig bestätigten sie jedoch, dass bei unverändert hoher Nährstoffbelastung der Klimawandel für eine Verschärfung der Überdüngung sorgt.

Überdüngung zählt zu den größten Umweltproblemen der Ostsee. Sie befördert das Entstehen toxischer Algenblüten und führt zu Sauerstoffmangel-Regionen, in denen kein höheres Leben mehr existieren kann. Der Ostseeaktionsplan zielt daher explizit darauf ab, weniger Nährstoffe in die Ostsee einzutragen. Alle Anrainerstaaten haben sich auf dieses Ziel verständigt, aber die Umsetzung verläuft schleppend. In den letzten Jahren mehrten sich die Stimmen, die eine höhere Reduktionsrate forderten, da durch den erwarteten Klimawandel auch eine Verschärfung der Überdüngungsproblematik erwartet wird.

Vor diesem Hintergrund führte ein internationales Team von Modellierern aus Deutschland, Schweden, Finnland, Russland und Portugal eine Analyse von 58 so genannten Multi Model Ensemble Simulationen für die Ostseeregion im 21. Jahrhundert durch. Unter Berücksichtigung von Klimaszenarien, die der Weltklimarat (IPCC) für den fraglichen Zeitraum entwickelt hat, untersuchten alle Modelle die Auswirkungen einer konsequenten Umsetzung des Ostseeaktionsplans. Parallel wurde die Entwicklung bei unveränderten Eintragsmengen berechnet. Als Kontrolle dienten die Jahre 1980 bis 2005, für die Beobachtungswerte vorliegen. Je näher die Modellergebnisse für diesen Zeitraum an diese real gemessenen Werte herankamen, desto höher wurde die Verlässlichkeit der Modelle eingestuft. Zur Erfassung des Zustandes wurden die Variablen Sauerstoff, Salzgehalt und Temperatur sowie die Nährstoffe Stickstoff und Phosphor herangezogen.

Noch nie zuvor hatten so viele komplexe physikalisch-biogeochemische Modelle die Entwicklung der Ostsee durchgehend aus der Vergangenheit im Jahr 1960 über die Gegenwart bis in eine Zukunft im Jahr 2100 gerechnet. „Wir finden unter den Modellergebnissen solche, die die Referenzwerte der Jahre 1980 bis 2005 gut widerspiegeln", fasst Markus Meier, Leiter der Sektion Physikalische Ozeanographie und Messtechnik am IOW, die Ergebnisse zusammen. „Diese Ergebnisse werten wir auch hinsichtlich der Projektionen in die Zukunft als verlässlich." Überraschend ergab sich jedoch, dass auch die Modelle, die einzeln von den Referenzwerten stark überweichen, in ihrer Gesamtheit einen Mittelwert aufweisen, der den Ergebnissen der verlässlichen Modelle entspricht. Offensichtlich kompensieren sich die unterschiedlichen Schwächen der Modelle am Ende. „Wir haben immer noch mit großen Unsicherheiten zu kämpfen. Aber insgesamt zeigen die Modellergebnisse, dass bei rigoroser Anwendung der im Ostseeaktionsplan ausgewiesenen Maßnahmen zur Reduktion von Nährstoffeinträgen auch unter veränderten Klimabedingungen ein guter Zustand für die Ostsee erreicht werden kann."

Allerdings wird es einige Dekaden länger dauern, als ursprünglich angestrebt, bis der Erfolg eintritt. Markus Meier lässt keinen Zweifel daran, dass dem Klimawandel nicht mit Halbherzigkeit begegnet werden kann. „Wenn wir die Reduktionsziele nicht konsequent verfolgen, werden die Reaktionen auf den Klimawandel die Überdüngung und alle damit in Verbindung stehenden Umweltprobleme verschärfen."

Der Modellvergleich ist unter dem Dach des Baltic Earth Programms (www.baltic-earth.eu/) und mit finanzieller Unterstützung des BONUS-Projektes Baltic App (Well-being from the Baltic Sea - applications combing natural sciences and economics) sowie des Schwedischen Forschungsrates für Umwelt-, Landwirtschaftsforschung und Raumplanung durchgeführt worden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Markus Meier | Tel.: 0381 - 5197 150 | markus.meier@io-warnemuende.de
Leiter der Sektion Physikalische Ozeanographie und Messtechnik
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Originalpublikation:

Meier, H. E. M., Edman, M. K., Eilola, K. J., Placke, M., Neumann, T., Andersson, H. C., Brunnabend, S. E., Dieterich, C., Frauen, C., Friedland, R., Gröger, M., Gustafsson, B. G., Gustafsson, E., Isaev, A., Kniebusch, M., Kuznetsov, I., Müller-Karulis, B., Omstedt, A., Ryabchenko, V., Saraiva, S. and Savchuk, O. P.(2018) Assessment of Eutrophication Abatement Scenarios for the Baltic Sea by Multi-Model Ensemble Simulations. Front. Mar. Sci. 5:440. doi: 10.3389/fmars.2018.00440

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Menschliche Darmflora durch Nanopartikel in der Nahrung beeinflussbar

Barbara Reinke M.A. Unternehmenskommunikation
Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Neue Studie der Universitätsmedizin Mainz über die (patho)biologischen Auswirkungen von Nanopartikeln auf das Darm-Mikrobiom in „science of food" veröffentlicht:
Nanopartikel binden an Darm-Mikroorganismen und beeinflussen so deren Lebenszyklus. Die Erkenntnisse dienen sowohl als Grundlage für weitere epidemiologische Untersuchungen als auch der Entwicklung "probiotischer Nanopartikel".

Das Darm-Mikrobiom leistet nicht nur unverzichtbare Dienste bei der Verdauung, sondern spielt auch bei verschiedensten Krankheiten eine Rolle. Neue Erkenntnisse über den Einfluss von Nanopartikeln auf Darm-Mikroorganismen haben nun Forscher unter Federführung der Universitätsmedizin Mainz erzielt: Die Kleinstpartikel binden an Darm-Mikroorganismen und beeinflussen so deren Lebenszyklus. Die Forscher beobachteten beispielsweise, dass eine Infektion durch den am Magenkrebs beteiligten Krankheitserreger Helicobacter pylori zurückging, nachdem sich Nanopartikel daran angelagert hatten. Diese Erkenntnisse dienen sowohl als Grundlage für weitere epidemiologische Untersuchungen als auch der Entwicklung "probiotischer Nanopartikel". Nachzulesen sind sie in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Publishing Journal - Science of Food".

Nanopartikel haben aufgrund ihrer minimalen Größe einzigartige Eigenschaften und Fähigkeiten, beispielsweise bei der Anlagerung an Kleinststrukturen. Deswegen gilt die Nanotechnologie sowohl in der Industrie als auch in der Medizin als wichtiger Innovationsträger. Die Medizin hofft insbesondere auf verbesserte Diagnose- und Behandlungsmethoden durch die Kleinstteilchen. Die Industrie hat eher Produktoptimierungen im Blick. Sie verwendet künstlich hergestellte Nanopartikel bereits als Zusatzstoffe, um beispielsweise die Produkteigenschaften von Lebensmitteln zu verbessern. Doch wie lässt sich die Anwendung der Nanotechnologie in Lebensmitteln sicherer und effizienter gestalten? Welche Wirkprinzipien gilt es zu beachten?

Durch den vermehrten Einsatz der Nanotechnologie erlangt die Suche nach Antworten hierauf zunehmend an Bedeutung. Dies vor allem auch vor dem Hintergrund, dass Nanopartikel außer über Mund und Nase vor allem über die Nahrung in den Körper gelangen. Die Ernährung wiederum hat starken Einfluss auf die Vielfalt und Zusammensetzung des sogenannten Mikrobioms. Das Mikrobiom bezeichnet die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die den Menschen besiedeln, insbesondere alle Darmbakterien - also die Darmflora, aber auch die Haut, Mund- und Nasenhöhle besiedelnden Mikroorganismen.

Interessant für die Forschung und Klinik sind Mikrobiome auch deshalb, weil sie das Immunsystem, den Stoffwechsel, die Gefäßalterung, die Hirnfunktionen sowie das Hormonsystem ihres Wirts positiv oder auch negativ beeinflussen können. Daher spielt die Zusammensetzung dieser Mikroorganismen auch eine Rolle bei der Entstehung verschiedener Erkrankungen. Dazu zählen beispielsweise Herz-Kreislauf-Krankheiten, Darmkrebs, Allergien oder Adipositas bis hin zu psychischen Störungen. Zudem kann sich die Wechselwirkung zwischen dem Mikrobiom und dem Wirt - und damit die Gesundheit des Menschen - verändern, wenn Umweltfaktoren, wie die Einnahme von Medikamenten und vor allem die Ernährung, also beispielsweise mit technischen Nanopartikeln versetzte Lebensmittel, auf sie einwirken. Um potenzielle Risiken zu verringern sowie idealerweise die Gesundheit zu fördern, gilt es daher, die potenziell negativen oder positiven Auswirkungen von mit der Nahrung aufgenommenen Nanoteilchen bestmöglich zu untersuchen und zu verstehen.

„Ob und inwiefern diese Nano-Zusätze die Magen- oder Darmflora überhaupt beeinflussen, war bislang völlig unbekannt. Daher haben wir es uns zum Ziel gesetzt, die komplexen Interaktionen von Nanopartikeln mit Mikroorganismen zu erforschen und ihre potenziellen positiven oder schädlichen Folgen zu verstehen", erläutert Univ.-Prof. Dr. Roland Stauber von der Hals-, Nasen-, Ohren-Klinik und Poliklinik - Plastische Operationen (HNO) der Universitätsmedizin Mainz. „Zu diesem Zweck untersuchten wir eine Reihe von technischen Nanopartikeln mit klar definierten Eigenschaften, um diejenigen zu simulieren, die derzeit oder potenziell in der Lebensmittelindustrie als funktionelle Inhaltsstoffe verwendet werden. Besonders spannend wurde es, als wir Nanoteilchen aus Lebensmitteln wie Bier isolieren konnten. Das heißt, Nanoteilchen werden nicht nur gezielt unserer Nahrung zugesetzt, sondern entstehen auch völlig natürlich bei deren Zubereitung - sind also bereits omipräsent."

Indem sie den Gang der Partikel durch die unterschiedlichen Bedingungen des Verdauungstrakts im Labor nachstellten, konnten die Wissenschaftlern nachweisen, dass eine Vielzahl von Nanomaterialien an Bakterien binden können, so auch die "Bier-Nanopartikel".

Wie sich zeigte, kann sich dieser Vorgang unterschiedlich auswirken. Einerseits scheint die körpereigene Immunpolizei bedeckte Mikroorganismen weniger effizient zu erkennen, was zu vermehrten Entzündungsreaktionen führen kann. Andererseits sind auch positive Nebeneffekte durch das "Nano-food" möglich. Beispielsweise ließ sich in Zellkulturmodellen durch Silica-Nanoteilchen die Infektiösität des Keims Helicobacter pylori, der als Hauptursache für die Entstehung von Magenkrebs gilt, abschwächen. Dies lässt den Schluss zu, dass nanoskalige Lebensmittelzusatzstoffe sowie natürlich vorkommende Nanoteilchen genutzt werden können, um das Mikrobiom (rational) zu formen.

„Aus den erzielten Studienergebnissen lassen sich nun Strategien ableiten, um technische Nanopartikeln als Inhaltsstoffe für funktionelle Lebensmittel zu entwickeln und anzuwenden. In diesem Forschungsfeld, einschließlich Nahrungsmittelallergien, liegt ein riesiges Potenzial", so Professor Stauber. „Herauszufinden, ob und vor allem welche Art von künstlichen oder natürlichen Nanoteilchen möglicherweise sogar als probiotische Nahrungsergänzung ihre Anwendung finden könnten, ist für uns Forscher eine spannende Herausforderung", betonen Stauber und sein Team.

Weitere Informationen zur Studie: Originalveröffentlichung: Siemer, S; Hahlbrock, A.; Vallet, C.; McClements, D. J.; Balszuweit, J.; Voskuhl, J.; Docter, D.; Wessler, S.: Knauer, S. K.; Westmeier, D.; Stauber, R. H.; Nanosized food additives impact beneficial and pathogenic bacteria in the human gut: a simulated gastrointestinal study. Nature publishing journal -Science of Food, (2018) 2:22 ; doi:10.1038/s41538-018-0030-8

Kontakt:
Prof. Dr. Roland H. Stauber, Hals-, Nasen-, Ohren-Klinik und Poliklinik - Plastische Operationen, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Telefon: 06131 17-6030 / 6030, Fax: 06131 17-6671;
E-Mail: roland.stauber@unimedizin-mainz.de

Pressekontakt
Barbara Reinke, Stabsstelle Unternehmenskommunikation Universitätsmedizin Mainz,
Telefon 06131 17-7428, Fax 06131 17-3496, E-Mail: pr@unimedizin-mainz.de

Über die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist die einzige medizinische Einrichtung der Supramaximalversorgung in Rheinland-Pfalz und ein international anerkannter Wissenschaftsstandort. Sie umfasst mehr als 60 Kliniken, Institute und Abteilungen, die fächerübergreifend zusammenarbeiten. Hochspezialisierte Patientenversorgung, Forschung und Lehre bilden in der Universitätsmedizin Mainz eine untrennbare Einheit. Rund 3.400 Studierende der Medizin und Zahnmedizin werden in Mainz ausgebildet. Mit rund 7.800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist die Universitätsmedizin zudem einer der größten Arbeitgeber der Region und ein wichtiger Wachstums- und Innovationsmotor. Weitere Informationen im Internet unter www.unimedizin-mainz.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Roland H. Stauber, Hals-, Nasen-, Ohren-Klinik und Poliklinik - Plastische Operationen, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Telefon: 06131 17-6030 / 6030, Fax: 06131 17-6671;
E-Mail: roland.stauber@unimedizin-mainz.de

Originalpublikation:
Siemer, S; Hahlbrock, A.; Vallet, C.; McClements, D. J.; Balszuweit, J.; Voskuhl, J.; Docter, D.; Wessler, S.: Knauer, S. K.; Westmeier, D.; Stauber, R. H.; Nanosized food additives impact beneficial and pathogenic bacteria in the human gut: a simulated gastrointestinal study. Nature publishing journal -Science of Food, (2018) 2:22 ; doi:10.1038/s41538-018-0030-8

Quelle: IDW 

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Umweltleistungen sichtbar machen: Ein neuer Index erleichtert die Bewirtschaftung von Flüssen

Angelina Tittmann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Als Teil unserer Umwelt werden Flüsse und Auen intensiv genutzt und bewirtschaftet. Bisher ließen sich die Leistungen, die sie dabei für den Menschen erbringen, nur schwer erfassen. Nun hat ein Team aus Forschenden und Praxispartnern unter Federführung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) einen Index entwickelt, mit dem sich Leistungen von Flusslandschaften übersichtlich abbilden lassen. Erstmals lassen sich so die Auswirkungen von Bau- und Bewirtschaftungsmaßnahmen fachübergreifend zusammenfassen. Die Transparenz des Verfahrens erleichtert auch Bürgerbeteiligungen und die Mitsprache von Umweltverbänden.

Ob Schifffahrt, Wasserkraft, Hochwasserschutz, Naturschutz, Erholung und Tourismus, Siedlungsentwicklung oder Land- und Forstwirtschaft: Flusslandschaften zählen zu den am intensivsten genutzten Landesteilen. Wegen dieser Vielfalt an Interessen und Vorschriften sind Bauprojekte und andere Planungen in Flusslandschaften oft komplex und langwierig. Um die damit verbundenen Abstimmungs- und Planungsprozesse zu erleichtern, haben Forschende des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) zusammen mit zehn Partnern ein neues Verfahren entwickelt und dieses in einem Handbuch zusammengefasst. Der sogenannte River Ecosystem Service Index (RESI) bewertet die Auswirkungen von Maßnahmen auf die Ökosystemleistungen für den Menschen anhand allgemein verfügbarer Umweltdaten.

RESI erleichtert Priorisierung, Planung und Transparenz von Bewirtschaftungsmaßnahmen
Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Verbundprojekt „River Ecosystem Service Index (RESI)" erforscht seit 2015, wie sich versorgende, regulative und kulturelle Leistungen von Flüssen und Auen erfassen und bewerten lassen. Für jede Leistung stehen nun Berechnungsformeln zur Verfügung. Farbcodierte Visualisierungen ermöglichen die Darstellung der verschiedenen Ökosystemleistungen sowie den Vergleich bestimmter Fluss-Auen-Abschnitte. Die Einzelbewertungen werden außerdem zu einem Index zusammengefasst, um somit alle Ökosystemleistungen integrativ zu bewerten. Mit dem neuen RESI können Zusammenhänge und Wechselwirkungen, z.B. zwischen Wasserwirtschaft, Tourismus und Naturschutz, besser erkannt und die Auswirkungen von Planungsvarianten von Fachleuten oder interessierten Bürgerinnen und Bürgern datenbasiert, integrativ und transparent verglichen werden.

Bau- und Bewirtschaftungsmaßnahmen in Flusslandschaften können auf diese Weise unter Einbeziehung aller wichtigen Naturfunktionen bewertet und umgesetzt werden. So muss zum Beispiel Hochwasserschutz nicht zwingend auf Kosten der Natur gehen, findet IGB-Wissenschaftler Dr. Martin Pusch. „Wir hoffen, dass mit unserer Methode nicht nur der Hochwasserschutz schneller verbessert werden kann, sondern davon auch die Wasserqualität, die Artenvielfalt und der Erholungswert unserer Flüsse profitieren", betont der Projektleiter.

Getestet und angewendet wurde der RESI bereits in Zusammenarbeit mit Umweltbehörden mehrerer Regionen, zum Beispiel um den Hochwasserschutz an einem Abschnitt der Donau zu optimieren. Prinzipiell kann der Index in allen Flusslandschaften Deutschlands eingesetzt werden, und dort Raumplanungen, die Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie, Hochwasserschutzprogramme und Gewässerrenaturierungen erleichtern. Der RESI schafft dabei erstmals eine gemeinsame Bewertungsgrundlage für Akteure aus ganz verschiedenen gesellschaftlichen Bereichen und mit unterschiedlichen Interessen.

Das RESI-Anwendungshandbuch steht ab sofort kostenlos zum Download bereit: http://www.resi-project.info/handbuch

Zum Projekt:
Das Verbundforschungsprojekt RESI (2015-2018) ist eines von 15 Verbundprojekten des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Förderprogramm „Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland (ReWaM)". Beteiligt waren öffentliche und private Forschungsinstitutionen, Gutachterbüros sowie Praxispartner aus den Modellregionen. Geleitet wurde das Projekt vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin.

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):
Die Arbeiten des Leibniz-IGB verbinden Grundlagen- mit Vorsorgeforschung als Basis für die nachhaltige Bewirtschaftung der Gewässer. Das IGB untersucht dabei die Struktur und Funktion von aquatischen Ökosystemen unter naturnahen Bedingungen und unter der Wirkung multipler Stressoren. Forschungsschwerpunkte sind unter anderem die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten bei sich rasch ändernden Umweltbedingungen, die Entwicklung gekoppelter ökologischer und sozioökonomischer Modelle, die Renaturierung von Ökosystemen und die Biodiversität aquatischer Lebensräume. http://www.igb-berlin.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
PD Dr. Martin Pusch (Projektleitung)
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
E-Mail: pusch@igb-berlin.de
Tel.: +49 (0)30 64181 685

Dr. Simone Podschun (Projektkoordination, Erstautorin des Handbuchs)
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
E-Mail: podschun@igb-berlin.de

Sowie weitere Ansprechpartnerinnen und Ansprechpartner (siehe unter http://www.resi-project.info) in Baden-Württemberg, Bayern, Berlin, Niedersachsen, Mecklenburg-Vorpommern, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Sachsen.

Originalpublikation:
Podschun, S. et al. (2018) RESI-Anwendungshandbuch: Ökosystemleistungen von Flüssen und Auen erfassen und bewerten. IGB-Berichte Heft 31/2018, ISSN 1432-508X, DOI 10.4126/FRL01-006410777

Weitere Informationen:

http://www.resi-project.info/handbuch

Quelle: IDW 

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Studie: Längere Arbeitszeiten können der Gesundheit schaden

Tom Leonhardt Pressestelle
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Steigt die wöchentliche Arbeitszeit auch nur um eine Stunde, kann das den Menschen zu schaffen machen. Dieser kleine Aufwuchs reicht aus, dass Arbeitnehmer im öffentlichen Dienst ihre eigene Gesundheit schlechter bewerten und deutlich häufiger zum Arzt gehen. Das ist das Ergebnis einer Studie von Forschern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), die kürzlich im Journal "Labour Economics" veröffentlicht wurde.

Die Studie der Forscher aus Halle und Erlangen ist eine der ersten, die den Zusammenhang zwischen einer steigenden wöchentlichen Arbeitszeit und den Folgen für die Gesundheit untersucht. "In deskriptiven Analysen zeigt sich oft ein positiver Zusammenhang zwischen Gesundheit und Arbeitszeit, zum Beispiel, wenn gesündere Menschen auch länger arbeiten", sagt Prof. Dr. Christoph Wunder von der MLU, der die Arbeit gemeinsam mit Dr. Kamila Cygan-Rehm von der FAU durchgeführt hat. Bislang wisse man aber wenig darüber, welche kausalen Effekte eine steigende Arbeitszeit auf die Gesundheit der Menschen habe, so der hallesche Wirtschaftswissenschaftler weiter. "Das Nachweisen eines ursächlichen Einflusses einer längeren Arbeitszeit auf die Gesundheit ist empirisch sehr schwierig, da man unbeobachtete Faktoren - zum Beispiel die innere Motivation - ausschließen muss, die sowohl zu längeren Arbeitszeiten als auch zur besseren Gesundheit führen können und somit den direkten kausalen Effekt verzerren", sagt Dr. Kamila Cygan-Rehm von der FAU.

Um diesen Zusammenhang genauer zu beleuchten, werteten die Forscher die Daten des Sozio-oekonomischen Panels aus den Jahren 1985 bis 2014 aus. Dabei handelt es sich um die größte und am längsten laufende Langzeitstudie, bei der seit mehr als 30 Jahren über 12.000 Privathaushalte in regelmäßigen Abständen zu ihren Lebensumständen befragt werden. Die Daten des SOEP geben zum Beispiel Auskunft über Bildung, Gesundheit, Einkommen, Erwerbstätigkeit und Lebenszufriedenheit. "Da für das SOEP jedes Jahr dieselben Personen befragt werden, lassen sich damit auch langfristige Trends und Reaktionen auf externe Veränderungen, wie die Arbeitszeit, nachzeichnen", erklärt Wunder.

Die beiden Wissenschaftler fanden heraus, dass bereits ein Plus von einer Stunde signifikante Folgen hatte: Die selbst eingeschätzte Gesundheit der Befragten sank um zwei Prozent, während die Anzahl der Arztbesuche um 13 Prozent stieg. Besonders betroffen von diesen negativen Effekten waren Frauen sowie Familien mit jungen Kindern. "Vermutlich sind die Effekte bei diesen Gruppen stärker, weil sie außerhalb ihrer Arbeitszeit mit sehr begrenzten Zeitbudgets ausgestattet sind. Steigt die Arbeitszeit, steigt somit auch der Zeitdruck außerhalb der Arbeit", so Wunder.

In die Studie flossen ausschließlich Daten von Arbeitnehmerinnen und -nehmern aus den alten Bundesländern ein, die im öffentlichen Dienst angestellt oder als Beamte tätig waren. "Beschäftigte im öffentlichen Dienst übernehmen Neuregelungen der wöchentlichen Arbeitszeit tendenziell eher als Beschäftigte in der Privatwirtschaft, die im Fall einer Änderung der tariflichen Arbeitszeit zum Beispiel Überstunden anpassen und so die wöchentliche Arbeitszeit konstant halten können. Beschäftigte im öffentlichen Dienst haben hier weniger Flexibilität", erläutert Wunder. In den Jahren 1985 bis 1991 sank die wöchentliche Arbeitszeit zunächst von 40 auf 38,5 Stunden. Später stieg sie in Bayern und Hessen für Beamte wieder auf bis zu 42 Stunden pro Woche an. In den neuen Bundesländern gab es diese starken Schwankungen nicht.

Aus der Studie lassen sich keine Aussagen zu einer optimalen Arbeitszeit ableiten. Allerdings gibt sie einen Einblick, welche Folgen bereits eine kleine Veränderung haben kann.

Originalpublikation:
Cygan-Rehm K. & Wunder C. Do working hours affect health? Evidence from statutory workweek regulations in Germany. Labour Economics (2018). doi: 10.1016/j.labeco.2018.05.003

Quelle: IDW 

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Windpocken: Wie die Impfung Ihr Kind schützt

Giulia Roggenkamp Pressestelle
Stiftung Kindergesundheit

Stiftung Kindergesundheit informiert über eine überaus lästige Kinderkrankheit, die fast jedes Kind befällt.

Seit 15 Jahren gehört die Impfung gegen Windpocken zu den von der Ständigen Impfkommission STIKO empfohlenen Schutzimpfungen. Zuvor war die Impfung nur für spezielle Risikogruppen angeraten worden, zum Beispiel für Kinder mit einem geschädigten Immunsystem. Im Jahre 2004 hatte die STIKO dann beschlossen: Künftig sollen alle Kinder die Impfung erhalten, am besten zusammen mit der Impfung gegen Mumps, Masern und Röteln im Alter von 11 bis 14 sowie 15 bis 23 Monaten.

Die Entscheidung erwies sich als in hohem Maße nützlich für die Generation der seitdem geborenen Kinder, berichtet erfreut die Stiftung Kindergesundheit in einer aktuellen Stellungnahme: Die Zahl der Erkrankungen an Windpocken ist seither in Deutschland deutlich zurückgegangen.

„Impfungen gehören zu den größten Erfolgen der Medizin unserer Zeit", sagt Kinder- und Jugendarzt Professor Dr. Berthold Koletzko, Vorsitzender der Stiftung Kindergesundheit. „Es ist Impfungen zu verdanken, dass viele Schrecken früherer Kinderjahre so selten geworden sind. Moderne Impfstoffe sind gut verträglich und schützen Kinder von schwerwiegenden ansteckenden Krankheiten. Die Impfung gegen Windpocken bietet ein aktuelles Beispiel für die Erfolge einer nachhaltigen Impfstrategie".

Windpocken (fachsprachlich: Varizellen) tragen ihren Namen völlig zu Recht: Ihr Erreger, das „Varicella-Zoster-Virus" (VZV) weht wirklich mit dem Wind überall hin, erläutert die Stiftung Kindergesundheit. Die Viren fliegen nicht nur durch offene Türen, sondern überwinden im Aufwind von Treppenhäusern und sogar an Hauswänden mühelos Entfernungen von zehn Metern. Deshalb ist es kaum zu verhindern, dass sich die ungeimpften Geschwister eines Windpockenkranken oder ungeimpfte Kinder in der Nachbarschaft oder in der KiTa anstecken.

Mit kleinen Flecken geht es los
Die Krankheit beginnt elf bis 21 Tage nach der Ansteckung mit leichtem Fieber. Man kann fast zusehen, wie der Ausschlag entsteht: Zunächst treten kleine, blassrote Flecken auf und verwandeln sich dann in dünnwandige, Streichholzkopf große Bläschen. Sie platzen schon bei leichtem Druck. Der Ausschlag entwickelt sich schubweise: Die einzelnen Entwicklungsstadien - Flecken, Bläschen und eingetrocknete Krusten - folgen dicht aufeinander. So entsteht der Eindruck einer regelrechten „Sternkarte" mit unterschiedlich großen „Sternen". Manche Kinder haben mehr als 500 juckende Bläschen (manchmal sogar im Mund oder in der Scheide), die durchschnittliche Bläschenzahl liegt bei 350.

Am ansteckendsten sind die Kinder ein bis zwei Tage vor dem Erscheinen der Bläschen und sechs bis sieben Tage nach dem Ausbruch der Krankheit. Danach schwächt sich die Ansteckungsgefahr ab, erlischt jedoch erst mit Sicherheit, wenn die letzten Krusten abgefallen sind.

In der Regel harmlos, leider nicht immer
Einige Kinder fühlen sich trotz des Ausschlags überhaupt nicht krank und haben nur leicht erhöhte Körpertemperatur. Andere machen dagegen einen ausgesprochen kranken Eindruck. Bei Kindern, die an Neurodermitis (Ekzem) leiden, verläuft die Krankheit oft schwer.

Die Häufigkeit von Komplikationen ist um die Jahrtausendwende intensiv erforscht worden. Die Untersuchungen zeigten, dass von einer „völlig harmlosen" Erkrankung nicht die Rede sein kann, unterstreicht die Stiftung Kindergesundheit: Nach Einschätzung der untersuchenden Ärzte kam es bei etwa 16 Prozent der Patienten zu einem schweren Krankheitsverlauf. Die Komplikationsrate betrug 5,7 Prozent.

Es handelte sich dabei vor allem um so genannte bakterielle Superinfektionen: Die Kinder kratzen mit schmutzigen Fingernägeln die juckenden Bläschen auf und es kommt zu zusätzlichen Entzündungen durch Bakterien. Eine Lungenentzündung ist eine relativ häufige, eine Enzephalitis (Gehirnentzündung) eine eher seltene Komplikation einer Windpockeninfektion.

Nebenwirkungen für die ganze Familie
Nicht zu unterschätzen sind laut Stiftung Kindergesundheit auch die „Nebenwirkungen" der Krankheit, die nicht nur das betroffene Kind, sondern die ganze Familie schwer belasten können: Durch die Windpocken ist das Kind für gut eine Woche „aus dem Verkehr gezogen". Es darf nicht in den Kindergarten oder zur Schule. Urlaubsreisen oder Ausflüge müssen abgesagt werden und auch die Einladung zum Kindergeburtstag kann man in den Wind schreiben. Da nicht überall Großeltern zur Pflege des kranken Kindes einspringen können, muss ein Elternteil in dieser Zeit zu Hause bleiben. Manche alleinerziehende, berufstätige Mutter wird durch die Windpocken vor eine schier unlösbare Situation gestellt.
Die von der STIKO seit 2004 empfohlene generelle Impfung aller Kinder führte bereits nach wenigen Jahren zu einem deutlichen Rückgang der Erkrankungen und Komplikationen, berichtet die Stiftung Kindergesundheit. Die Zahl der pro Arztpraxis gemeldeten Windpockenfälle ging von April 2005 bis März 2012 um 85 Prozent (von durchschnittlich 4 auf 0,6 Fälle pro Monat und Praxis) zurück. Der Rückgang erstreckte sich auf alle Altersgruppen und war mit 92 Prozent am stärksten bei den Ein-bis Vierjährigen.

Impfung schützt auch Nichtgeimpfte
Ein zusätzlicher Effekt der Impfung zeigt sich aber auch in den Altersgruppen ohne generelle Impfempfehlung: Auch bei noch nicht geimpften Säuglingen und bei Erwachsenen gab es weniger Ansteckungen mit Windpocken. Die Stiftung Kindergesundheit liefert die Erklärung dazu: Wenn viele Menschen geimpft werden, sind immer weniger Erreger im Umlauf. Es entsteht eine sogenannte Herdenimmunität und davon profitieren auch nicht geimpfte Kinder und Erwachsene.

Die Zahl der gemeldeten Komplikationen war ebenfalls stark rückläufig, der Rückgang betrug 93 Prozent. Laut Diagnosestatistik der Krankenhäuser mussten in der Altersgruppe der unter 15-Jährigen statt zwölf nur noch drei von 100.000 Kindern mit Windpocken in einer Klinik behandelt werden.
Vor Einführung der Impfung erkrankten in Deutschland jährlich ca. 750.000 Menschen an Windpocken, darunter ca. 310.000 (41,5 %) Babys und Kleinkinder unter fünf Jahren. Die aktuelle Statistik liefert den Beweis für den Erfolg der Impfung: Für das Jahr 2017 wurden insgesamt 22.206 Windpocken-Erkrankungen übermittelt. 83 Prozent der Erkrankten waren nicht geimpft. Es gab auch Todesfälle, jedoch nicht bei Kindern: Eine 59-jährige und eine 82-jährige Frau verstarben an Windpocken.

„Dass die Kindheit heute der ungefährlichste Zeitabschnitt des Lebens ist, verdanken unsere Kinder zu einem wesentlichen Teil den Impfungen", betont Professor Dr. Berthold Koletzko mit großem Nachdruck: „Die Stiftung Kindergesundheit vertritt deshalb mit Überzeugung die Meinung, dass Eltern jede Möglichkeit nutzen sollten, Krankheiten, die auch ihrem Kind drohen können, durch wirksame Impfungen zu verhindern. Windpocken gehören dazu".

Quelle: IDW 

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Mit Eisenoxid gegen hochgiftige Stoffe - Neues Verfahren zur Grundwassersanierung

Ulrike Bohnsack Ressort Presse - Stabsstelle des Rektorats
Universität Duisburg-Essen

Wo Industrie ist, ist oft der Boden mit Schwermetallen verseucht - und damit auch das Grundwasser. Es zu reinigen, ist aufwändig und teuer. In einem von der Universität Duisburg-Essen (UDE) koordinierten EU-Projekt wurde ein neues Verfahren entwickelt: Spezielle Eisenoxid-Nanopartikel werden in das Grundwasser leitende Gestein injiziert; dort bilden sie eine Barriere, die die gefährlichen Stoffe zurückhält. Die Methode konnte auf drei kontaminierten Geländen in Portugal, Spanien und Deutschland erfolgreich angewendet werden. Zu diesem ReGround-Projekt* ist ein englischsprachiger Dokumentarfilm entstanden. Er wird am 29. Januar um 18 Uhr öffentlich an der UDE gezeigt.

Arsen, Chrom, Kupfer, Blei, Zink: Um solche hochgiftigen Schwermetalle aus dem Grundwasser zu lösen, wird bisher das Wasser an die Oberfläche gepumpt und dann behandelt. Solche Pump-and-Treat-Verfahren sind allerdings kostspielig und müssen extrem lange betrieben werden. Viel wirksamer und wirtschaftlicher ist die Methode, die am Biofilm Centre der UDE entstanden ist.

Wie sie funktioniert, erklärt Chemikerin Dr. Beate Krok: „Wir haben kolloide Eisenoxid-Nanopartikel hergestellt. Sie lassen sich wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften in die wasserführenden Gesteinsschichten injizieren. Dort überziehen die Partikel die Oberfläche des Sediments und bilden eine Adsorptionsbarriere: Wenn das kontaminierte Wasser hindurchfließt, werden die Schwermetalle dauerhaft zurückgehalten und können sich nicht weiter ausbreiten."

Der große Vorteil: Das Verfahren ist in wenigen Tagen einsetzbar, denn es braucht keine großen baulichen Maßnahmen, und funktioniert auch in schwierigen Geländen. Außerdem eignet es sich nicht nur für stillgelegte Industriestandorte, sondern auch für aktive. Das hat das UDE-Team mit weiteren Projektpartnern an zwei sehr belasteten Flächen in Portugal und Spanien sowie an einer weiteren im Kölner Raum gezeigt: Dort konnten die Schwermetalle im Grundwasser reduziert werden.

Darüber ist der 35-minütige Dokumentarfilm „The ReGround Project" entstanden. Er ist am 29. Januar um 18 Uhr am Campus Essen zu sehen (Hörsaal S05 T00 B59). Anschließend können die Zuschauer mit den drei UDE-Forschern Professor Rainer U. Meckenstock, Dr. Beate Krok, Dr. Sadjad Mohamadian sowie mit dem Filmemacher und weiteren Projektpartnern ins Gespräch kommen.

*ReGround (Colloidal Iron Oxide Nanoparticles for the REclamation of Toxic Metal Contaminated GROUNDwater Aquifers, Drinking Water Wells, and River Bank Filtrations) wurde von 2015 bis Ende 2018 aus EU-Mitteln gefördert. Zu den Partnern gehörten die Universitäten Jena, Leuven und Turin sowie vier europäische Technologieinstitute.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Beate Krok, Biofilm Centre, Tel. 0201/18-36613, beate.krok@uni-due.de

Weitere Informationen:
http://reground-project.eu/
https://www.uni-due.de/biofilm-centre/mikro_projekte_reground.php

Quelle: IDW 

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Blutdruck und Rauchen scheinen das Risiko für eine Hirnblutung erheblich zu beeinflussen

Dr. Eva Maria Wellnitz Wissenschaftskommunikation der Medizinischen Fakultät
Universitätsmedizin Mannheim

Metaanalyse deckt erstmals weltweite Abnahme des Auftretens von Aneurysma-bedingten Hirnblutungen parallel zur Abnahme von Bluthochdruck und Rauchen auf

Eine aneurysmatische Subarachnoidalblutung (SAB) ist eine spezielle Form des Schlaganfalls, bei der Blut in den mit Hirnflüssigkeit gefüllten Subarachnoidalraum gelangt, welcher Gehirn und Rückenmark schützend umgibt. Diese Form der Hirnblutung tritt häufig auf, wenn ein Aneurysma, eine sackförmige Erweiterung einer Arterie, an der Hirnbasis reißt. Subarachnoidalblutungen machen zwar nur etwa 5 Prozent aller Schlaganfälle aus, aber die Folgen sind höchst bedrohlich: Die Hälfte der Betroffenen ist jünger als 55 Jahre, ein Drittel stirbt innerhalb der ersten Tage bis Wochen nach dem Auftreten der Blutungen und etwa ein Drittel der Überlebenden bleibt dauerhaft auf Hilfe angewiesen.

Die umfassende Metaanalyse wurde von Wissenschaftlern der Neurochirurgischen Klinik an der Universitätsmedizin Mannheim (UMM) gemeinsam mit Wissenschaftlern der Neurologischen Klinik der Universität Utrecht, Niederlande, im Fachjournal JAMA Neurology publiziert. Das Ziel war, nicht nur Licht in die sowohl zeitlich als auch räumlich offenbar recht heterogene Verteilung der Inzidenz der SAB zu bringen, sondern auch potenzielle Determinanten nachzuweisen, die für einen Rückgang dieser Erkrankung verantwortlich sein könnten.

Ausgangspunkt des Projektes waren jüngst veröffentlichte, zum Teil widersprüchliche Daten verschiedener registerbasierter oder regionaler Studien, die einen Rückgang des Auftretens von Subarachnoidalblutungen dokumentieren. In die systematische Übersichtsarbeit flossen Metadaten aller weltweiten, bevölkerungsbasierten Schlaganfallstudien der letzten 60 Jahre ein. Zum einen erfasst die Studie dabei das Auftreten von aneurysmatischen Hirnblutungen regional und deren Häufigkeit im zeitlichen Verlauf. Darüber hinaus stellt die Metaanalyse erstmals die Entwicklung der Faktoren Blutdruck und Rauchen in Relation zur SAB-Inzidenz. Es zeigen sich dabei deutliche Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen dem Auftreten von aneurysmatischen Hirnblutungen und den Risikofaktoren Bluthochdruck und Rauchen.

Konkret zeigt die Analyse der Daten von 75 Studien mit insgesamt mehr als 8.000 Personen aus 32 Ländern, dass das Auftreten von Hirnblutungen in den vergangenen Jahrzehnten deutlich abgenommen hat: Zwischen 1980 und 2010 nahm die Inzidenz für eine aneurysmatische Subarachnoidalblutung weltweit insgesamt um etwa 40 Prozent ab. Hierbei wurden jedoch große regionale Unterschiede nachgewiesen: In Europa sank die Inzidenz um 41 Prozent, in Asien um 46 Prozent und in Nordamerika um 14 Prozent. Hingegen stieg die Inzidenz für SAB in Japan in den letzten drei Jahrzehnten um 59 Prozent. Das Auftreten einer SAB ist außerdem nach Alter und Geschlecht unterschiedlich verteilt.

Auffallend ist, dass die Entwicklung bzw. Abnahme der SAB-Inzidenz weltweit parallel zu der Abnahme des systolischen Blutdrucks und der Raucherprävalenz im selben Zeitraum verläuft. „Ein Gedankenspiel: Stünde die Abnahme der SAB-Inzidenz tatsächlich unmittelbar mit der Senkung des systolischen Blutdrucks in Verbindung, so hieße dies, dass die SAB-Inzidenz mit jedem Rückgang des Blutdrucks um 1 mmHg um 7,1 Prozent abnähme. Und bezogen auf die Raucherprävalenz bedeute dies, dass die SAB-Inzidenz um 2,4 Prozent pro Prozent Rückgang der Raucherprävalenz abnähme", erläutert Professor Dr. Nima Etminan, Leitender Oberarzt der Neurochirurgischen Klinik der UMM und Erstautor der wissenschaftlichen Publikation.

Selbstverständlich lässt die parallele Entwicklung von Blutdruckabfall und Raucherprävalenz mit der Inzidenz für Subarachnoidalblutungen einen kausalen Zusammenhang lediglich vermuten. Einen Beleg dafür können die vorhandenen Daten nicht liefern, dafür wären quantitative Daten für diese Risikofaktoren auf Bevölkerungsbasis oder auf der Ebene individueller Patienten notwendig. Nichtsdestotrotz unterstützt die in der Studie gefundene Assoziation die präventiven Ansätze, die Risikofaktoren Bluthochdruck und Rauchen zu kontrollieren, um die Gefahr von aneurysmatischen Hirnblutungen zu reduzieren.

Parallel hierzu gehen die Autoren aktuell auch der wissenschaftlichen Frage nach, ob sich eine Senkung des Blutdrucks bei Patienten mit zufällig entdeckten Aneurysmen, welche nicht primär behandelt sondern mittels Bildgebung kontrolliert werden, günstig auf die Entwicklung der Aneurysmen auswirkt. Dies geschieht im Rahmen der prospektiven Phase III Studie PROTECT-U (www.protect-u-trial.com/) an verschiedenen neurovaskulären Zentren in Deutschland, den Niederlanden und bald auch in Kanada.

Die vorliegende Arbeit bietet außerdem Ansatzpunkte für weitere Studien, deren Ergebnisse - wenn sie in entsprechende Strategien der Primärprävention münden - tatsächlich dazu beitragen könnten, das Risiko für aneurysmatische Hirnblutungen weiter zu reduzieren: Dies wäre die genauere Untersuchung der regionalen Unterschiede der Inzidenz von SAB und deren Verringerung, der regionalen Unterschiede bei alters- und geschlechtsspezifischen Inzidenzen sowie deren Beziehung zu genaueren, quantitativen Daten zum Rauchverhalten.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Nima Etminan
Stellvertretender Direktor
Neurochirurgische Klinik
Universitätsklinikum Mannheim
Medizinische Fakultät Mannheim,
Ruprecht-Karls Universität Heidelberg
Theodor-Kutzer-Ufer 1-3
68135 Mannheim
Telefon: +49 621 383-5968 oder -8173
Email: nima.etminan@umm.de

Originalpublikation:
Worldwide incidence of aneurysmal subarachnoid hemorrhage according to region, time period, blood pressure and smoking prevalence - a systematic review and meta-analysis
Nima Etminan, Han-Sol Chang, Katharina Hackenberg, Nicolien K. de Rooij, Mervyn D.I. Vergouwen, Gabriel J.E. Rinkel, Ale Algra
JAMA Neurology, published online January 19, 2019

Anhang
Pressemitteilung
https://idw-online.de/de/attachment70745

Quelle: IDW 

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Wenn für Fischlarven die Nacht zum Tag wird

Tanja Hoffmann M.A. Stabsstelle für Presse, Kommunikation und Marketing
Universität Siegen

Biologinnen der Universität Siegen haben herausgefunden, dass Zebrafischlarven Infrarotlicht wahrnehmen können. Das hat weitreichende Konsequenzen für wissenschaftliche Versuche mit diesen Larven.

Sie sind durchsichtig und so klein, dass man sie mit bloßem Auge kaum erkennen kann. Doch obwohl sie so unscheinbar daherkommen, sind Zebrafischlarven in Industrie und Wissenschaft für Forschungszwecke weltweit sehr beliebt. Sie eignen sich hervorragend als Biosensoren und werden in zahlreichen Versuchen eingesetzt, um beispielsweise die Auswirkungen von Chemikalien (auch in Form von Nanopartikeln), Kosmetika oder Medikamenten auf Gewässerorganismen zu untersuchen. Dabei wird beobachtet, ob sich das Bewegungsmuster der Larven ändert, wenn entsprechende Substanzen zugesetzt werden. Um bei den Versuchen Dunkelphasen zu simulieren, wird standardmäßig ein spezielles Infrarotlicht verwendet. Eine Infrarotkamera zeichnet die Bewegungen der Larven dabei weiter auf und liefert sichtbare Bilder. Biologinnen der Universität Siegen haben jetzt herausgefunden: Zebrafischlarven nehmen das Infrarotlicht - entgegen bisheriger Annahmen - durchaus wahr und reagieren darauf.

„Aus Sicht der Larven sind die Dunkel- oder Nachtphasen in den Versuchen gar nicht dunkel", erklärt Biologie-Professorin Dr. Klaudia Witte. Ein Ergebnis, das sie und Doktorandin Sarah Hartmann überrascht hat und in dem die beiden Wissenschaftlerinnen weitreichende Konsequenzen sehen: „Das Genom der Zebrafische ist vollständig bekannt. Ihre Larven werden daher auch für neurowissenschaftliche und biomedizinische Studien genutzt", sagt Sarah Hartmann. Bei den Tests kommen standardisierte Tracking-Systeme zum Einsatz, die mit Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 860 Nanometern arbeiten. Genau dieses Licht nehmen die Larven jedoch sehr wohl wahr, wie Witte und Hartmann mit ihrer Studie bewiesen haben. „Das Licht eignet sich daher nicht, um in Versuchen den natürlichen Wechsel zwischen Hell- und Dunkelphasen zu simulieren", stellt Klaudia Witte fest.

Streng genommen müssten nach diesem Ergebnis sämtliche bisherigen Tests mit Zebrafischlarven wiederholt werden. Denn ob während der Untersuchungen ein Tag-Nacht-Wechsel stattfindet oder gefühlt dauerhaft Tag ist, macht durchaus einen Unterschied, erklärt Witte: „Licht hat zahlreiche Auswirkungen auf Organismen. Dauerlicht kann die Aktivität künstlich erhöhen, aber auch senken. Die Zellen können sich zudem nicht regenerieren und es können verstärkt Stresshormone ausgeschüttet werden." Die Siegener Wissenschaftlerinnen wünschen sich, dass ihre Ergebnisse bei zukünftigen Untersuchungen mit Zebrafischlarven berücksichtigt werden. Das Problem lasse sich leicht lösen, indem man Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von mindestens 960 Nanometern verwende, sagt Witte: „Wir konnten nachweisen, dass die Larven dieses Licht tatsächlich nicht wahrnehmen und somit für sie Dunkelheit herrscht."

Für ihre Versuche haben Witte und Hartmann im Fischlabor der Universität Siegen einen lichtundurchlässigen schwarzen Metallschrank aufgebaut. Darin werden die Zebrafischlarven in Petrischalen verschiedenen Lichtquellen ausgesetzt: Blau-weißes Licht wird für die Tagphasen verwendet, Infrarotlicht mit verschiedenen Wellenlängen für die Nachtphasen. Eine in dem Schrank installierte Kamera filmt die Aktivitäten der Fischlarven in der Schale. Über einen angeschlossenen Bildschirm können die Aufzeichnungen verfolgt werden. Dieses Tracking-System haben Informatiker der Uni Siegen speziell für die Studie entwickelt. Prof. Dr. Klaus-Dieter Kuhnert und Jan Kunze vom Institut für Echtzeit Lernsysteme (EZLS) haben es konstruiert und die Software zur Bewegungserkennung geschrieben.

„Auf das blau-weiße Licht und auf das 860 nm-Infrarotlicht haben die Larven eindeutig reagiert. Wir konnten beobachten, dass sie sich in beiden Fällen von der Lichtquelle wegbewegt haben, es also wahrnehmen", erklärt Sarah Hartmann. Zebrafischlarven seien generell nicht dem Licht zugewandt und würden helles Licht daher meiden. Bei Versuchen mit 960 nm-Infrarotlicht konnten die Biologinnen diese so genannte „negative Phototaxis" hingegen nicht beobachten: „Die Larven meiden dieses Licht nicht, weil sie es offensichtlich nicht wahrnehmen. Darum ist es für die Simulation von Dunkelphasen in Versuchen besser geeignet." Warum Zebrafischlarven bestimmtes Licht wahrnehmen und anderes nicht, ist noch unklar.

Hintergrund:
Die Studie mit den Zebrafischlarven fand im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojektes FENOMENO statt, bei dem die Auswirkungen von Nanopartikeln auf die aquatische Umwelt untersucht wurden. Kürzlich haben Sarah Hartmann und Klaudia Witte ihre Ergebnisse in dem Forschungsmagazin „PLoS ONE" veröffentlicht.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Klaudia Witte
E-Mail.: Witte@biologie.uni-siegen.de
Tel.: 0271-740 3297

Originalpublikation:
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0207264

Anhang
In einem lichtundurchlässigen Metallschrank werden die Zebrafischlarven verschiedenen Lichtquellen ausgesetzt, eine Kamera filmt dabei ihre Aktivitäten.
https://idw-online.de/de/attachment70739

 

Quelle: IDW 

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Bakterien schwärmen aus

Johannes Scholten Stabsstelle Hochschulkommunikation
Philipps-Universität Marburg

Die schwarmartige Ausbreitung von Bakterien lässt sich beschreiben, wenn man die räumlichen Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Zellen und ihre Beweglichkeit kennt. Zu diesem Resultat gelangen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Marburg, Berlin und Cambridge in den USA, indem sie mikroskopische Untersuchungen mit genetischen Verfahren, maschinellem Lernen und mathematischer Modellierung kombinieren. Die Arbeitsgruppe berichtet über ihre Ergebnisse in der Online-Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift PNAS.

Die gemeinschaftliche Bewegung von Zellen, das so genannte Schwärmen, ermöglicht Bakterien, sich auszubreiten sowie Nährstoffvorkommen zu erkunden. „Dieses Verhalten hat tiefgreifende Auswirkungen auf Krankheitsübertragung, Genfluss und Evolution", sagt Professor Dr. Knut Drescher von der Philipps-Universität und vom Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie, der federführende Autor der Studie.

Zwar kennt man bereits wichtige physiologische und biophysikalische Faktoren, die bestimmte Aspekte des Schwarmverhaltens steuern; „der kausale Zusammenhang zwischen den mikroskopischen Prozessen auf Ebene der Einzelzellen einerseits und der Schwarmdynamik auf der Makroebene andererseits wurde bislang jedoch noch nicht hergestellt", legt der Biophysiker dar.

Drescher sowie seine Kolleginnen und Kollegen schließen diese Lücke, indem sie Hochleistungsmikroskopie mit maschinellem Lernen und Computermodellierung kombinieren. „Wir zeigen mit diesem integrierten Ansatz, dass physikalische Zell-Zell-Interaktionen ausreichen, um die Dynamik des Bakterienschwärmens in allen Phasen zu beschreiben", führt Dreschers Doktorandin Hannah Jeckel aus, die als Erstautorin der Veröffentlichung firmiert.

Sie nutzte ausgeklügelte mikroskopische Verfahren, um während der Entwicklung des Schwarms kurze Filme aufzunehmen. Die so gewonnen Daten wurden mittels maschinellem Lernen ausgewertet. Sie bildeten außerdem den Ausgangspunkt, um die Entwicklung der Bakteriengemeinschaften im Computer nachzubilden: So fanden die Autorinnen und Autoren heraus, dass Stöße zwischen den Bakterien diese dazu veranlassen, sich in dieselbe Richtung zu bewegen. Eine hohe Dichte mobiler Zellen verstärkt diesen Effekt, immobile Zellen behindern ihn.

Professor Dr. Knut Drescher lehrt Biophysik am Fachbereich Physik der Philipps-Universität Marburg. Er leitet außerdem eine Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie und gehört dem Marburger „LOEWE-Zentrum für Synthetische Mikrobiologie" an. Im Jahr 2016 erhielt er einen „Starting Grant" des Europäischen Forschungsrates ERC. Außerdem förderten unter anderem das "Human Frontier Science Program", die Deutsche Forschungsgemeinschaft sowie das Massachusetts Institute of Technology die zugrunde liegenden Forschungsarbeiten finanziell.

Originalveröffentlichung: Hannah Jeckel & al.: Learning the space-time phase diagram of bacterial swarm expansion, PNAS 2019, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1811722116

Video zur Publikation: http://www.youtube.com/watch?v=p5v9rglCaE8

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Knut Drescher,
Fachgebiet Biophysik, Philipps-Universität Marburg
und Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie
Tel.: 06421 28-21473
E-Mail: dresche5@physik.uni-marburg.de

Quelle: IDW 

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Mit Blutgefäßen aus Stammzellen gegen Volkskrankheit Diabetes

Mag. Evelyn Devuyst IMBA Communications
IMBA - Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften GmbH

Wissenschaftlern des IMBA - Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften - gelang es erstmals, menschliche Blutgefäße aus Stammzellen zu entwickeln. Diese bahnbrechende Technologie ermöglicht es nun, sämtliche Gefäßerkrankungen direkt am menschlichen Gewebe zu erforschen und birgt einen völlig neuen Ansatz für die Therapie von Diabetes, wie das Fach-journal Nature aktuell berichtet.

Jedes einzelne Organ des menschlichen Körpers ist von einem dichten Netz aus Blutgefäßen durchzo-gen. Die feinsten dieser Blutgefäße, Kapillaren genannt, haben einen Durchmesser von nur wenigen Mikrometern und versorgen jede einzelne Zelle de Körpers mit lebenswichtigem Sauerstoff und Nähr-stoffen. Krankhafte Veränderungen der Blutgefäße, wie etwa bei Diabetes, nehmen weltweit stark zu. Mittlerweile hat sich die Anzahl an DiabetikerInnen auf weltweit 420 Millionen Betroffene verdoppelt. Die schwerwiegenden Folgeerkrankungen von Diabetes wie Nierenversagen, Erblindung, Herzinfarkt, Schlaganfall, nicht-heilende Wunden, oder Amputationen entstehen durch Schädigungen der Blutgefä-ße, was laut WHO mittlerweile 825 Milliarden Dollar Gesundheitskosten pro Jahr verursacht.

Neue Therapien für Diabetes werden daher dringend benötigt. Doch bisher war es ForscherInnen nur bedingt möglich, jenen molekularen Ursachen genauer nachzugehen, die zur Entstehung der Ge-fäßkrankheit beim Diabetiker führen. Vor allem, da sich Erkenntnisse über diabetische Blutgefäßverän-derungen aus Tierversuchen nicht immer auf den Menschen übertragen lassen. Die Stammzellforschung hat sich in den letzten Jahren zu einer wichtigen Triebfeder für die Grundlagenforschung entwickelt: Kleine organähnliche Strukturen, die man aus Stammzellen im Labor züchten kann, spiegeln Prozesse der Organentwicklung und der Krankheitsentstehung beim Menschen wider.

Nächster Meilenstein der IMBA Stammzellinitiative: Blutgefäß-Organoide aus dem Labor
Erstmals schafften es nun ForscherInnen am IMBA, ein solches Organoid-System für Blutgefäße zu ent-wickeln. Diese sogenannten vaskulären Organoide werden im Labor aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) kultiviert und ahmen die Struktur und Funktion menschlicher Kapillaren nach. Dank des neuen Modellsystems können die ForscherInnen nun die Krankheitsentstehung in menschlichen Blutgefäßen, wie etwa bei Diabetes, erstmals im Labor „nachspielen". „Das Spannende an unserer Ar-beit ist, dass es uns gelungen ist, echte menschliche Blutgefäße aus Stammzellen herzustellen. Unsere Organoide sind den menschlichen Kapillaren unglaublich ähnlich und erlauben uns erstmals, Blutge-fäßerkrankungen direkt am menschlichen Gewebe zu untersuchen ", sagt Reiner Wimmer, Postdoc am IMBA und Erstautor der aktuellen Publikation in Nature.
Jene Prozesse, die zu den schweren Folgen von Diabetes führen, finden oft in den kleinsten Zweigen des Gefäßsystems statt, den Kapillaren. Die Kapillaren werden von Endothelzellen ausgekleidet, die das Gefäßlumen formen, und von Pericyten unterstützt. Die äußere Wand der Kapillare wird dabei von der sogenannten Basalmembran ummantelt, die das Blutgefäß stützt. In diabetischen Patienten ist diese Basalmembran massiv vergrößert, was die Sauerstoff und Nährstoffzufuhr im Gewebe stark einschränkt und schließlich zum Absterben des Blutgefäßes führen kann.

Um diesen Prozess erstmals in der Petrischale nachzuspielen, simulierten die ForscherInnen „diabetische Verhältnisse" , indem sie dem Nährmedium eine Kombination aus hohem Zuckeranteil und Entzün-dungsstoffen hinzufügten. Dank einer Kollaboration mit Dontscho Kerjaschki, Pathologe an der Meduni Wien, konnten die ForscherInnen die Schäden an den diabetischen Blutgefäß- Organoiden mit Biopsien von Blutgefäßen diabetischer PatientInnen vergleichen. „Überraschenderweise konnten wir die bei Dia-betes typische Verdickung der Basalmembran in den zuckerkranken Organoiden beobachten. Diese äh-nelt den Gefäßschäden, die wir bei Diabetikern beobachten können", erklärt Reiner Wimmer.

In einem nächsten Schritt testeten die WissenschaftlerInnen verschiedene chemische Verbindungen an den im Labor gezüchteten „zuckerkranken" Blutgefäßen, um die typische Ausprägung der Krankheit zu verhindern. Sie überprüften aktuelle Medikamente sowie kleine Moleküle, die verschiedene Signalwege blockieren. Kein einziges der getesteten zugelassenen Medikamente gegen Diabetes hatte einen Effekt. Jedoch zeigten sich 2 Proteine eines Signalweges als besonders vielversprechend: Notch3 und Dll4 regu-lieren die Verdickung der Basalmembran maßgeblich. Auch in den Blutgefäßen von Diabetes-PatientInnen fanden die ForscherInnen eine erhöhte Aktivität von Notch3, genauso wie in den Organoi-den. Blockiert man nun jenen Signalweg durch ein kleines Molekül, so wäre dies ein völlig neuer Ansatz für die Behandlung von Diabetes.
„Jedes einzelne Organ in unserem Körper ist mit dem Kreislaufsystem verbunden. Gleichzeitig spielen Blutgefäße aber auch beim Fortschreiten von Krebs oder Alzheimer's eine maßgebliche Rolle," sagt Jo-sef Penninger, Gründungsdirektor des IMBA, der seit Dezember das Life Science Institut der Universität British Columbia leitet und der Letztautor der aktuellen Studie ist. „Mit der Entwicklung der Blutgefäß-Organoide aus Stammzellen haben wir ein wichtiges Modelsystem für die Biomedizin geschaffen. Dies ermöglicht es uns nun, Ursachen eines breiten Spektrums von Gefäßkrankheiten wie Diabetes, Wund-heilung, Schlaganfällen, Seltenen Erkrankungen, bis hin zu Krebs, gezielt zu erforschen und hoffentlich neue Behandlungen zu entwickeln."

Originalpublikation:
Reiner A. Wimmer, et.al., Human blood vessel organoids as a model of diabetic vasculopathy, Nature (2019), doi.org/10.1038/s41586-018-0858-8

Über das IMBA
Das IMBA - Institut für Molekulare Biotechnologie ist das größte Institut der Österreichischen Akade-mie der Wissenschaften (ÖAW) mit dem Fokus auf zukunftsweisende Grundlagenforschung. 12 For-schungsgruppen stellen sich den molekularen Rätseln und unerforschten Gebieten der Molekularbiolo-gie und Medizin. Erkenntnisse aus den Bereichen Zell- und RNA- Biologie, molekularer Medizin und Stammzellbiologie bilden den Nährboden für eine Medizin der Zukunft.

Über das Vienna BioCenter
Das Vienna BioCenter (VBC) ist einer der führenden Life Science-Standorte Europas. Herausragende Forschungseinrichtungen, Bildungseinrichtungen und Unternehmen sind hier auf einem Campus vereint. Rund 1700 Angestellte, 1300 Studierende, 90 Forschungsgruppen, 18 Biotech-Unternehmen und Wis-senschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 70 Ländern schaffen ein internationales und dynamisches Umfeld.

Medizinische Universität Wien - Kurzprofil
Die Medizinische Universität Wien (kurz: MedUni Wien) ist eine der traditionsreichsten medizinischen Ausbildungs- und Forschungsstätten Europas. Mit rund 8.000 Studierenden ist sie heute die größte me-dizinische Ausbildungsstätte im deutschsprachigen Raum. Mit 5.500 MitarbeiterInnen,
26 Universitätskliniken und drei klinischen Instituten, 12 medizintheoretischen Zentren und zahlreichen hochspezialisierten Laboratorien zählt sie auch zu den bedeutendsten Spitzenforschungsinstitutionen Europas im biomedizinischen Bereich.

Weitere Informationen:
http://Video Abstract : https://youtu.be/MEKdEDcA2ok
https://www.imba.oeaw.ac.at/research-highlights/

Anhang

Blutgefäße Organoide in einer 96 well plate
https://idw-online.de/de/attachment70693

Quelle: IDW 

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Gesundheitsgefühl: Männer fallen hinter Frauen zurück

Silvia Leek Öffentlichkeitsarbeit und Pressestelle
Max-Planck-Institut für demografische Forschung

Nach der Wiedervereinigung fühlten sich Männer in Ost wie West gesünder als Frauen. Doch das starke Geschlecht schwächelt. Inzwischen halten sich Männer für kränker als Frauen - vor allem im Osten.

Rostock. Das männliche Hochgefühl ist dahin. Das gilt zumindest, wenn es um die Selbsteinschätzung der Gesundheit geht.

Direkt nach der deutschen Wiedervereinigung im Jahr 1990 sahen Männer sowohl in den alten als auch in den neuen Bundesländern ihre Gesundheit deutlich positiver als Frauen.

Innerhalb der nächsten knapp 25 Jahre wurden die gefühlten Gesundheitsunterschiede zwischen Frauen und Männern überall immer kleiner. Im Jahr 2013 lag die selbsteingeschätzte Gesundheit der Männer schließlich sogar unter der der Frauen. Im Osten ist der Vorsprung der Frauen dabei ausgeprägter als im Westen. Damit haben sich die Geschlechterverhältnisse seit dem Ende der DDR umgekehrt.

Dies ist das Ergebnis einer Studie, die die Sozialwissenschaftlerin Mine Kühn vom Max-Planck-Institut für demografische Forschung (MPIDR) in Rostock jetzt im Wissenschaftsjournal „Social Science and Medicine - Population Health" veröffentlicht hat.

Die Zufriedenheit mit der Gesundheit sei dabei nicht nur ein gutes Maß für die tatsächliche Gesundheit, erklärt Mine Kühn: „Das selbst wahrgenommene Befinden der Menschen sagt gleichzeitig viel über ihr Lebensgefühl aus."

Für ihre Studie nutzte sie Daten der repräsentativen Befragung „Sozio-oekonomisches Panel" (SOEP), für die etwa 20.000 Menschen in Deutschland regelmäßig beantworten, wie zufrieden sie mit ihrem Gesundheitszustand auf einer Skala von Null („sehr unzufrieden") bis 10 („sehr zufrieden") sind.

Kühn analysierte Daten für Menschen im Alter von 20 bis 59, die während der gesamten
Untersuchungszeit von 1990 bis 2013 in ihrem Landesteil (Ost bzw. West) wohnten. Sie
unterschied dabei nach dem Landesteil und dem Geschlecht und rechnete Einflüsse wie
Einkommen und Bildung heraus.

Das Ergebnis: Der Trend zeigt, dass insbesondere Männer aus Ostdeutschland über die Zeit angaben, sich gesundheitlich schlechter zu fühlen.

Wirtschaftliche Unsicherheit schlägt auf die Gesundheit
Was scherzhaft als Ausbreitung der „Männergrippe" wahrgenommen werden könnte, hat für Mine Kühn einen ernsten Hintergrund: „Es ist gut möglich, dass die politischen und sozialen Veränderungen seit der Wende gerade für Männer im Osten so viel Stress bedeutet haben, dass ihre Gesundheit - oder zumindest ihr Gesundheitsgefühl - nachhaltig gelitten hat."

So sei bekannt, dass etwa Arbeitslosigkeit und anhaltende wirtschaftliche Unsicherheit vermehrt zu ungesundem Verhalten wie etwa Alkoholkonsum oder Rauchen führe.

Dass Männer stärker betroffen seien als Frauen, könne daran liegen, dass Frauen generell über bessere Fähigkeiten verfügten, mit psychosozialem Stress umzugehen, und in schwierigen Zeiten insbesondere mehr von ihrem sozialen Netzwerk profitieren.

Ostdeutsche Männer bleiben zurück
Während die ostdeutschen Männer inzwischen die schlechtesten gefühlten Gesundheitswerte haben, waren es direkt nach der Wende noch die ostdeutschen Frauen. Sie könnten darunter gelitten haben, dass direkt nach der Wende vor allem solche Arbeitsplätze wegfielen, die typischerweise Frauen besetzten, glaubt MPIDR-Forscherin Mine Kühn.

Über die Jahre scheinen sich die Frauen von solchen Belastungen aber erholt zu haben, und die ostdeutschen Männer wurden zur „Problemgruppe". Das passe zur Veränderung der Lebensstile,die in anderen Studien untersucht worden seien, sagt Mine Kühn: „Ostdeutsche Frauen erreichen mittlerweile ähnlich gute Werte hinsichtlich sportlicher Aktivität oder Alkoholkonsum wie
westdeutsche Frauen."

Die Männer im Osten hätten beim gesunden Lebensstil hingegen nicht zu denen im Westen aufgeschlossen. Die ostdeutschen Männer leben wie schon vor der Wiedervereinigung so ungesund wie keine der anderen Bevölkerungsgruppen.

Über das MPIDR
Am Max-Planck-Institut für demografische Forschung (MPIDR) in Rostock untersuchen
Wissenschaftler*innen aus aller Welt politikrelevante Themen des demografischen Wandels wie Alterung und Geburtenverhalten sowie digitale Demografie und andere Aspekte der demografischen Grundlagenforschung. Das MPIDR ist eine der größten demografischen Forschungseinrichtungen in Europa und zählt zu den internationalen Spitzeninstituten in dieser Disziplin. Es gehört zur Max-Planck-Gesellschaft, einer der weltweit renommiertesten Forschungsgemeinschaften.
www.demogr.mpg.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Mine Kühn - MPIDR-Autorin des Artikels (spricht Deutsch und Englisch)
TELEFON +49 381 2081 - 259
E-MAIL kuehn@demogr.mpg.de

Silvia Leek - MPIDR Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
TELEFON +49 381 2081 - 143
E-MAIL presse@demogr.mpg.de

Originalpublikation:
Originalveröffentlichung: Mine Kühn, Christian Dudel, Tobias Vogt, Anna Oksuzyan: Trends in gender differences in health at working ages among West and East Germans, Social Science and Medicine - Population Health, DOI 10.1016/j.ssmph.2018.100326

Weitere Informationen:
http://www.demogr.mpg.de/go/ost-west-gesundheit

Quelle: IDW 

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Antibiotika in Gülle: Biogasanlage keine Barriere

Jessica Bode Pressestelle
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Wirkstoffe trotz veränderter Gärprozesse stabil - Gefahr von resistenten Keimen verringern
Gießen. Viele in der Tiermedizin verwendete Antibiotika, die über Urin und Kot in die Gülle gelangen, lassen sich in Biogasanlagen nicht beseitigen. Das ist das Ergebnis eines Projektes der Justus-Liebig-Universität Gießen, das die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fachlich und finanziell mit rund 343.800 Euro gefördert hat. In Deutschland werden in der Tierhaltung tonnenweise Antibiotika eingesetzt. Ein Großteil davon gelangt über das Düngen landwirtschaftlicher Flächen mit Gülle ungefiltert in die Böden. Dort können sich Bakterien entwickeln, auf die die Arzneien keine Wirkung mehr haben - sogenannte resistente Keime. Da Gülle auch in Biogasanlagen verwendet wird, wurde geprüft, ob Antibiotika dort beseitigt werden können, um den Eintrag in die Umwelt zu verringern. Dieser Weg sei nach Darstellung der Projektbeteiligten für wichtige Verbindungen nicht möglich. DBU-Generalsekretär Alexander Bonde: „Antibiotika müssen schon bei der Vergabe im Stall verringert werden, um Mensch, Tier und Umwelt zu schützen."

Entwicklung von Antibiotika-resistenten Bakterien weltweites Problem
2017 wurden nach Angaben des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit in Deutschland 733 Tonnen Antibiotika an Tierärzte abgegeben, der Großteil davon werde in Nutztierställen eingesetzt. Da nicht alles von den Tieren aufgenommen wird, gelangen Rückstände der Antibiotika und ihrer Stoffwechselprodukte in die Gülle. Diese wird entweder direkt oder nach der Vergärung in Biogasanlagen auf den Äckern verteilt. „Weltweit finden sich Antibiotika in Gülleproben und in Gärresten von Biogasanlagen wieder", stellt Projektleiterin Dr. Astrid Spielmeyer vom Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmittelbiotechnologie an der Universität Gießen das globale Problem dar. In Deutschland seien Biogasanlagen vor allem in Gebieten mit intensiver Landwirtschaft weit verbreitet. Gleichzeitig seien dies die Regionen mit hohen Antibiotikaabgaben an die Tierärzte. „Es gibt verschiedene Studien, die einen Rückgang der Arzneimittel-Konzentration durch das Vergären von Gülle in den Biogasanlagen beschreiben", erläutert Spielmeyer. Jedoch seien die genauen Vorgänge bisher nicht eindeutig bekannt gewesen. Ziel des Projektes war es deswegen zu prüfen, ob der Prozess in Biogasanlagen einen Beitrag zum Verringern des Antibiotikaeintrages in die Umwelt leisten könne.

Breitbandantibiotika wie Tetrazyklin wirken bei einer Vielzahl von Bakterien
Spielmeyer: „Rund ein Drittel der in der Tiermedizin abgegebenen Antibiotika gehören zu den antibakteriell wirkenden Sulfonamiden und Tetrazyklinen, die wir untersucht haben." Der Wirkstoff Tetrazyklin wird bei Menschen und Tieren als Breitbandantibiotikum verwendet. Das heißt, er wirkt gegen eine Vielzahl von Bakterien und kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn der Krankheitserreger nicht genau bestimmt werden kann. Für die beiden genannten Antibiotika-Gruppen sind bereits resistente Keime nachgewiesen worden. Der Rückgang von Antibiotika in Güllebehandlungsverfahren, wie das Lagern oder das Kompostieren, war in mehreren Studien bereits beschrieben worden - allerdings mit ganz verschiedenen Ergebnissen.

Stabilisierung durch Bindung - Erneutes Freisetzen durch Auswaschen
Im Projekt stellte sich in Zusammenarbeit mit dem Landesbetrieb Hessisches Landeslabor (Bad Hersfeld) heraus, dass unterschiedliche Temperaturen, Säure- und Salzgehalte kaum Einfluss auf die Wirkstoffe hatten. Bei Zusatz von einem Feststoff wie Maissilage, der auch in Biogasanlagen erfolgt, sei es allerdings zu einem Rückgang der Antibiotika-Konzentration gekommen. „Ein derartiger Rückgang, wie er auch in vorherigen Studien festgestellt wurde, heißt nicht unbedingt, dass die chemischen Strukturen zerstört und unwirksam werden", erklärt Spielmeyer die Zusammenhänge. Wenn sich zum Beispiel Bestandteile der Gülle mit den Wirkstoffen verbinden, könnten die einzelnen Antibiotika zwar nicht mehr nachgewiesen werden, befinden sich aber noch - stabilisiert durch die Bindung - in der Gülle oder den Gärresten. Spielmeyer: „Wenn Wirkstoffe gebunden werden, können sie sich später auch wieder lösen, sodass es zu einem erneuten Freisetzen der Antibiotika in der Gülle oder auch im Boden kommen kann." Das hätten die nun veröffentlichten Projektergebnisse gezeigt. Zwar werde oftmals nur ein geringer Teil wieder freigesetzt, dies könne jedoch stetig über einen langen Zeitraum erfolgen.

Weitere Informationen:
https://www.dbu.de/projekt_31812/01_db_2848.html
https://www.dbu.de/doiLanding1328.html
https://www.dbu.de/123artikel38094_2362.html

Quelle: IDW 

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Interview mit Dr. Natalia Ivleva über ihre Forschung zur Analytik von Mikroplastik

Dr. Ulrich Marsch Corporate Communications Center
Technische Universität München

Seit den ersten Berichten über die Verschmutzung der Meere und Küsten mit Mikroplastik intensivierte sich auch die weltweite Forschung dazu. Inzwischen ist klar, dass Mikroplastik auch in Flüssen und Seen sowie in Getränken und Lebensmitteln allgegenwärtig ist. An der Technischen Universität München (TUM) entwickelt Dr. Natalia P. Ivleva analytische Verfahren zur Identifizierung und Quantifizierung von Mikroplastik. Im Interview erläutert sie den aktuellen Forschungsstand.

Mikroplastik - Was ist das eigentlich genau?
Nach gegenwärtiger Definition sind das Kunststoffpartikel kleiner als 5 Millimeter. Die untere Grenze liegt bei einem Mikrometer, also einem Tausendstel Millimeter. Partikel in der Größe von einem Mikrometer bis zu 100 Nanometern werden als Sub-Mikroplastik bezeichnet, Partikel kleiner als 100 Nanometer als Nanoplastik. Studien zeigen, dass die meisten Plastikpartikel im unteren Mikrometerbereich zu finden sind.

Die Partikel können in der Umwelt durch die Fragmentierung größerer Plastikteile entstehen, sie bilden sich im Straßenverkehr durch Reifenabrieb und in Form feinster Fasern beim Waschen von Kleidung mit Kunstfaseranteil. Außerdem wird Mikroplastik in Körperpflegeprodukten eingesetzt, beispielsweise in Zahnpasta.

Warum müssen wir uns Sorgen machen um Mikroplastik?
Eigentlich ist noch gar nicht klar, wie gefährlich Mikroplastik wirklich ist. Sicher ist, dass solche Partikel von Lebewesen aufgenommen werden, natürlich auch von Menschen. Das allein ist aber nicht hinreichend, um toxische Effekte zu erwarten. Es wird allerdings auch diskutiert, dass kleinere Partikel in bestimmte Gewebe von aquatischen Organismen gelangen können.

Weltweit werden pro Jahr inzwischen rund 400 Millionen Tonnen Kunststoff produziert. Ein erheblicher Teil davon landet in der Umwelt und braucht dort unter Umständen mehrere Hundert Jahre bis er abgebaut ist.

In den nächsten Jahrzehnten müssen wir daher mit einer massiven Zunahme von Mikroplastik in der Umwelt rechnen. Gleichzeitig wissen wir, dass auch inerte und an sich ungefährliche Stoffe ab einem Schwellenwert zu unvorhersehbaren Effekten führen können.

Warum weiß man so wenig über die Folgen?
Bei den ersten Messungen hat man teilweise einfach optisch sortiert. Leider ist diese Methodik sehr fehleranfällig. Ein Sandkorn und ein Plastikpartikel von weniger als einem Millimeter Durchmesser sehen sehr ähnlich aus.

Im Rahmen eines durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „MiWa" haben wir zum Beispiel in einer Probe aus der Elbe 3000 Partikel chemisch analysiert. Nur etwa eines von Tausend Partikeln war tatsächlich Kunststoff. Neben Kalk und anderen Mineralien gibt es ja auch noch organische Stoffe. Deswegen ist die Entwicklung zuverlässiger und standardisierter Methoden extrem wichtig. Sonst sind die Messwerte nicht vergleichbar.

Und: Wir reden hier über sehr geringe Konzentrationen, das heißt auch über sehr geringe Effekte. Bei einigen Versuchen mit hohen Konzentrationen von Mikroplastik hat man negative Effekte beobachtet, andere haben keine Effekte gesehen.

Hier steht die Forschung noch ziemlich am Anfang. Was nicht heißt, dass wir noch warten sollten. Angesichts der langsamen Abbauraten müssen wir uns dringend überlegen, wie wir den Eintrag von Kunststoffen in die Umwelt reduzieren können.

Mit welchen Methoden kommt man dem Mikroplastik auf die Spur?
Je nach Fragestellung wird die Analytik von Mikroplastik zurzeit mit verschiedenen Methoden durchgeführt: Thermoanalytische Methoden, gekoppelt mit Gaschromatographie und Massenspektrometrie liefern Werte für die Masse unterschiedlicher Plastiksorten und deren Additive in einer Probe - geben jedoch keine Aussagen über die Partikelgröße.

Spektroskopische Methoden liefern Informationen über die chemische Identität sowie Größe und Form von Mikroplastikpartikeln. Die Infrarot-Mikrospektroskopie ist in der Lage, Partikel bis ungefähr 20 Mikrometer automatisch zu analysieren.

Bei uns am Institut wenden wir vor allem Raman-mikroskopische Analysen an. Das ist eine zerstörungsfreie spektroskopische Methode, die Fingerabdruck-Spektren liefert und eine verlässliche Identifizierung der Partikel ermöglicht. Damit können wir sehr gut zwischen synthetischen Polymeren und natürlichen Substanzen wie Zellulose oder Quarz unterscheiden.

Außerdem können wir die Plastiksorte feststellen. Eine Kopplung des Raman-Spektrometers mit einem optischen Mikroskop erlaubt es uns, Partikel bis hinunter zu weniger als einem Mikrometer zu analysieren. Somit können wir eine Aussage über die Anzahl, die Größenverteilung und die Polymersorten von Mikroplastikpartikeln in der Probe treffen.

Wir konnten bereits zeigen, dass sich Mikroplastikpartikel im Darm von Wasserflöhen anreichern können. Außerdem haben wir in einem vom Bayerischen Umweltministerium geförderten Projekt festgestellt, dass Muscheln die besonders kleinen Mikroplastikpartikel aufnehmen und im Körper anreichern.

Wie geht es weiter?
Für eine repräsentative und statistisch belastbare Aussage zur Mikroplastik-Verunreinigung müssen sehr viele Partikel pro Probe untersucht werden. Deswegen arbeiten wir in einem von der Bayerischen Forschungsstiftung (BFS) geförderten Projekt „MiPAq" an der Automatisierung der Raman-basierten Analyse.

Da Plastikpartikel mit abnehmender Größe ein höheres ökotoxikologisches Potenzial besitzen, sind die Methoden zur Analyse solch kleiner Partikel von besonderem Interesse. Daher entwickelt unser Institut in dem vom BMBF geförderten Vorhaben „SubµTrack" zusammen mit vier weiteren Lehrstühlen der TUM die Analyse sehr kleiner Partikel weiter.

Liegen erst einmal genügend vergleichbare Ergebnisse für die Belastung von Umwelt- und Lebensmittel-Proben mit Mikro- und Nanoplastik vor, kann man mögliche negative Effekte für die Umwelt und uns Menschen untersuchen. Dafür sind ökotoxikologische Studien mit Mikroplastik unter Berücksichtigung von relevanten Plastiksorten, Größen, Formen und vor allem Konzentrationen notwendig.

Würden Sie nun die Herstellung von Plastik verbieten?
Nein, ich würde in keinem Fall auf Kunststoff komplett verzichten, weil es ein vielseitig einsetzbares Material ist und viele Vorteile bringt. Aber man muss Kunststoff richtig nutzen. Vor allem müssen wir den Eintrag von Kunststoff in die Umwelt verringern. Und hier ist nicht nur die Industrie gefragt, sondern jeder kann selbst etwas dafür tun.

Publikationen:
Christian Schwaferts, Reinhard Niessner, Martin Elsner, Natalia P. Ivleva, Methods for the analysis of submicrometer- and nanoplastic particles in the environment, Trends in Analytical Chemistry 2019 - DOI:10.1016/j.trac.2018.12.014
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0165993618304631

Philipp M. Anger, Elisabeth von der Esch, Thomas Baumann, Martin Elsner, Reinhard Niessner, Natalia P. Ivleva, Raman microspectroscopy as a tool for microplastic particle analysis. Trends in Analytical Chemistry 2018, 109 214-226 - DOI: 10.1016/j.trac.2018.10.010
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0165993618304643

Janina Domogalla-Urbansky, Philipp M. Anger, Hermann Ferling, Florian Rager, Alexandra C. Wiesheu, Reinhard Niessner, Natalia P. Ivleva, Julia Schwaiger, Raman microspectroscopic identification of microplastic particles in freshwater bivalves (Unio pictorum) exposed to sewage treatment plant effluents under different exposure scenarios. Environmental Science and Pollution Research 2018 - DOI: 10.1007/s11356-018-3609-3
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30456620

Natalia P. Ivleva, Alexandra C. Wiesheu und Reinhard Niessner, Mikroplastik in aquatischen Ökosystemen. Angewandte Chemie 2016,128, 2-23 - DOI: 10.1002/ange.201606957
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201606957

Weitere Informationen:
Dr. Natalia P. Ivleva ist Gruppenleiterin am Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie (IWC), Lehrstuhl für Analytische Chemie und Wasserchemie (Prof. Dr. Martin Elsner) der Technischen Universität München (TUM).

Gefördert wurden die im Interview genannten Arbeiten vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (Projekt „Mikroplastik im Wasserkreislauf", MiWa, Bearbeiter: MSc Philipp M. Anger und Projekt „Tracking von (Sub)Mikroplastik unterschiedlicher Identität", SubµTrack, Bearbeiter: MSc Christian Schwaferts) sowie der Bayerischen Forschungsstiftung (Projekt „Mikropartikel in der aquatischen Umwelt und in Lebensmitteln", MiPAq, Bearbeiterin MSc Elisabeth von der Esch).

Kooperationspartner an der TU München sind die Professuren für Siedlungswasserwirtschaft (Prof. J. E. Drewes, PD Dr. T. Letzel, PD Dr. J. Graßmann), für Tierphysiologie und Immunologie (Prof. M. Pfaffl), für Aquatische Systembiologie (Prof. J. Geist), für Wissenschafts- und Technologiepolitik (Prof. R. Müller), für Lebensmittelverpackungstechnik (Prof. H. C. Langowski) und für Lebensmittelchemie und molekulare Sensorik (Prof. T. Hofmann, Dr.-Ing. Karl Glass) sowie das Institut für Grundwasserökologie (PD Dr. Griebler, PD Dr. Stumpp) am Helmholtz Zentrum München.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Natalia P. Ivleva
Institut für Wasserchemie & Chemische Balneologie (IWC)
Lehrstuhl für Analytische Chemie und Wasserchemie
Technischen Universität München
Marchioninistr. 17, 81377 München
Tel.: +49 89 2180 78252
natalia.ivleva@ch.tum.de
http://www.hydrochemistry.tum.de/groups/ramanmicro/

Weitere Informationen:
https://www.tum.de/nc/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/detail/article/35164/
Link zur Pressemitteilung

Quelle: IDW 

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Gestresste Mütter - übergewichtige Kinder

Stefanie Seltmann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Berliner Institut für Gesundheitsforschung / Berlin Institute of Health (BIH)

Jedes zehnte Kind ist übergewichtig, jedes zwanzigste sogar fettleibig. Wissenschaftler*innen des Berliner Instituts für Gesundheitsforschung / Berlin Institute of Health (BIH) haben gemeinsam mit Kolleg*innen von der Charité - Universitätsmedizin Berlin und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig nun einen bisher wenig untersuchten Zusammenhang aufgeklärt: In der Mutter-Kind-Studie LiNA, die am UFZ koordiniert wird, fanden sie heraus, dass der empfundene Stress der Mutter im ersten Lebensjahr des Kindes Übergewicht im Kleinkindalter begünstigt.

Mütterlicher Stress wirke sich vor allem auf die Gewichtsentwicklung von Mädchen aus und führe zu einer langfristigen Prägung, schreiben die Forscher*innen des BIH, der Charité, des UFZ sowie der Universität Bristol im Fachmagazin BMC Public Health.

Seit 2006 kooperieren UFZ-Forscher*innen mit Kolleg*innen aus dem Städtischen Klinikum St. Georg sowie dem Universitätsklinikum Leipzig in der LiNA-Studie: LiNa steht für „Lebensstil und Umweltfaktoren und deren Einfluß auf das Allergierisiko von Neugeborenen". In der aktuellen Studie werteten die Forscher*innen um Irina Lehmann und Saskia Trump, die beide seit Anfang 2018 am BIH forschen, Daten von 498 Mutter-Kind-Paaren aus. Aus den Angaben zu Größe und Gewicht ermittelten die Forscher*innen den Body Mass Index (BMI) der Kinder und normierten ihn auf Alter und Geschlecht. Den empfundenen Stress der Mütter während der Schwangerschaft und während der ersten beiden Lebensjahre der Kinder erhoben sie mithilfe validierter Fragebögen, der die Themen Sorgen und Ängste, Anspannung, allgemeine Zufriedenheit sowie den Umgang mit täglichen Anforderungen umfasste. Anschließend setzten sie beide Datensätze miteinander in Beziehung.

Gestresste Mütter haben häufiger übergewichtige Kinder als entspannte Mütter.
„Wir haben dabei deutlich gesehen, dass der empfundene Stress der Mutter während des ersten Lebensjahres des Kindes mit der Gewichtsentwicklung des Kindes in den ersten fünf Lebensjahren zusammenhängt", sagt Irina Lehmann, die gemeinsam mit Saskia Trump die Untersuchung konzipiert und geleitet hat. „Gestresste Mütter haben häufiger übergewichtige Kinder als entspannte Mütter." „Besonders auffällig ist der Einfluss von mütterlichem Stress auf Mädchen", ergänzt Saskia Trump. Studien hätten gezeigt, dass Jungen möglicherweise den Stress der Mütter besser kompensieren. Keinen Einfluss auf das Gewicht der Kinder hatte mütterlicher Stress während der Schwangerschaft oder während des zweiten Lebensjahrs der Kinder. „Das erste Lebensjahr scheint eine sensible Phase und für die Neigung zu Übergewicht prägend zu sein", sagt Kristin Junge vom UFZ, eine der beiden Erstautorinnen der Studie. „In dieser Zeit sollte dem Befinden der Mutter daher besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden", ergänzt sie.

Ursachen für mütterlichen Stress
„Um herauszufinden, warum die Mütter während der Schwangerschaft und in den ersten beiden Lebensjahren der Kinder gestresst waren, haben wir uns die Daten noch einmal intensiv angeschaut", berichtet Beate Leppert, ebenfalls Erstautorin der Studie, die mittlerweile an der Universität Bristol arbeitet. „Insbesondere haben wir die Lebensbedingungen der Mütter unter die Lupe genommen." Dabei entdeckten die Wissenschaftler*innen, dass die gestressten Mütter häufiger als nicht-getresste Mütter in einem einfachen Wohnumfeld lebten, häufiger Lärm und Straßenverkehr ausgesetzt waren und im Durchschnitt über ein niedrigeres Haushaltseinkommen verfügten.

Gestresste Mütter nicht allein lassen

„Wir wollen mit unserer Studie auf das Problem der gestressten Mütter aufmerksam machen", sagt Irina Lehmann. „Keineswegs sollte man sie mit ihrem Problem alleine lassen." Kinderärzt*innen könnten bei den Untersuchungen der Kinder im ersten Lebensjahr immer auch einen Blick auf die Mütter werfen und sie bei Anzeichen für Stress auf ihre Situation ansprechen. „Es gibt bereits viele gute Hilfsangebote für junge Mütter, viele wissen aber nichts davon. Wenn man hier ansetzt, könnte man den Müttern helfen und damit womöglich ihren Kindern späteres Übergewicht ersparen", so Saskia Trump. In zukünftigen Forschungsarbeiten will das Team untersuchen, welche weiteren Risikofaktoren die kindliche Gewichtsentwicklung prägen können und welche Mechanismen an der langanhaltenden Fehlsteuerung des Stoffwechsels beteiligt sind.

Über das Berliner Institut für Gesundheitsforschung/Berlin Institute of Health (BIH)
Das Berliner Institut für Gesundheitsforschung | Berlin Institute of Health (BIH) widmet sich der Übertragung von Ergebnissen aus der Grundlagenforschung in die Klinik, der so genannten Translation. Ziel ist eine personalisierte Präzisionsmedizin für Menschen mit progredienten Krankheiten, um ihre Lebensqualität zu erhalten oder wiederherzustellen. Dies soll gelingen dank präziser Diagnosen, besserer Vorhersagen und neuartiger Therapien. Die Gründungsinstitutionen Charité - Universitätsmedizin Berlin und Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) sind im BIH eigenständige Gliedkörperschaften.

Kontakt
Dr. Stefanie Seltmann
Leiterin Kommunikation & Marketing
s.seltmann@bihealth.de

Originalpublikation:
10.1186/s12889-018-6110-5

Weitere Informationen:
https://www.bihealth.org/de/aktuell/?L=0&tx_news_pi1%5Bnews%5D=1872&tx_n...

Quelle: IDW 

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Neue Studie: Entgelttransparenzgesetz: Nur eine Minderheit der Unternehmen ist aktiv geworden

Rainer Jung Abt. Öffentlichkeitsarbeit
Hans-Böckler-Stiftung

Das Entgelttransparenzgesetz soll die Benachteiligung von Frauen beseitigen. Doch es entfaltet bislang kaum Wirkung, nur eine Minderheit der Unternehmen ist bislang aktiv geworden. Das zeigt eine neue Studie des Wirtschafts- und Sozialwissenschaftlichen Instituts (WSI) der Hans-Böckler-Stiftung in Kooperation mit dem Institut für empirische Sozial- und Wirtschaftsforschung (INES Berlin).* Nötig sind strengere Auflagen und spürbare Sanktionen.

Frauen müssen im gleichen Betrieb für gleiche und gleichwertige Arbeit den gleichen Lohn erhalten wie Männer. Das soll das seit Mitte 2017 geltende Entgelttransparenzgesetz sicherstellen. Allerdings: Das Gesetz zeigt bisher „keine spürbaren Effekte", schreiben Dr. Helge Baumann, Dr. Christina Klenner und Dr. Tanja Schmidt in ihrer Untersuchung. Die Forscherinnen und Forscher haben analysiert, was sich aus der Sicht von Betriebsräten, die an der WSI-Betriebsrätebefragung 2018 teilgenommen haben, in den ersten Monaten nach der Einführung des Gesetzes getan hat. Die Ergebnisse seien repräsentativ für Betriebe mit Betriebsrat und mindestens 20 Beschäftigten.

Nach dem Entgelttransparenzgesetz ist jeder Arbeitgeber verpflichtet, Männern und Frauen für vergleichbare Arbeit gleich viel zu zahlen. In Betrieben mit mehr als 200 Beschäftigten - also für etwa ein Drittel aller Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer in Deutschland - gilt zusätzlich ein „individueller Auskunftsanspruch", der in einem zweiten Schritt Anfang 2018 in Kraft getreten ist. Danach können Beschäftigte verlangen, dass ihnen der Arbeitgeber das durchschnittliche Gehalt der Kollegen des jeweils anderen Geschlechts nennt, die eine ähnliche Arbeit leisten. Dadurch sollen bestehende Ungerechtigkeiten offengelegt und schließlich beseitigt werden. Für Unternehmen mit mehr als 500 Mitarbeitern gelten weitere Vorgaben: Sie sollen regelmäßig überprüfen, wie es um die Entgeltgleichheit im Unternehmen steht, und dazu einen Bericht erstellen.

Ein Großteil der Unternehmen hat zum Zeitpunkt der Befragung, sieben bis zehn Monate nach Inkrafttreten, noch keine Aktivitäten zur Umsetzung des Entgelttransparenzgesetzes unternommen. In nur zwölf Prozent der Betriebe ist die Geschäftsführung von sich aus aktiv geworden. „Offenbar fühlte sich nur ein kleiner Teil der Betriebe von der Aufforderung angesprochen, im Betrieb für Entgeltgleichheit zu sorgen", schreiben Baumann, Klenner und Schmidt. Am höchsten ist dieser Anteil in mittelgroßen Betrieben mit 201 bis 500 Beschäftigten: hier haben 19 Prozent der Betriebe etwas unternommen. Die großen Unternehmen ab 501 Beschäftigten kommen auf 18 Prozent (siehe auch Abbildung 1 in der Studie; Link unten). Unabhängig von der Betriebsgröße sind Unternehmen, in denen Betriebsräte nach eigenem Bekunden ein „sehr gutes Verhältnis zur Geschäftsleitung" haben, bei der Umsetzung des Gesetzes weiter.

Auch die Beschäftigten selbst zögern noch: In 13 Prozent der mittelgroßen Betriebe hat sich mindestens eine Person einen bis vier Monate nach Inkrafttreten des Auskunftsanspruchs an den Betriebsrat gewandt, um ihr Gehalt überprüfen zu lassen. Bei den großen Unternehmen sind es immerhin 23 Prozent, die von ihrem Auskunftsrecht Gebrauch gemacht haben (Abbildung 2). Die Wahrscheinlichkeit, dass Beschäftigte ihr Gehalt überprüfen lassen, steigt deutlich, wenn im Betrieb viele Hochqualifizierte arbeiten. Der Frauenanteil spielt dagegen keine Rolle.

In gut einem Drittel der Betriebe mit Betriebsrat wurden die Entgelte von Frauen und Männern in den letzten zwei Jahren vor der Befragung, teilweise bereits vor Inkrafttreten des Gesetzes, auf Ungleichheit überprüft. Insgesamt taten das aber nur rund 10 Prozent mit anerkannten externen oder statistischen Prüfverfahren, wie es das Gesetz fordert.

Betriebe mit einer jungen Belegschaft haben überdurchschnittlich oft Prüfungen vorgenommen. Außerdem haben Betriebe, die sich nach Einschätzung der Betriebsräte bemühen, „dass die Mitarbeiter gerne hier arbeiten", und die bestrebt sind, die „Arbeit menschengerecht zu gestalten", häufiger die Entgelte überprüft. Gelten Betriebsvereinbarungen zu Gleichstellung und Antidiskriminierung oder zu Familienfreundlichkeit, geht das ebenfalls mit überdurchschnittlich häufigen Überprüfungen einher. „Das lässt den Schluss zu", schreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, „dass Prüfungen eher in gut mitbestimmten Betrieben, die ihre Personalpolitik in starkem Maße auf die Belange der Beschäftigten ausgerichtet haben und so auch Personal anziehen und binden wollen, durchgeführt worden sind".

Die Forscher raten dazu, das Entgelttransparenzgesetz verbindlicher auszugestalten. Dazu gehöre erstens, die Prüfung der betrieblichen Gehaltsstrukturen nicht nur zu empfehlen, sondern verpflichtend zu machen. Dazu gehöre zweitens, die Hürden für den individuellen Auskunftsanspruch zu verkleinern und Beschäftigte in kleineren Betrieben einzubeziehen. Für Verstöße gegen die gesetzlichen Verpflichtungen müsse das Gesetz „wirksame Sanktionen" vorsehen, die es bisher überhaupt nicht gebe.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Helge Baumann
WSI
Tel.: 0211-7778-603
E-Mail: Helge-Baumann@boeckler.de

Rainer Jung
Leiter Pressestelle
Tel.: 0211-7778-150
E-Mail: Rainer-Jung@boeckler.de

Originalpublikation:
*Helge Baumann, Christina Klenner, Tanja Schmidt: Entgeltgleichheit von Frauen und Männern. Wie wird das Entgelttransparenzgesetz in Betrieben umgesetzt? Eine Auswertung der WSI-Betriebsrätebefragung 2018, WSI-Report Nr. 45, Januar 2019. Download: https://www.boeckler.de/pdf/p_wsi_report_45_2019.pdf

Quelle: IDW 

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Mobilfunktechnik für die Industrie 4.0

Axel Kölling Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik

Ein Konsortium unter Leitung des Technologie-Zentrums Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universität Bremen hat im Rahmen des Projekts „HiFlecs" die Grundlagen für eines neuen Mobilfunkstandards für die Industrie entwickelt. Produktionsabläufe in Fabriken können damit wesentlich effizienter gestaltet werden.

Die Anforderungen an eine moderne Fabrik steigen: Auf der einen Seite sind Automatisierung und Kostensenkung gefordert, auf der anderen aber auch Produktvielfalt und Ausfallsicherheit. Die „Industrie 4.0" soll diesen Bedürfnissen gerecht werden, allerdings fehlt ihr noch ein entscheidender Baustein zum Durchbruch: ein Funkstandard für die zuverlässige Kommunikation zwischen Maschinen in Echtzeit. Die Grundlagen für einen solchen Standard hat ein Konsortium unter Leitung des Technologie-Zentrums Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universität Bremen jetzt im Rahmen des Projekts „HiFlecs"* entwickelt.

Das Projekt ist Teil der Hightech-Strategie der Bundesregierung und wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 4,76 Millionen Euro gefördert. Neben dem TZI waren zehn weitere Partner aus Industrie und Wissenschaft an HiFlecs beteiligt.

Mobilfunkstandard LTE „viel zu langsam"
Mit herkömmlichen Funktechnologien ist die künftig benötigte Geschwindigkeit in automatisierten Herstellungsverfahren kaum zu erreichen. „Die Latenz, also die Verzögerungen bei der Signalübertragung zur Steuerung von Produktionsprozessen müssen unter einer Millisekunde liegen", erläutert „HiFlecs"-Projektleiter Prof. Armin Dekorsy von der TZI-Arbeitsgruppe Elektrotechnik/Nachrichtentechnik. „Zum Vergleich: Der aktuelle Mobilfunkstandard LTE bietet rund zehn Millisekunden, ist also viel zu langsam."

Es kommt jedoch nicht nur auf die Geschwindigkeit an, sondern auch auf die Menge an gleichzeitig angebundenen Geräten („massive machine-type communication"). In modernen Fabriken werden oft Tausende von Sensoren, Aktoren sowie Steuer- und Regelungseinheiten eingesetzt. Mit der Datenflut, die diese Vielzahl an Geräten gleichzeitig generiert, sind herkömmliche Funknetze überfordert.

Im Projekt „HiFlecs" verfolgten die Partner daher einen ganzheitlichen Ansatz: Sie entwickelten sowohl Technologien für die schnelle Übertragung der Daten als auch für das gesamte Ressourcen- und Netzwerkmanagement. HiFlecs hilft nun, die Informationen zu priorisieren und gezielt zu verteilen. „Wir mussten die Netze ganz anders designen", erklärt Dekorsy. „Die Abstimmung der Maschinen untereinander musste mit weniger Signalisierung möglich werden, um Bandbreite zu sparen."

Ergänzung zum 5G-Mobilfunkstandard
Dekorsy sieht in HiFlecs auch eine Möglichkeit, den neuen Mobilfunkstandard der 5. Generation (5G) zu ergänzen, um speziellen Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. 5G erlaubt ebenfalls eine schnellere, zuverlässigere Kommunikation, wird aber von Netzbetreibern zur Verfügung gestellt. Mit HiFlecs können Unternehmen private Netze einrichten, sodass sie die Hoheit über ihre Daten behalten und möglicherweise Kosten sparen. Auch für die Einführung neuer, datenbasierter Geschäftsmodelle kann es sinnvoll sein, die Kommunikation selbst in der Hand zu behalten.

Die Ergebnisse des Projekts wurden in einer Verpackungsmaschine eines weltweit tätigen Herstellers prototypisch umgesetzt. Bis jetzt benötigte die Maschine zur Steuerung ihrer Transportmodule zahlreiche Kabel. HiFlecs erlaubt die Umstellung auf Funk, sodass die Kosten sinken und das Gewicht reduziert wird. Gleichzeitig wird die Installation erleichtert.

Der Nachweis, dass das System funktioniert, ist damit erbracht. Bis zur Marktreife von HiFlecs sind jetzt weitere Entwicklungsschritte erforderlich - interessierte Unternehmen können sich an das TZI wenden.

* HiFlecs steht für „Hochperformante, sichere Funktechnologien und deren Systemintegration in zukünftige industrielle Closed‐Loop‐Automatisierungslösungen".

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Armin Dekorsy:
Tel. 0421 218-62400
E-Mail: dekorsy@ant.uni-bremen.de

Weitere Informationen:
http://www.ant.uni-bremen.de/de/projects/hiflecs/

Quelle: IDW 

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Studierende decken Sicherheitslücken auf

Corinna Korinth Referat für Kommunikation und Marketing
Hochschule Albstadt-Sigmaringen

IT-Security-Studierende der Hochschule Albstadt-Sigmaringen haben in einem häufig eingesetzten Präsentationssystem Sicherheitslücken aufgedeckt. Sie gaukelten dem System unter anderem ein manipuliertes Update vor und erlangten Zugriff auf Netzwerklaufwerke und sensible Daten wie interne Passwörter.

Albstadt/Sigmaringen. Eine Studierendengruppe des Bachelorstudiengangs IT Security an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen hat in einem Präsentationssystem eines österreichischen Herstellers teils erhebliche Sicherheitslücken aufgedeckt. Das Hochschulprojekt unter der Leitung von Prof. Holger Morgenstern und Tobias Scheible wurde in Zusammenarbeit mit der Tübinger Firma Syss GmbH umgesetzt, die als Dienstleisterin im Bereich der IT-Security individuell und herstellerneutral Penetrationstests im In- und Ausland durchführt und den Studierenden das entsprechende Gerät zur Verfügung stellte. Bei einem Penetrationstest wird die Perspektive eines Hackers eingenommen, um von außen angreifbare Stellen im System zu identifizieren. Das erklärt Leon Albers, Mitglied der siebenköpfigen Studierendengruppe.

Hat das Gerät verwundbare Komponenten? Diese Kernfrage trieb die Studierenden an. „Dann ging es schließlich darum, einen realen Angriff durchzuführen und die Kontrolle über das Gerät zu übernehmen", sagt der Studierende Sebastian Buckel. „Und das ist uns dann auch gelungen."

Die Studierenden gaukelten dem Gerät unter anderem ein manipuliertes Update vor, das dieses dann auch prompt übernahm. „Dadurch hatten wir Vollzugriff", sagt Sebastian Buckel. Durch weitere Schwachstellen wurde es den Studierenden ermöglicht, Zugriff auf Netzwerklaufwerke und sensible Daten wie interne Passwörter zu erlangen. „Wir konnten Informationen mitlesen und manipulieren."

Die aus solchen Sicherheitslecks resultierende Bedrohung ist dabei durchaus real: „So ein Präsentationssystem wird von Unternehmen häufig in professionellen Kontexten genutzt", sagt Leon Albers. „Sich dazu einen Zugang zu verschaffen, kann dann schon in Richtung Industriespionage gehen."

Neben den fast alltäglichen Funden von veralteten Softwarekomponenten und unsicheren Standardkonfigurationen seien auch unbekannte und selbst in der aktuellsten Version des Herstellers noch enthaltene kritische Schwachstellen gefunden worden, sagt Holger Morgenstern. Aus Sicherheitsgründen informierten die Studierenden daher auch zunächst den Hersteller. Dieser sollte die Gelegenheit bekommen, die Sicherheitslücken zu schließen. „Man hat dort aufgeschlossen auf unseren Bericht reagiert", sagt Leon Albers. „Die Firma will die Probleme beheben."

Schwachstellen zu finden, die die Hersteller eigentlich vermeiden wollten: Auf Leon Albers, Sebastian Buckel und ihre Kommilitonen im Studiengang IT Security übt das einen großen Reiz aus - da wurde auch mal die ein oder andere Nachtschicht eingelegt. Beide sind sogar eigens für dieses Fach an die Hochschule Albstadt-Sigmaringen gekommen: Sebastian Buckel stammt aus dem Kreis Ravensburg, Leon Albers kommt aus Nordrhein-Westfalen.

Weiterführende Informationen: Da die IT Security ein sehr praktisches Anwendungsfeld darstellt, legt der Studiengang großen Wert auf einen hohen Praxisbezug. Bereits im ersten Semester lernen die Studenten, eigenständig mit Methoden und Werkzeugen aus dem Bereich der offensiven Security (Hacking) umzugehen. Praxisunterricht ist auch im weiteren Studienverlauf von großer Bedeutung. Veranstaltungen wie Cyber Security, Netzwerk- und Systemsicherheit sowie Offensive Sicherheit werden stets von umfangreichen Praktikums- und Lab-Übungen begleitet. Fortgeschrittene Themen wie die Digitale Forensik, Kryptografie oder Reverse Engineering haben ebenso einen hohen Stellenwert im Studienverlauf des Bachelorstudiengangs IT Security.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Holger Morgenstern
E-Mail: morgenstern@hs-albsig.de
Telefon: 07571/7329279

Tobias Scheible
E-Mail: scheible@hs-albsig.de
Telefon: 07571/7329458

Weitere Informationen:
https://cyber-security-center.de/759

Quelle: IDW 

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Biodiversität - Koexistenz durch verzögerte Anpassung

Luise Dirscherl Stabsstelle Kommunikation und Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München

Bodenbakterien müssen immer wieder auf variable Umweltbedingungen reagieren - aber am besten nicht zu schnell. Wie LMU-Forscher zeigen, kann eine verzögerte Anpassung für das Überleben der Gesamtpopulation positiv sein.

In einem einzigen Gramm Boden können bis zu 10.000 verschiedene Arten von Bodenbakterien existieren. Wie diese biologische Vielfalt trotz unterschiedlicher ökologischer „Fitness" einzelner Arten erhalten bleibt, ist eine der grundlegendsten Fragen der Ökologie. Lässt man im Labor ein Gemisch aus Bodenbakterien gleichzeitig wachsen, setzt sich schließlich der am stärksten wachsende Stamm durch und alle anderen sterben aus. Der LMU-Physiker Professor Erwin Frey hat mit seiner Mitarbeiterin Dr. Marianne Bauer untersucht, warum dies in der Natur nicht der Fall ist. Wie die Wissenschaftler im Fachmagazin Physical Review Letters berichten, führt die verzögerte Anpassung an wechselnde Lebensumstände zu einer stabilen Koexistenz verschiedener Spezies.

Der Boden ist ein komplexer Lebensraum, der von einem labyrinthartigen Porensystem durchzogen ist. Über diese Poren können Bakterien abhängig vom Wassergehalt sowohl mit benachbarten Populationen in Kontakt kommen als auch Nährstoffe ausgetauscht werden. „Uns hat interessiert, ob die räumliche Variabilität die Stabilität der Populationen beeinflussen kann", sagt Marianne Bauer. Dazu untersuchten die Wissenschaftler mithilfe mathematischer Simulationen ein vereinfachtes System, in dem die Bakterienpopulation nur aus zwei Spezies besteht. In dem Modell ist eine Spezies für die gesamte Population nützlich, etwa indem sie für alle hilfreiche Enzyme produziert, wächst aber langsamer als die andere Spezies. Unter Laborbedingungen würde in diesem Fall die langsamer wachsende Spezies mit der Zeit aussterben.

In ihrem neuen Modell gehen die Wissenschaftler davon aus, dass die Individuen beider Spezies sich nur verzögert an schwankende Umweltbedingungen anpassen, also ihre Wachstumsgeschwindigkeit noch einige Zeit beibehalten, auch wenn sie beispielsweise in Bereiche mit anderen Nährstoffangeboten oder pH-Werten gelangen. Wie die Simulationen zeigten, wirkt sich diese verzögerte Anpassung positiv auf die Gesamtpopulation aus, sodass beide Spezies langfristig koexistieren. Das Wachstum beider Spezies hängt von der Verfügbarkeit der Enzyme ab, daher können in einer lokalen Population mit vielen „langsamen" Bakterien die langsam wachsenden Individuen sogar schneller wachsen als schnell wachsende Individuen in einer Umgebung, in der es nur sehr wenige langsam wachsende Bakterien - und damit nur wenig Enzyme - gibt. „Da über die Poren ein Austausch zwischen den Populationen möglich ist, können letztlich in einer Pore verschiedene Individuen einer Spezies mit ganz verschiedenen Wachstumsraten vorkommen. Dadurch können beide Spezies überleben", sagt Bauer. „Dies funktioniert bei einem breiten Spektrum verschiedener Porensysteme und auch bei überraschend hohen Unterschieden der Wachstumsgeschwindigkeiten."

Nach Ansicht der Wissenschaftler bedeutet die stabile Koexistenz der beiden Spezies über große Parameterbereiche darauf hin, dass verzögerte Reaktionen auf Veränderungen des Lebensraums ein signifikanter Faktor für den Erhalt der biologischen Vielfalt sein können. „Deswegen sind Experimente, die mögliche räumliche Strukturen berücksichtigen, besonders interessant, um Biodiversität in realistischen Systemen zu untersuchen", sagt Frey.

Publikation:
Delays in Fitness adjustment can lead to coexistence of hierarchically interacting species
Marianne Bauer and Erwin Frey
Physical Review Letters 2018
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.268101

Kontakt:
Prof. Dr. Erwin Frey
Lehrstuhl für Theoretische Physik - Statistische Physik
Tel.: +49 (0) 89 / 2180-4538
erwin.frey@physik.lmu.de

Quelle: IDW 

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Food-Scanner für die Hosentasche

Britta Widmann Kommunikation
Fraunhofer-Gesellschaft

Laut einer Studie der Umweltstiftung WWF Deutschland landen jährlich zehn Millionen Tonnen Lebensmittel in Deutschland im Müll, obwohl sie noch verzehrbar sind. Mit einem mobilen Food-Scanner sollen Verbraucher und Supermarktbetreiber in Zukunft prüfen können, ob Nahrungsmittel verdorben sind. Das Gerät im Hosentaschenformat ermittelt per Infrarotmessung den Reifegrad und die Haltbarkeit von Gemüse, Obst und Co. und zeigt das Ergebnis mithilfe einer App an. Fraunhofer-Forscherinnen und -Forscher haben das System, das als Demonstrator vorliegt, gemeinsam mit Partnern im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten entwickelt.

Kann man den Joghurt noch essen? Ist das Gemüse noch genießbar? Im Zweifelsfall landen Lebensmittel nicht auf dem Teller, sondern in der Tonne. Viele Produkte werden weggeworfen, weil sie nicht mehr appetitlich aussehen, kleine Schönheitsfehler aufweisen oder das Mindesthaltbarkeitsdatum abgelaufen ist. Allein in Bayern wandern 1,3 Millionen Tonnen Nahrungsmittel jährlich unnötigerweise in den Abfall. Mit dem Bündnis »Wir retten Lebensmittel« will das Bayerische Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten mit insgesamt 17 Maßnahmen der Verschwendung entgegenwirken. Eines der Projekte: Ein Food-Scanner soll dazu beitragen, die Verluste am Ende der Wertschöpfungskette zu reduzieren - im Handel und beim Verbraucher. Das preisgünstige Gerät im Hosentaschenformat soll künftig den tatsächlichen Frischegrad von Lebensmitteln feststellen - sowohl bei abgepackten als auch bei nicht abgepackten Waren. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, der Technischen Hochschule Deggendorf und der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf entwickeln den kompakten Food-Scanner, der als Demonstrator mit Daten für zwei Lebensmittel vorliegt und auch eine Haltbarkeitsabschätzung ermöglicht.

Echtheit von Lebensmitteln per Infrarotlicht feststellen
Herzstück des mobilen Scanners ist ein Nahinfrarot (NIR)-Sensor, der den Reifegrad des Nahrungsmittels bestimmt und ermittelt, wie viele und welche Inhaltsstoffe es enthält. »Infrarotlicht wird punktgenau auf das zu untersuchende Produkt geschickt, anschließend misst man das Spektrum des reflektierten Lichts. Die absorbierten Wellenlängen
lassen Rückschlüsse auf die chemische Zusammensetzung der Ware zu«, erläutert Dr. Robin Gruna, Projektleiter und Wissenschaftler am Fraunhofer IOSB, die Funktionsweise des Verfahrens. »Im Labor kann man schon lange per Nahinfrarotspektroskopie Inhaltsstoffe quantifizieren. Neu ist, dass dies jetzt mit kleinen Low-Cost-Sensoren möglich ist«, sagt Julius Krause, Kollege im Team von Gruna. »Lebensmittel werden oftmals gefälscht, beispielsweise werden Lachsforellen als Lachs verkauft. Auch die Echtheit eines Produkts kann man mit unserem Gerät feststellen, nachdem es entsprechend eingelernt wurde. Gepanschtes Olivenöl lässt sich ebenfalls als solches identifizieren«, so der Physiker. Doch dem System sind auch Grenzen gesetzt: Es bewertet ausschließlich die Produktqualität von homogenen Nahrungsmitteln. Heterogene Produkte mit verschiedenen Zutaten wie beispielsweise Pizza lassen sich aktuell nur schwer prüfen. Hierfür erforschen die Wissenschaftler ortsauflösende Technologien wie bildgebende Spektroskopie (Hyperspectral Imaging) und Fusionsansätze mit Farbbildern und Spektralsensoren.

Um die Qualität der Lebensmittel basierend auf den Sensordaten und den gemessenen Infrarotspektren bestimmen und Prognosen für die Haltbarkeit errechnen zu können, entwickeln die Forscherteams intelligente Algorithmen, die nach entsprechenden Mustern und Gesetzmäßigkeiten in den Daten suchen. »Durch Maschinelles Lernen können wir das Erkennungspotenzial steigern. In unseren Tests haben wir Tomaten und Hackfleisch untersucht«, sagt Gruna. So wurden etwa die gemessenen NIR-Spektren von Hackfleisch mithilfe statistischer Verfahren mit dem mikrobiellen Verderb korreliert und wurde die weitere Haltbarkeit des Fleisches davon abgeleitet. Umfangreiche Lagertests, bei denen die Forscherteams die mikrobiologische Qualität sowie weitere chemische Parameter unter verschiedenen Lagerbedingungen erfassten, zeigten eine gute Übereinstimmung der ermittelten und der tatsächlichen Gesamtkeimzahl.

App zeigt Haltbarkeit der Lebensmittel an
Der Scanner sendet die gemessenen Daten zur Analyse per Bluetooth an eine Datenbank - eine eigens entwickelte Cloud-Lösung -, in der die Auswerteverfahren hinterlegt sind. Die Messergebnisse werden anschließend an eine App übertragen, die dem Verbraucher die Ergebnisse anzeigt und darstellt, wie lange das Lebensmittel bei den jeweiligen Lagerbedingungen noch haltbar ist oder ob es bereits überlagert wurde. Darüber hinaus erfährt der Verbraucher, wie er Lebensmittel alternativ verwenden kann, wenn deren Lagerdauer abgelaufen ist. Für Anfang 2019 ist die Testphase in Supermärkten geplant: Dann soll untersucht werden, wie der Verbraucher das Gerät annimmt. Insgesamt ist ein breiter Einsatz entlang der Wertschöpfungskette denkbar, vom Rohstoff bis zum Endprodukt. Eine frühzeitige Erkennung von Qualitätsveränderungen ermöglicht alternative Verwertungswege und trägt zur Reduzierung der Verluste bei.

Doch der Scanner ist mehr als nur ein Instrument für den Lebensmittel-Check. Vielmehr handelt es sich um eine universell einsetzbare, kostengünstige Technologie, die schnell anpassbar ist. Beispielsweise könnte man das System nutzen, um damit Kunststoffe, Holz, Textilien oder Mineralien voneinander zu unterscheiden und zu klassifizieren. »Der Einsatzbereich des Geräts ist vielseitig, es muss nur entsprechend trainiert werden«, sagt Gruna.

Weitere Informationen:

https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2019/januar/food-scanner...

Quelle: IDW 

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In Anlehnung an Pokemon Go - Mit neuen Verkerhssicherheitsapps Leben im Straßenverkehr retten

Sabine Ranke-Heinemann Pressestelle
Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund / Institut Ranke-Heinemann

Die derzeit erhältlichen Verkehrssicherheitsapps beugen nur bedingt Unfällen im Straßenverkehr vor, fanden Forscher der Queensland University of Technology heraus. Die Verlockung, während der Fahrt Nachrichten zu tippen, ist für viele Autofahrer noch immer sehr groß. Eine automatisierte Kommunikation zwischen Auto und Smartphone könnte in Zukunft eine Möglichkeit bieten, das Potenzial dieser Apps besser auszuschöpfen. Ein Vorbild ist Pokemon-Go.

Ist die Versuchung, das Smartphone während des Autofahrens in die Hand zu nehmen, für die meisten Menschen zu groß? Eine neue Studie der Queensland University of Technology in Brisbane hat 29 Apps untersucht, die darauf abzielen, die Person hinter dem Steuer vom Texten und Telefonieren während des Autofahrens abzuhalten.

Viele dieser Verkehrssicherheitsapps verstecken eingehende Textnachrichten und Anrufe - sie schalten die jeweiligen Benachrichtigungen stumm, sodass der Fahrer oder die Fahrerin nicht bemerkt, dass jemand versucht, ihn oder sie zu erreichen, während die App automatisch eine Abwesenheits-Nachricht versendet. Einige Apps schalten sich automatisch an, sobald das Fahrzeug eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht.

Apps wie beispielsweise die AT&T Drive Mode aus den USA mit über 50 Millionen Downloads alarmieren sogar die Eltern junger Fahrer, wenn diese die Sicherheitsapp ausschalten, um Nachrichten während des Fahrens empfangen zu können.

„Viele dieser Apps arbeiten mit der Annahme, dass Autofahrer der Versuchung nicht widerstehen können, während der Fahrt ans Telefon zu gehen, wenn es klingelt, oder eine Textnachricht zu lesen, obwohl das in vielen Ländern illegal ist", sagt der Studienleiter Dr. Oscar Oviedo-Trespalacios.

„Zahlreiche Studien zeigen, dass Autofahrern oft die Willenskraft fehlt, ihr Telefon zu ignorieren. Aber es gibt nur wenig Forschung über die Vielzahl der Apps, die am Markt sind, und wie diese versuchen, das Problem zu lösen. Wir haben herausgefunden, dass die meisten Apps spezifische Funktionen des Handys, wie etwa Nachrichten schreiben oder telefonieren, blockieren, den Fahrern aber noch die Möglichkeit lassen, Musik- oder Navigationsapps zu nutzen.

Leider ist es für die Fahrer, für die das Mobiltelefon unverzichtbar ist, eher unattraktiv, freiwillig eine solche App zu nutzen. Wir glauben, ein besserer Ansatz wäre es, Anwendungen zu vereinfachen, damit sie kompatibel zum Autofahren werden. Das könnte zum Beispiel durch sprachgesteuerte Nutzung geschehen, da die Fahrer so weiterhin den Blick auf die Straße richten können," so Dr. Oviedo-Trespalacios

„Die existierenden Apps helfen nur den Fahrern, die auch bereit sind, sie zu nutzen. Aber wir brauchen mehr Forschung zu ihrem Potenzial, damit sie eines Tages in die Sicherheitssysteme von Autos eingebaut werden können, um die Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer zu erhöhen. Es ist denkbar, dass Handyhersteller in Zukunft eine App auf ihren Telefonen installieren müssen, die mit dem Auto ‚spricht' und dann automatisch einige Telefon-Funktionen blockiert, während das Auto in Bewegung ist. Pokemon Go ist ein Beispiel dafür, dass Handyhersteller und Appentwickler zusammenarbeiten, um gegen die Ablenkung zu kämpfen. Die Entwickler von Pokemon Go bemerkten, dass die Gamer das Spiel während des Autofahrens nutzen, also haben sie ein Update eingeführt, das dem entgegenwirkt. Das ist eine Sache der sozialen Verantwortung, und wir als Nutzer können Druck ausüben."

Dr. Oviedo-Trespalacios von der QUT fand bereits letztes Jahr in einer Studie heraus, dass die Hälfte der befragten australischen FahrerInnen zugab, täglich das Gesetz durch das Telefonieren am Steuer oder das Verschicken von Textnachrichten während des Fahrens zu brechen.

Die Studie wurde von Dr. Oviedo-Trespalacios aus dem Centre for Accident Research and Road Safety (CARR-Q) der Queensland University of Technology mit Hilfe von Verity Truelove und Dr. Mark King aus dem CARR-Q und Dr. Atiyeh Vazepour von der QUT durchgeführt. Das Paper „Can our phones keep us safe? A content analysis of smartphone applications to prevent mobile phone distracted driving" wird in der Januaredition des Fachmagazins „Transportation Research" veröffentlicht.

Weitere Informationen:
Institut Ranke-Heinemann / Australisch-Neuseeländischer Hochschulverbund
Pressestelle Friedrichstr. 95
10117 Berlin
Email:berlin@ranke-heinemann.de
Tel.: 030-20 96 29 593

oder

Rose Trapnell
Email: media@qut.edu.au
Tel.: +61 (0) 407 585 901

Bei Veröffentlichung der Pressemitteilung bitten wir um eine Quellenangabe sowie die Zusendung eines Belegexemplars.

Das Institut ist die gemeinnützige Einrichtung zur Förderung des Austausches und der Auslandsstudien insbesondere mit allen Universitäten Australiens und Neuseelands sowie zur Förderung von Wissenschaft und Forschung. In seinen Förderprogrammen stellt es SchülerInnen und Studierenden Unterstützung in der Finanzierung durch Stipendien und Coaching in der Studienberatung und Studienplatzbewerbung zur Verfügung.

Weitere Informationen:
https://www.ranke-heinemann.de

Quelle: IDW 

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Magnesium-Batterien: Aufbruch ins Post-Lithium-Zeitalter

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation - Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie

Leistungsfähiger, günstiger und sicherer als Lithium-Ionen-Batterien: Das erhoffen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sowie ihre Kooperationspartner von neuartigen Magnesium-Batterien, die sie im Forschungsprojekt E-MAGIC entwickeln wollen. Das von der Europäischen Union (EU) mit über 6,5 Millionen Euro finanzierte Forschungsprojekt bündelt relevante Aktivitäten verschiedener europäischer Wissenschaftsinstitutionen.

Eine Magnesiumbatterie hätte im Vergleich zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien entscheidende Vorzüge: Magnesium als Anodenmaterial ermöglicht eine höhere Energiedichte und wäre auch viel sicherer. „Magnesium ist ein vielversprechendes Material und einer der wichtigsten Kandidaten unserer Post-Lithium-Strategie", sagt Professor Maximilian Fichtner, der stellvertretende Leiter des Helmholtz-Instituts Ulm (HIU), einem vom KIT in Kooperation mit der Universität Ulm und den assoziierten Partnern DLR und ZSW gegründeten Forschungsinstitut zur Erforschung und Entwicklung elektrochemischer Batteriekonzepte. „Eine breite Verfügbarkeit von Magnesiumbatterien könnte die Elektrifizierung von Mobilität und den Ausbau dezentraler Heimspeicher entscheidend voranbringen." Um die Entwicklung des neuartigen Batterietyps zu beschleunigen, kooperiert das HIU im Forschungsprojekt European Magnesium Interactive Battery Community (E-MAGIC) nun mit weiteren wissenschaftlichen Institutionen auf dem Gebiet der Batterie- und Materialforschung. Das im Programm „Horizon 2020" von der EU geförderte Forschungsprojekt bündelt die Expertise von insgesamt zehn wissenschaftlichen Einrichtungen, das HIU erhält einen hohen sechsstelligen Betrag. Koordiniert wird E-MAGIC von der spanischen Fundación Cidetec.

In E-MAGIC vereinen die Partner alle notwendigen Schritte zur Entwicklung von Magnesium-Batterien, von der Grundlagenforschung bis zu den Prozessen bei der Zellproduktion. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des HIU wollen dabei vor allem dazu beitragen, die Hindernisse und Herausforderungen auf Ebene der Materialien zu verstehen und neue Lösungen für derzeitige Hindernisse zu schaffen. „Die besondere Herausforderung bei Magnesiumbatterien ist eine lange Lebensdauer", erklärt Dr. Zhirong Zhao-Karger, die in der Forschungsgruppe Festkörperchemie des HIU die Aktivitäten des neuen Forschungsprojekts koordiniert. Doch es gibt eine Reihe positiver Eigenschaften des neuen Batteriematerials, die man nutzen wolle: So bilden sich zum Beispiel an den Magnesium-Anoden keine Dendrite. Solche elektrochemischen Ablagerungen an den Elektroden können bei Lithium-Ionen-Batterien nadelartige Strukturen bilden und Störungen oder sogar gefährliche Kurzschlüsse verursachen. „Bei Magnesium gibt es keine vergleichbaren Prozesse. Deshalb können wir Magnesium in metallischer Form verwenden und so die sehr hohe Speicherkapazität des Metalls direkt nutzen. Das steigert die Leistungsfähigkeit der Batterie", so Zhao-Karger.

Neben der größeren Sicherheit und Energiedichte könnte der Einstieg in die Magnesiumtechnologie bei der Batteriefertigung außerdem dabei helfen, die Abhängigkeit von Lithium als Rohstoff zu verringern: Als Element ist Magnesium auf der Erde etwa 3 000 Mal so häufig vertreten wie Lithium und kann im Gegensatz dazu einfacher recycelt werden. Entsprechend wären Magnesiumbatterien auch günstiger als Lithium-Ionen-Batterien. Kommt Europa bei der Entwicklung zügig voran, könnten Magnesiumbatterien außerdem dabei helfen, die Dominanz der asiatischen Produzenten von Batteriezellen zu vermindern und eine konkurrenzfähige Batteriefertigung in Europa zu etablieren.

Mehr Informationen:
https://cordis.europa.eu/project/rcn/218681_en.html

Über das Helmholtz-Institut Ulm
Das Helmholtz-Institut Ulm (HIU) wurde im Januar 2011 vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft in Kooperation mit der Universität Ulm gegründet. Mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) sind zwei weitere renommierte Einrichtungen als assoziierte Partner in das HIU eingebunden. Das internationale Team aus rund 120 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern forscht im HIU an der Weiterentwicklung der Grundlagen von zukunftsfähigen Energiespeichern für den stationären und mobilen Einsatz.

Mehr zum HIU: http://www.hiu-batteries.de/

Details zum KIT-Zentrum Energie: http://www.energie.kit.edu

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft" schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 25 100 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer
natürlichen Lebensgrundlagen.

Das KIT ist seit 2010 als familiengerechte Hochschule zertifiziert.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: www.sek.kit.edu/presse.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Martin Heidelberger
Redakteur/Pressereferent
Tel.: +49 721 608-21169
E-Mail: martin.heidelberger@kit.edu

Weitere Informationen:
https://cordis.europa.eu/project/rcn/218681_en.html
http://www.hiu-batteries.de/
http://www.energie.kit.edu

Anhang
Magnesium-Batterien: Aufbruch ins Post-Lithium-Zeitalter
https://idw-online.de/de/attachment70545

Quelle: IDW 

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Wo die Flüsse nicht ins Meer fließen

Dr. Anne Hardy Public Relations und Kommunikation
Goethe-Universität Frankfurt am Main

Ein Fünftel der Landfläche auf der Erde bedecken Flusseinzugsgebiete, die keine Verbindung zum Meer haben. Auch in diesen Gebieten ist Wasser gespeichert, zum Beispiel in Seen und Gletschern. Jetzt hat ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Beteiligung der Goethe-Universität gezeigt, dass die Wasserspeicherung in solchen endorheischen Einzugsgebieten weltweit abgenommen hat. Hauptgründe dafür sind steigende Temperaturen und Wasserentnahmen durch den Menschen. Diese Wasserverluste leisten einen bisher unterschätzten Beitrag zum Meeresspiegelanstieg, wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe von Nature Geoscience berichten.

FRANKFURT. „Beispiele für austrocknende endorheische Gebiete sind der Aralsee, der immer stärker ausgezehrte Arabische Aquifer und die zurückweichenden Gletscher im Tibetischen Hochland", so Jida Wang, Geograph der US-amerikanischen Kansas State University und Hauptautor der Studie. Mithilfe von Schwerefeldbeobachtungen der NASA GRACE-Satelliten konnten die Autoren die globale Netto-Wasserabnahme in endorheischen Gebieten auf jährlich etwa 100 Milliarden Tonnen seit Beginn dieses Jahrtausends beziffern. Das entspricht pro Jahr etwa der doppelten Wassermenge des Bodensees. Überraschenderweise ist die Verlustrate in endorheischen Gebieten doppelt so hoch wie auf den gesamten restlichen Landflächen außerhalb von Grönland und der Antarktis.

Der Wasserverlust verstärkt nicht nur eine eventuelle Wasserknappheit in den endorheischen Gebieten, sondern trägt auch zum Anstieg des Meeresspiegels bei. Dazu Chungiao Song, Wissenschaftler am Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences und zweiter Hauptautor der Studie: „Wenn das gespeicherte Wasser in endorheischen Gebieten aufgrund steigender Temperaturen und verstärkter Wasserentnahmen verdunstet, wird es über die Atmosphäre als Wasserdampf in exorheische Gebiete, zum Beispiel die großen Flusssysteme wie Amazonas und Nil transportiert. Diese Gebiete entwässern in die Ozeane."

Während des vergleichsweise kurzen Beobachtungszeitraums von 14 Jahren führte der Wasserverlust in endorheischen Einzugsgebieten zu einem zusätzlichen Meeresspiegelanstieg von insgesamt vier Millimetern. Das sind etwa zehn Prozent des beobachteten Meeresspiegelanstieges in diesem Zeitraum und entspricht dem Anteil, der durch Grundwasserentnahmen verursacht wird. Im Vergleich zum Wasserverlust von Inlandgletschern (außerhalb von Grönland und der Antarktis) ist derjenige in endorheischen Gebieten etwa halb so groß. „Wir gehen nicht davon aus, dass der endorheische Wasserverlust vollständig im Ozean gelandet ist", sagt Wang. „Aber wenn die derzeitige Entwicklung in endorheischen Gebieten weiter anhält, kann das zusätzliche Wasser in exorheischen Gebieten einen bedeutenden Anteil des Meeresspiegelanstieg ausmachen."

Doch was sind die Gründe für den endorheischen Wasserverlust? Durch eine Kombination von multiplen Satellitenbeobachtungen und hydrologischer Modellierung berechneten die Autoren, dass global betrachtet der Wasserverlust in ungefähr gleichem Umfang aus Oberflächenwasser (in Gewässern, Schnee und Gletschern), Böden und Grundwasserkörpern herrührt. Regional betrachtet ist dies jedoch nicht so. Im endorheischen Zentralasien geht beispielsweise das meiste Wasser aus Oberflächenwasser verloren, insbesondere von Endseen wie dem Aralsee, dem Kaspischen Meer und dem Urmia-See, sowie von schmelzenden Gletschern in den asiatischen Hochgebirgen. Während die Gletscherschmelze auf höhere Temperaturen zurückgeht, spielen bei den Endseen eine Kombination von Niederschlags-Dürren und Wasserentnahmen aus den Zuflüssen eine große Rolle. Auf der anderen Seite beruhen Wasserverluste in der endorheischen Sahara und Arabien auf nicht-nachhaltigen Grundwasserentnahmen. Im endorheischen Nord-Amerika ist eine Dürre des Bodenwassers der Hauptgrund.

Die drei Kernbotschaften der Studie:
• Die Änderung der Wasserspeicherung in endorheischen Systemen könnte trotz ihrer geringen Gesamtmasse den Wasserspeichertrend auf den Landflächen weltweit während der letzten zehn Jahre dominiert haben.
• Da der derzeitige endorheische Wasserverlust wenig von natürlichen Variationen des Klimasystems beeinflusst wird, sind naheliegende Hauptursachen längerfristige klimatische Entwicklungen sowie die anthropogene Wassernutzung.
• Wasserverluste in endorheischen Gebieten haben Konsequenzen - sowohl für den regionalen Wasserhaushalt als auch für den Meeresspiegelanstieg.

Diese Kernbotschaften lassen die derzeitig als gering eingeschätzte Bedeutung endorheischer Einzugsgebiete für den globalen Wasserhaushalt und den dringenden Bedarf von einem besseren Verständnis in Wasserspeicheränderungen in diesen Gebieten in einem anderen Licht erscheinen.

Hannes Müller Schmied, Postdoktorand am Institut für Physische Geographie der Goethe-Universität Frankfurt und am Senckenberg Biodiversitäts- und Klimaforschungszentrum Frankfurt, berechnete mithilfe des globalen Wassernutzungs- und Verfügbarkeitsmodells WaterGAP wie sich Wasserspeicher veränderten, insbesondere die Schneewasserspeicher, die Wasserspeicherung in der Vegetation und im Boden.

Gemeinsam mit Gruppenleiterin Prof. Petra Döll und Doktorandin Denise Caceres arbeitet er darüber hinaus an einem Projekt der europäischen Raumfahrtagentur ESA, in dem es darum geht, präziser zu berechnen, welchen Beitrag die Wasserspeicheränderungen in Landflächen zum Meeresspiegelanstieg leisten. „Die jetzt publizierte Studie ergänzt das ESA-Projekt insofern, als dass die getrennte Betrachtung von endorheischen und exorheischen Einzugsgebieten zu neuen Erkenntnissen führte. Wir wollen den endorheischen Gebieten zukünftig deutlich mehr Beachtung schenken", so Müller Schmied.

Bilder zum Download finden Sie unter: www.uni-frankfurt.de/75227780

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Hannes Müller Schmied, Institut für Physische Geographie, Fachbereich Geowissenschaften, Campus Riedberg, Hannes.Mueller.Schmied@em.uni-frankfurt.de

Originalpublikation:
Jida Wang, Chunqiao Song, John T. Reager, Fangfang Yao, James S. Famiglietti,
Yongwei Sheng, Glen M. MacDonald, Fanny Brun, Hannes Müller Schmied,
Richard A. Marston und Yoshihide Wada: Recent global decline in endorheic basin water storages, in: Nature Geoscience, https://doi.org/10.1038/s41561-018-0265-7

Weitere Informationen:
https://www.k-state.edu/media/newsreleases/2018-11/wang113018.html Pressemitteilung der Kansas State University

Quelle: IDW 

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Internationales Umweltschutzprojekt unter Leitung der Hochschule Karlsruhe

Holger Gust M. A. Pressestelle
Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft

Inbetriebnahme einer Pilotanlage zur Wasserreinigung für die nachhaltige Fischzucht in Kisumu (Kenia) über das EU-Projekt „VicInAqua"

Innerhalb des EU-Projekts „Integrated aquaculture based on sustainable water recirculation system for the Victoria Lake Basin (VicInAqua)" konnte am 23. November 2018 in Kisumu, Kenia, eine Pilotanlage zur Wasserreinigung für die nachhaltige Fischzucht feierlich eröffnet werden.

Der Viktoriasee ist das größte Binnengewässer Afrikas und der zweitgrößte Süßwassersee der Welt und hat große Bedeutung für seine Anrainerstaaten Kenia, Uganda und Tansania. Sein Süßwasserreservoir bildet die wesentliche Grundlage für Fischerei, Wirtschaft und Tourismus. Die gesamte Region ist allerdings aktuell durch Überfischung, Überdüngung durch Abwässer der am See angesiedelten Industrie, der steigenden Zahl an Siedlungen sowie eine wachsende Verarmung der dort lebenden Bevölkerung bedroht. Aufgrund des Überangebots an Nährstoffen ist der See in weiten Teilen durch Wasserhyazinthen überwuchert, die durch ihr rasantes Wachstum heimische Wasserpflanzen verdrängen.

Unter Projektleitung von Prof. Dr. Jan Hoinkis aus der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft (HsKA) haben sich insgesamt elf Partner aus Europa und Afrika zusammengeschlossen, um ein nachhaltiges Wasserreinigungssystem für die Fischzucht in der Region des Viktoriasees zu entwickeln. Deutsche Partnereinrichtungen sind neben der HsKA die Steinbeis 2i aus Karlsruhe und die Firma BPE International, aus Europa das Institute on Membrane Technology ITM-CNR (Italien), die University of Calabria (Italien), die Firmen AquaBioTech (Malta) und OxyGuard International (Dänemark) und aus Afrika die Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology (Kenia), das Department of Agriculture, Fisheries and Livestock Development (Kenia), die National Agricultural Research Organisation (Uganda) sowie die Science, Technology and Innovation Policy Research Organisation (Tansania).

Ziel des Projekts ist die Entwicklung und der Test eines kombinierten, nachhaltigen Wasserbehandlungssystems für Kreislaufsysteme in der Fischzucht und zur Abwasserbehandlung von industriellem und häuslichem Abwasser.

Mit der nun eingeweihten Pilotanlage beginnt die finale Testphase des Projekts, um deren Alltagstauglichkeit unter Beweis zu stellen. Die Basis der Pilotanlage bildet ein Mehrzweck-Filtrationssystem, ein sogenannter Membranbioreaktor, der sowohl als Rezirkulationssystem für Fischtanks als auch zur Abwasserbehandlung genutzt werden kann. Dafür konnte ein neuartiges selbstreinigendes Membranmaterial für den Einsatz im Membranbioreaktor entwickelt werden. In diesem werden feinporige Membranen zur Filtration des behandelten Abwassers eingesetzt. Diese neuen Anlagen sind von den Ausmaßen nicht nur sehr kompakt, sondern erzielen auch eine vergleichsweise hohe Wasserqualität. Das Problem der bisher verfügbaren Membranbioreaktoren war die Bildung von Schmutzschichten (Fouling) auf den Membranoberflächen, die den Wasserdurchfluss und damit die Reinigungsleistung reduzieren. Sie mussten daher in kurzen Zeitabständen mit Chemikalien gereinigt werden. Das neu entwickelte Membranmaterial zeigte im Laborbetrieb ein wesentlich verbessertes Fouling-Verhalten und wird nun in der Testphase vor Ort parallel zum bisherigen Material getestet.

Neben der Entwicklung eines innovativen Filtrationssystems hat sich VicInAqua auch mit einem sensorkontrollierten Energieversorgungssystem für einen semiautarken Betrieb befasst und konnte mit Photovoltaik und Biogas eine Pilotanlage erstellen. So lässt sich die notwendige Energie nachhaltig produzieren und eine kontinuierliche Energieversorgung der Anlage sichern, auch bei Stromausfällen im Netz.

„Eine der wesentlichen Herausforderungen des Projekts liegt in der Entwicklung von robusten und preisgünstigen Verfahren, die optimal an die sozio-ökonomischen Bedingungen der Region am Viktoriasee angepasst sind", betont Projektleiter Prof. Dr. Jan Hoinkis. „Deshalb wurden und werden weiterhin auch Ausbildungs- und Trainingskurse für lokale Experten und ein Austausch von Studierenden zwischen den europäischen und afrikanischen Partnern durchgeführt." Über das Projekt konnten in diesem Jahr bereits vier Studierende aus Uganda und Kenia ein zweiwöchiges Training an der Hochschule Karlsruhe absolvieren.

Eine Video über das Projekt kann unter https://youtu.be/h3-TZxtZuJo abgerufen werden.

Das Projekt VicInAqua wird im Rahmen der Fördervereinbarung Nr. 689427 aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm der Europäischen Union Horizont 2020 gefördert.

Weitere Informationen:
https://www.hs-karlsruhe.de/presse/inbetriebnahme-einer-pilotanlage-zur-wasserre...
https://youtu.be/h3-TZxtZuJo

Anhang
Mit dem gereinigten Wasser wird vor Ort eine nachhaltige Fischzucht möglich
https://idw-online.de/de/attachment68431

Quelle: IDW 

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Leuphana Wissenschaftler warnen vor Umweltproblemen durch Fassadenanstriche

Henning Zuehlsdorff Pressestelle
Leuphana Universität Lüneburg

Biozide können in städtischen Räumen zu Beeinträchtigungen des Grundwassers führen.
Biozide, die bei den Anstrichen wärmedämmender Fassaden eingesetzt werden, können in städtischen Gebieten zu Beeinträchtigungen des Grundwassers führen. Das haben Umweltchemiker der Leuphana Universität Lüneburg im Rahmen eines dreijährigen Verbundforschungsprojektes zur Gewässerbewirtschaftung herausgefunden. Im ländlichen Raum sind es vor allem Pflanzenschutzmittel-Rückstände und deren Transformationsprodukte, die die Wasserqualität beeinträchtigen. Die Experten geben Empfehlungen, wie sich das Wassermanagement auf diese Probleme einstellen kann und fordern, solche Schadstoffeinträge schon an der Quelle zu bekämpfen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Projekt namens „MUTReWA" mit 2,1 Millionen Euro gefördert.

Wasserbauliche Maßnahmen wie Rückhaltebecken und Versickerungsanlagen sollen dazu dienen, im Falle von Starkregen- und Hochwasserereignissen vor Überschwemmungen zu schützen. Forscher sind jetzt der Frage nachgegangen, wie sich solche Gewässerbewirtschaftungsmaßnahmen auf den Eintrag von Pestiziden auswirken. Das Ergebnis der Untersuchung fasst Dr. Oliver Olsson, Mitarbeiter am Institut Nachhaltige Chemie und Umweltchemie der Leuphana und Koordinator des Verbundprojekts, so zusammen: „Die Maßnahmen liefern einen Beitrag zum Rückhalt von Pflanzenschutzmittel-Rückständen aus der Intensivlandwirtschaft; sie können aber auch, wie am Beispiel der mobilisierten Biozidrückstände aus Gebäudefassaden in urbanen Gebieten gezeigt, den Eintrag in Gewässer fördern."

Gerade die Versickerungsanlagen in städtischen Gebieten stellen ein besonderes Problem dar. Sammeln sich von Fassaden ausgewaschene Biozidrückstände in diesen Becken, können sie von dort unmittelbar ins Grundwasser gelangen. Die Forscher sprechen sich deshalb dafür aus, auf diese - als Pflanzenschutzmittel übrigens nicht mehr zugelassenen - Biozide in den Anstrichen ganz zu verzichten oder Fassaden künftig so zu gestalten, dass solche Anstriche nicht mehr notwendig sind.

Im ländlichen Raum sind es vor allem Pflanzenschutzmittelrückstände und ihre Transformationsprodukte, die zu Schadstoffkonzentrationen oberhalb von Umweltqualitätsnormen und gesundheitlichen Orientierungswerten führen. Die Wissenschaftler konnten außerdem nachweisen, dass durch unvollständige natürliche Abbauprozesse der untersuchten Pflanzenschutzmittel und Biozide eine Vielzahl sogenannter Transformationsprodukte entsteht. Die Anzahl der für Analysen zu berücksichtigenden Substanzen steigt dadurch auf das Vierfache. Bisher gibt es für deren Bewertung aber noch keine Grenzwerte.

„Das langfristige Ziel sollte nicht nur der Rückhalt und die Entfernung von Schadstoffen als „End-of-Pipe"-Lösung sein, sondern vielmehr die Vermeidung der Schadstoffeinträge direkt an der Quelle", fordert Professor Dr. Klaus Kümmerer, Leiter des Instituts Nachhaltige Chemie und Umweltchemie, mit Blick auf die weitere Entwicklung.

Für das Forschungsprojekt haben Expertinnen und Experten aus drei Forschungseinrichtungen und fünf Praxispartner eng zusammengearbeitet und erste Maßnahmen zum Schutz der von ihnen untersuchten Gewässer entwickelt. Ihre Kernbotschaften und daraus abgeleitete Handlungsempfehlungen wurden für die Praxis zusammengefasst und online zur Verfügung gestellt ( http://www2.leuphana.de/mutrewa/request.php?15 ).

Hintergrund:
Das Projekt „Maßnahmen für einen nachhaltigeren Umgang mit Pestiziden und deren Transformationsprodukten im Regionalen Wassermanagement" (MUTReWA) ist Teil der BMBF-Fördermaßnahme „Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland" (ReWaM).

Quelle: IDW 

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Organischen Müll von Kreuzfahrtschiffen verwerten

Rüdiger Mack Marketingkommunikation
FIZ Karlsruhe - Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

Die Kreuzfahrtbranche boomt, und weltweit gehen pro Jahr mehr als 24 Mio. Passagiere auf große Seereise. Jedes dieser Schiffe beherbergt und versorgt bis zu 6.000 Passagiere. Dabei fallen Abfallmengen wie in einer Kleinstadt an. Bisher wird der organische Teil des Mülls überwiegend in den zulässigen Zonen ins Meer eingeleitet. Das BINE-Projektinfo „Schiffsabfälle verwerten statt verklappen" (14/2018) stellt ein neues Konzept vor, um den organischen Müll sowie den Klärschlamm an Bord zu sammeln und im Hafen energetisch zu verwerten. Modellregion ist dabei die Ostsee.

An Bord sammeln und vorbehandeln für Biogasanlage im Hafen
Hohe Entsorgungskosten, strengere Grenzwerte und das Verbrennungsverbot motivieren Forscher und Reeder, ein neues Entsorgungsverfahren zu entwickeln. Der flüssige und feste organische Schiffsmüll wird an Bord gesammelt und einer anaeroben Versauerung unterzogen. Dieses Verfahren blockiert zeitweilig die Gasentstehung und führt zur Verflüssigung. Dies sind günstige Voraussetzungen, um das Substrat dann in Häfen an Entsorgungsanlagen mit Biogasfermentern abzugeben. Hier läuft dann ein konventioneller Biogasprozess ab. Anschließend durchläuft der Gärrest in der letzten Stufe eine Verkohlung, um die strengen hygienischen Anforderungen zu erfüllen. Das Konzept ermöglicht eine wirtschaftliche Verwertung des organischen Mülls und gewinnt dabei Energie, statt diese wie bisher für energieeffiziente Trocknungsprozesse zu verbrauchen.

Das Projekt wird vom Innovations- und Bildungszentrum Hohen Luckow e. V. gemeinsam mit Partnern durchgeführt. Die Projektpartner wirken im Netzwerk „Biogas Maritim - Biogastechnologien zur energetischen Verwertung maritimer Abfälle" gemeinsam mit 12 Unternehmen und vier unterstützenden Einrichtungen mit.

Ein Hinweis in eigener Sache: Der BINE Informationsdienst endet zum 31. Dezember 2018. Die Pressestelle ist bereits nicht mehr besetzt.

BINE Informationsdienst ist ein Service von FIZ Karlsruhe und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

FIZ Karlsruhe - Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur ist eine gemeinnützige Gesellschaft, die im öffentlichen Auftrag weltweit publizierte wissenschaftliche Information zugänglich macht und entsprechende Dienstleistungen zur Verfügung stellt. FIZ Karlsruhe
hat die Aufgabe, den nationalen und internationalen Wissenstransfer und die Innovationsförderung zu unterstützen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

BINE Informationsdienst
Daniela Pizzini - Redaktionsassistenz
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http://www.bine.info

Originalpublikation:
http://www.bine.info/publikationen/publikation/schiffsabfaelle-verwerten-statt-v...

Quelle: IDW 

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Zelle für Zelle zum Durchbruch des Jahres - MDC in Berlin ist Hotspot des Forschungsgebietes

Jutta Kramm Kommunikation
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

Der „Durchbruch des Jahres" ist laut dem US-Wissenschaftsmagazin „Science" die „Einzelzellanalyse". Ein wichtiger internationaler Hotspot für die revolutionäre Technologie ist das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin. Das europäische Konsortium LifeTime, das von Berlin und Paris aus koordiniert wird, will sich künftig auf den Ansatz konzentrieren.

Forscherinnen und Forscher am Max-Delbrück-Centrum freuen sich sehr über die Entscheidung des Wissenschaftsmagazins „Science", die Einzelzellanalyse zum Durchbruch des Jahres 2018 zu wählen. Professor Nikolaus Rajewsky, Leiter des Berlin Institute for Medical Systems Biology, kurz BIMSB, am MDC sagte am Freitag in Berlin: „Die Einzelzellanalysen werden das nächste Jahrzehnt der Forschung verändern. Wenn wir nachvollziehen können, wie sich einzelne Zellen in Gesundheit und Krankheit entwickeln, wird das das Leben und die klinischen Wissenschaften tiefgreifend verändern. Ich freue mich, dass das europäische LifeTime-Konsortium an der Spitze dieser Revolution steht."

Ziel ist die personalisierte Medizin
Die Einzelzellanalyse, englisch: „Single Cell Analysis", ist ein junger, wichtiger Zweig der genetischen Grundlagenforschung. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler versuchen, mit Hilfe höchst empfindlicher Methoden die Entwicklung und die Spezialisierung Tausender Zellen gleichzeitig verstehen. Dabei nutzen die Teams modernste Techniken zur Markierung einzelner Zellen im Embryo, zur massenhaften Sequenzierung des Erbguts und zur Analyse der RNA, die aus der Erbinformation in der Zelle zum Beispiel Proteinen werden lässt. Außerdem kommen die neuesten Möglichkeiten der Künstlichen Intelligenz zum Einsatz, um die dabei anfallenden gigantischen Datenmengen auszuwerten.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen im Detail nachvollziehen, wann welche Gene in jeder einzelnen Zelle ein- oder ausgeschaltet werden und wie durch das Zusammenspiel Organe und ganze Organismen entstehen. Ihr Ziel ist es letztlich zu erkennen, was passiert, wenn die Zellen altern, sich regenerieren oder wenn Krankheiten entstehen. „Langfristig geht es darum, Krankheitszeichen in einzelnen Zellen möglichst früh zu erkennen, um rasch mit einer geeigneten und auf den einzelnen Patienten zugeschnittenen Behandlung dagegen zu steuern", sagte Rajewsky.

Die Redaktion des Wissenschaftsmagazin „Science" hat jetzt die Einzelzellanalyse zum Durchbruch des Jahres gewählt. Laut „Science" hat die Einzelzell-Revolution gerade erst begonnen.

Ein internationales Konsortium
In Europa hat sich bereits Anfang 2018 ein Konsortium namens „LifeTime" gegründet, das die Einzelzellanalyse gemeinsam vorantreiben will. Maßgeblich am Projekt beteiligt sind die beiden größten europäischen Forschungsorganisationen, die deutsche Helmholtz-Gemeinschaft und das französische Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Mehr als 120 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an 53 Forschungsinstituten aus insgesamt 18 europäischen Ländern sowie 60 Unternehmen unterstützen LifeTime.

Koordiniert wird LifeTime vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) in Berlin und dem Institut Curie in Paris.

Über das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC)
Das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) wurde 1992 in Berlin gegründet. Es ist nach dem deutsch-amerikanischen Physiker Max Delbrück benannt, dem 1969 der Nobelpreis für Physiologie und Medizin verliehen wurde. Aufgabe des MDC ist die Erforschung molekularer Mechanismen, um die Ursachen von Krankheiten zu verstehen und sie besser zu diagnostizieren, verhüten und wirksam bekämpfen zu können. Dabei kooperiert das MDC mit der Charité - Universitätsmedizin Berlin und dem Berlin Institute of Health (BIH) sowie mit nationalen Partnern, z.B. dem Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DHZK), und zahlreichen internationalen Forschungseinrichtungen. Am MDC arbeiten mehr als 1.600 Beschäftigte und Gäste aus nahezu 60 Ländern; davon sind fast 1.300 in der Wissenschaft tätig. Es wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Berlin finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren. www.mdc-berlin.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Professor Nikolaus Rajewsky,
Leiter des Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB) am MDC
Tel.: 030-9406-2999
rajewsky@mdc-berlin.de

Weitere Informationen:
http://vis.sciencemag.org/breakthrough2018/finalists/#cell-development - Science: Breakthrough of the Year. Development Cell by Cell
https://www.mdc-berlin.de/de/themen/einzelzellanalyse - Einzelzellforschung am Berliner MDC
https://lifetime-fetflagship.eu/index.php/the-initiative/ - LifeTime: Europäische Initiative von mehr als 120 Forscherinnen und Forschern will die Einzelzellanalyse vorantreiben

Quelle: IDW 

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Großeltern sind für Enkelkinder wichtig

Uta Hofele Abteilung Medien und Kommunikation
Deutsches Jugendinstitut e.V.

Die Beziehung gelingt, wenn das Verhältnis zu Sohn und Tochter stimmt
Wer die Beziehung zwischen Großeltern und Enkelkindern verstehen möchte, muss die Rolle der Eltern mit einbeziehen. Besteht ein gutes Verhältnis zwischen Eltern und Großeltern, so profitieren die Enkelkinder davon. Großeltern müssen dabei die richtige Balance finden: Sie wollen Hilfe anbieten, ohne sich einzumischen. In den meisten Fällen gelingt dies gut. Insbesondere in Krisensituationen sind Großeltern bereit einzuspringen, wenn sie gebraucht werden.

„Tochter und Schwiegersohn [...], die wissen dann sehr zu schätzen, wenn man Feuerwehr spielt. Und je größer die Familien sind, desto öfter sind Feuerwehreinsätze notwendig." (Zitat eines Großvaters)

Zu diesen Ergebnissen kommt eine Studie des Deutschen Jugendinstituts (DJI) mit dem Titel „Generationenübergreifende Zeitverwendung: Großeltern, Eltern, Enkel". Diese basiert auf statistischen Auswertungen aus dem Beziehungs- und Familienpanel Pairfam (431 Großeltern und 1419 Enkel im Alter zwischen 8 und 15 Jahren) und dem Deutschen Alterssurvey (DEAS; 3077 Großeltern und 940 Enkel im Alter zwischen 16 und 27 Jahren) sowie auf einzelnen Interviews mit Großeltern. Finanziert wurde die Studie vom Bayerischen Staatsministerium für Familie, Arbeit und Soziales.

Dazu Bayerns Familienministerin Kerstin Schreyer (CSU): „Die Studie hat gezeigt: Großeltern, Kinder und Enkelkinder verbindet eine große Solidarität. Die Generationen sind füreinander da, wenn sie sich brauchen. Davon profitiert die ganze Familie, das ist eine wunderbare Win-Win-Situation. Dies ist auch die Basis des Zusammenhaltes in der Gesellschaft. Die gemeinsam verbrachte Lebenszeit von Großeltern und Enkeln ist in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Heute sind Großeltern in Deutschland bei Geburt ihres ersten Enkelkindes etwa 53 Jahre alt und stehen zum Teil noch voll im Berufsleben. Obwohl heutige Großeltern oft einen vollen Terminkalender haben und ihre Freizeit aktiv gestalten, pflegen sie eine intensive Beziehung zu ihren Enkeln. Das ist sinnstiftend und hält jung. Gleichzeitig unterstützen sie die Eltern dabei, Beruf und Familie zu vereinbaren und sind wichtige Bezugspersonen für die Enkelkinder. Besonders freue ich mich, dass auch Großväter heute zunehmend aktiv Zeit mit ihren Enkeln verbringen."

Insgesamt berichten 91 Prozent der Großeltern in dem Beziehungs- und Familienpanel pairfam von einer engen oder sogar sehr engen Verbundenheit zu ihren null- bis 16-jährigen Enkelkindern. 82 Prozent erleben viel Freude in ihrer Rolle als Großeltern. Voraussetzung: Heutige Großeltern wollen den Kontakt zu den Enkelkindern selbstbestimmt gestalten und in der ihnen zur Verfügung stehenden Zeit auch eigene Interessen und Lebensziele verfolgen. Diese Autonomie der Großeltern schadet der Beziehung zu den Enkeln nicht. Ganz im Gegenteil: Großeltern, die ihr Leben aktiv gestalten, das heißt gesundheitlich fit sind, viele Freizeitaktivitäten unternehmen und ein großes soziales Netzwerk haben, schätzen die Beziehungsqualität zu ihren Enkelkindern sogar höher ein.

Das Deutsche Jugendinstitut e.V. ist eine der größten sozialwissenschaftlichen Forschungseinrichtungen Europas und erforscht die Lebenssituationen von Kindern, Jugendlichen und Familien im aktuellen gesellschaftspolitischen Kontext.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Christian Alt
Fachgruppenleitung „Lebenslagen und Lebenswelten von Kindern"
Tel.: 089 62306-239
alt@dji.de

Carolin Seilbeck
Mitarbeiterin der Fachgruppe „Frühe Hilfen"
Tel.: 089 62306-542
seilbeck@dji.de

Originalpublikation:
Carolin Seilbeck, Dr. Alexandra Langmeyer (2018): Ergebnisse der Studie „ Generationenübergreifende Zeitverwendung: Großeltern, Eltern, Enkel". Kostenloser Download unter www.dji.de/grosseltern

Quelle: IDW

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