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

07.08.2020 23:02

Klärwerk.info / Aktuelles / Tägliche Meldungen

Tägliche Meldungen

Alle Meldungen 2010
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August 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
07.08.2020
Klimawandel: Extreme Dürreperioden in Mitteleuropa werden voraussichtlich zunehmen 
06.08.2020
Wie Auen das Wasser der Donau reinigen: Neues EU-Projekt unter Leitung der KU 
04.08.2020
Weltweiten Wasserbedarf effizienter decken: Wissenschaftler wollen Entsalzungstechnologien verbessern 
02.08.2020
Kalikokrebs: Erstmals Gewässer vollständig von invasiver Tierart befreit und erfolgreich saniert 
Gesundheit
05.08.2020
Moderater Alkoholkonsum war mit besseren kognitiven Funktionen assoziiert 
03.08.2020
Können frühere Erkältungen die Schwere der SARS-CoV-2-Symptome beeinflussen? 
01.08.2020
Entzündungshemmer senken das Risiko für eine Infektion 
Gesellschaft
   
Juli 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
30.07.2020
Debarking Heads stärken das Ökosystem Wald und tragen durch Borkenkäferprävention zur Entspannung am Holzmarkt bei 
29.07.2020
Wasser 4.0: Ein „Digitaler Zwilling" für das Kanalsystem 
28.07.2020
Erste bundesweite Regenmessung mit dem Mobilfunknetz 
27.07.2020
Forschungsprojekt entwickelt Lösungen gegen Nitrateinträge ins Grundwasser 
24.07.2020
Grundwasserveränderungen genauer verfolgen 
21.07.2020
Kreislaufwirtschaft: Wieviel Wiederverwertung wollen wir? 
19.07.2020
Mikroplastik in Gewässern charakterisieren: Neues Forschungsprojekt an der Jacobs University Bremen 
18.07.2020
Starkregen-Vorsorge in Sachsen und Europa - neue Website informiert zu geeigneten Maßnahmen 
17.07.2020
Erste Bilder der Sonne von Solar Orbiter 
15.07.2020
Wind trägt Mikroplastik in die Arktis 
14.07.2020
UN-Klimaziele sind ökonomisch sinnvoll: Ambitionierter Klimaschutz zahlt sich aus 
13.07.2020
Robuste Hochleistungs-Datenspeicher durch magnetische Anisotropie 
09.07.2020
Blick ins Innere einer Batterie 
08.07.2020
Direktbesteuerung von CO2 ermöglicht mehr freiwilliges Handeln im Klimaschutz 
07.07.2020
Neues Verfahren ermöglicht Lithiumabbau in Deutschland 
06.07.2020
Grundwasserschutz auf Spiekeroog - Erstinstallation eines Salzwasser-Überwachungssystems 
03.07.2020
Steigende Wassertemperaturen bedrohen Vermehrung vieler Fischarten 
02.07.2020
Überlebenswichtige Signale: So verarbeiten Pflanzen Informationen 
Gesundheit
31.07.2020
Höhere COVID-19 Sterblichkeit nicht alleine durch enge familiäre Kontakte erklärbar 
25.07.2020
Die meisten würden sich impfen lassen, um andere zu schützen 
23.07.2020
Neue Testmethode kann das Coronavirus in stark verdünnten Gurgelproben erkennen 
12.07.2020
Virologe der Universität Leipzig: Haustiere können sich doch mit Coronavirus infizieren 
04.07.2020
„Es ist entscheidend, mit welcher Dynamik die Schwelle von Corona-Neuinfektionen durchbrochen wird" 
Gesellschaft
26.07.2020
Das Geheimnis erfolgreicher Fußballmannschaften 
22.07.2020
Arbeit ist das halbe Leben 
20.07.2020
Wie das Coronavirus das Reiseverhalten der Deutschen verändert 
16.07.2020
Datenspuren auf dem Smartphone - Das persönlichste Gerät 
11.07.2020
Zukunftsperspektiven für den Güterverkehr 
09.07.2020
When is someone old? 
05.07.2020
Beziehungsgeschichten: Neues Großprojekt am Kilimandscharo erforscht Wert der Natur für den Menschen 
01.07.2020
Wenn Sprachassistenten zuhören, obwohl sie gar nicht sollen 
Juni 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
30.06.2020
Seegraswiesen am Limit 
29.06.2020
Digitale Wasserwirtschaft: Lücken in der Cybersicherheit 
27.06.2020
Studie zu Biodiversität in Grünanalgen: Natur ja, aber kein Wildwuchs 
25.06.2020
Können Viren ins Grund- und Trinkwasser gelangen? 
24.06.2020
Plastik in der Tiefsee: Nach einem Vierteljahrhundert noch wie neu 
23.06.2020
Wasserbakterien haben einen grünen Daumen 
21.06.2020 
Kraftstoffe der Zukunft: Was werden wir tanken? 
20.06.2020
Neue Lösungen für textile Biogasspeichersysteme 
16.06.2020
Neuer Tagungsband zeigt Forschungsstand zu aktuellen Herausforderungen der Energiewende 
15.06.2020 Projekt will Wasserstoff-Technologien in der Region Südlicher Oberrhein voranbringen 
12.06.2020
Baustart für Smartes Quartier Durlach: Wärmepumpen und Photovoltaik halbieren CO2-Emissionen in Bestandsgebäuden 
11.06.2020
Bootsanstriche sollen Gewässer nicht mehr unnötig belasten 
08.06.2020
Flexible Strom- und Wasserkunden Das digitale Reallabor im Projekt „FLEXITILITY" startet 
05.06.2020
Energiewende braucht Aufwind: Windräder sollen Kommunen und Bürgern finanziell nutzen 
03.06.2020
Mit KI in der Landwirtschaft Wasser sparen 
Gesundheit
28.06.2020
So wirkt die Temperatur auf Sars-Cov-2 
26.06.2020
Innovative Textilien für Gesichtsmasken können SARS-CoV-2 direkt inaktivieren, wie Forscher aus Berlin und Aachen zeigen 
17.06.2020
Durchfall- und Gelbsuchterreger in Schach halten 
14.06.2020
MCC: Städtische Umweltzonen senken Ausgaben für Herztabletten und Asthmasprays 
10.06.2020
Die Lebenszufriedenheit steigt nach Renteneintritt je nach Geschlecht und Erwerbsstatus 
07.06.2020
Wie finden Männer den Weg in die Krebsberatung? 
04.06.2020
Diabetes mellitus: Ein Risikofaktor für frühe Darmkrebserkrankungen 
02.06.2020
Drei Maßnahmen könnten eine Million Krebsfälle vermeiden 
Gesellschaft
22.06.2020
Toilettenpapier-Bevorratung könnte mit Persönlichkeitsmerkmalen in Verbindung stehen 
19.06.2020
Jung, weiblich und extravertierter? Studie identifiziert typische Nutzer von Facebook, Instagram und WhatsApp 
16.06.2020
Gesundheitsverhalten während der Covid-19-Pandemie: Online-Umfrage gibt rasch Einblicke 
13.06.2020
Trotz Beschäftigungszuwachs: Die Rentenanwartschaften von Frauen stagnieren vielfach aufgrund niedriger Einkommen 
09.06.2020
Kommunen und Covid-19 - Herausforderungen und Strategien in Zeiten einer Pandemie 
06.06.2020
Arbeitsrecht: Recht auf Homeoffice - Pflicht oder Segen 
01.06.2020
Europäer sind persönlich optimistisch, blicken aber pessimistisch auf das eigene Land 
Mai 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
31.05.2020
„Schwarzer Stickstoff": Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems 
29.05.2020
Studie: »Grüner« Wasserstoff oder »grüner« Strom für die Gebäudewärme? 
27.05.2020
Feste Wehre für Nebenwasserstraßen 
26.05.2020
Zucker macht Braunalgen zu guten Kohlenstoffspeichern 
21.05.2020
Pilotprojekt erfolgreich: Quartierspeicher wichtiger Baustein der Energiewende in Kommunen 
20.05.2020
Coronavirus: Globaler CO2-Ausstoß sinkt um 17 Prozent 
18.05.2020
Weniger Schnee in 78 Prozent der Berggebiete weltweit 
16.05.2020
Weltweit unterschätzt: CO2-Emissionen trockengefallener Gewässerbereiche 
14.05.2020
Energie der Zukunft: Photosynthetischer Wasserstoff aus Bakterien 
12.05.2020
TU Berlin: Salzwasser statt Trinkwasser: Die Gewinnung von Wasserstoff aus Meerwasser hat Zukunftspotenzial 
11.05.2020
Flurschau aus dem Weltall 
10.05.2020
Wasser reinigen, Strom speichern: INM-Autoren publizieren in High-Impact-Journal der Nature-Reihe 
09.05.2020
Hochleistungsspeicher für Biogas - Neues Konzept zur flexiblen Biogasbereitstellung 
08.05.2020
Springbrunnen bald kein Sprungbrett für Keime mehr? 
07.05.2020
Schaufenster Bioökonomie: Neues Anbausystem zieht Salat aus behandeltem kommunalem Abwasser 
05.05.2020
Lieferdrohnen statt Postautos? Studie zeigt: Bisher verbrauchen Drohnen noch zu viel Energie 
04.05.2020
RWI/Stiftung Mercator: Studie in „Nature" - Autobesitzer unterschätzen Gesamtkosten des eigenen Autos massiv 
02.05.2020
Besser gewappnet bei Überflutungen in der Stadt 
Gesundheit
25.05.2020
Kein Nutzen von Hydroxychloroquin und Chloroquin 
24.05.2020
Studie zum Infektionsgeschehen startet an Schulen 
23.05.2020
COVID-19 in Augsburg: Obduktionen zeigen schwere Lungenschädigungen 
22.05.2020
Spülschwamm-Mikrobiom: Was dich nicht umbringt, macht dich härter! 
17.05.2020
Trickreiche Erreger 
15.05.2020
Studie zu durch ACE-Hemmer ausgelösten Schwellungen - Teilnehmer gesucht 
13.05.2020
Wenn Neurodermitis ins Auge geht: Pollen können schwere Bindehautentzündung auslösen 
06.05.2020
Revolutionäres Händedesinfektionssystem für öffentliche Orte 
03.05.2020
Brillen-Flora: das Miniversum vor der Nase 
Gesellschaft
28.05.2020
Der Schwester wie aus dem Gesicht geschnitten 
19.05.2020
Studie: Personen in fester Partnerschaft und mit Kindern sind während der Coronakrise zufriedener 
01.05.2020
Wie viele Menschen wirklich Linkshänder sind 
April 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
30.04.2020
TU Ilmenau: Pflanzenbestimmung mit Flora Incognita App im März verzehnfacht 
28.04.2020
Entwicklung von tragbaren Messgeräten: Bodenbelastungen sofort erkennen 
27.04.2020
Wie gut ist die weltweite Wasserqualität? Verbundprojekt "GlobeWQ" startet 
25.04.2020
Elektrochemische Wasserentsalzung der dritten Generation: Saarbrücker Forscher stellen neuartiges Verfahren vor 
23.04.2020
Nachhaltiges Wassermanagement als Schlüssel zur Anpassung an Klimarisiken 
20.04.2020
Regelbare Biogasproduktion - Großtechnische ReBi-Pilotanlage erprobt 
19.04.2020
Algenbeobachtung per Satellit 
18.04.2020
Sonnenstrom für Fassaden 
17.04.2020
Optimierte Leitungsreinigung für Trinkwasserversorger 
14.04.2020
Forschende ermitteln mit neuer Methode, wie widerstandsfähig einzelne Gewässer gegenüber Trockenheit sind 
13.04.2020
Grüne Wasserstoffproduktion in Biogasanlagen 
12.04.2020
Innovative Lösung für Verwertung organischer Abfälle in Paris 
10.04.2020
Mehr als nur Strom: Mit den richtigen Rahmenbedingungen können Biogasanlagen eine Menge für die Gesellschaft leisten 
09.04.2020
Nachhaltige Nutzung von CO2 mittels eines modifizierten Bakteriums 
08.04.2020
Wie Grundwasser die Küstenökosysteme beeinflusst 
07.04.2020
Neue Methode zur Entfernung von Öl aus Gewässern 
05.04.2020
Umweltradioaktivität: Bundesanstalt für Gewässerkunde veröffentlicht einzigartigen Datensatz 
02.04.2020
Klima- und umweltschonende Technologie: Ammoniak als nachhaltiger Energieträger 
Gesundheit
29.04.2020
Die Widerstandskraft, nicht esssüchtig zu werden 
22.04.2020
Zu viel Salz hemmt die Immunabwehr 
16.04.2020
Überstunden erhöhen das Bluthochdruckrisiko 
15.04.2020
Ingwerextrakt hilft nicht zur Prophylaxe von Migräneanfällen 
11.04.2020
Antibiotika: Städter und Kinder nehmen am meisten 
06.04.2020
Stress für die Seele ist eine Strapaze fürs Herz 
04.04.2020
Kurzes, intensives Training verbessert Gesundheit von Kindern 
01.04.2020
Zucker und Süßungsmittel: Lieber weniger süß als Zucker-Ersatz 
Gesellschaft
26.04.2020
BodyMind - TU Dresden bietet Online-Programm zur Körperzufriedenheit erstmals auch für Männer 
24.04.2020
Neuer Forschungszweig iEcology: Was uns die Online-Welt über die natürliche Welt lehren kann 
21.04.2020
Kurzarbeitergeld: Tarifvertragliche Aufstockung auf bis zu 97 Prozent des Nettogehaltes 
03.04.2020
Wie sicher vier- und sechsstellige Handy-PINs sind 
März 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
31.03.2020
Neuer Methanrechner zur Optimierung von Biogasanlagen jetzt online verfügbar 
27.03.2020
Rätsel um Recycling-Truppe im Meer gelöst 
25.03.2020
Der erste Tiny Forest Deutschlands entsteht in der Uckermark 
23.03.2020
Wasser ist ein knappes Gut 
22.03.2020
Der Antarktis-Faktor: Modellvergleich offenbart zukünftiges Meeresspiegelrisiko 
20.03.2020
DSM tritt der Deutschen Allianz Meeresforschung bei 
19.03.2020
Komplexe biologische Systeme können nicht ohne Chaos existieren 
17.03.2020
Neue Hauptdarsteller im Meeresboden: Eine bislang kaum beachtete Bakteriengruppe im Rampenlicht 
16.03.2020
Deutsche Allianz Meeresforschung stellt sich vor 
13.03.2020
Forschende entdecken eine neue biochemische Verbindung, die Umweltschadstoffe abbauen kann 
10.03.2020
Forschungsvorhaben analysieren Langfristperspektiven für Bioenergieanlagen nach 2020 
08.03.2020
Regenrückhaltebecken bringen Artenvielfalt in den besiedelten Raum 
07.03.2020
Lässt sich Biogas in kleinen Anlagen direkt in Biomethan umsetzen? 
04.03.2020
UV-Licht gegen störenden Unterwasserbewuchs - Innovatives Antifouling-System des IOW jetzt reif für Serienproduktion 
01.03.2020
Internationales Forscherteam stellt Maßnahmen zum Schutz der Tiefsee vor 
Gesundheit
30.03.2020
Ansteckung mit dem Coronavirus: Am meisten gefürchtet sind andere Menschen - und Türklinken 
28.03.2020
Wie lang Coronaviren auf Flächen überleben und wie man sie inaktiviert 
26.03.2020
Nach FSME-Höchststand 2018: Zahl der Erkrankungen gesunken - trotz hoher Zeckenaktivität 
24.03.2020
Was Statine mit den Muskeln machen 
18.03.2020
Studie zeigt: Grippeimpfung ist für Leistungssportler empfehlenswert - auch bei intensivem Training 
14.03.2020
„Dr. Google": Online nach Krankheitssymptomen zu suchen, wirkt sich negativ auf Psyche aus 
12.03.2020
Diabetesrisiko „Arbeitsplatz"? Welche Berufsgruppen besonders gefährdet für Diabeteserkrankungen sind 
09.03.2020
Ein schwaches Herz schadet auch dem Gehirn 
06.03.2020
Beim Frühstück wird doppelt so viel Energie verbrannt wie beim Abendessen 
03.03.2020
IGF macht's möglich: Lemgoer Forschungsteam entwickelt neues Verfahren zur Abwehr von Noroviren auf Obst und Gemüse 
Gesellschaft
29.03.2020
Experte des Karlsruher Instituts für Technologie zur Corona-Pandemie: Gesellschaftliche und technische Folgen der Krise 
21.03.2020
Die Abschaffung von Bargeld ist eine Illusion 
15.03.2020
Statement von Prof. Dr. Dr. h. c. Christoph M. Schmidt zum Corona-Maßnahmenkatalog der Bundesregierung 
11.03.2020
Tarifrunden: 2019 Kräftige Lohndynamik, neue Wahlmodelle bei Arbeitszeit, 2020 differenzierte Lage auf dem Arbeitsmarkt 
05.03.2020
Warum verzichten wir? Studie zum Fasten. 
02.03.2020
Das Fehlen von Fachkräften mit Berufsausbildung wird zum Innovationshemmnis 
Februar 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
23.02.2020
Expedition Anthropozän 
21.02.2020
KIT im Rathaus: Städte und Wetterextreme 
20.02.2020
Lasergebohrte Filter sorgen für sauberes Wasser: Projekt SimConDrill für Green Award nominiert 
17.02.2020
Neuer Profilschwerpunkt an der UDE: Wasserforschung 
15.02.2020
Hohe Gaskonzentrationen über dem Roten Meer 
13.02.2020 Mit Wertstoffrecycling die Klimabilanz von Klärwerken verbessern! 
09.02.2020
Wie genau Cyanobakterien CO2 so effizient umwandeln 
07.02.2020 Intelligentes Robotersystems an der TU Bergakademie Freiberg verbessert Trinkwasserkontrolle in Binnengewässern
06.02.2020
Bestäubung funktioniert in Städten besser als auf dem Land 
05.02.2020
Aktuelles aus der Analytik - analytica conference 2020 in München befasst sich mit aktuellen Entwicklungen der Analytik 
02.02.2020
Stromspeicher in der Stadt: Webseite und Erklärvideo zeigen Nutzen für die Energiewende 
Gesundheit
19.02.2020
Ist körperliche Fitness gut für den Kopf? 
16.02.2020
Verkehrslärm in der Nacht schädigt Herz mehr als am Tag 
14.02.2020
Typ-1-Diabetes: Neue Erkenntnisse beleben die Debatte um die Aufnahme von Früherkennungstests in die Regelvorsorge 
12.02.2020
Duftstoffe verbessern Lernen im Schlaf 
10.02.2020
Wetter als Gesundheitsrisiko: Wie sich der Klimawandel auf unseren Körper auswirkt 
08.02.2020
Diabetes-Strategie: Wer braucht Werbung für ungesunde Produkte? 
04.02.2020
Psychosozialen Risiken im Betrieb wirksam begegnen 
01.02.2020
Coronavirus: Berner Forscher berechnen die Ausbreitung 
Gesellschaft
29.02.2020
Networking von Jägern und Sammlern brachte die Menschheit voran 
24.02.2020
Ausgewandert 
18.02.2020
Wer würde einen Menschen opfern, um fünf zu retten? - Weltweite Unterschiede in moralischen Entscheidungen 
11.02.2020
Strafzettel wirken: Bußgelder lassen Temposünder nachhaltig langsamer fahren 
03.02.2020
Mehr im Portemonnaie - Tarifliche Ausbildungsvergütungen legen erneut deutlich zu 
Januar 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
31.01.2020
Effiziente Nutzung von Abwärme 
30.01.2020
Weltrekord: Wirkungsgrad von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle springt auf 29,15 Prozent 
29.01.2020
TU Berlin: Gefährliche Keime aus dem Schlamm 
28.01.2020
Gebäude können zu einer globalen CO2-Senke werden - mit dem Baustoff Holz statt Zement und Stahl 
25.01.2020
Von wegen Anglerlatein und Seemannsgarn: Gewässernutzer*innen im Kollektiv so schlau wie wissenschaftliche Expert*innen 
24.01.2020
Wiederverwenden statt Wegwerfen: Leitfaden für Kommunen und Abfallwirtschaft 
22.01.2020
Sieben Millionen Euro für energieproduzierende Kläranlage 
21.01.2020
Wissenschaftler der TU Freiberg entwickeln Verfahren zur Entfernung von Mikroplastik aus Abwasser 
20.01.2020
Blaualgen im Wasser und an Land als Quelle für Methan identifiziert 
18.01.2020
Nature-Publikation: Aquakultur verknappt Phosphor und gefährdet Nahrungssicherheit 
17.01.2020
Klimafaktor Wolken - Feldkampagne „EUREC4A" gestartet, um Klimarätsel zu entschlüsseln 
15.01.2020
TU Graz-Forschende entschlüsseln Verhalten von Wassermolekülen 
13.01.2020
Grünere Frühlinge verursachen trockenere Sommer auf der Nordhalbkugel 
12.01.2020
Meeresspiegel-Anstieg oder Temperaturerhöhung: Klimaziel neu definiert 
10.01.2020
Die Wärmewende beginnt im Stadtteil - Konzepte für den urbanen Raum entwickelt 
07.01.2020
Dünger aus Klärschlamm 
06.01.2020
Klimafreundliche Energie aus Abwärme 
02.01.2020
Drehscheibe für Energie 
Gesundheit
27.01.2020
Mit dem eigenen Dicksein leben und umgehen 
26.01.2020
Mehr Menschen stehen Impfungen positiv gegenüber - Neue Studiendaten der BZgA 
23.01.2020
Waschmaschinen-Flora: Die Stinker sitzen im Bullauge 
16.01.2020
Asfotase alfa bei Hypophosphatasie im Kindes- und Jugendalter: Überlebensvorteil für Kleinkinder 
08.01.2020
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Klimawandel: Extreme Dürreperioden in Mitteleuropa werden voraussichtlich zunehmen

Susanne Hufe Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Die Häufigkeit und das Ausmaß außergewöhnlicher, aufeinanderfolgender Sommer-Dürren dürften bis zum Ende des Jahrhunderts in Mitteleuropa zunehmen, wenn die Treibhausgasemissionen nicht reduziert werden. Das zeigt eine Studie unter Leitung von Wissenschaftlern des UFZ, die jetzt in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurde.

Seit dem Frühjahr 2018 befindet sich ein großer Teil Europas inmitten einer außergewöhnlichen Dürre. Ein deutsch-tschechisches Wissenschaftlerteam unter Leitung des UFZ hat nun die beiden Dürrejahre 2018/2019 in die Reihe langfristiger globaler Klimadaten der letzten 250 Jahre eingeordnet. Dabei zeigte sich, dass es seit 1766 in Mitteleuropa keine zweijährige Sommer-Dürre dieses Ausmaßes gegeben hat. Mehr als 50 Prozent der Fläche war davon betroffen. „Es ist wichtig, dass wir die Bedeutung von Dürren in aufeinander folgenden Jahren erkennen und einen ganzheitlichen Rahmen zur Modellierung des Risikos entwickeln", betont Dr. Rohini Kumar, einer der Autoren, die Relevanz der Studie.

Um vorherzusagen, wie häufig solche Dürren in den kommenden Jahrzehnten auftreten könnten und welchen Einfluss Treibhausgasemissionen darauf haben, nutzten die Autoren Klimasimulationsmodelle. Die Auswirkungen zeigen sie anhand von drei Szenarien zukünftiger Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2100, den sogenannten „Repräsentativen Konzentrationspfaden" (RCPs).

Bei der Modellierung von Klimaszenarien, die den höchsten Anstieg der Treibhausgase bis zum Jahr 2100 annehmen (RCP 8.5), prognostizieren die Autoren eine Versiebenfachung der Anzahl zweijähriger sommerlicher Dürreperioden in Mitteleuropa in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts (2051-2100). Die Projektionen legen auch nahe, dass sich die von der Dürre betroffenen Ackerflächen fast verdoppeln werden - auf mehr als 40 Millionen Hektar.

Nimmt man einen moderaten Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen (RCP4.5) an, verringert sich die Zahl der zweijährigen Sommer-Dürren im Vergleich zum RCP 8.5-Szenario um fast die Hälfte und die davon betroffene Ackerfläche um 37 Prozent, prognostizieren die Wissenschaftler.

Werden niedrige Treibhausgaskonzentrationen (RCP2.6) angenommen, dann nimmt die erwartete Häufigkeit von zweijährigen Sommerdürren sogar um über 90 Prozent ab. Die Zahl der dürregefährdeten Ackerflächen verringerte sich entsprechend um 60 Prozent.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine wirksame Minderungsstrategie für die Emission von Treibhausgasen dazu beitragen könnte, das Risiko häufigerer und ausgedehnterer aufeinanderfolgender Sommer-Dürren in Mitteleuropa zu verringern.

Diese Forschungsarbeit wurde im Rahmen des bilateralen Projekts XEROS (eXtreme EuRopean drOughtS: multimodel synthesis of past, present and future events; www.ufz.de/index.php?en=46703) durchgeführt und durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Czech Science Foundation gefördert. Die Ergebnisse der Studie basieren auf dem SPEI-Index als Proxy für die Schätzung landwirtschaftlicher Dürren. Weiterführende Forschungsarbeiten, die ein hydrologisches Modell auf der Grundlage von Bodenfeuchtigkeitsschätzungen (SMI-Index) verwenden, werden diese Ergebnisse weiter konkretisieren.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Rohini Kumar
UFZ-Department Hydrosystemmodellierung
rohini.kumar@ufz.de

Originalpublikation:

Vittal Hari, Oldrich Rakovec, Yannis Markonis, Martin Hanel & Rohini Kumar: Increased future occurrences of the exceptional 2018-2019 Central European drought under global warming, Scientific Reports, https://doi.org/10.1038/s41598-020-68872-9 https://www.nature.com/articles/s41598-020-68872-9

 

Quelle: IDW 

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Wie Auen das Wasser der Donau reinigen: Neues EU-Projekt unter Leitung der KU

Dipl.-Journ. Constantin Schulte Strathaus Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt

Welchen Beitrag haben Auen entlang der Donau für die Wasserqualität und wie lassen sich bei ihrer Bewirtschaftung vielfältige Interessen über Ländergrenzen hinweg berücksichtigen? Dies erforscht unter Leitung des Aueninstituts der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt (KU) ein von der Europäischen Union gefördertes Konsortium, an dem über 20 Institutionen aus den zehn Anrainerstaaten der Donau beteiligt sind. Das Projekt „Improving water quality in the Danube system by ecosystem service based integrative management (IDES)" ist das erste von der KU geleitete EU-Verbundprojekt und wird bis Ende 2022 mit rund zwei Millionen Euro gefördert.

Von der Quelle bis zur Mündung in das Schwarze Meer legt die Donau mehr als 2800 Kilometer zurück und fließt dabei durch zehn Staaten, ihr Wasser speist sich sogar aus 20 Staaten. Somit Im Einzugsgebiet des Flusses leben mehr als 80 Millionen Menschen, die - ebenso wie Flora und Fauna - auf Wasser in guter Qualität angewiesen sind. Diese hängt auch entscheidend vom Gehalt an Nährstoffen ab, die durch Landwirtschaft, Industrie oder Abwasser in die Donau gelangen und weitergetragen werden. Ein zu großer Anteil an Phosphat und Stickstoff führt nicht nur im Schwarzen Meer zu Sauerstoffmangel und Artensterben, sondern hat auch lokale Probleme entlang der Donau zur Folge: Die Nitratbelastung im Grundwasser kann steigen, Seen und andere Fließgewässer können eutrophiert - also überdüngt - werden, so dass sie „umkippen".

„Nährstoffe machen an Landesgrenzen nicht halt. Deshalb ist es unser Anliegen, mit diesem internationalen Projekt gemeinsam Strategien für ein umfassendes Wasserqualitätsmanagement zu etablieren. Dabei spielen die Auen entlang der Donau eine zentrale Rolle, indem sie Nährstoffe zurückhalten können", erklären Prof. Dr. Bernd Cyffka, der Leiter des Aueninstituts der KU, und seine wissenschaftliche Mitarbeiterin Dr. Barbara Stammel. Sie koordinieren die Arbeit der beteiligten Institutionen, zu denen neben dem Berliner Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei auch das rumänische Umweltministerium, das österreichische Landwirtschaftsministerium sowie das bayerische Umweltministerium gehören.

Auen können Nährstoffe auf zweierlei Weise zurückhalten: Einerseits verhindern naturnahe Grünflächen an Flüssen den Eintrag von Dünger oder Pflanzenschutzmitteln ins Gewässer. Andererseits können auch Nährstoffe, die bereits in den Fluss gelangt sind, bei Hochwasser wieder zurückgehalten werden: Schwebstoffe des Flusswassers, an denen die Nährstoffe gebunden sind, lagern sich in der Aue und an ihren Pflanzen ab und dienen dort als Dünger. Hier liegt auch ein Grund dafür, dass Auen oft sehr fruchtbare Böden aufweisen - vergleichbar etwa zu den Feldern, die entlang des Nils regelmäßig überschwemmt wurden.

Mit dem aktuellen Projekt knüpfen die Forscherinnen und Forscher an langjährige Expertise aus anderen Verbundprojekten an: Zum einen ist das Aueninstitut seit zwei Jahren am EU-Projekt „Danube Floodplain" beteiligt, das einen besseren Hochwasserschutz durch den Erhalt und die Renaturierung von Auen zum Ziel hat. Zum anderen haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ebenfalls mit dem Berliner Leibniz Institut einen „River Eco System Service Index" (RESI) entwickelt, der für Deutschland anhand einer Vielzahl von Indikatoren abbildet, welche wirtschaftliche Bedeutung Auen-Ökosystemen zukommt. Denn Flüsse und ihre Auen haben viele Rollen und Aufgaben: Sie diesen als Schifffahrtsstraße und Erholungsraum, als Schutz vor Hochwasser und Trinkwasserreservoir sowie als Lebensraum für Pflanzen und Tiere. All diese Nutzungsansprüche werden einzeln von unterschiedlichen Fachbehörden auf verschiedenen Verwaltungsebenen geplant und geregelt - das macht es schwierig, die Übersicht zu behalten bzw. Bewirtschaftungsmaßnahmen abzustimmen. Hier setzt der RESI an, indem er versucht alle Belange einheitlich und objektiv zu bewerten. Als Grundlage für Entscheider zeigt der RESI-Index auch indirekte und langfristige Leistungen, wie etwa die Regulation des Wasserhaushalts, den Rückhalt von Nährstoffen oder die Bereitstellung von Lebensraum zum Erhalt der biologischen Vielfalt.

„Auch in anderen EU-Ländern werden Teilaspekte im Umfeld von Auen - wie Hochwasserschutz, Landwirtschaft oder Artenvielfalt - für Planungen häufig voneinander getrennt betrachtet und verwaltet. Die Frage von Wasserqualität als Ökosystemleistung von Auen spielt zudem bislang kaum eine Rolle", erklärt Stammel. Ziel des IDES-Projektes ist es daher eine umfassende Perspektive einzunehmen, die erstmals auch diesen wichtigen Aspekt berücksichtigt. Die beteiligten Forscherinnen und Forscher konzentrieren sich dabei auf fünf Pilotregionen in Österreich, Rumänien, Serbien, Slowenien und Ungarn. Dort wollen sie im Austausch mit Entscheidungsträgern ein integriertes Konzept zum Management von Auen entwickeln, das die vielfältigen und wechselseitigen Ökosystemdienstleistungen von Auen transparent macht - als Grundlage für den künftigen Umgang mit solchen Gebieten.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Für Fragen zum Projekt „IDES" stehen Ihnen Prof. Dr. Bernd Cyffka (Leiter des Aueninstituts Neuburg, bernd.cyffka@ku.de) sowie Dr. Barbara Stammel (wissenschaftliche Mitarbeiterin des Aueninstituts, barbara.stammel@ku.de) zur Verfügung.

Quelle: IDW 

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Moderater Alkoholkonsum war mit besseren kognitiven Funktionen assoziiert

Dr. Bettina Albers Pressestelle der DGN
Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V.

Ein geringer bis moderater Alkoholkonsum scheint einen positiven Einfluss auf die kognitive Funktion haben, zu diesem Ergebnis kommt eine große populationsbasierte, prospektive Kohortenstudie aus den USA. Der Effekt könnte möglicherweise gefäßvermittelt sein, erklärt DGN-Generalsekretär Professor Peter Berlit. Dennoch sollten die Daten mit der für Assoziationsstudien notwendigen Vorsicht interpretiert werden.

Eine große populationsbasierte Kohortenstudie [1], die die Daten von fast 20.000 Menschen aus den USA auswertete, brachte ein interessantes Ergebnis. Es handelte sich um eine Sekundäranalyse der „Health and Retirement Studie" (HRS), deren Teilnehmer seit 1992 alle zwei Jahre allgemeinmedizinisch untersucht werden. Die vorliegende Analyse wertete Daten der dritten Erhebungswelle (1996 und später) aus und schloss nur Studienteilnehmer ein, die mindestens drei zweijährliche Gesundheitschecks durchlaufen hatten. Bei allen Teilnehmern, die bei Einschluss 65 Jahre und älter waren, wurden seit Beginn der HRS auch kognitive Funktionstests durchgeführt. Ab 1998 wurden diese Tests dann bei allen Studienteilnehmern unabhängig vom Alter vorgenommen. Insgesamt wurden dabei drei Domänen evaluiert: Die Worterinnerung, der Wortschatz und der sogenannte mentale Status. Dieser umfasst verschiedene kognitive Fähigkeiten wie zum Beispiel Gedächtnisleistung, Konzentrationsfähigkeit, Orientierung, Urteilsvermögen, mathematische Fähigkeiten.

Ziel der aktuellen Auswertung war, zu erheben, welchen Einfluss ein geringer bis moderater Alkoholkonsum auf die kognitive Funktion hat und ob er zu einer Veränderung der kognitiven Funktion zwischen mittlerer Lebensphase und Alter führt. Geringer bis moderater Alkoholkonsum wurde definiert als weniger als acht Drinks pro Woche bei Frauen und weniger als 15 Drinks pro Woche bei Männern (im Kontext wissenschaftlicher Studien ist mit einem Drink ein kleines Glas Wein (150 ml) oder Bier (350 ml) gemeint*). Studienteilnehmer mit diesem Trinkverhalten wurden hinsichtlich der Entwicklung ihrer kognitiven Funktion mit Nicht-Trinkern und starken Trinkern verglichen. Die ausgewertete Kohorte bestand insgesamt aus 19.887 Studienteilnehmern, die im Durchschnitt 61,8 Jahre alt waren. Über 60% waren Frauen und über 85% waren weiß.

Im Ergebnis zeigte sich, dass geringer bis moderater Alkoholkonsum mit einer höheren kognitiven Funktionskurve und einem geringeren kognitiven Abbaurate einherging. Die Wahrscheinlichkeit für einen kognitiven Abbau war bei ihnen im Vergleich zu Abstinenzlern um 34% geringer (OR: 0,66), auch die Unterschiede zwischen den Gruppen im Hinblick auf mentalen Status, Worterinnerung und Wortschatz waren signifikant - die moderaten Trinker waren den Nicht-Trinkern bei den Testergebnissen überlegen. Der jährliche kognitive Funktionsverlust war in der Gruppe mit maßvollem Alkoholkonsum signifikant niedriger. Dieser Zusammenhang war bei Menschen weißer Hautfarbe besonders deutlich ausgeprägt. Allerdings bestand zwischen Alkoholkonsum und kognitiver Funktion eine klare U-Kurven-Beziehung: Bei schweren Trinkern nahm die kognitive Funktion rasant ab.

„Auch in dieser Studie zeigt sich also, dass die Dosis das Gift macht. Alkohol ist letztlich ein Zellgift, auf das Nerven- und Gehirnzellen besonders empfindlich reagieren. Übermäßiger Alkoholkonsum schädigt nicht nur die Leber, sondern kann zu lebensgefährlichen neurologischen Folgen führen", warnt Professor Dr. Peter Berlit, Generalsekretär der Deutschen Gesellschaft für Neurologie (DGN). Der Experte möchte daher diese Studie keinesfalls als Freibrief für den ungezügelten Alkoholkonsum verstanden wissen.

Dennoch bleibt die Frage offen, warum ein geringer bis moderater Alkoholkonsum für die kognitive Funktion zuträglich sein könnte. „Dieser positive Effekt des moderaten Alkoholkonsums ist wahrscheinlich gefäßvermittelt", erklärt der Experte. Assoziationsstudien haben beispielsweise gezeigt, dass ein Glas Rotwein pro Tag mit einem geringeren kardiovaskulären Risiko einhergeht, also gefäßprotektiv wirken könnte. Vermutet werden antioxidative sowie anti-thrombotische und vasodilatierende Effekte, auch positive Effekte auf den Lipidstoffwechsel durch Anhebung des HDL-Cholesterins [2]. Dennoch müsse betont werden, so Berlit, dass ein kausaler Zusammenhang zwischen moderatem Alkoholkonsum und positiven Effekten auf die Gefäß- und Gehirngesundheit bislang nicht nachgewiesen wurde, da Assoziationsstudien grundsätzlich keine Beweiskraft haben.

„Wenn aber die Hypothese, dass ein maßvoller Alkoholkonsum eine gefäßschützende Wirkung hat, stimmt, wäre leicht zu erklären, warum er sich auch günstig auf die kognitive Funktion auswirken könnte. Ein großer Teil aller Demenzen wird durch Gefäßschäden mitverursacht, wir sprechen von einer vaskulären kognitiven Beeinträchtigung. Alles, was die Gefäßgesundheit erhält - Reduktion von Übergewicht, Bewegung, gesunde Kost und Senkung eines zu hohen Blutdrucks, schützt vor einer Demenz."

* "In the United States a standard drink is 12 ounces of beer, 5 ounces of wine, or 1.5 ounces of 80 proof distilled spirits (an American ounce being 29.6 ml)." [3]

Literatur
[1] Zhang R, Shen L, Miles T et al. Association of Low to Moderate Alcohol Drinking With Cognitive Functions From Middle to Older Age Among US Adults.JAMA Netw Open. 2020 Jun; 3(6): e207922.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7324954/
[2] Laufs B, Böhm M. Einfluss von Alkohol auf das kardiovaskuläre Risiko. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin. 2002. https://www.germanjournalsportsmedicine.com/fileadmin/content/archiv2001/heft06/...
https://academic.oup.com/brain/article/doi/10.1093/brain/awaa240/5868408
[3] Ferner RE. Alcohol intake: measure for measure. It's hard to calculate how much you are drinking-but you should know. BMJ. 2001 Dec 22; 323 (7327): 1439-1440.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1121897

Pressekontakt
Pressestelle der Deutschen Gesellschaft für Neurologie
c/o albersconcept, Jakobstraße 38, 99423 Weimar
Tel.: +49 (0)36 43 77 64 23
Pressesprecher: Prof. Dr. med. Hans-Christoph Diener, Essen
E-Mail: presse@dgn.org

Die Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V. (DGN)
sieht sich als wissenschaftliche Fachgesellschaft in der gesellschaftlichen Verantwortung, mit ihren über 10.000 Mitgliedern die neurologische Krankenversorgung in Deutschland zu sichern und zu verbessern. Dafür fördert die DGN Wissenschaft und Forschung sowie Lehre, Fort- und Weiterbildung in der Neurologie. Sie beteiligt sich an der gesundheitspolitischen Diskussion. Die DGN wurde im Jahr 1907 in Dresden gegründet. Sitz der Geschäftsstelle ist Berlin. www.dgn.org

Präsidentin: Prof. Dr. med. Christine Klein
Stellvertretender Präsident: Prof. Dr. med. Christian Gerloff
Past-Präsident: Prof. Dr. Gereon R. Fink
Generalsekretär: Prof. Dr. Peter Berlit
Geschäftsführer: Dr. rer. nat. Thomas Thiekötter
Geschäftsstelle: Reinhardtstr. 27 C, 10117 Berlin, Tel.: +49 (0)30 531437930, E-Mail: info@dgn.org

Originalpublikation:

doi:10.1001/jamanetworkopen.2020.7922

Quelle: IDW 

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Weltweiten Wasserbedarf effizienter decken: Wissenschaftler wollen Entsalzungstechnologien verbessern

Kamil Glabica Stabsstelle Presse und Kommunikation
Universität Paderborn

Wasser ist die wahrscheinlich wichtigste Ressource der Welt. Wir nutzen sie in der Landwirtschaft, in der Industrie, zum Trinken - vorausgesetzt, das Wasser ist sauber. Hier helfen sogenannte Entsalzungstechnologien. Sie entfernen gelöste Stoffe aus dem Wasser und bereiten es damit für unterschiedliche Anwendungen auf. Zwar gibt es bereits eine Vielzahl entsprechender Verfahren, dennoch sehen Wissenschaftler der Universität Paderborn und des Stanford National Accelerator Laboratory SLAC (USA) dringenden Verbesserungsbedarf. Ihre Studie, die jüngst im Fachmagazin „Joule" erschien, stellt Lösungen mittels fortgeschrittener Charakterisierungstechniken und rechnergestützter Modellierung vor.

Leistung und Haltbarkeit von Entsalzungstechnologien weiterentwickeln
Pro Kopf werden in Deutschland jährlich rund 312 Kubikmeter Wasser verbraucht. Das belegen Zahlen des Statistischen Bundesamts für das Jahr 2019. Anders verhält es sich in Ländern, die nur begrenzten Zugang zu sauberem Süßwasser haben. Für diese Regionen ist es umso wichtiger, die lebensnotwendige Ressource aufzubereiten. Meerwasser ist zur Gewinnung von Trinkwasser besonders attraktiv. Möglich wird das zum Beispiel durch den Prozess der sogenannten Umkehrosmose oder durch kapazitive Deionisation. Laut Jun.-Prof. Dr. Hans-Georg Steinrück vom Department Chemie der Universität Paderborn stoßen diese Mechanismen allerdings - wie andere gängige Verfahren auch - an ihre Grenzen: „Leistung und Haltbarkeit aktueller Entsalzungstechnologien müssen verbessert werden, um den künftigen Bedarf an sauberem Wasser zu decken. Diese Herausforderung ist besonders komplex, weil es eine Vielzahl von Wasserquellen gibt, die unterschiedliche Mengen an Salz, gelösten organischen Stoffen und anderen Verunreinigungen enthalten", sagt Steinrück. Kenntnisse von physikalischen und chemischen Prozessen auf atomarer und molekularer Ebene seien für die Entwicklung neuer Technologien entscheidend.

Vorbild Energiespeicherung: Charakterisierungstechniken erlauben molekulare Einblicke
Die Wissenschaftler zeigen in ihrer Studie auf, wie innovative Charakterisierungstechniken, einschließlich Röntgen-, Neutronen-, Elektronen- und Positronen-basierter Methoden, auf Wasserentsalzungstechnologien angewandt werden können. Ziel ist es, detaillierte molekulare Einblicke zu erhalten, insbesondere in Kombination mit rechnergestützter Modellierung. Dazu Steinrück: „Die Technologien zur Energiespeicherung haben enorm von der Charakterisierung von Elektroden, Elektrolyten und sogar funktionstüchtigen Geräten profitiert. Im Gegensatz dazu sind diese Methoden für Entsalzungstechnologien bislang nur spärlich eingesetzt worden. Das liegt zum einen an den Schwierigkeiten bei der Charakterisierung sehr dünner Materialien und Grenzflächenregionen und zum anderen daran, dass Entsalzungstechnologien komplexe Gewässer behandeln, die von Natur aus heterogen sind."

Verbesserte Materialen auf Basis atomarer Bausteine
Mithilfe bestimmter Techniken können Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung und physikalische Struktur der Materialen visualisieren, die in Wasserentsalzungstechnologien verwendet werden - sogar während des Betriebs. Konkret lassen sich damit chemische Bindungen zwischen Atomen und deren Positionen vermessen. „Daraus können nicht nur Rückschlüsse auf die Funktionsweise einzelner Atome gezogen werden, sondern es kann auch aufgedeckt werden, welche atomaren und molekularen Fehlverhalten zur Entwertung der Materialen und somit zu einer verkürzten Lebensdauer der Verfahren beitragen", erklärt Steinrück. Damit wäre im Ergebnis eine wissensbasierte Weiterentwicklung von neuartigen und verbesserten Materialen möglich, in denen die atomaren Bausteine für spezifische Herausforderungen gezielt angeordnet werden können, so der Chemiker weiter.

„Wir gehen davon aus, dass das gewonnene Verständnis der Physik und der Chemie, die den Entsalzungstechnologien zugrunde liegen, die Entwicklung verbesserter Materialien und Verfahren beschleunigen wird. Das kann letzten Endes auch zu einem geringeren Energieverbrauch, verbesserter Kosteneffizienz, erhöhten Kapazitäten und damit zu einer insgesamt effizienteren Wasseraufbereitung führen".

Zur Veröffentlichung:
https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.06.020

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Jun.-Prof. Dr. Hans-Georg Steinrück
Department Chemie
Tel.: 05251 605780, E-Mail: hans.georg.steinrueck@uni-paderborn.de

Originalpublikation:
https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.06.020

Weitere Informationen:
http://www.upb.de

Quelle: IDW 

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Können frühere Erkältungen die Schwere der SARS-CoV-2-Symptome beeinflussen?

Manuela Zingl GB Unternehmenskommunikation
Charité - Universitätsmedizin Berlin

Weiterentwickeltes Preprint in Nature* erschienen / Neue Studie startet

Eine Studie unter Leitung der Charité - Universitätsmedizin Berlin und des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik (MPIMG) zeigt: Einige gesunde Menschen besitzen Immunzellen, die das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 erkennen können. Der Grund könnte in vorhergehenden Infektionen mit landläufigen Erkältungs-Coronaviren liegen. Ob sich eine solche Kreuzreaktivität schützend auf den Verlauf einer Infektion mit SARS-CoV-2 auswirkt, soll nun die Studie „Charité Corona Cross" zeigen.

Woran liegt es, dass manche Menschen am neuartigen Coronavirus schwer erkranken, während andere kaum Symptome bemerken? Die Antwort darauf ist vielschichtig und Gegenstand intensiver Forschung. Einen möglichen Einflussfaktor hat ein Forschungsteam der Charité und des MPIMG jetzt identifiziert: frühere Infektionen mit harmlosen Erkältungs-Coronaviren. Darauf deuten Untersuchungen an sogenannten T-Helferzellen hin - spezialisierten weißen Blutkörperchen, die für die Steuerung der Immunantwort essentiell sind. Wie die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beobachteten, verfügt etwa ein Drittel der Menschen, die noch nie mit SARS-CoV-2 in Kontakt gekommen sind, über T-Helfer-Gedächtniszellen, die das neue Virus dennoch erkennen. Der Grund dafür ist vermutlich, dass bestimmte Strukturen von SARS-CoV-2 denen landläufiger Coronaviren ähneln.

Für Ihre Untersuchungen gewannen die Forschenden Immunzellen aus dem Blut von 18 COVID-19-Erkrankten, die an der Charité zur Behandlung aufgenommen und per PCR-Test positiv auf SARS-CoV-2 getestet worden waren. Zusätzlich isolierten sie Immunzellen aus dem Blut von 68 gesunden Personen, die nachweislich noch nie mit dem neuen Coronavirus in Kontakt gekommen waren. Die Immunzellen stimulierten sie dann mit kleinen, künstlich hergestellten Bruchstücken des sogenannten Spike-Proteins von SARS-CoV-2. Es bildet die Coronavirus-typische „Krone" auf der Oberfläche des Virus und ermöglicht ihm den Eintritt in menschliche Zellen. Anschließend überprüfte die Forschungsgruppe, ob die T-Helferzellen durch die Proteinfragmente aktiviert worden waren. Das Ergebnis: Bei 15 der 18 COVID-19-Erkrankten, also 85 Prozent, reagierten die T-Helferzellen auf die Bruchstücke der Virusoberfläche. „Das hatten wir nicht anders erwartet, das Immunsystem der Patientinnen und Patienten bekämpfte das neue Virus ja gerade und reagierte deshalb auch im Reagenzglas darauf", erklärt Dr. Claudia Giesecke-Thiel, Leiterin der Servicegruppe Durchflusszytometrie am MPIMG und eine der drei leitenden Autorinnen und Autoren der Studie. „Dass die T-Helferzellen nicht bei allen COVID-19-Erkrankten auf die Virusfragmente reagierten, liegt vermutlich daran, dass sich die T-Zellen in einem akuten oder besonders schweren Stadium einer Erkrankung außerhalb des Körpers nicht aktivieren lassen."

Zur Überraschung des Teams fanden sich aber auch im Blut der Gesunden reaktive T-Helferzellen: Bei 24 der 68 Getesteten (35 Prozent) gab es Gedächtniszellen, die SARS-CoV-2-Fragmente erkannten. Dabei fiel den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern auf, dass die Immunzellen der COVID-19-Erkrankten und der Gesunden auf unterschiedliche Teilstücke der Virushülle reagierten. Während die T-Helferzellen der Patienten das Spike-Protein über seine komplette Länge erkannten, wurden die T-Helferzellen der Gesunden vor allem von Abschnitten des Spike-Proteins aktiviert, die entsprechenden Abschnitten des Spike-Proteins von harmloseren Erkältungs-Coronaviren ähneln. „Das deutet darauf hin, dass die T-Helferzellen der Gesunden auf SARS-CoV-2 reagieren, weil sie sich in der Vergangenheit mit heimischen Erkältungs-Coronaviren auseinandersetzen mussten", sagt Dr. Giesecke-Thiel. „Denn eine Eigenschaft der T-Helferzellen ist, dass sie nicht nur von einem exakt ‚passenden‘ Erreger aktiviert werden können, sondern auch von ‚ausreichend ähnlichen‘ Eindringlingen." Tatsächlich konnte die Forschungsgruppe nachweisen, dass die T-Helferzellen der gesunden Probanden, die auf SARS-CoV-2 reagierten, auch durch verschiedene Erkältungs-Coronaviren aktiviert wurden - und damit per Definition „kreuzreagierten".

Die Frage, wie sich diese Kreuzreaktivität bei gesunden Testpersonen auf eine mögliche SARS-CoV-2-Infektion auswirkt, kann die aktuelle Nature-Studie nicht beantworten. „Grundsätzlich ist vorstellbar, dass kreuzreaktive T-Helferzellen eine schützende Wirkung haben, indem sie zum Beispiel dazu beitragen, dass der Körper schneller Antikörper gegen das neuartige Virus bildet", erklärt Prof. Dr. Leif Erik Sander von der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie der Charité, ebenfalls leitender Autor der Studie. „In diesem Fall würden kürzlich durchgemachte Coronavirus-Erkältungen die Symptome von COVID-19 vermutlich abschwächen. Es ist jedoch auch möglich, dass eine kreuzreaktive Immunität zu einer fehlgeleiteten Immunantwort führt - mit negativen Auswirkungen auf den Verlauf von COVID-19. Eine solche Situation kennen wir zum Beispiel beim Dengue-Virus."

Um abschließend zu klären, ob in der Vergangenheit durchgestandene Coronavirus-Erkältungen nun tatsächlich vor einer späteren Infektion mit SARS-CoV-2 schützen - und so möglicherweise die unterschiedliche Ausprägung der Symptome erklären -, sind in die Zukunft gerichtete Studien nötig. Eine solche Studie - die Charité-Corona-Cross-Studie - ist jetzt unter Leitung der Charité in Kooperation mit der Technischen Universität Berlin und dem MPIMG gestartet. Gefördert vom Bundesministerium für Gesundheit (BMG) und vom Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) geht sie der Frage nach, wie der Verlauf einer COVID-19-Erkrankung durch kreuzreaktive T-Helferzellen verändert wird.

„Coronaviren verursachen in Deutschland bis zu 30 Prozent der saisonalen Erkältungen", sagt Prof. Dr. Andreas Thiel, Charité-Wissenschaftler am Si-M (Der Simulierte Mensch), einem gemeinsamen Forschungsraum der Charité und der Technischen Universität Berlin, und am BIH Center for Regenerative Therapies (BCRT). Er ist der dritte leitende Autor der jetzt erschienenen Nature-Publikation und Koordinator der Charité-Corona-Cross-Studie. „Man schätzt, dass sich ein Erwachsener im Schnitt alle zwei bis drei Jahre mit einem der vier heimischen Coronaviren ansteckt", erklärt Prof. Thiel. „Wenn wir annehmen, dass diese Erkältungsviren tatsächlich eine gewisse Immunität gegenüber SARS-CoV-2 verleihen können, müssten ja Menschen, die in der Vergangenheit häufig solche Infekte durchgemacht haben und bei denen wir kreuzreaktive T-Helferzellen nachweisen können, besser als andere geschützt sein. Auf diese Personengruppen werden wir in der Charité-Corona-Cross-Studie deshalb besonderes Augenmerk legen." Parallel wird das Forschungsteam außerdem COVID-19-Risikogruppen über die nächsten Monate begleiten. Schlussendlich soll die Studie helfen, den Verlauf von COVID-19 in Zukunft sowohl vor als auch nach erfolgter SARS-CoV-2-Infektion besser vorherzusagen. „Das ist sowohl für den Alltag vieler Menschen als auch die Behandlung von Patientinnen und Patienten höchst relevant", betont Prof. Thiel.

Geplant ist, Beschäftigte von Kindergärten und Kinderarztpraxen sowie Bewohnerinnen und Bewohner von Pflegeheimen bis ins nächste Jahr hinein umfassend immunologisch zu untersuchen. Neben einem PCR-Test auf SARS-CoV-2 soll ihr Blut unter anderem auf Antikörper gegen das Virus und die Reaktivität der T-Zellen getestet werden. Kommt es dann bei einigen der Untersuchten zu einer SARS-CoV-2-Infektion, kann die Forschungsgruppe den Verlauf der Erkrankung mit den immunologischen Parametern in Beziehung setzen.

Zusätzlich plant das Forschungsteam, das Blut von mindestens 1.000 COVID-19-Genesenen auf verschiedene immunologische Faktoren hin zu untersuchen und diese mit den Symptomen in Zusammenhang zu setzen, die die Menschen erlebt haben. So sollen weitere mögliche Parameter aufgedeckt werden, die die Schwere des COVID-19-Verlaufs beeinflussen. Dafür suchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aktuell Menschen, die nachweislich an COVID-19 erkrankt und wieder genesen sind. Auch Personen, die in den letzten Jahren nachweislich mit einem Erkältungs-Coronavirus wie 229E, OC43, NL63 oder HKU1 infiziert waren, werden gebeten, sich zu melden. Interessierte können die Studienärzte montags bis freitags zwischen 10 und 17 Uhr unter 030/314 279 12 oder studie@si-m.org erreichen.

*Braun J, Loyal L, Frentsch M et al. Presence of SARS-CoV-2-reactive T cells in COVID-19 patients and healthy donors. Nature (2020). doi: 10.1038/s41586-020-2598-9

Zur Publikation
Die Untersuchungen zur T-Zell-Reaktivität hatte die Forschungsgruppe bereits im April vorab auf einem sogenannten Preprint-Server hinterlegt. Im Zuge des Peer-Review-Verfahrens haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Datenbasis um weitere Experimente ergänzt. Das finale Manuskript ist jetzt im Fachmagazin Nature erschienen.

Allgemeines zur Immunantwort
Das Immunsystem bekämpft Erreger zum einen mithilfe von spezifischen Antikörpern und zum anderen durch die Aktivierung spezifischer Immunzellen, darunter T-Zellen. Man spricht von der humoralen und der zellulären Immunantwort. Beide Arme des Immunsystems tragen zur Ausbildung einer Immunität gegen einen spezifischen Erreger bei. Inwiefern und zu welchem Anteil die humorale und die zelluläre Immunantwort zu einer Immunität gegen SARS-CoV-2 beiträgt, ist Gegenstand aktueller Forschung.

T-Helferzellen
T-Helferzellen sind für die Steuerung und Koordinierung der Immunantwort verantwortlich. Dringt ein Erreger in den Körper ein, nehmen sogenannte Fresszellen ihn auf und präsentieren Bruchstücke davon („Antigene") auf ihrer Oberfläche. T-Helferzellen kontrollieren diese Bruchstücke; verfügen sie über einen mehr oder weniger passenden Rezeptor für diese Erregerfragmente, werden sie aktiviert. Aktivierte T-Helferzellen sorgen dann dafür, dass andere Immunzellen den Erreger direkt bekämpfen und passgenaue Antikörper bilden. Bei den meisten Immunantworten entstehen dann auch sogenannte T-Helfer-Gedächtniszellen, die über viele Jahre im Körper überleben können und verantwortlich für eine schnellere und effizientere Immunantwort im Falle eines erneuten Kontakts mit dem gleichen Erreger sind.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Andreas Thiel
Charité - Universitätsmedizin Berlin
t: +49 30 450 570 400
E-Mail: andreas.thiel@charite.de

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1038/s41586-020-2598-9

Weitere Informationen:
https://infektiologie-pneumologie.charite.de/
Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie der Charité
https://b-crt.de/de/forschung/forschungsfelder/immunsystem/regenerative-immunolo...
AG Thiel am BCRT
https://www.molgen.mpg.de/ Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

Quelle: IDW 

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Kalikokrebs: Erstmals Gewässer vollständig von invasiver Tierart befreit und erfolgreich saniert

Regina Schneider Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Pädagogische Hochschule Karlsruhe

Am „Dreizack" in Rheinstetten quaken die Laubfrösche wieder und auch die Königslibellen sind zurück. Biologen der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe sowie der Stadt Rheinstetten ist es gelungen, ein Gewässer erstmals vollständig vom Kalikokrebs zu befreien und erfolgreich zu sanieren. Im Rahmen eines von der Stiftung Naturschutzfonds Baden-Württemberg geförderten Forschungsprojekts haben die Wissenschaftler Maßnahmen entwickelt, die Wirkung zeigen: Baumstammbarrieren um das Gewässer und Kies auf dem Boden verhindern, dass sich die hochinvasiven Krebse dort ansiedeln.

Seit vielen Jahren breitet sich der hochinvasive Kalikokrebs am Oberrhein aus und bedroht einheimische Amphibien und Libellen. Gemeinsam mit der Stadt Rheinstetten ist es Biologen der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe nun gelungen, ein Gewässer erstmals vollständig von Kalikokrebsen zu befreien und erfolgreich zu sanieren. Im Rahmen des von der Stiftung Naturschutzfonds Baden-Württemberg geförderten Forschungsprojekts „Management des invasiven Kalikokrebses zum Schutz von Amphibien und Libellen in Kleingewässern" haben die Wissenschaftler entsprechende Konzepte entwickelt und untersucht. Umgesetzt hat sie in den vergangenen Jahren die Stadt Rheinstetten.

Baumstammbarriere und Kiesschicht zeigen Wirkung
Eine Baumstammbarriere verhindert, dass die über Land wandernden Krebse zum Gewässer gelangen, und eine Kiesschicht an Ufer und Boden sorgt dafür, dass die Krebse keine Röhren bauen können. Das ist wichtig, weil die Krebse in diesen Röhren sogar das Austrocknen des Gewässers überleben. „Im Dreizack gibt es jetzt eindeutig keine Kalikokrebse mehr", bilanziert Andreas Stephan, Doktorand am Institut für Biologie und Schulgartenentwicklung. „Seit Monaten haben wir in den 25 Fangsteinen, mit denen wir das Monitoring des Gewässers realisieren, keine Kalikokrebse mehr gefangen. Die Art ist dort definitiv nicht mehr vorhanden."

„Wir freuen uns sehr, dass ein erster Erfolg bei der Bekämpfung des invasiven Kalikokrebses durch eine Kombination von Maßnahmen - insbesondere Habitatveränderungen und die Schaffung von Barrieren - am ‚Dreizack‘ in Rheinstetten verzeichnet werden kann und damit heimische Amphibien und Libellen das Gewässer wieder als Lebensraum nutzen können", betont Stephanie Rebsch, Geschäftsführerin der Stiftung Naturschutzfonds Baden-Württemberg.

Die Situation schien nahezu aussichtslos
Stattdessen schlüpfen jetzt am „Dreizack" wieder Königslibellen und auch der hochgradig schützenswerte Laubfrosch ist zurück, nachdem er in Rheinstetten vom Aussterben bedroht schien. „Von Ende April bis Mitte Juni haben wir am Dreizack rund 260 Larvenhäute der Großen Königslibelle gefunden", freut sich Prof. Dr. Andreas Martens, Leiter des Instituts für Biologie und Schulgarten­entwicklung über diesen neuen „guten Bestand". Mit dem „Dreizack" konnte auch das für den Laubfrosch wichtigste Gewässer in Rheinstetten saniert werden.

„Für mich schien die Situation nahezu aussichtslos", sagt Martin Reuter, Umweltbeauftragter der Stadt Rheinstetten. Mit Reuter haben die Biologen im Rahmen des Forschungsprojekts eng zusammengearbeitet und ihre Maßnahmen abgestimmt. Nun zeigt am „Dreizack" die Große Königslibelle wieder ihre Flugkünste und abends erklingt das laute Konzert der Laubfrösche. Denn jetzt gibt es dort keine Kalikokrebse mehr, die Kaulquappen, Laich oder Larven zum Verhängnis werden könnten.

Über das Forschungsprojekt
Im Rahmen des Forschungsprojekts „Management des invasiven Kalikokrebses zum Schutz von Amphibien und Libellen in Kleingewässern", das von der Stiftung Naturschutzfonds Baden-Württemberg aus Erträgen der Glücksspirale gefördert wird, haben Biologen der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe nachhaltige Managementmaßnahmen entwickelt, um die Bestände des Kalikokrebses zu reduzieren. Start war Mitte 2017, Projektende ist im Dezember 2020. Das Regierungspräsidium Karlsruhe ist mit seinem Referat 56 Naturschutz und Landschaftspflege fachlich eingebunden und unterstützt die Arbeit der Wissenschaftler.

Über den Kalikokrebs
Der aus Nordamerika stammende Kalikokrebs (Faxonius immunis) hat sich am Oberrhein seit 1993 dramatisch ausgebreitet. Anders als der Kamberkrebs, der Signalkrebs, der Rote Amerikanische Sumpfkrebs und der Marmorkrebs steht er bisher nicht auf der EU-Liste invasiver gebietsfremder Arten. Kalikokrebse können in Kleingewässern hohe Dichten aufbauen und sind damit eine besondere Bedrohung für gefährdete Amphibien und Libellenarten. Unter unseren klimatischen Bedingungen schlüpft die Brut im späten Frühjahr, zumindest ein Teil der Krebse kann bereits im ersten Jahr geschlechtsreif werden. Mit bis zu 495 Eiern pro Weibchen (Durchschnitt: 150) haben Kalikokrebse eine hohe Fortpflanzungsrate und können Massenbestände mit 45 Krebsen pro Quadratmeter Wasserfläche entwickeln.

Sie gehen über Land und besiedeln so auch isolierte Gewässer, im Frühjahr wandern selbst die Eier tragenden Weibchen. Der Kalikokrebs überträgt - wie alle amerikanischen Fluss­krebs-Arten - den Erreger der Krebspest, ohne daran selbst unter normalen Bedingungen ernsthaft zu erkranken. Darüber hinaus ist er gegenüber anderen bei uns vorkommenden Flusskrebs-Arten ziemlich aggressiv. Kalikokrebse dürfen daher auf keinen Fall weiterverbreitet werden. Insbesondere sollten sie nicht in Gartenteiche eingesetzt werden, denn von dort können sie leicht entkommen.

Über die Pädagogische Hochschule Karlsruhe
Als bildungswissenschaftliche Hochschule mit Promotions- und Habilitationsrecht forscht und lehrt die Pädagogische Hochschule Karlsruhe zu schulischen und außerschulischen Bildungsprozessen. Ihr unverwechselbares Profil prägen der Fokus auf MINT, mehrsprachliche Bildung und Heterogenität sowie eine aktive Lehr-Lern-Kultur. Das Studienangebot umfasst Lehramtsstudiengänge für Grundschule und Sekundarstufe I, Bachelor- und Masterstudiengänge für andere Bildungsfelder sowie professionelle Weiterbildungsangebote. Rund 220 in der Wissenschaft Tätige betreuen rund 3.600 Studierende. Weitere Infos auf https://www.ph-karlsruhe.de

Medienkontakt
Regina Schneider M. A.
Pressesprecherin
Pädagogische Hochschule Karlsruhe
Bismarckstraße 10
76133 Karlsruhe
Telefon +49 721 925 4115
E-Mail: Regina.Schneider@vw.ph-karlsruhe.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Andreas Martens, Leiter des Instituts für Biologie und Schulgartenentwicklung der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe, andreas.martens@ph-karlsruhe.de

Quelle: IDW 

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Entzündungshemmer senken das Risiko für eine Infektion

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

Entzündungshemmende Medikamente sollen laut Erlanger Corona-Studie weiter eingenommen werden
Die über 2.000 Teilnehmer umfassende Corona-Antikörperstudie des Deutschen Zentrums Immuntherapie (DZI) am Universitätsklinikum Erlangen wurde nun im renommierten wissenschaftlichen Journal „Nature Communications" veröffentlicht. Die Wissenschaftler des DZI haben bereits sehr früh mit Antikörpertests gegen das neue Coronavirus begonnen, da viele Patienten mit Erkrankungen wie Arthritis, Darmentzündungen oder Schuppenflechte mit Medikamenten behandelt werden, die in Entzündungsprozesse und damit auch in das Immunsystem eingreifen. Daher bestand Sorge, dass diese Patienten sehr empfindlich auf das neue Coronavirus reagieren. Die Erlanger Forscher untersuchten Probanden auf klinische Zeichen von Atemwegsinfekten, befragten sie zum Kontakt mit Infizierten und testeten sie auf Antikörper gegen das Coronavirus. Gleichzeitig wurde im Rahmen der Erlanger Corona-Antikörperstudie auch eine große Zahl gesunder Probanden untersucht.

„Wir fanden heraus, dass die Häufigkeit einer Infektion mit dem neuen Coronavirus in der Normalbevölkerung in Bayern derzeit 2,2 Prozent beträgt", sagt Studienleiter Prof. Dr. med. univ. Georg Schett, einer der beiden Sprecher des DZI und Direktor der Medizinischen Klinik 3 - Rheumatologie und Immunologie des Uni-Klinikums Erlangen. „Dies ist ein vergleichsweise niedriger Wert und vermutlich dem strikten Einhalten der Hygienemaßnahmen sowie der erfolgreichen frühen ,Lockdown‘-Politik in Bayern geschuldet. Interessanterweise zeigen unsere Ergebnisse aber auch, dass neun von zehn Infektionen mit dem Coronavirus unterschwellig und ohne größere Symptome verlaufen. Hierbei ist zu bedenken, dass die Häufigkeit bestätigter diagnostizierter COVID-19-Fälle in Bayern mit 0,3 Prozent bei nur ca. einem Zehntel der Infektionsrate unserer Corona-Antikörperstudie liegt."

„Hinsichtlich ihrer Symptomatik zeigten viele Menschen, die Kontakt mit dem neuen Coronavirus hatten, Zeichen von Atemwegssymptomen, die sich grundsätzlich nicht von anderen Atemwegsinfekten unterschieden", geben Dr. David Simon und Dr. Koray Tascilar von der Medizin 3 des Uni-Klinikums Erlangen zu bedenken. Da Atemwegsinfekte sehr häufig sind und nur ein geringer Teil von ihnen tatsächlich auf das neue Coronavirus zurückzuführen ist, ist es von besonderer Wichtigkeit, solche Symptome angemessen abzuklären und gegebenenfalls eine Virustestung durchzuführen. Geruchsverlust stellt hier möglicherweise eine Ausnahme dar, denn diese Symptomatik zeigte sich bei Menschen mit Antikörpern gegen das neue Coronavirus deutlich häufiger.

Was aber passiert, wenn Menschen entzündungshemmende Medikamente für chronische Erkrankungen wie Arthritis, entzündliche Darmerkrankungen oder Schuppenflechte einnehmen? In diesem Fall lag ursprünglich der Verdacht nahe, dass diese Menschen empfindlicher gegenüber Infektionen mit dem neuen Coronavirus sind. „Dem ist aber nicht so!", führen Prof. Dr. Markus F. Neurath, DZI-Sprecher und Direktor der Medizinischen Klinik 1 - Gastroenterologie, Pneumologie und Endokrinologie des Uni-Klinikums Erlangen, und Prof. Dr. Raja Atreya, Oberarzt am DZI und an der Medizin 1, aus. „Patienten mit Morbus Crohn oder der Colitis ulcerosa, die Entzündungshemmer einnehmen, zeigten ein niedrigeres und eben kein erhöhtes Risiko für eine Infektion mit dem Coronavirus." Zu einem ähnlichen Schluss kommen ihre Kollegen Prof. Dr. Carola Berking, Direktorin der Hautklinik des Uni-Klinikums Erlangen, und ihr Stellvertreter Prof. Dr. Michael Sticherling: „Auch Patienten mit Schuppenflechte, einer der häufigsten chronisch-entzündlichen Erkrankungen des Menschen, weisen kein erhöhtes Risiko für eine Infektion mit dem neuen Coronavirus auf, wenn sie mit speziellen entzündungshemmenden Medikamenten therapiert werden." Ähnliche Ergebnisse wurden auch für entzündliche Gelenkerkrankungen wie die Rheumatoide Arthritis und Morbus Bechterew gefunden, wie die Oberärzte Dr. Arndt Kleyer und Prof. Dr. Gerhard Krönke aus dem Bereich Rheumatologie und Immunologie der Medizin 3 bestätigen.

Diese Ergebnisse haben eine große Bedeutung für Menschen mit entzündlichen Erkrankungen, denn sie zeigen, dass die Weiterführung der entzündungshemmenden Therapie in Zeiten der Coronavirus-Pandemie im Wesentlichen unbedenklich ist und dass diese Patienten weder aufgrund ihrer Erkrankung noch aufgrund der Therapie zur Risikogruppe für schwere Verläufe der Infektion gehören.

Die Erlanger Corona-Studie entstand in interdisziplinärer Zusammenarbeit von Forschern des DZI sowie mit Prof. Dr. Klaus Überla und Prof. Dr. Matthias Tenbusch vom Virologischen Institut - Klinische und Molekulare Virologie des Uni-Klinikums Erlangen. Die Studie wurde durch den Sonderforschungsbereich 1181 der Deutschen Forschungsgemeinschaft, das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF-Projekt MASCARA) und die Schreiber-Stiftung unterstützt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. univ. Georg Schett
Tel.: 09131 85-39109
georg.schett@uk-erlangen.de

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Höhere COVID-19 Sterblichkeit nicht alleine durch enge familiäre Kontakte erklärbar

Alexandra Frey Öffentlichkeitsarbeit
Universität Wien

Mehr COVID-19 Fälle und höhere Sterblichkeitsraten können nicht alleine durch enge familiäre Kontakte - wie die Betreuung von Enkelkindern oder das Zusammenleben mehrerer Generationen - erklärt werden. Frühere Studien ließen vermuten, dass in Ländern wie Italien, in denen generationenübergreifende Kontakte üblich sind, höhere Corona bedingte Sterblichkeitsraten vorkommen. Ein internationales Forscher*innenteam um Valeria Bordone von der Universität Wien hat jetzt regionale Daten analysiert und kann diesen Zusammenhang nicht bestätigen. Denn: Innerhalb Italiens war die Sterblichkeit in jenen Regionen am höchsten, in denen das Zusammenleben mehrerer Generationen eher selten ist.

Die bisherige Entwicklung der Corona-Pandemie wirft die Frage auf, welche Faktoren zur Ausbreitung des Virus beitragen. Mehrere in den letzten Monaten veröffentlichte Studien vertreten die These, dass enge Beziehungen zwischen Menschen mehrerer Generationen zu einer schnelleren Ausbreitung und höheren Sterblichkeitsraten führen könnten. Diese Studien sind auf Basis nationaler Daten gefolgert, dass in Ländern wie Italien - in denen häufig Personen mehrerer Generationen zusammenleben - die Sterblichkeitsraten höher sind.

Ein internationales Team von Wissenschafter*innen der Universitäten Wien, Florenz und Pompeu Fabra hat jetzt auch regionale Daten analysiert und festgestellt, dass dieser Schluss unzulässig ist. Die aktuelle Studie warnt daher vor vereinfachten Interpretationen von scheinbaren Zusammenhängen zur Erklärung der unterschiedlichen Ausbreitung und Todesraten von COVID-19.

Höhere Sterblichkeit ist eher auf schwächere Gesundheitssysteme zurückzuführen
Die Wissenschafter*innen Valeria Bordone, Bruno Arpino und Marta Pasqualini analysierten Daten aus 19 europäischen Ländern und damit den Zusammenanhang zwischen generationenübergreifenden Beziehungen und den Sterblichkeitsraten sowie der Anzahl der Fälle pro 100.000 Einwohner*innen. Auf nationaler Ebene konnte, wie vermutet, der Zusammenhang zwischen engen generationenübergreifenden Beziehungen und höheren Sterblichkeitsraten bestätigt werden - so gab es beispielsweise mehr Fälle und eine höhere Sterblichkeitsrate in Ländern, in denen erwachsene Kinder häufig bei ihren Eltern leben.

Bei der Analyse der Daten auf subnationaler Ebene hat sich dieser Zusammenhang jedoch umgekehrt - beispielsweise waren in Italien Regionen, in denen selten mehrere Generationen zusammen leben trotzdem am stärksten von der Pandemie betroffen. "Der positive Zusammenhang zwischen generationenübergreifenden Beziehungen und COVID-19-Fällen auf nationaler Ebene könnte auf schwächere Gesundheitssysteme zurückzuführen sein. Auf regionaler Ebene könnte der negative Zusammenhang mit einem höheren Anteil an älteren Menschen in Altersheimen zu tun haben," sagt Bordone. So wurde beispielsweise in der Lombardei eine der höchsten Sterblichkeitsraten in Italien gemessen, obwohl dort vergleichsweise wenige generationenübergreifende Kontakte bestehen. Gleichzeitig leben in der Lombardei vergleichsweise viele ältere Menschen in Altersheimen.

Familiäre Beziehungen sind in Krisenzeiten wichtig
Laut den Autor*innen sollte nicht übersehen werden, dass generationenübergreifende Beziehungen auch eine positive Rolle - in Form von emotionaler und instrumenteller Unterstützung - spielen können: "Familiäre Beziehungen, ob physisch oder auf Distanz, haben möglicherweise dazu beigetragen, dass die Einschränkungen in Lockdown-Phasen eher eingehalten wurden. Somit wurde dadurch die Verbreitung von COVID-19 eher gehemmt", sagt Bordone.

Auch für die Politik ist von großer Bedeutung, welche Faktoren die Verbreitung und Letalität von COVID-19 beeinflussen. "Wir warnen vor übereilten Fehlinterpretationen basierend auf dem Vergleich von Ländern", sagt Bordone. "Politische Maßnahmen sollten generationenübergreifende Beziehungen als möglichen Übertragungsweg des Virus, aber auch als Quelle der familiären Unterstützung berücksichtigen".

Angesichts der Tatsache, dass soziale Kontakte nicht zwangsläufig physischer Natur sein müssen - ebenso wenig wie physische Kontakte automatisch soziale Kontakte implizieren - empfehlen die Wissenschafter*innen zudem, den Begriff "soziale Distanzierung" durch den Begriff "physische Distanzierung" zu ersetzen.

Publikation in "PNAS":
Arpino, B., Bordone, V., Pasqualini, M. (2020). No clear association emerges between intergenerational relationships and COVID-19 fatality rates from macro-level analyses.
DOI: 10.1073/pnas.2008581117

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Ass.-Prof. Dr. Valeria Bordone
Institut für Soziologie
Universität Wien
1090 - Wien, Rooseveltplatz 2
T +43 (0) 6607463111
valeria.bordone@univie.ac.at

Originalpublikation:
Arpino, B., Bordone, V., Pasqualini, M. (2020). No clear association emerges between intergenerational relationships and COVID-19 fatality rates from macro-level analyses. PNAS.
DOI: 10.1073/pnas.2008581117

Weitere Informationen:
https://medienportal.univie.ac.at/presse/aktuelle-pressemeldungen/detailansicht/...

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Debarking Heads stärken das Ökosystem Wald und tragen durch Borkenkäferprävention zur Entspannung am Holzmarkt bei

Gerhard Radlmayr Zentrum für Forschung und Wissenstransfer
Hochschule Weihenstephan-Triesdorf

Die Entrindung von Stämmen während der Aufarbeitung im Bestand ist seit Jahren gängige Praxis in Eukalyptus-Plantagen auf der Südhalbkugel. Diese erfolgt mit Entrindungsaggregaten an Harvestern. In Anlehnung an diese Technik lief von 2014-2017 ein Projekt an der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT), bei dem sogenannte Debarking Heads unter mitteleuropäischen Waldverhältnissen modifiziert und getestet wurden. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Minimierung des Nährstoffaustrags bei der Holznutzung. Im Folgeprojekt Debarking Heads II (bis 2021) steht die Logistikkette von entrindetem Holz im Fokus.

Dazu wurden Entrindungswalzen statt konventioneller Vorschubwalzen entwickelt, deren Umrüstung grundsätzlich an allen Aggregaten möglich ist. Der Stamm wird in voller Länge durch das Aggregat gelassen, durch die Entrindungswalzen mit schräg angebauten Stegen wird die Rinde aufgedrückt und durch die Entastungsmesser abgetragen. Die Entrindungsprozente liegen im Sommer bei Saftfluss im Mittel bei 84 %, im Winter lediglich bei 56 %. Die Vorteile eines Einsatzes von Debarking Heads sind vielfältig. Die Rinde und somit die rindengebundenen Nährstoffe bleiben im Bestand und werden nicht aus dem Ökosystem Wald ausgetragen. Durch die insektizidfreie Borkenkäfer-Prävention des Verfahrens entspannt sich der Absatzdruck bei der Holzabfuhr und -vermarktung. Weiterhin erfolgt die Verbrennung von Holz vollständiger als die von Rinde. Somit entsteht weniger Asche und Feinstaub. Nicht zuletzt werden Transportmasse und -volumen reduziert und dadurch Kraftstoff eingespart.

Borkenkäferprävention
Besonders in Borkenkäferjahren bringt der Einsatz von Debarking Heads große Vorteile mit sich. Eine Entrindung zwischen Januar und Oktober bei weißen Stadien wird von der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) aus Waldschutzgründen empfohlen. Mit den Debarking Heads ist dies einfach umsetzbar. Durch die Entrindung wird den rindenbrütenden Insekten der Brutraum entzogen, sie entwickeln sich nur begrenzt weiter und fliegen nicht aus. Das ergab eine Bachelorarbeit, bei der Rinde aus der Aufarbeitung eines Käferlochs unter sogenannte Eklektoren gelegt wurde. Das sind zeltartige Fallen, mit dem flugfähige Insekten gefangen werden können.

Akzeptanz der Sägeindustrie
Manche Holzabnehmer sträuben sich gegen entrindetes Holz. Die deutsche Säge- und Holzindustrie (DeSH) steht Debarking Heads sehr kritisch gegenüber. Dabei werden verschiedene Argumente gegen den Einsatz von Entrindungsaggregaten ins Feld geführt. Zum Beispiel wurde in den letzten Jahren die Rinde ohne Mehrkosten an die Abnehmer mitgeliefert. Mit dieser wurden dann z. B. Trocknungsanlagen in Sägewerken beheizt oder die Rinde wurde zu Rindenmulch verarbeitet und verkauft.

Debarking Heads in der Praxis
Derzeit sind deutschlandweit rund 40 Debarking Heads im Einsatz. Ein Debarking Head bei der Holzernte wurde bei der letzten KFW-Tagung im Sommer 2016 zusammen mit den Projektergebnissen vorgestellt. Nach Abschluss des Gesamtprojekts sollen auf der nächsten KFW-Tagung im Sommer 2021 erneut praktische Demonstrationen eines Debarking Head erfolgen sowie die Gesamtergebnisse präsentiert werden.

Projektleitung, Kooperationspartner und kooperative Promotion
Beide Projekte leitet Prof. Dr. Stefan Wittkopf von der Fakultät Wald und Forstwirtschaft der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, der am Institut für Ökologie und Landschaft (IÖL) forscht. Kooperationspartner ist das Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V. (KWF). Joachim B. Heppelmann, maßgeblicher wissenschaftlicher Mitarbeiter in beiden Debarking Heads Projekten, konnte seine im Oktober 2015 begonnene Dissertation zum Thema "Modifying conventional harvesting heads: a technical approach to in-stand debarking under Central European conditions" am 14. Mai 2020 erfolgreich verteidigen. Die kooperative Promotion wurde seitens der HSWT von Prof. Dr. Stefan Wittkopf betreut, der Doktorvater war Prof. Dr. Eric R. Labelle, ehemaliger Inhaber der Professur für forstliche Verfahrenstechnik an der TU München am Wissenschaftszentrum Weihenstephan.

Text: Caroline Bennemann und Gerhard Radlmayr

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Stefan Wittkopf
stefan.wittkopf@hswt.de
T +49 8161 71-5911

Hochschule Weihenstephan-Triesdorf
Hans-Carl-von-Carlowitz-Platz 3
85354 Freising

Originalpublikation:
(1) Heppelmann, J. B. et. al. (2019): In-stand debarking with the use of modified harvesting heads: a potential solution for key challenges in European forestry. Eur J Forest Res 138, S.1067-1081. https://doi.org/10.1007/s10342-019-01225-y

(2) Heppelmann, J. B. et. al. (2019): Static and Sliding Frictions of Roundwood Exposed to Different Levels of Processing and Their Impact on Transportation Logistics. Forests 10 (7), S.568. https://doi.org/10.3390/f10070568

(3) Heppelmann, J. B. et. al. (2019): Development and Validation of a Photo-Based Measurement System to Calculate the Debarking Percentages of Processed Logs. Remote Sensing 11 (9), S.1133. https://doi.org/10.3390/rs11091133

Weitere Informationen:
https://forschung.hswt.de/forschungsprojekt/1115-debarking-heads-ii Projekt Debarking Heaads II: Entwicklung und Bewertung von Logistikketten bei Einsatz von entrindenden Harvesterfällköpfen
https://forschung.hswt.de/forschungsprojekt/634-debarking-heads-i Projekt Debarking Heads I: Nährstoffentzug bei der Holzernte minimieren - durch die Nutzung von entrindenden Harvesterfällköpfen
http://dh2.kwf-online.de/ il Karte der Debarking Heads, die in Deutschland im Einsatz sind

Quelle: IDW 

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Wasser 4.0: Ein „Digitaler Zwilling" für das Kanalsystem

Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin

Mit der Entwicklung des „Digitalen Zwillings" einer Pumpstation wollen TU-Ingenieur*innen in Zeiten des Klimawandels die Abwasser-Infrastruktur von Megastädten besser verstehen und beherrschbar machen

Zuverlässig mit sauberem Frischwasser versorgt zu werden, ist für viele Menschen heute selbstverständlich. Doch das intelligente Management und die sichere Behandlung von Wasser und Abwasser sind ingenieurtechnische Höchstleistungen, denn Urbanisierung und Klimawandel belasten die natürlichen Ressourcen zunehmend. Um gerade in großen Städten die entsprechenden Infrastrukturen effizienter und besser beherrschbar zu machen, schaffen Wissenschaftler*innen der TU Berlin innovative, intelligente Konzepte und Strategien und untersuchen sie in einer realistischen Umgebung. Dafür entwickeln sie zusammen mit der Siemens AG und den Berliner Wasserbetrieben derzeit den „Digitalen Zwilling" einer Pumpstation. Mit seiner Hilfe wird es künftig möglich sein, virtuell Probleme im Abwassersystem zu detektieren sowie dieses mit smarter Technik vorausschauend zu betreiben und funktionsfähig zu halten.

„Der digitale Zwilling ist ein echter Meilenstein auf dem Weg zu Wasser 4.0", erklärt Prof. Dr.-Ing. Paul-Uwe Thamsen, der das Fachgebiet Fluidsystemdynamik am Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik der TU Berlin leitet. In seiner Laborhalle auf dem Campus der Universität steht die riesige Versuchsanlage einer Pumpstation an der sein Wissenschaftler*innen-Team in verschiedenen Projekten digitale Möglichkeiten in Betrieb und Wartung, Datenanalysen und Vernetzung solcher Infrastrukturen erforschen.

Hitze, Trockenheit und Starkregen belasten das Kanalsystem
„Allein Berlin ist in den vergangenen 20 Jahren um 300.000 Menschen gewachsen", so Thamsen. „Lange Trocken- und Hitzeperioden nehmen zu, ebenso Starkregenereignisse. Das macht insbesondere unseren Abwassersystemen sehr zu schaffen." Geruchsbelästigungen aus dem Abwassernetz sind die Folge, Einbauteile korrodieren, die Starkregenfälle überlasten das Kanalnetz, was dazu führt, dass die Mischwasserkanäle mit Oberflächen- und Abwässern überlaufen und belastetes Abwasser freisetzten.

Als Forschungspartner der TU Berlin hat die Siemens AG rund 500.000 Euro investiert, um die Pumpenversuchsanlage der TU-Forscher mit der neuesten Technologie auszustatten, die die Anlage nun Schritt für Schritt um einen digitalen Anlagenzwilling erweitert, so dass schließlich alle Informationen des Versuchsstandes in einer digitalen Umgebung vorliegen: Planungsunterlagen, technische Daten, Einstellparameter, Betriebs- und Wartungsinformationen bis hin zur Fehlerdiagnose mit selbstständiger Reaktion zur Fehlerbehebung.

Effiziente und ökonomische Wasserwirtschaft
Für die Berliner Wasserbetriebe, den zweiten Forschungspartner ist ein weiterer Aspekt besonders interessant, den der Digitale Anlagenzwilling verspricht. „Durch die intelligente Vernetzung von vorhandenen Wasser- und Abwasserrückhalteeinrichtungen und die vorausschauende Betriebsweise von Abwasserpumpstationen werden Niederschlagsereignisse besser beherrschbar und energetische Einsparungen gegenüber dem regulären Betrieb möglich", so Thamsen. „Das kann auch den Bau neuer Anlagen ersparen, der oft mit Millionen-Investitionen verbunden ist. Die Digitalisierung des Systems unterstützt also eine effiziente und ökonomische Wasserwirtschaft."

Ein großes Problem sind im städtischen Abwassersystem sind zum Beispiel die sogenannten „Verzopfungen". Das sind meterlange, stinkende und schleimige dicke Materialklumpen, die sich regelmäßig tief unter der Erde der summenden Metropole im Abwasserstrom ineinander verdrehen und schließlich die riesigen Abwasserpumpen blockieren. Mitarbeiter der Berliner Wasserbetriebe müssen diese dann von Hand aus der Pumpstation zerren, damit die Berliner Straßen nicht zur Kloake werden. Hauptverursacher sind feuchte Baby- oder Hygienetücher, die achtlos in die Toilette geworfen werden, denn sie lösen sich im Abwasser nicht auf. „Mit dem Digitalen Zwilling kann man die Gefahr solcher Verzopfungen frühzeitig erkennen und die Pumpen rückwärts laufen lassen, um sie zu reinigen", so Thamsen. „Alles in allem hilft uns die Digitalisierung, unsere Infrastrukturen optimal zu verstehen und zu nutzen."

Mit der neuen Versuchsanlage der „quasi realen Pumpstation" plus dem digitalen Zwilling steht der TU Berlin eine experimentelle Grundausstattung zur Verfügung, an der zahlreiche innovative Lösungen für „intelligente Pumpstationen" entwickelt werden. Diese können auf beliebige Abwassernetzstrukturen unterschiedlichster Städte angewandt werden.

https://www.fsd.tu-berlin.de/menue/forschung/
https://new.siemens.com/global/en/company/stories/industry/digital-twin-digitali...

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr.-Ing. Paul-Uwe Thamsen
Technische Universität Berlin
Fakultät V Verkehrs- und Maschinensysteme
Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik
Fachgebiet Fluidsystemdynamik - Strömungstechnik in Maschinen und Anlagen
Tel.: 030 / 314 - 25262
E-Mail: paul-uwe.thamsen@tu-berlin.de

Weitere Informationen:
https://www.fsd.tu-berlin.de/menue/forschung/
https://new.siemens.com/global/en/company/stories/industry/digital-twin-digitali...

Quelle: IDW 

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Erste bundesweite Regenmessung mit dem Mobilfunknetz

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

Ob bei der Hochwasserfrühwarnung oder in der Landwirtschaft - Regenmessungen sind von großer Bedeutung. Doch weltweit fehlen für viele Regionen präzise Daten, weil flächendeckende Messungen bislang zu teuer sind. Ändern könnte sich das mit einer neuen Methode, die gerade ihren Praxistest bestanden hat. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Augsburg gelang die erste deutschlandweite Regenmessung mit dem Mobilfunknetz. Jetzt ist der Einsatz der Technologie in Westafrika geplant. Über die Ergebnisse berichtet das Team aktuell in den Fachzeitschriften Hydrology and Earth System Sciences und Atmospheric Measurement Techniques.

Regen kann die Leistungsfähigkeit eines Mobilfunknetzes erheblich beeinträchtigen. Doch was Telekommunikationsunternehmen Kopfzerbrechen bereiten kann, ist für die meteorologische Forschung ein Glücksfall: „Wir haben aus dieser Interaktion zwischen Wettergeschehen und menschlicher Technologie eine gänzlich neue Methode zur Regenmessung entwickelt", sagt Professor Harald Kunstmann vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), dem Campus Alpin des KIT. „Wenn ein Mobilfunknetz vorhanden ist, brauchen wir weder eine neue Infrastruktur noch zusätzliches Bodenpersonal." Gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Augsburg gelang seinem Team am KIT nun die erste flächendeckende Regenmessung mit der neuen Methode in Deutschland: Aus der niederschlagsbedingten Abschwächung der Funkverbindung zwischen mehreren tausend Mobilfunkmasten konnten sie zeitlich hoch aufgelöste Regenkarten generieren. „Beim Vergleich mit den Messwerten des Deutschen Wetterdienstes zeigt sich, dass wir eine hohe Übereinstimmung erzielt haben", erklärt Maximilian Graf aus dem Forscherteam.

Verbesserte Genauigkeit dank Künstlicher Intelligenz (KI)
Möglich wurde die Niederschlagsbestimmung aufgrund der Richtfunkantennen, die in Mobilfunkmasten zur Übertragung über weite Strecken eingesetzt werden. „Genutzt wird hier eine Frequenz von 15 bis 40 Gigahertz, deren Wellenlänge der typischen Größe von Regentropfen entspricht", erklärt Dr. Christian Chwala, Koordinator der Forschungsarbeiten an der Universität Augsburg. „Je mehr Niederschlag fällt, desto schwächer wird das Signal, mit dem die Sendemasten Informationen austauschen. Wir haben ein Jahr lang jede Minute die aktuelle Abschwächung von 4 000 Richtfunkstrecken gemessen. Der daraus entstandene Datensatz ist aufgrund seiner Auflösung und Größe weltweit einzigartig."

Neben den klassischen Methoden der Datenanalyse nutzten die Forscherinnen und Forscher Künstliche Intelligenz (KI), um das Regensignal aus den verrauschten Messwerten herauszufiltern. „Auch andere Faktoren wie Wind oder die Sonne können zu leichten Abschwächungen des Signals führen. Mit Hilfe unserer KI konnten wir erkennen, wann eine Abschwächung auf Regen zurückzuführen ist", sagt Julius Polz, ein weiterer Wissenschaftler der Forschungsgruppe. „Wir haben sie inzwischen so trainiert, dass wir ohne Kalibrierung mit traditionellen Methoden zur Regenmessung auskommen." Damit eigne sich eine Anwendung auch in Regionen ohne nennenswerte Niederschlagsmessungen, die für das Training der KI in Frage kommen könnten, beispielsweise in Westafrika.

Einsatz in Westafrika geplant
Für Deutschland funktioniert die Methode allerdings vor allem im Frühjahr, Sommer und Herbst. „Graupel und Schneeregen führen nämlich zu einer überdurchschnittlichen Abschwächung, und Schnee lässt sich mit dem Mobilfunknetz gar nicht messen", erklärt Harald Kunstmann. Aktuell laufen mehrere Projekte der Forscherinnen und Forscher zur Regenmessung mit Richtfunkstrecken, unter anderem mit dem Schwerpunkt auf Deutschland in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst und dem Landesamt für Umwelt Sachsen. Im Laufe des Sommers starten weitere Projekte in Tschechien und in Burkina Faso, wo erstmals eine landesweite Erfassung von Richtfunkstrecken in Afrika aufgebaut werden soll.

Originalpublikationen:
Graf, M., Chwala, C., Polz, J., and Kunstmann, H. (2020): Rainfall estimation from a German-wide commercial microwave link network: optimized processing and validation for 1 year of data. Hydrology and Earth System Sciences, 24, 2931-2950,
https://doi.org/10.5194/hess-24-2931-2020

Polz, J., Chwala, C., Graf, M., & Kunstmann, H. (2020): Rain event detection in commercial microwave link attenuation data using convolutional neural networks. Atmospheric Measurement Techniques, 13, 3835-3853, https://doi.org/10.5194/amt-13-3835-2020

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

Weiterer Kontakt:
Dr. 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 24 400 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 eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.

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

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

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

Originalpublikation:
Graf, M., Chwala, C., Polz, J., and Kunstmann, H. (2020): Rainfall estimation from a German-wide commercial microwave link network: optimized processing and validation for 1 year of data. Hydrology and Earth System Sciences, 24, 2931-2950, https://doi.org/10.5194/hess-24-2931-2020

Polz, J., Chwala, C., Graf, M., & Kunstmann, H. (2020): Rain event detection in commercial microwave link attenuation data using convolutional neural networks. Atmospheric Measurement Techniques, 13, 3835-3853, https://doi.org/10.5194/amt-13-3835-2020

Weitere Informationen:

http://www.sek.kit.edu/presse.php

Anhang
Erste bundesweite Regenmessung mit dem Mobilfunknetz
https://idw-online.de/de/attachment80413

Quelle: IDW 

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Forschungsprojekt entwickelt Lösungen gegen Nitrateinträge ins Grundwasser

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

Kompetenzzentrum Wasser Berlin (KWB) betreibt im Rahmen des Europäischen Verbundvorhabens "Circular Agronomics" zusammen mit dem Unternehmen
PONDUS Verfahrenstechnik GmbH eine Pilotanlage zur Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen aus landwirtschaftlichen Abfällen.

Landwirtschaftliche Rückstände wie Gülle oder Gärreste aus der Biogasproduktion enthalten sehr viel Stickstoff, der bei der Ausbringung auf landwirtschaftliche Flächen ins Grundwasser gelangen können. In vielen landwirtschaftlich geprägten Regionen Norddeutschlands ist der Grenzwert für Stickstoff in Form von Nitrat im Grundwasser (50 mg/L) bereits überschritten und führt zu Einschränkungen bzw. hohen Kosten bei der Trinkwassergewinnung.
Im EU-Projekt „Circular Agronomics" wird nach Lösungen gesucht, die Landwirtschaft nachhaltiger zu gestalten. Unter anderem wird nach technischen Lösungen gesucht, den Eintrag von Nitrat ins Grundwasser zu reduzieren.
Zusammen mit dem Unternehmen PONDUS Verfahrenstechnik GmbH betreibt das Kompetenzzentrum Wasser Berlin (KWB) im Rahmen des EU-Vorhabens „Circular Agronomics" am Standort Berge im Nordwesten von Berlin eine Pilotanlage zur Rückgewinnung von Ammoniumstickstoff aus landwirtschaftlichen Rückständen. Kernstück ist eine Vakuumentgasungseinheit (Strippung), mit der Ammoniumstickstoff in Form von Ammoniak den Gärresten aus der Biogasproduktionen entzogen und anschließend z.B. in Diammoniumsulfat, einem typischen Dünger, umgewandelt wird.
Das Besondere bei diesem Prozess: die Anlage verträgt im Vergleich zu anderen gängigen Stripp-Verfahren einen recht hohen Feststoffgehalt. Eine aufwändige Abtrennung von festen Bestandteilen ist nicht zwingend notwendig. Dies kommt der landwirtschaftlichen Praxis entgegen.
Ein weiterer Effekt: mit der Anlage werden landwirtschaftliche Abfälle in zwei einzelne Fraktionen aufgetrennt, nämlich einen Kompostähnlichen Rückstand und einen Ammonium-Mineraldünger, die anschließend separat bedarfsgerecht auf landwirtschaftliche Flächen aufgebracht werden können. Bei starken Stickstoffüberschüssen in einer Region kann der konzentrierte Ammoniummineraldünger auch über weitere Distanzen in Regionen mit Nährstoffbedarf transportiert werden. Dies kann sich positiv auf die Grundwasserbelastung auswirken, da der Ammoniumstickstoff separat und gezielt dann im Vegetationszyklus von Nutzpflanzen eingesetzt werden kann, wenn deren Stickstoffbedarf am höchsten ist.

Die am Standort Berge im Nordwesten von Berlin durch die Europäische Union (Grant Agreement No. 773649) geförderten Untersuchungen werden vom KWB zusammen mit dem Unternehmen PONDUS Verfahrenstechnik, der Firma Soepenberg und IASP, einem An-Institut der Humboldt Universität, durchgeführt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Fabian Kraus (fabian.kraus@kompetenz-wasser.de)

Weitere Informationen:

http://www.circularagronomics.eu

Quelle: IDW 

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Das Geheimnis erfolgreicher Fußballmannschaften

Julia Wandt Stabsstelle Kommunikation und Marketing
Universität Konstanz

Forschungsverbund unter Beteiligung der Universität Konstanz analysiert Bewegungsprofile und das Zusammenspiel von Fußballmannschaften

Was zeichnet ein erfolgreiches Fußballteam aus? Mit Methoden der Kollektivforschung kann ein Forschungsverbund unter Beteiligung der Universität Konstanz neue Antworten auf diese Frage geben. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten die Bewegungsmuster von Fußballteams - mit einem Ansatz, der nicht etwa einzelne Athleten in den Fokus nimmt, sondern das kollektive Zusammenspiel des gesamten Teams auswertet. Ihre Analysemethode, die ursprünglich aus der statistischen Physik stammt und erstmals auch für Sportanalysen eingesetzt wurde, stellt deutliche Unterschiede in der kollektiven Dynamik von Gewinner- und Verlierermannschaften fest - und kann sogar den Marktwert der Spieler bestimmen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler analysierten fünf Spiele, die neun Mannschaften in der deutschen Bundesligasaison absolvierten. Mithilfe eines Ansatzes aus der statistischen Physik, der Richtungskorrelation („directional correlation technique"), konnten sie erfassen, wie stark die Bewegungen der Spieler in Hinsicht auf ihre Richtungen übereinstimmen. Daraus erstellten die Forschenden eine Kennzahl - die HCS („highly correlated segments") -, als Maß des Zusammenspiels der Spieler innerhalb ihrer Mannschaft und ihrer Koordination gegenüber dem gegnerischen Team. Anstatt nur Leistungskennzahlen einzelner Spieler zu analysieren - beispielsweise, wie schnell ein Spieler in einem Spiel rennt - untersucht die Studie Faktoren wie das Zusammenspiel und die Abstimmung der Spieler untereinander.

Die Studie wurde von einem internationalen und disziplinübergreifenden Forschungsteam durchgeführt, unter Beteiligung des Research Center in Sports Sciences, Health Sciences and Human Development in Portugal, des Exzellenzclusters „Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour" der Universität Konstanz sowie des Konstanzer Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie. Die Studie, die in der Zeitschrift Chaos, Solitons & Fractals veröffentlicht wurde, kann Fußballmannschaften bei der Suche nach Talenten unterstützen und gibt Trainerinnen und Trainern neue Anhaltspunkte zur Beurteilung der Leistung.

Lesen Sie den ausführlichen Artikel in campus.kn, dem Online-Magazin der Universität Konstanz: https://www.campus.uni-konstanz.de/wissenschaft/das-geheimnis-erfolgreicher-fuss...

Faktenübersicht:
- Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler setzen eine Methode aus der Kollektivforschung ein, um die Bewegungsmuster von Fußballteams zu untersuchen - mit einem Ansatz, der nicht etwa einzelne Athleten in den Fokus nimmt, sondern das kollektive Zusammenspiel des gesamten Teams auswertet.
- Das Tool der Richtungskorrelation („directional correlation techniques") stammt ursprünglich aus der statistischen Physik und wurde nun erstmals in der Sportanalyse eingesetzt.
- Durch die Analyse ganzer Bundesligaspiele konnte die Studie deutliche Unterschiede bei der kollektiven Dynamik von Gewinner- und Verlierermannschaften feststellen und sogar den Marktwert der Spieler bestimmen.
- Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen am Research Center in Sports Sciences, Health Sciences and Human Development in Portugal, am Exzellenzcluster „Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour" der Universität Konstanz sowie am Konstanzer Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie.
- Gefördert von der Portuguese Foundation for Science and Technology, dem DFG Exzellenzcluster 2117 „Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour" (ID: 422037984) und der Hungarian Academy of Sciences.
- Originalveröffentlichung: Marcelino R, Sampaio J, Amichay G, Gonçalves B, Couzin ID, Nagy M (2020) Collective movement analysis reveals coordination tactics of team players in football matches. Chaos, Solitons & Fractals. URL: https://doi.org/10.1016/j.chaos.2020.109831

Kontakt:
Universität Konstanz
Kommunikation und Marketing
Telefon: +49 7531 88-3603
E-Mail: kum@uni-konstanz.de

Anhang
PI Nr. 67/2020, Das Geheimnis erfolgreicher Fußballmannschaften
https://idw-online.de/de/attachment80344

Quelle: IDW 

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Die meisten würden sich impfen lassen, um andere zu schützen

Peter Kuntz Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Trier

In einer Teststudie wurde untersucht, wie Menschen von einer Impfung gegen COVID-19 überzeugt werden könnten.

Weltweit wird auf einen Impfstoff gegen das COVID-19-Virus gewartet. Wissenschaftler der Universität Trier haben sich bereits jetzt die Frage gestellt, wie möglichst viele Menschen dazu motiviert werden könnten, sich impfen zu lassen. Das überraschende Ergebnis: Der stärkste Motivationsfaktor ist nicht etwa die eigene Gesundheit, sondern der Schutz gefährdeter Menschen. Das haben Prof. Dr. Marc Oliver Rieger und sein Team in einem Online-Experiment mit 303 Teilnehmern herausgefunden. Mit der Teststudie wollen sie frühzeitig umfangreichere wissenschaftliche Untersuchungen zu dieser Problematik anstoßen. Die Arbeit wird in der nächsten Ausgabe des Journals „Social Health and Behavior" erscheinen.

In der Studie wurden den Probanden drei Motivationsstränge angeboten, die für eine Impfung sprechen. Davon beruhten zwei auf egoistischen Motiven: eine Impfung senkt das eigene Sterberisiko und sie verhindert Einschränkungen durch einen Ausbruch der Krankheit. Die dritte - altruistische - Motivation war: Geimpfte stellen eine geringere Ansteckungsgefahr für Risikogruppen dar und für Menschen, die nicht geimpft werden können.

Festzustellen war, dass alle drei Motivationsstränge die Impfbereitschaft fördern. Bei weitem am wirksamsten ist jedoch der Aspekt, hierdurch Menschen schützen zu können, die nicht geimpft werden können. Bei mehr als 40 Prozent der Teilnehmer, die zuvor noch nicht sicher waren, ob sie sich impfen lassen würden, steigerte diese Motivation die Bereitschaft zu einer Impfung. Der Hinweis auf die eigene Gesundheitsgefährdung und dass auch weniger anfällige Personen durch Corona gesundheitliche Komplikationen erleben können, steigerte die Bereitschaft zu einer Impfung lediglich bei 15 bis 19 Prozent.

„Der beste Ansatz für eine höhere Impfbereitschaft scheint zu sein, die Risiken zu erklären, die nicht geimpfte Personen für andere darstellen können. Dieses Ergebnis impliziert, dass diesem Aspekt mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte", sagt Professor Marc Oliver Rieger. „Diese Studie ist natürlich nur ein erster empirischer Test. Es wäre sinnvoll, das Experiment in größeren, repräsentativen Untersuchungen zu wiederholen. Darüber hinaus könnten natürlich auch weitere Motivationswege untersucht werden", so Marc Oliver Rieger.

Zum Preprint der Studie: http://www.uni-trier.de/fileadmin/fb4/prof/BWL/FIN/Files/Triggering_Altruism_Increases_the_Willingness_to_Get_Vaccinated_Against_COVID-19.pdf

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Marc Oliver Rieger
Betriebswirtschaftslehre
Mail: mrieger@uni-trier.de
Tel. +49 651 201-2721

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Grundwasserveränderungen genauer verfolgen

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

Eine neue Methode könnte helfen, Grundwasserveränderungen besser als bisher nachzuverfolgen. Forschende aus dem Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam und den USA haben dafür Schwerefelddaten der Satellitenmission GRACE und GRACE-Follow On mit anderen Messverfahren verglichen. Sie untersuchten damit die saisonale Wasserspeicherung in nahezu 250 Flusseinzugsgebieten in Asien, deren Wasserregime vom Monsungeschehen dominiert wird. Mit den Ergebnissen lassen sich die großräumigen GRACE-Daten auch auf kleinere Regionen herunterskalieren. Die Forschenden berichten darüber in der Fachzeitschrift Earth and Planetary Science Letters.

Eine neue Methode könnte helfen, Grundwasserveränderungen besser als bisher nachzuverfolgen. Forschende aus Potsdam und den USA haben dafür Schwerefelddaten der Satellitenmission GRACE und GRACE-Follow On mit anderen Messverfahren verglichen. Sie untersuchten damit die saisonale Wasserspeicherung in nahezu 250 Flusseinzugsgebieten in Asien, deren Wasserregime vom Monsungeschehen dominiert wird. Mit den Ergebnissen lassen sich die großräumigen GRACE-Daten auch auf kleinere Regionen herunterskalieren. Die Forschenden berichten darüber in der Fachzeitschrift Earth and Planetary Science Letters.

Für die Landwirtschaft ebenso wie für die Trinkwasserversorgung in vielen Regionen ist das Wissen um die unterirdische Wasserspeicherung von existenzieller Bedeutung. Diese Speicher werden von Niederschlägen und versickernden Gewässern aufgefüllt und speisen ihrerseits Flüsse und Seen und lassen in trockenen Jahreszeiten Flüsse fließen. Messungen allerdings gestalten sich schwierig, weil man nur schwer in die Erde schauen und entweder nur Punktwerte - über Bohrlöcher und Brunnen - ermitteln kann oder auf Berechnungen aus Niederschlags- und Abflussdaten angewiesen ist.

Seit 2002 gibt es eine weitere Methode, Grundwasserveränderungen zu messen: Über die Satellitenmissionen GRACE (von 2002 bis 2017) und GRACE-Follow On (seit 2018) kann die Änderung der Wassermenge in und auf der Erde anhand seines Schwerefeldsignals ermittelt werden. Doch auch dieses Verfahren hat seine Tücken. Erstens sagt die Massenveränderung, die die GRACE-FO-Satelliten messen, nichts über das „Stockwerk" aus, in dem sich die Masse befindet: Entleeren sich Seen an der Oberfläche? Sinkt der Pegel von Flüssen? Oder fließt aus tieferen Schichten Wasser ab? Zweitens liefern die GRACE-FO-Satelliten Daten für vergleichsweise große Flächen von mehreren zehntausend Quadratkilometern. Genauer lassen sich die Schwerefelddaten derzeit nicht auflösen.

In einer neuen Studie zeigen Forschende des Deutschen GeoForschungsZentrums und eine Kollegin aus den USA, wie sich unterschiedliche Verfahren geschickt kombinieren lassen, um auch für kleine Flusseinzugsgebiete zuverlässige Grundwasserdaten zu erhalten. Sie haben dazu Monsun-Niederschlags-Daten und den saisonalen Wasserspeicher in nahezu 250 Flusseinzugsgebieten in Asien untersucht. Die Größe der einzelnen Gebiete variiert von eintausend bis zu einer Million Quadratkilometern. Die Studie deckt nahezu ganz Asien ab.

Der Wasserhaushalt auf unserer Erde ist von drei Hauptvariablen geprägt: Niederschlag, Oberflächenabfluss und Verdunstung. Die Differenz dessen geht in verschiedene Speicher, z.B. in das Grundwasser, oder fließt daraus ab. Zeitreihen von Messstationen an Flüssen (Hydrographen) nach anhaltendem Niederschlägen zeigen typische abfallende Kurven (sogenannte Rezessionskurven), welche das Leerlaufen der Wasserspeicher widerspiegeln. Aus diesen Kurven lassen sich die Grundwasserschwankungen abschätzen. Eine andere Methode ist die Gegenüberstellung von Niederschlags- und Abflusswerten durch die Zeitverzögerung des Abflusses; die zeitweise Zwischenspeicherung ergibt eine so genannte P-Q-Hysterese. P steht dabei für Niederschlag (engl. precipitation) und Q für den Abfluss. Die Fläche oder Größe der Hysterese-Schleife kann als Maß für die Zwischenspeicherung dienen.

Die Studie in Earth and Planetary Science Letters zeigt nun, dass die P-Q-Hysterese und die Schwerefelddaten der GRACE-Missionen stark zusammenhängen. Beide bilden demnach saisonale Grundwasserveränderungen sehr gut ab. In der Konsequenz heißt das, dass man mit einer Kombination aus Niederschlags- und Abflussdaten sowie GRACE-Schwerefelddaten auch das Grundwasser in Einzugsgebieten erfassen kann, die nur rund 1000 Quadratkilometer groß sind.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X20303599?via%3Dih...

Ansprechpartner für Medien
Josef Zens
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
+49-331-288-1040

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Christoff Andermann
Wissenschaftler in der Sektion Geomorphologie
Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoforschungsZentrum
+49-331-288-28822
christoff.andermann@gfz-potsdam.de

Originalpublikation:
Originalstudie: Amanda H. Schmidt, Stefan Lüdtke, Christoff Andermann: Multiple measures of monsoon-controlled water storage in Asia; Earth and Planetary Science Letters. DOI: 10.1016/j.epsl.2020.116415

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Neue Testmethode kann das Coronavirus in stark verdünnten Gurgelproben erkennen

Ronja Münch Pressestelle
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Pharmazeuten der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) ist es gelungen, mit Massenspektrometrie kleinste Mengen des Coronavirus SARS-CoV-2 nachzuweisen. Für ihre Untersuchung nutzten sie Lösungen, mit denen an COVID-19 Erkrankte gegurgelt hatten. Die neue Methode könnte künftig als Ergänzung für bisher übliche Tests dienen. Sie wird nun weiter verbessert, um als Standard-Diagnostik-Werkzeug zur Verfügung zu stehen. Erste Ergebnisse wurden im Fachmagazin „Journal of Proteome Research" veröffentlicht.

Um sicher herauszufinden, ob jemand akut an COVID-19 erkrankt ist, gibt es derzeit vor allem eine zuverlässige Testmethode: die Polymerase-Kettenreaktion, kurz PCR. Sie weist das Virus-Erbgut nach und ist daher sehr spezifisch. Andere Tests hingegen erkennen meist Antikörper gegen die Krankheit- diese bildet der Körper aber erst im Laufe der Infektion, sodass sie nur zum Nachweis einer überstandenen oder fortgeschrittenen Krankheit dienen. Die Antikörper-Tests sind zudem oft unspezifisch und können teils nicht zwischen den verschiedenen Coronaviren unterscheiden, die beim Menschen auftreten können. Testlabore weltweit stoßen daher an die Grenze ihrer Kapazitäten.

Prof. Dr. Andrea Sinz, Massenspektrometrie-Expertin am Institut für Pharmazie der MLU, hatte die Idee, als Ergänzung zur PCR einen neuen Massenspektrometrie-basierten Test zu entwickeln. Die Massenspektrometrie erlaubt die genaue Identifizierung von Molekülen anhand ihrer Masse und Ladung. Sinz entwickelte mit ihren Mitarbeitern eine Methode, um nach Bestandteilen von SARS-CoV-2 Viren zu suchen. „Wir messen direkt die Peptide, die von dem Virus stammen, und nicht das genetische Material", erklärt Sinz.

Für die Versuche stellte die Universitätsmedizin Halle Gurgellösungen von drei COVID-19-Patienten zur Verfügung. Sinz‘ Arbeitsgruppe entwickelte ein Verfahren, um Virusbestandteile in den hoch verdünnten Proben identifizieren zu können. „Obwohl wir nur wenig Gurgellösung erhalten haben, konnten wir Bestandteile der Virusproteine finden", sagt Dr. Christian Ihling, der die Tests durchführte. „Das war ziemlich überraschend, ich habe selbst nicht damit gerechnet, dass das wirklich funktioniert", ergänzt Sinz. Der Test sei hochspezifisch für das Virus, da die entsprechenden Proteine nur bei SARS-CoV-2 vorkommen. Zudem könne damit gut in der Anfangsphase der Krankheit getestet werden, wenn sich viele Viren in Mund- und Rachenraum befinden.

Aktuell könne der Test in circa 15 Minuten durchgeführt werden, so Sinz. Die Arbeitsgruppe versucht nun, die Analysezeiten weiter zu verkürzen. Dafür nutzt sie zurzeit künstlich hergestellte Virusbestandteile. Sinz ist außerdem auf der Suche nach weiteren Kooperationen, auch mit der Industrie. „Mit einer Firma aus Hessen wollen wir noch eine andere massenspektrometrische Methode einsetzen, bei der die Messungen innerhalb von Sekunden durchführbar wären", sagt die Pharmazeutin. Diese Methode wäre dann vergleichbar mit dem sogenannten „Biotyping", das schon in Kliniken zur Diagnostik von Bakterien- oder Pilz-Infektionen etabliert ist. Ob sich dieser Ansatz für den Nachweis von SARS-CoV-2 eignet, müsse allerdings noch gezeigt werden. Eine Probenaufbereitung sei dann nicht aufwändig und die Messungen wären auch von nicht spezialisiertem Personal durchführbar.

Unmittelbar zur Verfügung stehen wird die neue Diagnosemethode mit Massenspektrometern noch nicht. Sinz hofft, dass sie in einigen Monaten für den Einsatz bereit ist: „Ich habe engen Austausch mit Kollegen aus aller Welt, bei denen die Pandemie teils wesentlich schlimmer verläuft als hier." Sie ist auch Gründungsmitglied der „COVID-19 Mass Spectrometry Coalition", ein Forschungsverbund, der mithilfe von Massenspektrometrie die Krankheit besser verstehen möchte.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Andrea Sinz
Institut für Pharmazie, Abteilung Pharmazeutische Chemie und Bioanalytik, MLU
Telefon: + 49 345 55-25170 / -171
E-Mail: andrea.sinz@pharmazie.uni-halle.de

Originalpublikation:
Ihling, Christian et al. Mass Spectrometric Identification of SARS-CoV-2 Proteins from Gargle Solution Samples of COVID-19 Patients. Journal of Proteome Research (2020). https://doi.org/10.1021/acs.jproteome.0c00280

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Arbeit ist das halbe Leben

Christin Hasken Kommunikation
Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH

Diskussionspapier des Wuppertal Instituts fordert neue Arbeits- und Zeitmodelle
Seit Beginn der Corona-Pandemie arbeiten viele Menschen von zu Hause aus. Jahrelang schienen flexible Arbeitsmodelle in vielen Branchen und Unternehmen undenkbar oder waren zum Scheitern verurteilt - nun rücken sie verstärkt in den Fokus. Doch wie viel Zeit investieren wir in den Job und wie sieht die Arbeit der Zukunft aus? Prof. Dr. Christa Liedtke und Dr. Anne Caplan vom Wuppertal Institut fordern in ihrem neuen Diskussionspapier „Arbeit ist das halbe Leben!? Über ein neues Statussymbol: Zeit und was wir damit anfangen" nachhaltige und resiliente Arbeitsmodelle zu etablieren, um so die neu gewonnene Achtsamkeit für Zeit als Chance zu nutzen, die Arbeits- und Alltagswelt umzukrempeln. Dabei nehmen sie Zeit als wertvolle Ressource in den Fokus.

Wuppertal, 15. Juli 2020: Rund ein Drittel des Tages investieren die Deutschen in ihren Job - hinzu kommt noch der Weg zur Arbeit. Nach einer Erhebung des Statistischen Bundesamts in 2017 dauert der Arbeitsweg für 47,5 Prozent der Pendlerinnen und Pendler zwischen zehn und 30 Minuten, 22,1 Prozent brauchen 30 bis 60 Minuten. Über die Hälfte der Befragten wären laut einer Studie des Karriereportals Stepstone (2018) bereit, bis zu 60 Minuten pro Arbeitsweg in Kauf zu nehmen. Bei rund 220 Arbeitstagen pro Jahr ergäbe das für den Hin- und Rückweg insgesamt 440 Stunden - also knapp 55 Arbeitstage im Jahr, die allein für den Arbeitsweg aufgewendet würden.

„Die Zeit, die für das Pendeln investiert wird, fehlt oftmals in anderen Lebensbereichen, etwa, um sie mit dem Partner oder der Partnerin, Freunden oder der Familie zu verbringen oder auch für ein Ehrenamt oder Hobbies. Das führt zu veränderten Konsumgewohnheiten", erklärt Prof. Dr. Christa Liedtke, Leiterin der Abteilung Nachhaltiges Produzieren und Konsumieren am Wuppertal Institut und Professorin für Nachhaltiges Design an der Folkwang Universität der Künste. Denn Menschen, die täglich zur Arbeit fahren, verbrauchen mehr Ressourcen gegenüber denjenigen, die von zu Hause arbeiten. Gleichzeitig wird der Zeitverlust durch das Pendeln häufig beispielsweise mit schnelleren Autos und einem Saugroboter im Haushalt kompensiert: „Um wertvolle Zeit zu sparen, führen solche Anschaffungen letztendlich zu zusätzlichem Ressourcenverbrauch zum ohnehin schon ressourcenintensiveren Arbeitsweg", ergänzt die Wissenschaftlerin.

Zeitschonendere Arbeitszeitmodelle schützen das Klima
Seit dem Lockdown im Frühjahr 2020 verlegten viele Menschen ihren Arbeitsplatz innerhalb kürzester Zeit aus dem Büro nach Hause. Die Digitalisierung hat in Zeiten der Krise neue Arbeits- und damit Lebensmodelle eröffnet, ohne dass die Gesellschaft diesen Wandel planen konnte. Damit verbunden ist auch eine Veränderung der Wahrnehmung von Zeitbudgets im Alltag.
Im Diskussionspapier „Arbeit ist das halbe Leben!? Über ein neues Statussymbol: Zeit und was wir damit anfangen" nehmen die beiden Autorinnen Prof. Dr. Christa Liedtke und Dr. Anne Caplan, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Forschungsbereich Innovationslabore in der Abteilung Nachhaltiges Produzieren und Konsumieren, Zeit als wertvolle Ressource in den Fokus. Sie gehen der Frage nach, wofür die Menschen ihre Zeit investieren und verwenden wollen. Insbesondere Aktivitäten, die den sozialen Zusammenhalt fördern, wie beispielsweise für die Nachbarschaft einkaufen gehen, sind dabei häufig ressourcenschonender als nur für den eigenen Bedarf zum Supermarkt zu fahren. Resiliente Gemeinschaften tragen zudem dazu bei, das Klima zu schützen.

Vor diesem Hintergrund fordern die beiden Autorinnen jetzt neue gesellschaftliche Modelle zu diskutieren, die unter anderem folgende Aspekte berücksichtigen:

• Politik, Gesellschaft und Wirtschaft sollten einen neuen Gesellschaftsvertrag für Arbeit entwickeln, der sozial-ökologische Marktwirtschaft fördert, gesellschaftliches Engagement integriert, sozialen Ausgleich schafft und öffentliche wie privatwirtschaftliche Budgets aushandelt.
• Unternehmen sollten ihre Klimaschutz-Aktivitäten zur Schonung von Umwelt und Biodiversität nachvollziehbar umsetzen und flexiblere Arbeitszeitmodelle und
-formen für Mitarbeitende fördern.
• Über eine neue Plattform für gesellschaftliches Handeln und Kooperationen sollte soziales Engagement transparent und unkompliziert (teil-)finanziert werden können.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christa Liedtke, Abteilungsleiterin Nachhaltiges Produzieren und Konsumieren am Wuppertal Institut: https://wupperinst.org/c/wi/c/s/cd/20/

Dr. Anne Caplan, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Forschungsbereich Innovationslabore am Wuppertal Institut: https://wupperinst.org/c/wi/c/s/cd/1977/

Originalpublikation:

Diskussionspapier: Arbeit ist das halbe Leben!? Über ein neues Statussymbol: die Zeit und was wir damit anfangen
https://wupperinst.org/fa/redaktion/downloads/publications/Arbeitszeit_PostCoron...

Weitere Informationen:

https://wupperinst.org/a/wi/a/s/ad/5108/

Anhang
Diskussionspapier des Wuppertal Instituts: Arbeit ist das halbe Leben!? Über ein neues Statussymbol: die Zeit und was wir damit anfangen
https://idw-online.de/de/attachment80364

Quelle: IDW 

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Kreislaufwirtschaft: Wieviel Wiederverwertung wollen wir?

Oliver Wolff Wissenschaftsjahr 2020|21 - Bioökonomie
Wissenschaftsjahr 2020 | 21 - Bioökonomie

Deutsche befürworten eine intensivere Wiederverwertung, zögern aber bei der Nutzung biologischer Abfälle. Deren Verwertung könnte unsere Wirtschaft aber nachhaltiger machen.

Berlin, 16. Juli 2020 - 78,2 Prozent der deutschen Bevölkerung befürworten eine möglichst vollständige Wiederverwertung von Produkten, auch wenn diese dadurch teurer würden. Das ergab eine repräsentative Umfrage, die das Meinungsforschungsunternehmen Civey im Auftrag des Wissenschaftsjahres 2020|21 - Bioökonomie durchgeführt hat. Besonders hoch ist die Zustimmung in der Altersgruppe der unter 29-Jährigen (85,1 Prozent). Eine Hürde zeichnet sich allerdings bei der Nutzung biologischer Abfälle für die Produktion von Gütern ab. Deren Potential ist aus Sicht der Bioökonomie besonders vielversprechend. Gerade hier sind die Befragten aber deutlich zurückhaltender: Fast die Hälfte (43,1 Prozent) stehen der Verwertung biologischer Abfälle unentschieden (17,2 Prozent) oder negativ (25,9 Prozent) entgegen - ein Spannungsfeld?

„Die Bioökonomie ist ein wichtiger Treiber, um unsere Wirtschaft widerstandsfähiger und nachhaltiger zu gestalten. Im Bereich der Wiederverwertung kann innovative Forschung diesen Prozess entscheidend unterstützen", so Prof. Dr. Martin Kranert, Lehrstuhlinhaber für Abfallwirtschaft und Abluft an der Universität Stuttgart. „Ziel unseres Projekts ‚RUN‘ ist es beispielsweise, Stoffkreisläufe zwischen Stadt und Land zu schließen. Um derartige Projekte in die Praxis zu überführen, erfordert es aber auch Akzeptanz gegenüber neuen, auf den ersten Blick ungewöhnlichen Verfahren. Neben der Forschung ist daher auch der Dialog mit der Gesellschaft wichtig. Hier können Chancen aufgezeigt und Vorbehalte aufgeklärt werden."

Themen wie Abwasser und Müll werden eher selten mit Innovationen in Verbindung gebracht. In der Bioökonomieforschung eröffnet sich hier aber ein weites Fachgebiet mit vielfältigen Ansätzen, die unseren Rohstoffverbrauch senken und unsere Wirtschaft unabhängiger von globalen Rohstoffströmen machen können.

Doch wie genau können Rest- und Abfallstoffe aus der Landwirtschaft, der industriellen Produktion oder urbanen Räumen genutzt werden? Wie lassen sich erfolgreiche Pilotprojekte in die Praxis überführen? Welche Herausforderungen gibt es? Zu diesen und weiteren Fragen diskutiert Bundesforschungsministern Anja Karliczek gemeinsam mit Prof. Kranert sowie weiteren Expert*innen aus Forschung und Praxis in der Wissenschaftsjahr-Diskussionsreihe „Karliczek. Impulse.". Der erste Termin der Reihe findet als kostenloses Online-Event am 20. Juli 2020 (ab 16.00 Uhr) statt. Bürger*innen sowie Pressevertreter*innen haben die Möglichkeit, sich via Live-Text-Chat direkt an der Diskussion zu beteiligen.

Weitere Informationen:
https://www.wissenschaftsjahr.de/karliczekimpulse

Das Meinungsforschungsunternehmen Civey befragte im Auftrag des Wissenschaftsjahres 2020|21 - Bioökonomie 2.500 Personen vom 7. bis 8. Juli 2020. Die Ergebnisse sind repräsentativ für die deutsche Bevölkerung ab 18 Jahren. Grafiken mit Ergebnissen der Meinungsumfrage stehen unter https://www.wissenschaftsjahr.de/2020-21/presse/pressemitteilungen zum Download bereit.

Pressekontakt
Redaktionsbüro Wissenschaftsjahr 2020|21 - Bioökonomie
Oliver Wolff
Gustav-Meyer-Allee 25 I Gebäude 13/5 I 13355 Berlin
Telefon: +49 30 818777-164
Telefax: +49 30 818777-125
presse@wissenschaftsjahr.de

Wissenschaftsjahr 2020|21 - Bioökonomie
Wie können wir nachhaltiger leben, Ressourcen schonen und gleichzeitig unseren hohen Lebensstandard erhalten? Das Wissenschaftsjahr 2020|21 - Bioökonomie hält Antworten auf diese Frage bereit. Bürgerinnen und Bürger sind dazu eingeladen, im Dialog mit Wissenschaft und Forschung den Wandel hin zu nachhaltigen, biobasierten Produktions- und Konsumweisen zu diskutieren. In vielfältigen Formaten wird das Konzept der Bioökonomie mit all seinen Potenzialen und Herausforderungen erlebbar gemacht und aus unterschiedlichen Perspektiven beleuchtet.
Die Wissenschaftsjahre sind eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gemeinsam mit Wissenschaft im Dialog (WiD).

Weitere Informationen:
http://www.wissenschaftsjahr.de
http://www.facebook.com/wissenschaftsjahr
http://www.youtube.com/user/wissenschaftsjahr
http://twitter.com/w_jahr
https://www.instagram.com/wissenschaftsjahr/

Anhang
Pressemitteilung: Meinungsumfrage Wiederverwertung & Online-Event "Karliczek. Impulse."
https://idw-online.de/de/attachment80380

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Wie das Coronavirus das Reiseverhalten der Deutschen verändert

Katrina Jordan Abteilung Kommunikation
Universität Passau

Die Deutschen sehnen sich nach Urlaub: Trotz der Pandemie hält über die Hälfte der deutschen Reisenden an ihren Urlaubsplänen fest. Vor dem Hintergrund der globalen Corona-Krise ergibt sich allerdings ein markanter Trend, wie eine aktuelle repräsentative Studie des Centrums für marktorientierte Tourismusforschung der Universität Passau nun belegt: am liebsten in Deutschland und am liebsten draußen.

Schon 2019 galt Deutschland laut der Reiseanalyse der Forschungsgemeinschaft Urlaub und Reisen e.V. (FUR) als das wichtigste Reiseland der Deutschen: Gut ein Viertel der Befragten gab damals an, den Urlaub in der Bundesrepublik zu verbringen. Die Corona-Krise hat diesen Trend verstärkt: Laut CenTouris-Studie möchten nun mehr als 50 Prozent der Reisenden ihren diesjährigen Urlaub im Heimatland verbringen. Die diesjährigen Lieblingsziele: Im Norden Deutschlands die Nord- und Ostsee, in Süddeutschland die bayerischen Alpen, zudem sind auch der Bayerische Wald und der Schwarzwald sehr beliebt. Auch im Hinblick auf die Art des Urlaubs zeichnet die bundesweite Erhebung ein deutliches Bild: Mindestens vier von fünf Deutschen setzen in diesem Sommer verstärkt auf Aktivitäten in der freien Natur, um Abstandsregeln und weitere Hygienemaßnahmen einfacher umsetzen zu können.

„Die Menschen sind vorsichtig geworden"
„Auslandsreisen, die mit dem Auto erreichbar sind, kommen für die Deutschen durchaus weiterhin in Frage", erläutert Institutsleiter Dr. Stefan Mang. So seien insbesondere europäische Länder für deutsche Touristen weiterhin attraktiv. Ganz oben auf der Liste: Die Niederlande, Österreich und Kroatien. Schweden bleibe hingegen für mehr als 90 Prozent der Befragten trotz offener Grenzen ein „No-go". „Dies ist mit hoher Wahrscheinlichkeit auf den Sonderweg Schwedens im Umgang mit der Pandemie zurückzuführen." Entscheidend für die Wahl des Reiseziels seien somit nicht allein die Einreisebestimmungen: „Die Menschen sind insgesamt vorsichtig geworden."
Zentrale Ergebnisse der Studie sind unter anderem:

• Ferienwohnungen werden beliebter: In der Wahl der Reiseunterkunft zeigt sich eine deutliche Veränderung der Präferenzen: Ferienhäuser und Ferienwohnungen werden jetzt von 43 Prozent bevorzugt, im Hotel übernachten wollen 32 Prozent - zuvor war das Verhältnis fast genau umgekehrt. Auch Campingplätze mit Wohnmobilen oder Zelten verbuchten einen Zugewinn, ebenso private Übernachtungen bei Freunden oder Bekannten. Stabil blieb die Nachfrage nach Pensionen, Appartementhäuser hingegen verloren an Zuspruch.

• Die regionale Wirtschaft kann gewinnen: Die Befragung zeigt auch, dass hauptsächlich die Region selbst das ausschlaggebende Buchungskriterium darstellt. Brigitte Franz, Koordinatorin der Studie, sieht hier großes Potenzial: „Gerade die Gastronomie und der Einzelhandel in Zielgebietsregionen profitieren vom touristischen Geschehen und sind oftmals stark vom saisonalen Betrieb abhängig. Demzufolge könnte die Verschiebung der Unterkunftswahl Einfluss auf die Bewirtungs- und Handelsbranche mit sich bringen", sagt sie. So möchte die große Mehrheit der Reisenden, die ihren Urlaub in einer Selbstversorgerunterkunft verbringen, nicht nur Wochenmärkte, Discounter oder Supermärkte vor Ort nutzen, sondern auch Essen gehen. „Die Regionen könnten durch diese Verlagerung demnach eine Wertschöpfung vor Ort generieren", so Franz.

• Thermenurlaub ja, aber nicht um jeden Preis: Für Urlauber, die sich einen Aufenthalt einem Heil- und Thermalbad mit Übernachtung vorstellen können, käme dies mehrheitlich auch mit umfassenden Hygienevorschriften und Voranmeldung in Betracht - für die meisten aber nur, wenn die Therme möglichst sicher genutzt werden kann. „Spürbar bleibt das Sicherheitsbedürfnis der Gäste", hebt Franz hervor. So komme für die Mehrheit der Hauptzielgruppe von Heil- und Thermalbädern im Alter von 55 bis 69 Jahren ein Aufenthalt in den weniger streng geregelten österreichischen Thermen nicht in Frage.

• Die Kreuzfahrtbranche könnte die Krise als Chance nutzen: Momentan ist für die Hälfte der deutschen Urlauberinnen und Urlauber, die grundsätzlich an einer Kreuzfahrt interessiert wären, ein Kreuzfahrturlaub keine Option mehr - eine große Herausforderung für die Kreuzfahrtbranche, die seit Beginn der Corona-Krise an massiven Einbrüchen leidet. Dr. Stefan Mang: „Interessant ist, dass für zwei Drittel der Menschen, die sich weiterhin für eine Kreuzfahrt interessieren, Ausflüge in kleineren Gruppen und Häfen außerhalb der zentralen Anlegestellen attraktiver werden, da sie dadurch Gedränge vermeiden. Das könnte eine Chance für Regionen abseits der touristischen Hotspots sein."

Die realisierte Online-Stichprobe enthält 1.513 gültige Fälle, die im Zeitraum vom 19. Juni bis 2. Juli 2020 erhoben wurden. Die Stichprobe ist repräsentativ für die deutsche Bevölkerung im Alter zwischen 18 und 69 Jahren.

Alle Informationen zur Studie, O-Töne von Anbietern aus den genannten Branchen sowie weitere relevante Umfrageergebnisse stehen auf der Website von CenTouris zur Verfügung. Gerne bieten wir Ihnen auf Anfrage auch ausführliche redaktionelle Beiträge an.

Bildhinweis: Renaissance des Aktivurlaubs: Wanderregionen wie die bayerischen Alpen sind im Corona-Sommer besonders beliebt. Auch sonst bevorzugen die Deutschen im Urlaub Outdoor-Aktivitäten, am liebsten an Reisezielen im eigenen Land. Foto: Colourbox.

Rückfragen zu dieser Pressemitteilung richten Sie bitte an das Referat für Medienarbeit der Universität Passau, Tel. 0851 509-1439.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Stefan Mang: stefan.mang@uni-passau.de
Brigitte Franz: brigitte.franz@uni-passau.de

Originalpublikation:
https://www.centouris.uni-passau.de/centouris/neuigkeiten/ - Website von CenTouris

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Mikroplastik in Gewässern charakterisieren: Neues Forschungsprojekt an der Jacobs University Bremen

Heiko Lammers Corporate Communications & Public Relations
Jacobs University Bremen gGmbH

Die Verschmutzung von Meeren, Seen und Flüssen mit Plastikmüll ist ein großes Umweltproblem. Gegenstände aus Kunststoffen werden mit der Zeit mechanisch in kleinste Teilchen zerlegt, die dann als Mikroplastik überall auf der Welt verteilt zu finden sind. Wie toxisch sind diese Partikel? Die Arbeitsgruppe von Dr. Arnulf Materny, Professor für Chemische Physik an der Jacobs University, will ein Verfahren entwickeln, das eine schnelle Analyse dieser Kleinstteile und ihrer Eigenschaften erlaubt - mithilfe der Lasertechnik.

Über die Nahrungskette werden Mikroplastikpartikel, die weniger als ein tausendstel Millimeter groß sein können, auch für Menschen zum Gesundheitsrisiko. Entzündliche Reaktionen aufgrund von im Gewebe eingelagertem Mikroplastik wurden schon beobachtet. Zu befürchten sind Konsequenzen wie zum Beispiel die Entstehung von Krebs.

In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Projekt wird die Arbeitsgruppe von Prof. Materny in Kooperation mit verschiedenen Industrie- und Forschungspartnern aus Deutschland und Finnland einen sehr wichtigen Aspekt der Mikroplastikproblematik untersuchen. Kunststoffe und somit auch Mikroplastikpartikel lagern im Wasser relativ schnell Biofilme auf ihren Oberflächen an. Diese bestehen zum Beispiel aus Algen und Bakterien, wobei bereits multiresistente Keime beobachtet wurden.

Neben der möglichen zusätzlichen Gefährdung durch die Mikroorganismen oder gebundene toxische Substanzen auf den Oberflächen, sind auch andere Aspekte von Interesse. Einerseits führen die Biofilme dazu, dass Mikroplastikpartikel von Meeresorganismen, wie Fischen, als Nahrung erkannt und dadurch noch vermehrt aufgenommen werden. Andererseits könnte der Biofilm auch zu einem rascheren Abbau des Kunststoffs führen, also eine positive Wirkung haben.

Mithilfe der sogenannten Raman-Spektroskopie sollen die Biofilme und deren Wechselwirkung mit den Mikroplastikpartikeln analysiert werden. Hierbei wird Laserlicht von den Oberflächen der Teilchen gestreut. Durch eine Wechselwirkung des Lichts mit den Biofilm-Molekülen tritt eine Farbverschiebung des Lichtspektrums auf. Diese wird dann genutzt, um molekulare Eigenschaften zu ermitteln. Die Arbeitsgruppe wird hierbei spezielle Raman-Techniken einsetzen, die zum einen Störsignale ausblenden sollen und zum anderen eine Signalverstärkung bewirken werden.

Die Arbeiten in der Materny-Gruppe wird Dr. Patrice Donfack in Zusammenarbeit mit den anderen Projektpartnern durchführen. Ziel ist es, ein Analysesystem zu schaffen, welches auch anderen Wissenschaftlern oder Behörden ermöglichen soll, die Mikroplastik-Problematik besser einschätzen zu können und aktuelle Belastungen schnell zu erkennen.

Über die Jacobs University Bremen:
In einer internationalen Gemeinschaft studieren. Sich für verantwortungsvolle Aufgaben in einer digitalisierten und globalisierten Gesellschaft qualifizieren. Über Fächer- und Ländergrenzen hinweg lernen, forschen und lehren. Mit innovativen Lösungen und Weiterbildungsprogrammen Menschen und Märkte stärken. Für all das steht die Jacobs University Bremen. 2001 als private, englischsprachige Campus-Universität gegründet, erzielt sie immer wieder Spitzenergebnisse in nationalen und internationalen Hochschulrankings. Ihre mehr als 1.500 Studierenden stammen aus mehr als 120 Ländern, rund 80 Prozent sind für ihr Studium nach Deutschland gezogen. Forschungsprojekte der Jacobs University werden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft oder aus dem Rahmenprogramm für Forschung und Innovation der Europäischen Union ebenso gefördert wie von global führenden Unternehmen.

Für weitere Informationen:

www.jacobs-university.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Arnulf Materny
Professor of Chemical Physics
Email: a.materny@jacobs-university.de

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Starkregen-Vorsorge in Sachsen und Europa - neue Website informiert zu geeigneten Maßnahmen

Heike Hensel Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung e. V.

Ab sofort steht Kommunen und Interessierten eine Sammlung von Informationen, Werkzeugen und Praxisbeispielen zum Umgang mit der Naturgefahr Starkregen zur Verfügung. Mit der Freischaltung des „Werkzeugkastens" im Internet geht das EU-Projekt RAINMAN zu Ende. Das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) hat zur RAINMAN-Toolbox unter anderem räumlich hochauflösende Gefahrenhinweiskarten beigesteuert.

Aktuell treffen Starkregenereignisse wieder Städte, Dörfer und ganze Landstriche in Sachsen und Mitteleuropa. Auch Orte, die nicht in der Nähe von Gewässern liegen, können von Überflutungen und Schäden betroffen sein. Wann und wo genau bei Unwettern extreme Regenfälle niedergehen, ist schwer abzuschätzen, meist bleibt kaum Zeit zur Vorwarnung. Umso wichtiger ist es, mögliche Risiken durch Starkregenfälle im Vorfeld abzuschätzen und geeignete Maßnahmen zu treffen, um potenzielle Schäden zu minimieren.

Auf einer neuen Website (https://rainman-toolbox.eu/de) findet sich nun ein Überblick über geeignete Maßnahmen und gute Beispiele aus der Praxis. Die Toolbox ist Ergebnis des Projektes RAINMAN. Insgesamt zehn Partner und viele Kommunen und Fachbehörden aus Österreich, Deutschland, Ungarn, Tschechien, Polen und Kroatien haben sie in drei Jahren Projektlaufzeit zusammengetragen. Gefördert wurde das Projekt durch das Interreg CENTRAL EUROPE-Programm der Europäischen Union.

Die Toolbox enthält neben einer Sammlung von Methoden zur Abschätzung und Kartierung von Starkregenrisiken auch Orientierungshilfen für die Planung und Umsetzung von Maßnahmen zur Risikominderung sowie Inspiration und Anleitung zur Risikokommunikation. Zahlreiche Steckbriefe informieren über Beispiele guter Praxis für das integrierte Management von Starkregenrisiken in den sechs beteiligten europäischen Ländern.

Die im Projekt gesammelten Erfahrungen zu den vielfältigen Möglichkeiten kommunaler Starkregen-Vorsorge stehen mit der neuen Internetseite als Wissensbasis primär für Verantwortliche in Kommunen und Regionen bereit. Die Werkzeuge zur Risikoabschätzung und Kartierung zeigen kommunalen Entscheide¬rinnen und Entscheidern Methodenbeispiele, wie sich erfassen lässt, wo sich im Fall von Starkregen Wasser sammelt und auf seinem Weg zum nächsten Gewässer Menschen, Infrastruktur und Eigentum schädigen kann. Auf Basis dieses Wissens können Verantwortliche für ihre Region Vor-Ort-Untersuchungen beauftragen sowie passende Vorsorgemaßnahmen treffen. Mögliche Ansatzpunkte zur Risikominderung reichen von lokalen Maßnahmen der Flächennutzungsplanung, über natürliche oder technische Maßnahmen zum Rückhalt der plötzlich auftretenden Wassermassen oder zur sicheren Ableitung des Wassers. Auch die Berücksichtigung von Starkregenszenarien im Katastrophenschutz kann Risiken durch Starkregenereignisse minimieren.

Gute Beispiele aus Sachsen
Damit sich Bevölkerung, Kommunen und Regionen in Sachsen schon im Vorfeld auf die wachsende Gefahr durch Starkregen vorbereiten und Schäden künftig besser vermeiden können, haben das IÖR, das Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) und das Sächsische Staatsministerium für Regionalentwicklung (SMR) gemeinsam mit einigen Pilotgemeinden in den zurückliegenden drei Jahren gute Beispiele der Vorsorge geschaffen. Im Leutersdorfer Ortsteil Spitzkunnersdorf (Landkreis Görlitz) etwa hatte 2017 nach starken Regenfällen eine Sturzflut große Schäden verursacht. Wild abfließendes Wasser schoss über großräumige Feldflächen auf das nächste Gewässer zu, riss dabei Schlamm mit und überflutete die dazwischengelegenen Siedlungsbereiche großflächig. Erstmals werden nun in Spitzkunnersdorf Starkregenereignisse in eine Fachplanung zur Verbesserung des Hochwasserschutzes einbezogen. Zur Unterstützung der Gemeinde hat das IÖR räumlich hochauflösende Gefahrenhinweiskarten mit Wasserständen und Fließgeschwindigkeiten für verschiedene Starkregenszenarien erstellt. Dies ist nur eines der Praxisbeispiele, die sich auf der Website in der Rubrik „Unsere Geschichten" nachlesen lassen.

Hintergrund'
Im Projekt RAINMAN (Integrated Heavy Rain Risk Management) haben die Partner im Projektzeitraum Juli 2017 bis Juni 2020 innovative Methoden und Werkzeuge für ein integriertes Starkregenrisikomanagement in Mitteleuropa entwickelt und diese Instrumente in verschiedenen Pilotregionen getestet. Ziel war es, die Schäden durch Starkregenereignisse im urbanen und ländlichen Raum durch ein verbessertes Risikomanagement zu reduzieren. Das Projekt wurde durch das Interreg CENTRAL EUROPE-Programm der Europäischen Union mit insgesamt 2,5 Millionen Euro gefördert. Lead-Partner war das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Regine Ortlepp, E-Mail: R.Ortlepp@ioer.de
Dr. Axel Sauer, E-Mail: A.Sauer@ioer.de

Weitere Informationen:

https://rainman-toolbox.eu/de - Link zur RAINMAN-Toolbox-Website
https://www.interreg-central.eu/Content.Node/RAINMAN.html - Weitere Informationen zum Projekt RAINMAN

Anhang
Pressemitteilung als PDF
https://idw-online.de/de/attachment80378

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Erste Bilder der Sonne von Solar Orbiter

Dr. Janine Fohlmeister Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam

Solar Orbiter, eine Mission der Weltraumorganisationen ESA und NASA, veröffentlicht erstmals Bilder, die unseren Heimatstern so nah zeigen wie noch nie. Zuvor konnte die Erprobungsphase aller Instrumente erfolgreich abgeschlossen werden.

Vor fünf Monaten startete Solar Orbiter seine Reise zur Sonne. Zwischen Mitte März und Mitte Juni wurden die zehn Instrumente an Bord eingeschaltet und getestet, zudem führte die Raumsonde ihre erste Annäherung an die Sonne durch. Kurz darauf konnten die internationalen Wissenschaftsteams zum ersten Mal alle Instrumente gemeinsam prüfen.

Neben dem sichtbaren Licht sendet die Sonne auch Röntgenstrahlung aus, vor allem während Sonneneruptionen. Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) ist bei der Mission hauptsächlich an dem Röntgenteleskop STIX (Spectrometer/Telescope for Imaging X-Ray) beteiligt. Mit diesem Instrument lassen sich besonders heiße Regionen beobachten, die nur während Sonneneruptionen entstehen. Der Rest der Sonne ist im Röntgenlicht nicht sichtbar, daher braucht STIX ein eigenes System, dass die Orientierung zur Sonne präzise misst. Das Team am AIP entwickelte und baute das STIX Aspect System (SAS) und betreibt dies nun auch während der Mission. Nur damit können die Röntgenbilder mit den Aufnahmen der anderen Instrumente in Beziehung gesetzt werden.
Die nun veröffentlichten ersten Bilder, die Solar Orbiter von der Sonne aufgenommen hat, enthüllen bisher ungekannte Details. Die Aufnahmen zeigen zahlreiche kleine Sonneneruptionen, die aufgrund ihres Erscheinungsbildes „Lagerfeuer" genannt werden. Bereits jetzt lässt sich daran das enorme Potential der Mission erkennen, deren wissenschaftliche Phase im November 2021 beginnt und bis 2029 andauert.

„Alle Instrumententeile von STIX, wie z. B. die 32 Röntgendetektoren, funktionieren wie geplant. Wir Sonnenphysiker am AIP waren natürlich sehr gespannt. Zu unserer Freude sehen wir, dass SAS wie erwartet gute Daten liefert. Während der Erprobungsphase konnten wir erkennen, wie sich der Sonnendurchmesser stetig vergrößert, da sich die Sonde der Sonne nähert", erläutert Gottfried Mann, Leiter des STIX-Teams am AIP.
Am 10. Februar 2020 startete die Weltraumsonde Solar Orbiter. Die Mission soll die Sonne in den nächsten Jahren umkreisen und sich ihr bis auf einen Abstand von 42 Millionen Kilometern nähern. Solar Orbiter trägt sechs Fernerkundungsinstrumente und Teleskope, die die Sonne und ihre Umgebung abbilden, sowie vier In-situ-Instrumente, die die Eigenschaften in der Umgebung des Raumschiffs messen. Durch den Vergleich der Daten aus beiden Instrumentensätzen erhält die Wissenschaft Einblicke in die Entstehung des Sonnenwindes - des Stroms geladener Teilchen von der Sonne, der das gesamte Sonnensystem beeinflusst.

Während Ausbrüchen auf der Sonne wird eine enorme Menge hochenergetischer Elektronen erzeugt. Diese Elektronen spielen eine wichtige Rolle, da sie einen großen Teil der bei dem Ausbruch freigesetzten Energie tragen. Das AIP ist mit dem Energetic Particle Detektor (EPD) an einem weiteren Instrument beteiligt. EPD kann direkt diese Elektronen messen, wenn sie auf die Sonde treffen. Durch die vom DLR geförderte Teilnahme an den Instrumenten STIX und EPD wird das AIP in den nächsten Jahren in der Lage sein, die Prozesse der hochenergetischen Elektronen in ihrer Gesamtheit zu erforschen. Die Sonnenaktivität - auch als Weltraum-Wetter bezeichnet - kann unser Klima und die technische Zivilisation stark beeinflussen. Solar Orbiter hat das Ziel, die Prozesse auf der Sonne und ihre Auswirkungen auf unsere Erde zu untersuchen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Gottfried Mann, 0331 7499 292, gmann@aip.de

Weitere Informationen:
https://bit.ly/SolarOrbiter_FirstLight_de
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbite...

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Datenspuren auf dem Smartphone - Das persönlichste Gerät

LMU Stabsstelle Kommunikation und Presse Stabsstelle Kommunikation und Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München

Jeder, der ein Smartphone nutzt, hinterlässt digitale Spuren - massenhaft. Solche App-Daten machen Rückschlüsse auf die Persönlichkeit des Nutzers möglich. LMU-Psychologen erforschen ihre Aussagekraft.

Smartphones sind für viele Menschen längst persönliche Begleiter ihres täglichen Lebens geworden. Die digitalen Spuren, die ihre Besitzer rund um die Uhr hinterlassen, sind nicht nur für die großen amerikanischen IT-Firmen etwa zu Werbezwecken sehr begehrt. Auch wissenschaftlich können sie etwas abwerfen: Sozialwissenschaftler beispielsweise nutzen die Daten, um mehr über die Persönlichkeit und das soziale Verhalten von Menschen herauszufinden. In einer aktuellen im Fachmagazin PNAS veröffentlichten Studie überprüfte ein Team um den LMU-Psychologen Markus Bühner die Frage, ob sich bereits aus gängigen Verhaltensdaten von Smartphones wie Nutzungszeiten oder -häufigkeiten Hinweise auf die Persönlichkeit der Nutzer ergeben. Die Antwort war eindeutig: „Ja, wir können daraus automatisiert Rückschlüsse auf die Persönlichkeit der Nutzer ziehen, zumindest für die meisten Persönlichkeitsdimensionen", sagt Clemens Stachl, ehemaliger Mitarbeiter am Lehrstuhl von Markus Bühner (Psychologische Methodenlehre und Diagnostik) und nun Forscher an der Stanford University, USA.

Im Rahmen des PhoneStudy-Projekts baten die LMU-Forscher insgesamt 624 freiwillige Versuchsteilnehmer, einerseits einen umfangreichen Persönlichkeitsfragebogen auszufüllen und andererseits die an der LMU entwickelte PhoneStudy-Forschungsapp für 30 Tage auf ihren Smartphones zu installieren. Die App schickte Informationen zum Verhalten der Versuchsteilnehmer verschlüsselt an die Server. Die Forscher werteten vor allem die Daten zu Bereichen wie Kommunikations- und Sozialverhalten, Musikkonsum, App-Nutzung, Mobilität, allgemeine Telefonaktivität und Tag- und Nachtaktivität aus. Sowohl die Daten des Persönlichkeitsfragebogens als auch die Verhaltensdaten vom Smartphone speisten die Wissenschaftler dann in einen maschinellen Lernalgorithmus ein. Dieser Algorithmus, wurde anschließend trainiert um Muster in den Verhaltensdaten zu erkennen und diese dann mit höheren oder niedrigeren Werten im Persönlichkeitsfragebogen in Verbindung zu bringen. Die Fähigkeit des Algorithmus, die Persönlichkeit vorherzusagen wurde anschließend anhand neuer Daten kreuzvalidiert. „Der schwierigste Teil war die Vorverarbeitung der enormen Datenmengen und das „Trainieren" der Algorithmen", erzählt Stachl. „Hierzu mussten wir auf den LRZ-Hochleistungsrechencluster in Garching zugreifen, um diese Berechnungen überhaupt möglich zu machen."

Im Fokus der Forschenden standen die fünf wichtigsten Persönlichkeitsmerkmale in der Psychologie, die sogenannten Big Five. Diese fünf Dimensionen beschreiben Unterschiede in der menschlichen Persönlichkeit in einer sehr globalen Art und Weise. Sie umfassen Offenheit (wie aufgeschlossen gegenüber neuen Ideen, Erfahrungen und Werten beschreibt sich eine Person), Gewissenhaftigkeit (wie zuverlässig, pünktlich, ehrgeizig, und organisiert schätze ich mich ein), Extraversion (gibt Hinweise, wie gesellig, durchsetzungsfähig, abenteuerlustig, fröhlich sich jemand beschreibt), Verträglichkeit (wie angenehm, zuvorkommend, unterstützend und hilfsbereit stellt sich eine Person dar) und Emotionale Stabilität (wie selbstsicher, selbstbeherrschend und unbekümmert schätzt sich eine Person ein). Der Algorithmus konnte hier tatsächlich automatisiert aus der Kombination der Verhaltensdaten Rückschlüsse auf die meisten Persönlichkeitsmerkmale der Nutzer ziehen. Die Ergebnisse gaben zudem Hinweise darauf, welche digitalen Verhaltensweisen informativ für bestimmte Selbsteinschätzungen der Persönlichkeit sind. Das Kommunikations- und Sozialverhalten auf dem Smartphone gab wichtige Hinweise, wie extravertiert sich jemand einschätzt, Informationen zum Tag-Nacht-Rhythmus der Nutzer waren besonders aussagekräftig hinsichtlich der selbsteingeschätzten Gewissenhaftigkeit. Offenheit konnte nur durch eine Vielzahl sehr unterschiedlicher Verhaltensdaten vorhergesagt werden.

Für Forscher sind die Ergebnisse von großem Wert, vor allem weil in der Psychologie bislang Persönlichkeitsdiagnostik fast ausschließlich auf Selbstbeschreibungen beruht. Diese zeigen sich zwar für die Vorhersage von beispielsweise beruflichem Erfolg als nützlich. „Dennoch wissen wir gleichzeitig sehr wenig darüber, wie sich Menschen tatsächlich im alltäglichen Leben verhalten - außer das, was sie uns im Fragebogen mitteilen möchten". sagt Markus Bühner. „Smartphones bieten sich durch ihre Allgegenwärtigkeit, ihre Verbreitung und ihre enorme technische Leistungsfähigkeit als ideale Forschungsgeräte an, um die Selbstschreibungen mit realem Verhalten übereinstimmen."

Dass seine Forschung auch Begehrlichkeiten bei den großen IT-Firmen wecken könnte, ist Stachl durchaus bewusst. Neben Datenschutz und Schutz der Privatsphäre müsse man daran arbeiten, das Thema künstliche Intelligenz ganzheitlicher zu betrachten, so Stachl. „Der Mensch und nicht die Maschine muss im Mittelpunkt der Forschung stehen. Wir dürfen maschinelle Lernmethoden nicht unreflektiert nutzen." Das Potenzial möglicher Anwendungen sei enorm, sowohl in der Wissenschaft wie auch in der Wirtschaft. „Die heutigen Möglichkeiten einer datengetriebenen Gesellschaft können zweifellos das Leben für viele Menschen verbessern, wir müssen aber auch sicherstellen, dass alle Teilnehmer der Gesellschaft von diesen Entwicklungen profitieren können."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Clemens Stachl,
Email: stachl@stanford.edu

Prof. Markus Bühner
Email: buehner@lmu.de
Telefon: +49 89 / 2180 - 6257

Originalpublikation:
Clemens Stachl, Quay Au, Ramona Schoedel, Samuel D. Gosling, Gabriella M. Harari, Daniel Buschek, Sarah Theres Völkel, Tobias Schuwerk, Michelle Oldemeier, Theresa Ullmann, Heinrich Hussmann, Bernd Bischl, and Markus Bühner:
Predicting personality from patterns of behavior collected with smartphones
PNAS 2020

Quelle: IDW 

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Wind trägt Mikroplastik in die Arktis

Alexandra Frey Öffentlichkeitsarbeit
Universität Wien

Mikroplastikteilchen können vom Wind über weite Distanzen transportiert werden - und enden in so entlegenen Gegenden wie der Arktis. Dort könnten die dunkel gefärbten Teilchen unter anderem dazu führen, dass Schnee- und Eismassen schneller schmelzen. Ein internationales Forscher*innenteam um Andreas Stohl von der Universität Wien hat errechnet, dass pro Jahr 48.000 Tonnen Mikroplastik in der Arktis landen und insgesamt etwa 140.000 Tonnen Mikroplastik aus dem Straßenverkehr über die Atmosphäre in die Ozeane transportiert werden. Die Studie erscheint in Nature Communications.

Nachdem die globale Produktion von Plastik ständig ansteigt, entgehen auch immer größere Kunststoffmengen der Wiederverwertung. Die ökologischen Auswirkungen dieser ständig steigenden Belastung mit Mikroplastik und die möglichen Auswirkungen auf die Gesundheit der Menschen sind bisher kaum bekannt.

Aus dem Straßenverkehr in die Atmosphäre
Ein internationales Forscher*innenteam unter Beteiligung des Norwegian Institute for Air Research (NILU), der Universität Wien und des International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) untersuchte jetzt die Verbreitung von Mikroplastik über den Wind. Die Forscher*innen haben erste Modellrechnungen der globalen Ausbreitung von Mikroplastikpartikeln aus dem Straßenverkehr - die durch Reifen- und Bremsabrieb entstehen - durchgeführt. Der Hauptanteil dieses Mikroplastiks stammt aus den dicht besiedelten Regionen Nordamerikas, Europas und Asiens.

Während sich größere Partikel hauptsächlich in der Nähe dieser Emissionsregionen absetzen, können kleinere Partikel - kleiner als 2,5 Mikrometer - sich beinahe global verteilen. Das Team modellierte, dass pro Jahr ungefähr 140.000 Tonnen Mikroplastik aus dem Straßenverkehr über die Atmosphäre in die Ozeane transportiert werden.

Über die Atmosphäre in die Arktis
Zudem schätzen die Forscher*innen, dass 48.000 Tonnen pro Jahr an schnee- und eisbedeckten Oberflächen deponiert werden. "Speziell der Transport in die Arktis ist bedenklich, weil dort das Ökosystem sehr empfindlich ist und ohnehin bereits durch Klimawandel und andere Gifte belastet wird", berichtet Andreas Stohl von der Universität Wien: "Da stellt Mikroplastik eine weitere, bisher kaum einschätzbare Gefahr dar." In geringem Maße könnte durch die Ablagerung von relativ dunklen Plastikpartikeln auch die Rückstrahlfähigkeit des Schnees und Eises beeinträchtigt werden, was zu verstärktem Abschmelzen und damit weiterer Klimaerwärmung führen könnte. Ein ähnlicher Effekt ist durch die Ablagerung von Ruß in der Arktis bekannt.

"In dieser Studie zeigen wir, dass Transport von Mikroplastik durch die Atmosphäre eine große Bedeutung hat", sagt Stohl. "Bisherige Studien haben sich vor allem auf den Transport über Flüsse in den Ozean konzentriert. Der Transport in der Atmosphäre ist jedoch ähnlich wichtig - vielleicht sogar noch wichtiger".

Publikation in Nature Communications:
Evangeliou et al.: Atmospheric transport is a major pathway of microplastics to remote regions. Nature Communications, 2020.
DOI: 10.1038/s41467-020-17201-9

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Univ.-Prof. Mag. Dr. Andreas Stohl
Institut für Meteorologie und Geophysik
Universität Wien
1090 - Wien, Althanstraße 14 (UZA II)
T +43-1-4277-53730
andreas.stohl@univie.ac.at

Originalpublikation:

Evangeliou et al.: Atmospheric transport is a major pathway of microplastics to remote regions. Nature Communications, 2020.
DOI: 10.1038/s41467-020-17201-9

Weitere Informationen:
https://medienportal.univie.ac.at/presse/aktuelle-pressemeldungen/detailansicht/...

Quelle: IDW 

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UN-Klimaziele sind ökonomisch sinnvoll: Ambitionierter Klimaschutz zahlt sich aus

Mareike Schodder Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Klimaschutz ist nicht billig - aber Klimaschäden sind es auch nicht. Wie viel Klimaschutz ist also wirtschaftlich gesehen am sinnvollsten? Diese Frage hat Ökonomen jahrzehntelang beschäftigt, insbesondere seit dem Wirtschaftsnobelpreis 2018 für William Nordhaus, dessen Berechnungen nach eine Erwärmung um 3,5 Grad bis 2100 ein ökonomisch wünschenswertes Ergebnis sei. Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung hat nun die Computersimulation, die diesen Schluss gezogen hat, mit den neuesten Daten und Erkenntnissen aus Klima- und Wirtschaftswissenschaften aktualisiert.

Sie stellten fest, dass die Begrenzung der Erderwärmung auf unter 2 Grad ein wirtschaftlich optimales Gleichgewicht zwischen künftigen Klimaschäden und den heutigen Kosten für den Klimaschutz herstellt. Das würde einen CO2-Preis von mehr als 100 US-Dollar pro Tonne erfordern.

Jener Tag, an dem der Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) im Auftrag der UNO seinen so genannten 1,5-Grad-Bericht veröffentlichte, war auch der Tag, an dem William Nordhaus den Nobelpreis für Wirtschaftswissenschaften „für die Integration des Klimawandels in die langfristige makroökonomische Analyse" erhielt. Konkret gelang ihm das mittels einer Computersimulation, seinem sehr einflussreichen Dynamic Integrated Climate-Economy (DICE)-Modell. Im Pariser Abkommen der UNO wurde vereinbart, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2 Grad zu begrenzen, um Klimarisiken einzudämmen. Nordhaus' Zahlen deuten auf 3,5 Grad als eine gleichsam wirtschaftlich optimale Erwärmung bis zum Jahr 2100 hin. Die jetzt in der wissenschaftlichen Zeitschrift Nature Climate Change veröffentlichte Studie bietet eine Aktualisierung des DICE-Modells, welche helfen kann, die Perspektiven in Einklang zu bringen.

„Im Wesentlichen haben wir das Nordhaus-Modell aufgeschnürt, gründlich überprüft und einige wichtige Aktualisierungen vorgenommen, die auf den neuesten Erkenntnissen der Klimawissenschaft und Wirtschaftsanalyse basieren", erklärt Martin Hänsel, Hauptautor der Studie und Forscher am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Wir haben festgestellt, dass die Ergebnisse der aktualisierten Version tatsächlich in guter Übereinstimmung mit der Pariser 2°C-Grenze für die globale Erwärmung stehen."

Die Aktualisierungen umfassen ein akkurateres Kohlenstoffkreislaufmodell, eine neue Gewichtung des Temperaturmodells, eine angepasste Schadensfunktion, und neue Erkenntnisse über die normativen Annahmen des Modells. Diese zeigen sich konkret bei der Frage, wie eine gerechte Verteilung von Wohlstand zwischen heutigen und zukünftigen Generationen gestaltet werden sollte, die den Klimawandel berücksichtigt - ausgedrückt in der so genannten sozialen Diskont-Rate. Deren Aktualisierung basiert nun auf einer breiten Palette von Expertenempfehlungen zur Generationengerechtigkeit. Ergänzt wird dies durch angepasste Annahmen in Bezug auf die Emissionen von anderen Treibhausgasen zusätzlich zum CO2, Technologien zu negativen Emissionen (also dem Herausholen von CO2 aus der Atmosphäre), und wie zügig eine Abkehr von einer kohlenstoffbasierten Wirtschaft erreicht werden kann.

Wie schlimm wird es? Die Schadensfunktion
Die Schadensfunktion beurteilt, wie stark sich künftige Klimaveränderungen auf die Weltwirtschaft auswirken werden. Ko-Autor Thomas Sterner, Professor an der Universität Göteborg, erklärt: „Die standardmäßige Schadensfunktion im DICE-Modell hat eine Reihe von methodischen Mängeln. Unsere Analyse baut auf einer kürzlich durchgeführten Meta-Analyse auf, in der wir diese Mängel beheben. Infolgedessen finden wir höhere Schäden als im Standard-DICE-Modell. Allein nach dem, was wir in den letzten zehn Jahren gesehen haben, ist die Annahme hoher klimabedingter wirtschaftlicher Schäden leider realistisch."

Wie viel zählt es? Die soziale Diskontrate
Darüber hinaus schaut die Studie auch auf das, was manchmal als die normative „Black Box" wahrgenommen wird: Wie oft in der Wirtschaftswissenschaft enthält das, was wie eine nüchterne mathematische Funktion aussieht, eine Reihe normativer Annahmen. Die so genannte „soziale Diskont-Rate" ist ein solcher Fall. Sie gibt an, wie wir das zukünftige Wohlergehen unserer Kinder und Enkelkinder bewerten - eine grundlegend moralische Frage. „Die Klimaauswirkungen unserer Emissionen reichen weit in zukünftige Generationen hinein. Um diese langfristigen Folgen angemessen bewerten zu können, müssen wir unterschiedliche Ansichten darüber berücksichtigen, wie wir einen Ausgleich zwischen den Interessen heutiger und zukünftiger Generationen schaffen können", erklärt Moritz Drupp, Ko-Autor und Professor am Exzellenzcluster Klima, Klimawandel und Gesellschaft (CLICCS) der Universität Hamburg. Erstmals enthält die Studie eine repräsentative Auswahl von Empfehlungen von mehr als 170 Expertinnen und Experten zu den normativen Annahmen der sozialen Diskontrate. „Unser aktualisiertes Modell zeigt, dass das 2-Grad-Ziel nach den von der Mehrheit der Experten vorgeschlagenen sozialen Diskont-Raten ökonomisch optimal ist."

Der richtige Preis für CO2
Die Änderungen am Modell, insbesondere die Neubewertung der sozialen Diskontrate zugunsten des Wohlergehens künftiger Generationen, haben weitere Auswirkungen: Sie führen zu einem höheren Preis für CO2. Während das Standard DICE-Modell von Nordhaus knapp 40 US-Dollar pro Tonne CO2 im Jahr 2020 ergibt, errechnet das aktualisierte DICE-Modell einen CO2-Preis von über 100 Dollar. Die CO2-Preise, die sich aus der Mehrheit der Expertenmeinungen zur sozialen Diskontierung ergeben, sind mit wenigen Ausnahmen höher als das, was in den meisten Sektoren selbst in den ehrgeizigsten Regionen der Welt umgesetzt wird. „Das ist ein weiterer Beleg dafür, welch ein entscheidendes politisches Instrument eine intelligente CO2-Preisgestaltung ist", so die Schlussfolgerung von Ko-Autor Ben Groom, Professor an der Universität Exeter und Mitglied des Grantham Research Institute on Climate Change an der London School of Economics. „Unsere Studie bedeutet damit auch, dass eine ehrgeizigere Klimapolitik nötig ist, um zu vermeiden, dass wir unseren Kindern eine ungerechtfertigt hohe Last der Klimaauswirkungen hinterlassen."

Artikel: Martin C. Hänsel, Moritz A. Drupp, Daniel J.A. Johansson, Frikk Nesje, Christian Azar, Mark C. Freeman, Ben Groom, Thomas Sterner: "Climate economics support for the UN Climate targets". Nature Climate Change (2020). DOI: [10.1038/s41558-020-0833-x]

Weblink zum Artikel nach Veröffentlichung: https://www.nature.com/articles/s41558-020-0833-x

Originalpublikation:

Martin C. Hänsel, Moritz A. Drupp, Daniel J.A. Johansson, Frikk Nesje, Christian Azar, Mark C. Freeman, Ben Groom, Thomas Sterner: "Climate economics support for the UN Climate targets". Nature Climate Change (2020). DOI: [10.1038/s41558-020-0833-x]

Weitere Informationen:

https://www.nature.com/articles/s41558-020-0833-x

Quelle: IDW 

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Robuste Hochleistungs-Datenspeicher durch magnetische Anisotropie

Dr. Antonia Rötger Kommunikation
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Die neueste Generation von Festplattenlaufwerken besteht aus magnetischen Dünnschichten, die zu den Invar-Materialien zählen und eine extrem robuste und hohe Datenspeicherdichte ermöglichen. Durch lokales Erhitzen mit einem Laser können winzigste Nanodomänen beschrieben werden (HAMR). Dabei dehnen sich solche Invar-Materialien trotz Erhitzung kaum aus. Ein relevantes Material für HAMR-Datenspeicher sind Dünnschichten aus Eisen-Platin-Nanokörnern. Ein internationales Team um Prof. Dr. Matias Bargheer am HZB und der Uni Potsdam hat nun experimentell beobachtet, wie in diesen Eisen-Platin-Dünnschichten eine besondere Spin-Gitter-Wechselwirkung die Wärmeausdehnung des Kristallgitters aufhebt.

Im thermischen Gleichgewicht gehört Eisen-Platin (FePt) zur Klasse der Invar-Materialien, die sich bei Erhitzung kaum ausdehnen. Dieses Phänomen ist schon im Jahr 1897 bei der Nickel-Eisen Legierung „Invar" beobachtet worden, aber erst seit wenigen Jahren versteht die Fachwelt, wie es zustande kommt: Normalerweise führt Erwärmung von Festkörpern zu Gitterschwingungen, die eine Ausdehnung bewirken, weil die vibrierenden Atome mehr Platz brauchen. Erstaunlicherweise führt das Erwärmen der Spins in FePt aber zum gegenteiligen Effekt: Je wärmer die Spins sind, desto stärker zieht sich das Material entlang der Magnetisierungsrichtung zusammen. Das Resultat ist die von Invar bekannte Eigenschaft: eine minimale Ausdehnung.

Dieses faszinierende Phänomen hat nun ein Team um Prof. Matias Bargheer erstmals an unterschiedlichen Eisen-Platin-Dünnschichten experimentell verglichen. Bargheer leitet eine gemeinsame Forschergruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin und der Universität Potsdam. Gemeinsam mit Kollegen aus Lyon, Brno und Chemnitz wollte er untersuchen, wie sich das Verhalten von perfekt kristallinen FePt-Schichten von den FePt-Dünnschichten unterscheidet, die für HAMR-Speicher verwendet werden. Diese bestehen aus kristallinen Nanokörnern aus übereinandergestapelten einatomaren Lagen von Eisen und Platin, die in eine Matrix aus Kohlenstoff eingebettet sind.

Mit zwei kurz aufeinanderfolgenden Laserpulsen wurden die Proben lokal erhitzt und angeregt, um anschließend durch Röntgenbeugung zu messen, wie stark sich das Kristallgitter lokal ausdehnt oder kontrahiert.

„Wir waren überrascht, dass sich die kontinuierlichen kristallinen Schichten ausdehnen, wenn man sie kurz mit Laserlicht erhitzt, während sich lose angeordnete Nanokörner in der gleichen Kristallorientierung zusammenziehen", erklärt Bargheer. „Für die HAMR-Datenspeicher werden dagegen Nanokörner verwendet, die in eine Matrix aus Kohlenstoff eingebettet sind und auf einem Substrat festgewachsen sind: Die reagieren viel schwächer auf die Laseranregung und ziehen sich erst etwas zusammen und dehnen sich dann etwas aus."

„Wir haben durch diese Experimente mit ultrakurzen Röntgenpulsen feststellen können, wie wichtig die Morphologie, also der genaue Aufbau solcher Dünnschichten ist", sagt Alexander von Reppert, Erstautor der Studie und Doktorand in der Gruppe um Bargheer. Das Geheimnis ist die Querkontraktion, die auch Poisson-Effekt genannt wird. „Das kennt jeder, der schon einmal fest auf einen Radiergummi gedrückt hat", sagt Bargheer. „Das Gummi wird in der Mitte dicker." Und von Reppert ergänzt: „Das können die Nanoteilchen auch, während beim perfekten Film kein Platz zur Ausdehnung in der Filmebene ist, die aber für eine spin-getriebene Kontraktion senkrecht zum Film benötigt wird."

FePt ist also ein ganz besonderes Material. Es hat nicht nur außergewöhnlich robuste magnetische Eigenschaften. Seine thermomechanischen Eigenschaften verhindern auch, dass bei Erhitzung zu starke Verspannungen entstehen, die das Material zerstören würden - und das ist für HAMR wichtig!

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Matias Bargheer
Forschergruppe Ultraschnelle Dynamik
Universität Potsdam und Helmholtz-Zentrum Berlin
bargheer@uni-potsdam.de

Originalpublikation:

Science Advances (2020): Spin stress contribution to the lattice dynamics of FePt
A. von Reppert, L. Willig, J. Pudell, S. Zeuschner, G. Sellge, F. Ganss, O. Hellwig, J. A. Arregi, V. Uhlíř, A. Crut, M. Bargheer
DOI: 10.1126/sciadv.aba1142

Weitere Informationen:
https://www.helmholtz-berlin.de/pubbin/news_seite?nid=21603;sprache=de;seitenid=... Auf unserer Webseite finden Sie einen kurzen Videoclip, der das Ausdehnungs- und Kontraktionsverhalten unterschiedlicher FePt-Proben zeigt.

Quelle: IDW 

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Virologe der Universität Leipzig: Haustiere können sich doch mit Coronavirus infizieren

Susann Huster Stabsstelle Universitätskommunikation/Medienredaktion
Universität Leipzig

Was noch vor drei Monaten als unwahrscheinlich galt, ist jetzt Realität: Auch Haustiere können sich mit dem neuen Coronavirus SARS-CoV-2 infizieren. Weltweit gibt es dafür mittlerweile Beispiele. Allerdings sind die Fallzahlen sehr gering, und nur Hunde, Katzen, Nerze und Frettchen sind nach bisherigen Erkenntnissen betroffen. Experimentell seien unter anderem Hunde und Katzen infiziert worden, sagt Prof. Dr. Dr. Thomas Vahlenkamp (56), Direktor des Instituts für Virologie der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig. Während Hunde keine Symptome zeigten, hätten Katzen - ähnlich wie infizierte Menschen - Atemwegsbeschwerden und teilweise Durchfall bekommen.

„Das Coronavirus scheint sich bei Katzen vermehren zu können", erklärt Vahlenkamp. Ähnliche Erfahrungen hätten Betreiber von Nerzfarmen in den Niederlanden und Dänemark gemacht, wo die Tiere Atemwegsbeschwerden gezeigt haben und teilweise daran starben. „Infektionen sind möglich, treten aber sehr selten auf, und sie standen immer im Zusammenhang mit einem humanen Fall", berichtet der Experte. Wenn also Hunde- oder Katzenbesitzer mit dem neuen Coronavirus infiziert sind, besteht auch für ihre Haustiere eine Infektionsgefahr. Weltweit sei aber kein Fall bekannt, bei dem umgekehrt ein infiziertes Tier einen Menschen angesteckt habe. Wer mehrere Hunde und Katzen hält, sollte allerdings wissen, dass sich die Tiere auch untereinander anstecken können.

„Das soll aber nicht zu Verunsicherung bei Hunde- und Katzenbesitzern führen", sagt Vahlenkamp. Die Zahl der Fälle sei äußerst gering. So habe es unter anderem in Frankreich, Spanien, Belgien, Deutschland, China und den USA einzelne solcher Infektionen gegeben. Auch im Zoo in New York haben sich Tiger infiziert - möglicherweise bei Besuchern oder Tierpflegern. Daraufhin hätten Forscher am Harbin Veterinary Research Institute in China die experimentellen Untersuchungen vorgenommen.

Wenn Hunde- und Katzenhalter auf Nummer sicher gehen möchten, können sie ihr Tier auf COVID-19 testen lassen, müssen den Test allerdings selbst finanzieren. Auch das Institut für Virologie der Universität Leipzig bietet solche Tests an.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dr. Thomas Vahlenkamp
Direktor des Instituts für Virologie der Universität Leipzig
Telefon: +49 341-97 38201
E-Mail: thomas.vahlenkamp@uni-leipzig.de

Quelle: IDW 

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Zukunftsperspektiven für den Güterverkehr

Vanessa Offermann Abteilung Hochschulkommunikation
Hochschule Heilbronn

Konsortium unter Federführung der Hochschule Heilbronn legt umfassende Handlungsempfehlungen für das Verkehrsministerium Baden-Württemberg vor.

Heilbronn, Juli 2020. Der zu erwartende starke Anstieg des Güterverkehrs in den kommenden Jahren erfordert kreative Antworten. Neben einer guten Verkehrsinfrastruktur spielen Nachhaltigkeit, Digitalisierung und Vernetzung dabei die entscheidende Rolle: „Die Entwicklung einer tragfähigen Zukunftsperspektive für den Güterverkehr gelingt am besten über die Berücksichtigung aller wichtigen Akteure, anstatt sich nur auf die Transportwirtschaft zu konzentrieren", fasst Prof. Dr. Tobias Bernecker, Forschungsprofessor für Verkehrslogistik und nachhaltige Mobilität an der Hochschule Heilbronn und Projektkoordinator für das Güterverkehrskonzept Baden-Württemberg, die gewählte Vorgehensweise zusammen. Der in Stuttgart durch Verkehrsminister Winfried Hermann MdL vorgestellte Schlussbericht beleuchtet die Herausforderungen, die es auf diesem Weg zu bewältigen gilt und zeigt eine Vielzahl an Lösungsvorschlägen für das Land Baden-Württemberg auf.

Im Auftrag des baden-württembergischen Verkehrsministeriums forschte das Kompetenzzentrum LOGWERT an der Hochschule Heilbronn seit Sommer 2018 gemeinsam mit den Projektpartnern SSP Consult, Railistics, Fraunhofer IAO, SLN Sinsheim, IVK Röhling und IKEM an einer Gesamtkonzeption und an konkreten Einzelmaßnahmen. „Die Hochschule Heilbronn zeichnet dabei neben der Projektkoordination schwerpunktmäßig für die Themen Digitalisierung, alternative Antriebe, Infrastrukturmaßnahmen auf Straße und Schiene und den Kombinierten Verkehr verantwortlich", erklärt Bernecker.

Umfangreiches Beteiligungskonzept
Eine besondere Stärke des Güterverkehrskonzepts Baden-Württemberg sind die durchgeführten Beteiligungsformate. In acht Vernetzungsforen wirkten insgesamt mehr als 200 Expertinnen und Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft, Verbänden und Kommunen an der Erarbeitung mit. „Die Vernetzung und Einbindung zahlreicher Unternehmen sehe ich als eine hervorragende Basis für das Güterverkehrskonzept Baden-Württemberg", bilanziert Artin Adjemian (IHK Rhein-Neckar) für die baden-württembergischen Industrie- und Handelskammern den Erfolg dieser Veranstaltungen.

Die Workshops in Ehingen (Donau), Heilbronn und Weil am Rhein dienten dazu, regionale Problemstellungen, Themenschwerpunkte und Lösungsansätze aufzugreifen. Heilbronn diskutierte zum Beispiel schwerpunktmäßig über die Umstellung auf alternative Lkw-Antriebe. In Reutlingen, Ulm und Ludwigsburg standen Zukunftsbilder für die städtische Logistik im Vordergrund. In Mannheim standen die Binnenschifffahrt und die Häfen im Land und in Ravensburg der Bereich Schwertransporte im Fokus.

Gestaltungsfelder für den Güterverkehr
Dreh- und Angelpunkt der erarbeiteten Ergebnisse im Güterverkehrskonzept Baden-Württemberg sind die fünf Gestaltungfelder Infrastruktur, Organisation, Wettbewerb, Innovationen und Vernetzung. Auf dem Gestaltungsfeld Infrastruktur zeigt das Güterverkehrskonzept, wie durch zusätzliche Überhol- und Abstellgleise und durch die Elektrifizierung weiterer Schienenstrecken im Land Engpässe für den Schienengüterverkehr beseitigt werden können. Auch ein weiterer Ausbau der Terminals für den Kombinierten Verkehr wird für erforderlich gehalten. Wichtige Ausbau- und Erhaltungsmaßnahmen des Bundesverkehrswegeplans 2030 mit Landesbezug und Vorhaben an Landesstraßen schaffen gleichzeitig die erforderlichen Kapazitäten für den Güterverkehr auf der Straße. Die Modernisierung der Bundeswasserstraße Neckar bildet eine wesentliche Grundlage für Wachstum bei der Binnenschifffahrt.

Das Gestaltungsfeld Organisation umfasst unter anderem die Einrichtung zusätzlicher Lkw-Stellplätze an Autobahnen und die volle Nutzung der Potenziale von Lastenrädern in den Städten, aber auch einen zu den Aufkommensschwerpunkten im Güterverkehr passenden Ausbau von Tank- und Lademöglichkeiten für Fahrzeuge mit alternativen Antrieben.

Im Gestaltungsfeld Wettbewerb werden Vorschläge gemacht, wie die Arbeitsteilung zwischen den Verkehrsträgern sichergestellt und verbessert werden kann.
Besonders groß ist das Spektrum an empfohlenen Maßnahmen im Feld Innovation.

Es reicht von alternativen Antrieben über eine Perspektive für das autonome Fahren auf Straße und Schiene bis hin zum verpflichtenden Einsatz von Lkw-Fahrerassistenzsystemen zur Erhöhung der Verkehrssicherheit. Die Verstetigung der Vernetzungsforen aus dem Güterverkehrskonzept Baden-Württemberg und die Einrichtung eines Kümmerers für die Belange des Schienengüterverkehrs sind Beispiele aus dem Gestaltungsfeld Vernetzung.

Fortgang des Güterverkehrskonzepts Baden-Württemberg
Mit dem Güterverkehrskonzept Baden-Württemberg ist es dem Projektkonsortium gelungen, eine Vielzahl an aussichtsreichen Maßnahmen zu erarbeiten. „Die umfassende und zielführende Ausarbeitung der Gutachter muss der Startschuss für einen Diskussionsprozess zu konkreten Maßnahmen sein, wie wir den Güterverkehr in unserem Land zukünftig gestalten wollen", so Verkehrsminister Winfried Hermann. Die Vorstellung des Güterverkehrskonzepts Baden-Württemberg soll daher auch den Auftakt für einen übergreifenden Diskussionsprozess zur Umsetzung der empfohlenen Maßnahmen bilden.

Hochschule Heilbronn - Kompetenz in Technik, Wirtschaft und Informatik
Mit ca. 8.200 Studierenden ist die Hochschule Heilbronn eine der größten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften in Baden-Württemberg. Ihr Kompetenz-Schwerpunkt liegt auf den Bereichen Technik, Wirtschaft und Informatik. An vier Standorten in Heilbronn, Heilbronn-Sontheim, Künzelsau und Schwäbisch Hall bietet die Hochschule mehr als 50 Bachelor- und Masterstudiengänge an. Die Hochschule pflegt enge Kooperationen mit Unternehmen aus der Region und ist dadurch in Lehre, Forschung und Praxis sehr stark vernetzt.

Ansprechpartner Güterverkehrskonzept Prof. Dr. Tobias Bernecker,
Kompetenzzentrum LOGWERT der Hochschule Heilbronn,
Bildungscampus 9, 74076 Heilbronn, Telefon: 07131-504,1131,
E-Mail: tobias.bernecker@hs-heilbronn.de, Internet: http://www.logwert.de

Ansprechpartnerin Forschungskommunikation Franziska Pöttgen,
Bildungscampus 14, 74076 Heilbronn, Telefon: 07131-504-229,
E-Mail: franziska.poettgen@hs-heilbronn.de, Internet: http://www.hs-heilbronn.de/forschung

Pressekontakt Hochschule Heilbronn Vanessa Offermann,
Bildungscampus 14, 74076 Heilbronn, Telefon: 07131-504-553,
E-Mail: vanessa.offermann@hs-heilbronn.de, Internet: http://www.hs-heilbronn.de

Weitere Informationen:

https://vm.baden-wuerttemberg.de/fileadmin/redaktion/m-mvi/intern/Dateien/PDF/20...
Die gesamte Präsentation des Güterverkehrskonzeptes ist hier für Sie hinterlegt.

Quelle: IDW 

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Blick ins Innere einer Batterie

Dr. Corinna Dahm-Brey Presse & Kommunikation
Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Oldenburger Chemiker entwickeln neues Verfahren, um chemische Prozesse während des Betriebs zu beobachten

Was passiert in einer Batterie auf mikroskopischer Ebene während des Ladens und Entladens? Ein neues Verfahren, um diese bislang kaum zugänglichen Vorgänge live zu beobachten, hat ein Wissenschaftlerteam um Prof. Dr. Gunther Wittstock vom Institut für Chemie der Universität Oldenburg kürzlich in der Fachzeitschrift ChemElectroChem vorgestellt. Die neue Methode könne dazu beitragen, schneller geeignete Materialien für neuartige Batterien zu finden, so der Forscher. Ziel sei es, umweltfreundlichere Energiespeicher mit längerer Lebensdauer und höherer Leistungsdichte zu entwickeln. Zu dem Team gehören auch Wissenschaftler des Batterieforschungszentrums MEET (Münster Electrochemical Energy Technology) der Universität Münster.

Batterien wandeln chemische Energie in elektrische Energie um. Dabei wandern geladene Teilchen von einer positiv geladenen Elektrode, der Kathode, zur negativen Anode. In vielen modernen Batterien und wiederaufladbaren Akkus ist das reaktionsfreudige Metall Lithium ein wichtiger Bestandteil der Anode. Auf deren Oberfläche bilden sich während des Betriebs hauchdünne Filme, die sowohl Elektrode als auch Batterieflüssigkeit vor Zersetzung schützen. Bislang war es jedoch kaum möglich, Veränderungen der wenige millionstel Meter (Mikrometer) dicken, komplex aufgebauten Schichten während des Ladens und Entladens direkt zu beobachten.

Das Team entwickelte nun ein neues Messprinzip, um während des Batteriebetriebs örtlich hochauflösende Informationen über die Oberfläche metallischer Lithium-Elektroden zu erhalten. „Mit fortlaufender Zeit können chemische Prozesse auf der Oberfläche der Elektrode einen großen Einfluss auf die Lebensdauer und die Leistungsfähigkeit einer Batterie haben", so Wittstock. Als Analyseverfahren verwendeten die Forscher die sogenannte elektrochemische Rastermikroskopie (englisch: scanning electrochemical microscopy, kurz: SECM). Dabei wird eine Messsonde schrittweise über die Oberfläche einer Probe bewegt, um chemische Informationen im Abstand von wenigen Mikrometern zu sammeln. Eine Software übersetzt die Messdaten in ein farbiges Bild. „Indem wir diesen Vorgang mehrmals wiederholen, können wir Veränderungen auf der Probenoberfläche wie in einem Daumenkino verfolgen", berichtet Wittstock.

Bastian Krueger, Mitarbeiter in Wittstocks Arbeitsgruppe Physikalische Chemie, entwickelte in seiner Doktorarbeit eine spezielle Messzelle, in der die Versuchsbedingungen - wie etwa die Stromstärke - im Wesentlichen denen in einer echten Batterie entsprachen. Der Chemiker testete verschiedene, mit 3D-Druckern und CNC-Mikrofräsen hergestellte Zellaufbauten. Luis Balboa, ebenfalls Doktorand in der Arbeitsgruppe, führte Computersimulationen durch, um die Zellgeometrie zu optimieren und realistische Versuchsbedingungen herzustellen. Das Team aus Münster steuerte Referenzproben bei.

Auf diese Weise gelang es den Wissenschaftlern, die Prozesse auf der Lithium-Anode mit bislang unerreichter Genauigkeit zu untersuchen. Die Forscher beobachteten, wie sich dort bei hohen Ladegeschwindigkeiten Lithium aus der Batterieflüssigkeit absetzte. Aus solchen lokal verstärkten Abscheidungen können sich so genannte Dendrite bilden - sich verzweigende Fortsätze aus Lithium auf der Elektrode. Diese Gebilde begrenzen die Lebensdauer von Batterien und können im Extremfall zu ihrer Zerstörung führen.
„Der Durchbruch unserer Studie besteht darin, dass wir erstmals derartige Prozesse bei realistischen Stromdichten direkt in der Messapparatur ausführen und ihre Auswirkungen bildlich verfolgen konnten", betont Wittstock. Das Verfahren sei auch für andere Typen von Elektroden geeignet. Langfristiges Ziel sei es, mit Hilfe der elektrochemischen Rastermikroskopie zu untersuchen, wie unterschiedliche Vorbehandlungsschritte das Wachstum der Grenzschicht auf den Elektroden beeinflussen.

Die Arbeit ist Teil des Kooperationsprojekts AMaLiS (Alternative Materialien und Komponenten für Lithium-Sauerstoff-Batterien), das noch bis Ende 2020 durch das Bundesforschungsministerium (BMBF) gefördert wird. Ziel ist es, neuartige Batteriekomponenten zu designen und gleichzeitig Verfahren zu entwickeln, um diese Komponenten zu testen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Gunther Wittstock, Tel.: 0441/798-3971, E-Mail: gunther.wittstock@uol.de

Originalpublikation:

Bastian Krueger, Luis Balboa, Jan Frederik Dohmann, Martin Winter, Peter Bieker, Gunther Wittstock: „Solid Electrolyte Interphase Evolution on Lithium Metal Electrodes Followed by Scanning Electrochemical Microscopy Under Realistic Battery Cycling Current Densities", ChemElectroChem, doi:10.1002/celc.202000441

Weitere Informationen:
https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/celc.202000441
http://uol.de/pc2/

Quelle: IDW 

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When is someone old?

Ansa Heyl Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA)

Populations around the world are living longer lives than was the norm just a few decades ago, presenting governments with significant challenges in terms of caring for their growing elderly populations. According to a new study published in PLOS ONE, understanding how to assess who is elderly is a crucial first step for our understanding of population aging.

The UN's Profiles of Ageing 2019 provides people who study population aging with a choice of perspectives, namely a conventional potential support ratio (PSR) and a prospective potential support ratio (PPSR). The difference between the two is based on different threshold ages at which people are first seen as "old". In the PSR the threshold age is 65 years and is fixed independently of time or place, while in the PPSR, the threshold age is the age where remaining life expectancy is 15 years. The first is commonly known as the conventional old age threshold and the second as the prospective old age threshold. The conventional old age threshold is the most commonly used, but it has the disadvantage that it does not change over time and is the same for all countries regardless of their trajectories of aging. This is of course not the case, as today's 65 year-olds are very different from their counterparts half a century ago, and are also likely to be very different from what they will be like half a century in the future. People also age differently depending on where they live and across population subgroups.

In their study, the authors propose that the old age threshold should be determined using an equivalency criterion - in other words, people at the old age threshold should be roughly similar to one another in terms of relevant characteristics regardless of when and where they lived. Using historical data on five-year death rates (the proportion of people dying between ages x and x+5) at the old age threshold as an indicator of one aspect of health, the researchers assessed the extent to which the two approaches used by the UN are consistent with the equivalency criterion. The results indicate that the old age threshold based on a fixed remaining life expectancy is consistent with the equivalency criterion, while the old age threshold based on a fixed chronological age is not. Specifically, five-year death rates at the old age threshold based on a fixed chronological age strongly decline over time, while the one based on a fixed remaining life expectancy is almost constant.

This implies that if the equivalency criterion were not at least approximately adhered to, people with a particular five-year death rate in one country would be categorized as old, while people in another country with the same five-year death rate would not be. The study is based on previous research by the authors in which they developed measures of population aging adjusted for changes in remaining life expectancy - a so-called dynamic old age threshold - and provides additional arguments around why it would be beneficial to use such measures of aging. They highlight that when this dynamic old age threshold is used to study people in many countries over long periods of time, at that threshold, people have roughly the same health.

"We wanted to provide researchers with a solid argument around why measures of aging based on a fixed remaining life expectancy should be used and how similar groups of older people should be defined. We want people to understand that the use of an old age threshold based on a fixed chronological age does not produce groups of adults whose relevant characteristics are comparable across time and space. The equivalency criterion is effective in making that decision because it defines who is elderly in a consistent way based on characteristics relevant to the study of population aging," explains IIASA researcher and study author Warren Sanderson.

"The picture of population aging that emerges when measures consistent with the equivalency criterion are used are markedly different from those that result when the equivalency criterion is not adhered to. We recommend that measures of aging that do not adhere to the equivalency criterion should only be used in special circumstances where it is inconsequential," concludes study author Sergei Scherbov, a researcher in the IIASA World Population Program.

Reference
Sanderson W & Scherbov S (2020). Choosing between the UN's alternative views of population aging. PLOS ONE DOI: 10.1371/journal.pone.0233602

Contacts:
Researcher contact
Warren Sanderson
Research Scholar
IIASA World Population Program
Tel: +43 2236 807 252
sanders@iiasa.ac.at or warren.sanderson@stonybrook.edu

Sergei Scherbov
Research Scholar
IIASA World Population Program
Tel: +43 2236 807 584
scherbov@iiasa.ac.at

Press Officer
Ansa Heyl
IIASA Press Office
Tel: +43 2236 807 574
Mob: +43 676 83 807 574
heyl@iiasa.ac.at

About IIASA:
The International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) is an international scientific institute that conducts research into the critical issues of global environmental, economic, technological, and social change that we face in the twenty-first century. Our findings provide valuable options to policymakers to shape the future of our changing world. IIASA is independent and funded by prestigious research funding agencies in Africa, the Americas, Asia, and Europe. www.iiasa.ac.at

Quelle: IDW 

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Direktbesteuerung von CO2 ermöglicht mehr freiwilliges Handeln im Klimaschutz

Gabriele Meseg-Rutzen Presse und Kommunikation
Universität zu Köln

Wenn man CO2 durch eine Steuer direkt bepreist, gibt das Raum für moralisches Handeln / Experimentell gestützte Studie von Axel Ockenfels, Peter Werner und Ottmar Edenhofer

Emissionen von CO2 können auf zwei Wegen einen Preis bekommen: Direkte Bepreisung durch eine Steuer oder Festlegung der Obergrenze der CO2-Emissionen mit anschließendem Handel von Emissionsberechtigungen. Eine neue Studie auf Basis eines wissenschaftlich kontrollierten Experiments beleuchtet einen bislang kaum erforschten Aspekt: die Anreizwirkung beider Varianten auf Akteure, die jenseits ihrer ökonomischen Interessen moralisch handeln wollen. Die Studie zeigt: Die direkte Bepreisung durch Steuern führt zu einem deutlich geringeren CO2-Ausstoß im Experiment.

Die Studie wurde von den Ökonomen Axel Ockenfels, Peter Werner und Ottmar Edenhofer erstellt und jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Nature Sustainability veröffentlicht. Das Papier wurde unter anderem mit Unterstützung des „Center for Social and Economic Behavior" der Universität zu Köln und im Kontext des DFG Cluster of Excellence ECONtribute erstellt.

An dem Experiment für die Studie haben rund 1000 Studentinnen und Studenten in dem Kölner Laboratorium für Wirtschaftsforschung mitgewirkt. In dem Experiment wird eine vereinfachte Welt von Produzenten und politischen Entscheidern gebaut, um die beiden Varianten der CO2-Bepreisung zu simulieren. Im Kern läuft es so: Zehn Produzenten legen in einem wettbewerblichen Markt fest, wie viel sie produzieren möchten, wobei eine größere Produktionsmenge mehr CO2-Emissionen mit sich bringt. Welche Produzenten zum Zuge kommen und tatsächlich emittieren, hängt von dem Ergebnis des Wettbewerbs sowie von so genannten Entscheidern ab. Diese geben in dem einen Teil des Experiments vor, wieviel Tonnen CO2 in einem Markt insgesamt emittiert werden dürfen (indirekte Preissteuerung durch Mengenbegrenzung), und in dem anderen Teil, wie viel Euro der Ausstoß einer Tonne CO2 kosten soll (direkte Preissteuerung durch Steuer). Am Ende wird den Produzenten der Ertrag abzüglich der Emissionskosten in echtem Geld ausgezahlt. Ein besonderer Anreiz für die Teilnehmer ist, dass jede nicht emittierte Tonne CO2 im Experiment auch in der realen Welt vermieden wird, denn über eine Umweltorganisation wird ein Zertifikat im EU-Emissionshandelssystem gekauft und stillgelegt.

Mit mehreren Abwandlungen dieses Experiments führt die Studie vor, welche Motivationen das Verhalten beeinflussen und welche Anreize wirken. Sobald die Konsequenz „echter CO2-Ausstoß in der realen Welt" bekannt ist, erlauben die Entscheider deutlich weniger Ausstoß, und die Produzenten engagieren sich weniger für eine solche Erlaubnis. Bei der Variante der direkten Bepreisung von CO2 durch eine Steuer - wenn die Entscheider also einen Euro-Betrag pro Tonne CO2 vorgeben und nicht die Anzahl der erlaubten Tonnen - emittieren die Produzenten im Ergebnis zudem deutlich weniger.

Ein Grund ist, dass moralisches Verhalten bei einer Mengenbegrenzung lediglich den Verschmutzern im Markt Platz für mehr CO2-Emissionen macht. Ockenfels erläutert: „Eine direkte Bepreisung von CO2-Emissionen besitzt im Kampf gegen den Klimawandel viele Vorteile im Vergleich zu indirekten Mechanismen. Unsere Studie ergänzt einen Aspekt, der bisher oft übersehen wurde: Viele Menschen und Institutionen verhalten sich moralisch und möchten uneigennützig zum Klimaschutz beitragen. Bei einer Mengenbegrenzung werden jedoch die Treibhausgase, die ich eingespart habe, von anderen zusätzlich emittiert. So werden viele Anstrengungen zunichtegemacht. Eine direkte Preissteuerung kennt solche bloßen Verschiebungen der Emissionen bei moralischem Verhalten nicht."
Professor Dr. Ockenfels leitet das Exzellenzzentrum für Soziales und Ökonomisches Verhalten an der Universität zu Köln und ist Mitglied im DFG Exzellenzcluster ECONtribute, Peter Werner ist Associate Professor in Verhaltensökonomik an der Universität Maastricht, und Ottmar Edenhofer ist Direktor des Berliner Klimaforschungsinstituts MCC (Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change) sowie des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK).

Inhaltlicher Kontakt:
Prof. Dr. Axel Ockenfels
Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Fakultät
Zentrum für Soziales und Ökonomisches Verhalten
+49 221 470-5761
ockenfels@uni-koeln.de

Presse und Kommunikation:
Robert Hahn
+49 221 470-2396
r.hahn@verw.uni-koeln.de

Zur Publikation:
https://www.nature.com/articles/s41893-020-0554-1

Quelle: IDW 

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Neues Verfahren ermöglicht Lithiumabbau in Deutschland

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

Ob Netzspeicher, Elektromobilität oder tragbare Elektronik - Lithiumionen-Akkus sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Für die Produktion werden jedes Jahr Millionen Tonnen Lithium gefördert - bislang allerdings fernab von Deutschland. Eine Erfindung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) könnte nun aber auch hierzulande einen wirtschaftlichen Abbau ermöglichen. Lithium soll dabei minimalinvasiv in Geothermieanlagen aus den Tiefengewässern des Oberrheingrabens gefördert werden.

ob Netzspeicher, Elektromobilität oder tragbare Elektronik - Lithiumionen-Akkus sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Für die Produktion werden jedes Jahr Millionen Tonnen Lithium gefördert - bislang allerdings fernab von Deutschland. Eine Erfindung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) könnte nun aber auch hierzulande einen wirtschaftlichen Abbau ermöglichen. Lithium soll dabei minimalinvasiv in Geothermieanlagen aus den Tiefengewässern des Oberrheingrabens gefördert werden.

In tiefen Gesteinslagen unter dem Oberrheingraben liegt ein mineralischer Schatz verborgen: Gelöst in salzigen Thermalwasserreservoiren befinden sich beträchtliche Mengen des Elements Lithium. „Nach unseren Kenntnissen können es bis zu 200 Milligramm pro Liter sein", weiß der Geowissenschaftler Dr. Jens Grimmer vom Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT: „Wenn wir dieses Potenzial konsequent nutzen, dann könnten wir in Deutschland einen erheblichen Teil unseres Bedarfs decken." Aktuell ist Deutschland ein Nettoimporteur des begehrten Rohstoffs, der vor allem für die Produktion von Batteriezellen für Elektrofahrzeuge benötigt wird und somit für das Klimaschutzprogramm der Bundesregierung von großer Bedeutung ist. Importiert wird aus den typischen Förderländern Chile, Argentinien und Australien, die mehr als 80 Prozent der weltweiten Produktion auf sich vereinen.

Was eine Nutzung der heimischen Reserven bislang verhinderte, war das Fehlen eines geeigneten Verfahrens, um diese Ressource kostengünstig, umweltschonend und nachhaltig zu erschließen. Gemeinsam mit seiner Forscherkollegin Dr. Florencia Saravia von der Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) am Engler-Bunte-Institut (EBI) des KIT hat Grimmer ein solches Verfahren entwickelt und dieses wurde nun vom KIT zum Patent angemeldet. „Dabei werden in einem ersten Schritt die Lithiumionen aus dem Thermalwasser herausgefiltert und in einem zweiten Schritt weiter konzentriert, bis Lithium als Salz ausgefällt werden kann", so Grimmer.

Minimale Umweltschäden beim heimischen Lithiumabbau
Gegenüber den traditionellen Methoden der Lithiumproduktion aus den südamerikanischen Salzseen und den australischen Festgesteinen bietet das Grimmer-Saravia-Verfahren einige entscheidende Vorteile: Genutzt wird die bestehende Infrastruktur von Geothermie-Anlagen, durch die pro Jahr bis zu zwei Milliarden Liter Thermalwasser strömen. Im Gegensatz zum klassischen Bergbau fällt deshalb kaum Abraum an und der Flächenverbrauch ist minimal. Weil das Thermalwasser nach Gebrauch wieder in den Untergrund zurückgeleitet wird, werden keine schädlichen Stoffe freigesetzt und auch die geothermische Strom- und Wärmeproduktion wird nicht gestört. Lithium kann im Thermalwasserzyklus der Geothermie-Anlage kontinuierlich innerhalb von Stunden extrahiert werden, wohingegen die Anreicherung in den südamerikanischen Salzseen mehrere Monate dauert und stark wetterabhängig ist. Ein stärkerer Regen kann die dortige Produktion um Wochen oder gar Monate zurückwerfen. Darüber hinaus bietet das Verfahren die Möglichkeit, weitere seltene und werthaltige Elemente wie Rubidium oder Cäsium aus dem Thermalwasser zu extrahieren, die beispielsweise in der Laser- und Vakuumtechnologie benötigt werden.

Da die technisch-energetischen Möglichkeiten einer Geothermie-Anlage genutzt werden, hebt sich dieses Verfahren auch in der CO2-Bilanz sehr positiv von den tradierten Verfahren ab. „Wir exportieren viele Umweltprobleme in Drittländer, um unseren Lebensstandard aufrechtzuerhalten und zu verbessern. Mit diesem Verfahren können wir unserer Verantwortung gerecht werden und wichtige Rohstoffe für moderne Technologien umweltverträglich vor der eigenen Haustür gewinnen", sagt Saravia. „Darüber hinaus können wir regionale Wertschöpfungsketten aufbauen, Arbeitsplätze schaffen und gleichzeitig geopolitische Abhängigkeiten reduzieren."

Hunderte Tonnen Lithium pro Jahr aus einer einzigen Anlage
Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie sind die beiden Wissenschaftler nun dabei eine Testanlage zur Lithium-Gewinnung zu entwickeln. In diesem ersten Prototypen, der in einer Geothermie-Anlage im Oberrheingraben aufgebaut werden soll, werden zunächst einige Kilogramm Lithiumkarbonat bzw. Lithiumhydroxid gewonnen. Wenn die Versuche erfolgreich sind, ist der Bau einer Großanlage geplant. Möglich wäre dann eine Produktion von mehreren hundert Tonnen Lithiumhydroxid pro Jahr pro Geothermie-Anlage. Nach aktueller Datenlage belaufen sich die Potenziale im Oberrheingraben auf deutscher und französischer Seite auf mehrere tausend Tonnen an förderbarem Lithium pro Jahr.

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 24.400 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 eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.

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

Anhang
Neues Verfahren ermöglicht Lithiumabbau in Deutschland
https://idw-online.de/de/attachment80276

Quelle: IDW 

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Grundwasserschutz auf Spiekeroog - Erstinstallation eines Salzwasser-Überwachungssystems

Greta Clasen Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG)

LIAG und OOWV kooperieren für nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung.
Spiekeroog. Wissenschaftler*innen des Leibniz-Instituts für Angewandte Geophysik (LIAG) haben in Zusammenarbeit mit dem Oldenburgisch-Ostfriesischen Wasserverband (OOWV) erstmalig ein Salzwasser-Überwachungssystem (SAMOS) auf der Insel Spiekeroog installiert. Mit Hilfe der geoelektrischen Messeinrichtung werden Veränderungen der Salz-Süßwassergrenze im Schutzdünenbereich der Insel überwacht. Die Echtzeitauswertungen liefern entscheidende Informationen für eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung durch den OOWV.

Da Süßwasser leichter als Salzwasser ist, bilden sich im Untergrund von Inseln sogenannte Süßwasserlinsen, die vom umgebenden Salzwasser begrenzt werden. Diese Süßwasserressourcen nachhaltig zu nutzen - das ist auf den Nordseeinseln wie Spiekeroog eine besondere Herausforderung. Einflüsse des Klimawandels und ein zunehmender Tourismus können mit einem steigenden Wasserbedarf auf der Insel einhergehen. Die dadurch forcierten, steigenden Grundwasserentnahmen verursachen möglicherweise eine nachteilige Verschiebung der Süß-Salzwassergrenze im Untergrund. Die Folge wäre eine zunehmende Versalzung des Grundwassers, was die gesamte Wasserversorgung der Inseln gefährden könnte.

Um die Lage der Süß-Salzwassergrenze im Untergrund von Spiekeroog besser kontrollieren zu können, installierten LIAG-Wissenschaftler*innen gemeinsam mit dem OOWV das Überwachungssystem SAMOS: Dabei wurde eine vertikale Elektrodenstrecke von rund 24 Metern Länge in ein Bohrloch von etwa 50 Metern Tiefe gesetzt und mit einer Messstation an der Oberfläche verknüpft. Täglich wird der elektrische Widerstand gemessen, welcher direkt mit der Mineralisation des Grundwassers zusammenhängt. Mit einem integrierten Solarpanel versorgt sich diese Monitoringanlage selbst mit Energie und kann so langfristig Daten sammeln. Das Projekt go-CAM ermöglicht dabei explizit die digitale, zeitnahe und praxisfreundliche Aufbereitung der Daten. Die Daten sind für den OOWV jederzeit einsehbar und weiter verwertbar.

„Den Überblick über die Salz- und Süßwassergrenze unter Spiekeroog zu behalten, ist für die nachhaltige Wassernutzung entscheidend", erklärt Dr. Helga Wiederhold, LIAG-Projektleiterin go-CAM. „Wir brauchen fortlaufende Messreihen, um die Langzeitentwicklung zu verstehen. Wird zu viel Wasser abgepumpt, kann Salzwasser aufsteigen. Überschreitet der Chloridgehalt den rechtlich zulässigen Grenzwert, kann das Grundwasser nicht mehr genutzt werden. Mit unserem Salzwasser-Überwachungssystem SAMOS können wir unserem Kooperationspartner OOWV genau aufzeigen, ob sich die Salzwassergrenze verschiebt und im Zweifelsfall früh Warnung geben."

Dr. Konstantin Scheihing, Projektleiter des go-CAM-Projektes für den OOWV, sieht in der Fertigstellung der SAMOS-Messstelle einen entscheidenden Schritt für eine langfristig nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung auf Spiekeroog: „Als öffentlich-rechtlicher Wasserverband haben wir die verantwortungsvolle Aufgabe, die nachhaltige Bewirtschaftung der Grundwasserressourcen in der Region unter Wahrung einer allseits gegebenen Wasserversorgungssicherheit für unsere Kundinnen und Kunden zu gewährleisten. Die Forschungskooperation mit dem LIAG und der Bau des SAMOS-Monitoringsystems ist für uns ein weiterer wichtiger Baustein, um dieser Verantwortung gegenüber unseren Kundinnen und Kunden und der Umwelt bestmöglich nachzukommen."

Auch in anderen Küstenregionen Norddeutschlands ist die Überwachung der Süß-Salzwassergrenze von hoher Relevanz. Nicht zuletzt wirken sich der klimabedingte Anstieg des Meeresspiegels und weitere Einflüsse des Klimawandels sowie demografische Veränderungen auf die Grundwassererneuerung aus. Innerhalb des Projekts go-CAM wurde das Salzwasser-Überwachungssystem auch an einem Standort zur Trinkwassergewinnung bei Jever installiert.

Zum Video: https://youtu.be/xSdXiIZbyBY

Hintergrundinformationen
Über SAMOS:

Das Salzwasser-Überwachungssystem SAMOS wurde eigens vom LIAG zur Untersuchung und Überwachung des möglichen Eindringens von Salzwasser in Aquifere mit süßen Grundwasserressourcen entwickelt. Erstmals wurde das System 2009 auf Borkum eingesetzt. Mittels einer vertikalen Elektrodenkette, die fest in einem Bohrloch installiert ist, werden Gleichstrom-Widerstandsmessungen durchgeführt.

Weiterführende Informationen:
https://www.leibniz-liag.de/forschung/methoden/elektromagnetische-methoden/geoel...

Über go-CAM:
Kernziel von go-CAM ist die Entwicklung, Implementierung und Anwendung der multikriteriellen Steuerungsoptimierung (CAM) für eine nachhaltige Wassernutzung in unterschiedlichen Küstenregionen weltweit. Mit dieser inter-institutionellen Zusammenarbeit zur Installation und wissenschaftlichen Betreuung der Messstelle entsteht ein weiterer wichtiger Messstandort des Forschungsprojekts go-CAM auf einer Nordfriesischen Insel. Gefördert wird das Verbundprojekt „go-CAM - Implementierung strategischer Entwicklungsziele im Küstenzonenmanagement" vom Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Verbundvorhabens GRoW (Global Ressource Wasser). Initiiert wurde go-CAM von Prof. Dr. H. M. Schöniger vom Leichtweiß-Institut für Wasserbau der TU Braunschweig.

Weiterführende Informationen:
https://bmbf-grow.de/de/verbundprojekte/go-cam
https://bmbf-grow.de/de
https://www.leibniz-liag.de/forschung/projekte/drittmittelprojekte/go-cam.html

Über das LIAG:
Das Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) mit Sitz in Hannover ist eine eigenständige, außeruniversitäre Forschungseinrichtung. Mit Methoden der Angewandten Geophysik werden zukunftsgerichtete Fragestellungen von gesellschaftlicher Bedeutung untersucht. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt in der Erkundung des nutzbaren Untergrundes sowie in der Entwicklung von Mess- und Auswerteverfahren. Das Institut blickt auf über 50 Jahre Erfahrung in der Geophysik-Forschung zurück. LIAG bündelt dabei seine thematische Forschung unter anderem im Forschungsschwerpunkt „Grundwassersysteme" und hat langjährige Erfahrung in der Küstenversalzung in Deutschland sowie im Rahmen internationaler Projekte. https://leibniz-liag.de/

Über den OOWV:
Der Oldenburgisch-Ostfriesische Wasserverband (OOWV) ist Deutschlands flächenmäßig größter Wasserversorger, versorgt über eine Millionen Kunden mit Trinkwasser und entsorgt das Abwasser von circa 500.000 Kunden. Der OOWV betreibt 15 Wasserwerke und 46 Kläranlagen. Das Versorgungsgebiet liegt im Nordwesten Deutschlands und erstreckt sich von einigen Ostfriesischen Inseln bis zu den Dammer Bergen. https://www.oowv.de/home/

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
LIAG

Projektleiterin go-CAM
Dr. Helga Wiederhold
0511 643 3520
helga.wiederhold@leibniz-liag.de

Projektmitarbeiter go-CAM
Dr. Mathias Ronczka
0511 643 3491
mathias.ronczka@leibniz-liag.de

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Greta Clasen
0511 643 2066
presse@leibniz-liag.de

OOWV
Projektleiter go-CAM
Dr. Konstantin Scheihing
04401 916 462
scheihing@oowv.de

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Melena Hillje
04401 916 331
hillje@oowv.de

Anhang
Die SAMOS-Elektrodenstrecke zur Salzwasser-Überwachung
https://idw-online.de/de/attachment80277

Quelle: IDW 

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Beziehungsgeschichten: Neues Großprojekt am Kilimandscharo erforscht Wert der Natur für den Menschen

Sabine Wendler Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum Pressestelle
Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

Was erwarten Menschen von der Natur, was kann die Natur leisten und wie wird sie vom Menschen verändert? Diesen Fragen widmet sich ein neues Forschungsprojekt am Kilimandscharo, an dem Natur- und Sozialwissenschaftler*innen von fünfzehn Universitäten und Forschungseinrichtungen aus Deutschland, der Schweiz und Tansania beteiligt sind. Ihre Erkenntnisse sollen dazu beitragen, den einzigartigen Lebensraum in Ostafrika nachhaltiger zu nutzen. Koordiniert wird das Verbundprojekt von der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützt es finanziell mit 7,3 Millionen Euro.

In der Beziehung von Mensch und Natur scheint etwas falsch zu laufen: Der Mensch profitiert zwar von der Natur und ihren Leistungen in vielfältiger Weise, gleichzeitig zerstört er aber diese Lebensgrundlage durch sein Handeln. Wie kann man diese Beziehung verändern und den Umschwung zu einer nachhaltigen Nutzung der Natur gestalten? Antworten auf diese Frage soll das neue Großprojekt „Die Rolle der Natur für das menschliche Wohlergehen im sozial-ökologischen System des Kilimandscharo" liefern.

In dem sozial-ökologischen Grundlagenforschungsprojekt untersuchen Wissenschaftler*innen ab Herbst 2020 wie Mensch und Natur an dem ostafrikanischen Berg interagieren und sich gegenseitig beeinflussen. Dreh- und Angelpunkt sind die Leistungen, die die dortigen Ökosysteme für die 1,2 Millionen Menschen, die am Kilimandscharo leben erbringen. Die Natur stellt beispielsweise Nahrung, Rohstoffe und Medizin bereit, reguliert das Klima, beeinflusst die Wasserversorgung und schafft spirituelle Orte.

„In unserem Projekt erforschen wir: Welche Leistungen der Natur sind für die Anwohner *innen wichtig und warum? Was kann die Natur leisten und welche biologische Vielfalt steckt dahinter? Welche Institutionen und politischen Regelungen bestimmen, wie Menschen die Natur nutzen? Und gibt es Nutzungskonflikte oder Synergien?", erklärt die Projektleiterin Prof. Dr. Katrin Böhning-Gaese, Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum und Goethe-Universität Frankfurt.

Die Forschungsgruppe will dazu erstmals alle regulierenden, materiellen und nicht-materiellen Leistungen der Ökosysteme am Kilimandscharo erfassen und erheben, welchen Wert Natur sowohl als Mittel zum Zweck als auch an sich für verschiedene Bevölkerungsgruppen hat. Das Team kann auf Daten von Vorgängerprojekten zurückgreifen, denn die einzigartige Natur am Kilimandscharo wird bereits seit Jahrzehnten erforscht.

Böhning-Gaese und ihr Team aus Biolog*innen, Hydrolog*innen, Ökonom*innen, Politikwissenschaftler*innen und anderen Sozialwissenschaftler*innen setzen im Rahmen des Projektes auf sehr unterschiedliche Methoden und Skalen. „Ein Team wird beispielsweise vom Helikopter aus kartieren, wie das Gebiet genutzt wird. Andere Teams werden einzelne Personen nach deren Einstellung zur Natur befragen", skizziert Böhning-Gaese die Bandbreite der Ansätze.

Am Ende soll aus der Synthese solcher und anderer Einzelprojekte ein detailliertes Gesamtbild entstehen, das zeigt, welche natürlichen und sozialen Komponenten das Leben am Kilimandscharo bestimmen, wie diese miteinander verbunden sind und - die vielleicht wichtigste Frage - was Veränderungen antreibt. Daraus könnten sich Handlungsempfehlungen ergeben.

„Wir wollen das Beziehungsgeflecht zwischen Menschen und der Natur am Kilimandscharo nicht nur verstehen, sondern Grundlagen für Entscheidungen liefern, die eine nachhaltige Entwicklung vor Ort fördern. Der Kilimandscharo ist mit seinen vielen unterschiedlichen Ökosystemen auf engem Raum und sozial diversen Bevölkerungsgruppen wie ein Mikrokosmos. Wir decken im Projekt eine große Bandbreite an sozialen und ökologischen Gegebenheiten ab. Ich glaube deshalb, dass unsere Ergebnisse auch für andere Teile Afrikas und der Welt relevant sein werden", so Böhning-Gaese.

Die Federführung des Verbundprojektes liegt bei der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung. Außerdem arbeiten im Projekt Wissenschaftler*innen der Goethe-Universität Frankfurt, der Universität Bayreuth, der Justus-Liebig-Universität Gießen, der Universität Kiel, des Kieler Insituts für Weltwirtschaft, der Universität Kassel, der Universität Marburg, der Universität Bern und weiterer Institutionen mit. Darüber hinaus arbeitet das Team mit tansanischen Partnern zusammen und fördert die Ausbildung von weiteren Fachkräften vor Ort. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt das zunächst auf vier Jahre ausgelegte Projekt mit insgesamt rund 7,3 Millionen Euro. Es handelt sich um die erste sozial-ökologische Forscher*innengruppe der DFG.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Katrin Böhning-Gaese
Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum &
Goethe-Universität Frankfurt
Tel. +49 (0)69- 7542 1890
katrin.boehning-gaese@senckenberg.de

Quelle: IDW 

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„Es ist entscheidend, mit welcher Dynamik die Schwelle von Corona-Neuinfektionen durchbrochen wird"

Dr. Katarina Werneburg Stabsstelle Universitätskommunikation/Medienredaktion
Universität Leipzig

Die Epidemie habe in den vergangenen zwei Wochen eine neue Dynamik entwickelt, sagt Prof. Dr. Markus Scholz vom Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig. Neben einzelnen Schulschließungen entwickeln sich immer wieder lokale Hotspots. Welche Gegenmaßnahmen dann einzuleiten sind und wie eine zweite Infektionswelle aussehen könnte, hat Scholz mit seinem Team in einem eigenen epidemiologischen Modell analysiert.

Herr Professor Scholz, einige Landkreise und Städte überschreiten den Grenzwert von 50 Neuinfektionen mit Sars-CoV-2 pro 100.000 Einwohner pro Woche. Sie haben neue Erkenntnisse zur Anwendung dieses Grenzwerts aus Ihren Modellen gewonnen. Welche sind das, auch bezogen auf die lokalen Ausbrüche aktuell?

Wir haben die Regelung, die inzwischen auch Gesetzeskraft hinsichtlich flächendeckender Testungen in einzelnen Kreisen hat, mit Hilfe von Modellen näher analysiert. Dabei zeigte sich, dass es entscheidend ist, mit welcher Dynamik diese 50er-Schwelle durchbrochen wird. Erreicht man sie allmählich, ist es problematisch. Steigt der Wert jedoch sprunghaft über die Grenze, wie jetzt in Gütersloh geschehen, können wir davon ausgehen, dass die Epidemie vor Ort schon eine Weile unentdeckt fortgeschritten ist. Die Situation ist dann deutlich gefährlicher. In Gütersloh wurde die Schwelle mit einem hohen R-Wert überschritten. Zudem zeichnet sich durch die flächendeckenden Testungen ab, dass die Epidemie bereits in die Bevölkerung eingetragen wurde. Ein Lockdown ist dann zumindest in den betroffenen Kreisen wieder zwingend erforderlich. Dieser sollte möglichst schnell und umfassend erfolgen, um eine weitere Verbreitung über die betroffenen Kreise hinaus noch zu vermeiden. Dies bedeutet explizit auch Reiseeinschränkungen in beide Richtungen, also die Ein- und Ausreise in den Hotspot.

Woran erkennen wir eigentlich, dass sich eine zweite Welle anbahnt? Was sagen Ihre Modelle voraus?

Unser neues Bulletin zeigt, dass die Reproduktionszahlen Ende Juni deutlich über 1 lagen, sowohl für Deutschland als auch für Sachsen und andere Bundesländer. Wenn solche Trends über längere Zeit bestehen, kann die Situation außer Kontrolle geraten und eine zweite Welle entstehen, wie aktuell zum Beispiel in Israel und den USA. Inzwischen schätzen wir diese Werte aber wieder unter 1, sodass wir aktuell noch nicht mit einer zweiten Welle rechnen. (Stand 29. Juni: Deutschland R=0.89 (95%-Konfidenzintervall 0.86-0.91), Sachsen R=0.52 (95%-Konfidenzintervall 0.38-0.67))

Es kommt auch in Zukunft darauf an, ob verhindert werden kann, dass lokale Ausbrüche großflächig in die Bevölkerung getragen werden. Die Situation ist diesbezüglich als deutlich fragiler einzuschätzen als noch vor einigen Wochen. So steigen auch in Leipzig aktuell wieder die Zahlen, nachdem hier über fast vier Wochen praktisch keine Fälle mehr auftraten. Dies bestätigt unsere Modellvorhersage, nach der kein wesentlicher Spielraum für weitere Lockerungen mehr besteht.

Zusammen mit Wissenschaftlern der Charité hat Ihr Institut kürzlich den Zuschlag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung für das Projekt PROVID zur Erforschung des Schwereverlaufs bei Covid-19 eingeworben. Worum geht es da?

Diese Untersuchung baut auf der PROGRESS-Studie auf, die wir seit 15 Jahren mit betreuen. Hier beobachten wir Patienten, die wegen einer Lungenentzündung hospitalisiert werden, engmaschig und longitudinal. Diese Abläufe übertragen wir im Projekt PROVID nun auf COVID-19-Patienten, die im Krankenhaus behandelt werden müssen. Wir können sofort starten, da wird die bestehende Infrastruktur auf die neue Studie übertragen können. In circa zehn PROGRESS-Zentren begleiten wir diese Patienten und erfassen molekulare Faktoren und Vitalparameter im Zeitverlauf. Daraus wollen wir Faktoren identifizieren, die vorhersagen, wie schwer die Krankheit verläuft. Ziel ist eine Vorhersage des Verlaufs aufgrund von neuen Biomarkern. Wir erhoffen uns zudem weitere Erkenntnisse über die molekularen Mechanismen der Erkrankung: Wie kommt es zum Lungenversagen? Wie stark sind weitere Organe involviert? Unser Institut ist in der Studie das Datenzentrum, wir bereiten die Daten auf, halten die Datenbank vor, schulen die Zentren, verfolgen die Probenflüsse und führen Analysen der klinischen und molekularen Daten durch.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Markus Scholz
Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie (IMISE)
Telefon: +49 341 97-16100

Quelle: IDW 

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Steigende Wassertemperaturen bedrohen Vermehrung vieler Fischarten

Sebastian Grote Kommunikation und Medien
Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Weil paarungsbereite Fische und ihr Nachwuchs besonders wärmeempfindlich sind, könnten künftig bis zu 60 Prozent aller Arten gezwungen sein, ihre angestammten Laichgebiete zu verlassen

Forschende des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) haben in einer neuen Metastudie wegweisende Erkenntnisse zu den Folgen des Klimawandels für die Fischbestände der Welt gewonnen. Die Risiken für Fische sind demnach viel größer als bisher angenommen, wenn man berücksichtigt, dass bestimmte Lebensstadien besonders empfindlich auf steigende Wassertemperaturen reagieren. Ein kritischer Engpass im Lebenszyklus der Fische ist die geringe Wärmetoleranz während der Fortpflanzung. Das bedeutet, die Wassertemperatur in den Laichgebieten entscheidet maßgeblich über den Fortpflanzungserfolg der Arten und macht Fische auf diese Weise besonders anfällig für den Klimawandel - im Meer ebenso wie in Seen, Teichen und Flüssen. Den Analysen zufolge gefährdet der ungebremste Klimawandel aufgrund steigender Wassertemperaturen den Fortpflanzungserfolg von bis zu 60 Prozent aller Fischarten, berichten die Wissenschaftler in ihrer Studie, die heute im Fachmagazin Science erschienen ist.

Lebewesen atmen, damit ihr Körper Energie erzeugen kann. Das gilt für uns Menschen ebenso wie für Fische. Bekannt ist zudem, dass der Energiebedarf des Menschen und der Tiere von der Temperatur abhängt: Wird es zum Beispiel wärmer, steigt der Energiebedarf exponentiell und mit ihm der Sauerstoffbedarf. Aus dieser Gesetzmäßigkeit leitet sich ab, dass Lebewesen einen Temperaturanstieg in ihrer Umgebung nur dann überstehen, wenn sie in der Lage sind, ihren Körper mit dementsprechend mehr Sauerstoff zu versorgen. Dieser Fähigkeit sind jedoch artspezifische Grenzen gesetzt. Wird eine solche Grenze überschritten, kollabiert das Herz-Kreislaufsystem.

Basierend auf diesem Wissen haben Forscherinnen und Forscher des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in einer neuen Metastudie untersucht, in welchen Lebensphasen Meeres- und Süßwasserfische auf der ganzen Welt besonders wärmeempfindlich sind. Dazu trugen die Biologen wissenschaftliche Daten zur Wärmetoleranz von 694 Fischarten zusammen und analysierten, innerhalb welcher Temperaturbereiche Fische als laichbereites („trächtiges") Tier, als Embryo im Ei, als Larve nach dem Schlupf sowie als erwachsenes Tier außerhalb der Paarungszeit überleben können.

Während der Paarungszeit am empfindlichsten
„Unserer Ergebnisse zeigen, dass Fische als Embryonen im Ei sowie als laichbereite Erwachsene deutlich wärmeempfindlicher sind als im Entwicklungsstadium der Larve oder als geschlechtsreifer Fisch außerhalb der Paarungszeit", sagt Erstautor und AWI-Meeresbiologe Dr. Flemming Dahlke. „Im globalen Mittel können zum Beispiel Fische außerhalb der Paarungszeit in bis zu 10 Grad Celsius wärmerem Wasser überleben als laichbereite Fische und Fischeier."

Der Grund für diese unterschiedliche Wärmetoleranz liegt in der Anatomie der Fische: Fischembryonen beispielsweise besitzen noch keine Kiemen, mit denen sie ihre Sauerstoffversorgung steigern könnten. Paarungsbereite Fische dagegen bilden Ei- und Spermienzellen aus. Diese zusätzliche Körpermasse muss ebenfalls mit Sauerstoff versorgt werden, weshalb das Herz-Kreislaufsystem laichbereiter Tiere schon bei niedrigeren Temperaturen enorm gefordert ist.

Jedes Grad Erwärmung erhöht den Druck auf die Fischbestände
Diese Erkenntnisse gelten über Artengrenzen hinweg und offenbaren, dass Fische vor allem während der Paarungszeit sowie im Embryonalstadium besonders empfindlich auf Wärme reagieren. Aus diesem Grund hat das Forscherteam in einem zweiten Schritt analysiert, in welchem Maße die Wassertemperaturen in den Laichgebieten der untersuchten Arten im Zuge des Klimawandels steigen werden. Dazu nutzten sie neue Klimaszenarien (Shared Socioeconomic Pathways - SSP), die auch dem nächsten Weltklimabericht zugrunde liegen werden.

Die Ergebnisse belegen, dass jedes Grad durchschnittlicher Erwärmung die weltweiten Fischbestände in größere Bedrängnis bringt. „Gelingt es der Menschheit, die Klimaerwärmung bis zum Jahr 2100 auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen, werden bis dahin nur etwa zehn Prozent der von uns untersuchten Fischarten ihre angestammten Laichgebiete aufgrund zu warmen Wassers verlassen müssen", erläutert AWI-Biologe und Ko-Autor Prof. Hans-Otto Pörtner. Bleiben die Treibhausgasemissionen dagegen auf hohem bis sehr hohem Niveau (SSP5-8.5), wäre mit einer durchschnittlichen Erwärmung von fünf Grad Celsius und mehr zu rechnen, die bis zu 60 Prozent der Fischarten gefährden würde.

Begrenzte Anpassungsoptionen
Betroffene Arten wären dann gezwungen, sich entweder evolutionsbiologisch anzupassen - ein Prozess, der vermutlich viel zu lange dauern würde - oder aber ihre Fortpflanzung in eine andere Jahreszeit oder an einen anderen Ort zu verlagern. „Eine solche Verlagerung mag einigen Arten gelingen", sagt Flemming Dahlke. „Wenn wir jedoch bedenken, dass Fische ihre Fortpflanzung über lange Zeiträume an spezielle Lebensräume angepasst haben und ihre Zyklen auf bestimmte Nahrungsangebote und Meeresströmungen abgestimmt sind, dann ist davon auszugehen, dass eine erzwungene Verlagerung der Laichgebiete große Probleme mit sich bringen kann." Fische in Flüssen und Seen stehen zudem vor dem Problem, dass ihr Lebensraum durch die Größe und geographische Lage der Gewässer begrenzt wird. In größere Tiefe oder kältere Regionen abzuwandern, ist für sie nahezu unmöglich.

Neues Detailwissen für bessere Vorhersagen
„Unsere Detailanalysen über alle Entwicklungsstadien der Fische hinweg helfen uns, besser zu verstehen, wie die Arten unter dem Klimawandel leiden und in welchem Maße der Verlust geeigneter Lebensräume die klimabedingte Umwälzung der Ökosysteme vorantreiben wird", sagt Hans-Otto Pörtner.

Wo Fische abwandern oder ihre Reproduktionsraten sinken, wird es zu neuen Interaktionen zwischen den Arten kommen und die Produktivität der Ökosysteme zum Teil abnehmen. Entsprechende Prognosen zur Zukunft der weltweiten Fischbestände hatte der Weltklimarat bereits in seinem Sonderbericht zum Ozean und der Kryosphäre im Klimawandel veröffentlicht. „Unsere neuen Detailbetrachtungen werden nun einen Beitrag dazu leisten, diese Prognosen zu verbessern", sagt Hans-Otto Pörtner.

Die neue Studie wurde im Rahmen der Forschungsprojekte METAFISH (BMBF finanziert) und TERSANE (DFG finanziert) durchgeführt. In beiden Projekten untersuchen Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, wie sich unterschiedliche Klimawandelszenarien auf Fische und andere Meerestiere auswirken, wie dies während evolutionärer Krisen in der Erdgeschichte zum Tragen kam und welche Vorteile es bringt, die globale Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen.

In die vorliegende Studie flossen empirische Daten zu Temperaturexperimenten mit Fischen aus mehr als 100 Jahren Forschung ein. Wann immer für bestimmte Entwicklungsstadien einer Art Temperaturtoleranzdaten fehlten, verwendeten die Wissenschaftler ein statistisches Verfahren, um diese Datenlücken zu füllen. Dieses Verfahren ermöglicht es, fehlende Temperaturtoleranzbereiche auf Basis des Verwandtschaftsgrades von Arten abzuschätzen. Lagen den Wissenschaftlern zum Beispiel die Toleranzbereiche der Fischembryonen und der geschlechtsreifen Tiere einer Art vor, konnten sie mit Hilfe dieses Verfahrens die fehlenden Werte für das Fischlarven-Stadium ableiten. Auf diese Weise gelang es ihnen, die entwicklungsspezifische Temperaturtoleranz für 694 Arten vollständig abzubilden.

Die Studie wird unter folgendem Titel im Fachmagazin Science veröffentlicht:
Flemming T. Dahlke, Sylke Wohlrab, Martin Butzin & Hans-Otto Pörtner: Thermal bottlenecks in the lifecycle define climate vulnerability of fish, Science, 3. Juli 2020, DOI: 10.1126

Druckbare Fotos finden Sie nach Ablauf der Sperrfrist in der Online-Version dieser Meldung: https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse.html

Ihre Ansprechpartner am Alfred-Wegener-Institut sind:
• Dr. Flemming Dahlke (E-Mail: flemming.dahlke@gmx.de); der Meeresbiologe steht für Interviews in Englisch und Deutsch zur Verfügung.

• Prof. Dr. Hans-Otto Pörtner (Tel.: +49 (0) 4831 1307 / 2440; E-Mail: hans.poertner@awi.de); auch er steht für Interviews in Englisch und Deutsch zur Verfügung.

Für weitere Rückfragen steht Ihnen in der Pressestelle des Alfred-Wegener-Institutes Ulrike Windhövel (+49 (0)471 4831 2008; E-Mail: medien@awi.de) zur Verfügung.

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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Überlebenswichtige Signale: So verarbeiten Pflanzen Informationen

Verena Schulz Kommunikation
Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München und der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) haben das Signalnetzwerk in Pflanzen kartiert und neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie Pflanzen Informationen über ihre Umwelt verarbeiten. Die Forschenden sehen darin auch Potential für neue Strategien um beispielsweise Nutzpflanzen besser vor zunehmender Dürre schützen zu können.

Pflanzen verarbeiten kontinuierlich Informationen über die Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen oder über mögliche Krankheitserreger, um Samen und Früchte für die Fortpflanzung zu produzieren, die die Grundlage für die Ernährung des Menschen darstellen. Damit wir Pflanzen nachhaltiger vor zunehmenden Dürreperioden schützen können, ist ein besseres Verständnis über die molekularen Mechanismen hinter deren Informationsverarbeitung entscheidend. Forschende wissen bereits viel über die Signalwege selbst - beispielsweise, dass Pflanzenhormone molekulare Signalwege auslösen, die die Entwicklung der Pflanze steuern aber auch für Stressreaktionen, beispielsweise aufgrund von Dürre oder Schädlingsbefall verantwortlich sind. Wie der Informationsaustausch zwischen diesen Signalwegen genau abläuft, war jedoch nicht bekannt.

Hunderte neue Knotenpunkte für den Informationsaustausch identifiziert
Eine Forschungsgruppe des Instituts für Netzwerkbiologie des Helmholtz Zentrums München hat unter Beteiligung von LMU-Biologen das molekulare Proteinnetzwerk von Pflanzen systematisch kartographiert, indem es mehr als 17 Millionen Proteinpaare experimentell auf wechselseitige Interaktionen prüfte. Dafür setzten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine moderne robotergestützte Pipeline in Kombination mit Methoden der Bioinformatik ein. Sie analysierten das so kartographierte Netzwerk aus mehr als 2.000 beobachteten Interaktionen zwischen Proteinen mit Hilfe bioinformatischer und mathematischer Ansätze aus Statistik und Graphentheorie, um Signalwege und deren potenzielle Informationsknotenpunkte zu finden. Letztendlich konnte das Team hunderte vorher unbekannter Informationsknotenpunkte in den Pflanzen identifizieren.

Die meisten Proteine erfüllen Aufgaben in mehreren Signalwegen
Durch genetische Experimente konnte die Gruppe zeigen, dass alle getesteten Interaktionen zwischen Proteinen, von denen man bisher annahm, dass sie nur Teil eines einzigen Signalweges sind, tatsächlich die Kommunikation zwischen verschiedenen Signalwegen regeln. „Das ist eines der erstaunlichsten Erkenntnisse aus dieser Studie: Die meisten Proteine fungieren in mehreren Signalwegen. Im Gegensatz zu Studien, die ein oder wenige Proteine untersuchen, zeigen unsere Ergebnisse, zu welch hohem Grad die verschiedenen Signalwege physisch und funktionell miteinander verflochten sind. Wir glauben, dass wir damit eine grundlegende Funktionsweise entdeckt haben, der wir unbedingt weitere Aufmerksamkeit schenken müssen", sagt Dr. Melina Altmann, Erstautorin der Studie.

Mit Biotechnologie zu neuen Pflanzen
Prof. Pascal Falter-Braun, Direktor des Instituts für Netzwerkbiologie und Lehrstuhlinhaber an der LMU, fügt hinzu: „Diese Erkenntnis könnte zu neuen Strategien für die biotechnologische Entwicklung oder Züchtung von Pflanzen führen, um den Herausforderungen des Klimawandels in der Landwirtschaft zu begegnen. In Zukunft könnten wir beispielsweise versuchen, die Informationsverarbeitung von Nutzpflanzen gezielt so zu verändern, dass die Pflanzen weniger Dünger und Pestizide benötigen oder resistenter gegen Dürreperioden sind."

Finanzierung und Kooperationen
Diese Ergebnisse sind das Resultat langjähriger Forschungsarbeiten des Instituts für Netzwerkbiologie zum Verständnis molekularer Netzwerke bei Pflanzen und Menschen. Dieses Projekt wurde im Rahmen des DFG geförderten SFB924 „Molekulare Mechanismen zur Regulierung von Ertrag und Ertragsstabilität in Pflanzen" und eines ERC Consolidator Grants an Prof. Pascal Falter-Braun, durchgeführt. Für diese Studie kooperierte das Institut mit Gruppen der School of Life Sciences der Technischen Universität München (TUM), dem Department of Environmental Sciences des Helmholtz Zentrums München und der University of Warwick in Großbritannien.

Helmholtz Zentrum München
Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Forschungszentrum die Mission, personalisierte medizinische Lösungen zur Prävention und Therapie von umweltbedingten Krankheiten für eine gesündere Gesellschaft in einer sich schnell verändernden Welt zu entwickeln. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.500 Mitarbeitende und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands mit mehr als 40.000 Mitarbeitenden in 19 Forschungszentren.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Pascal Falter-Braun
pascal.falter-braun@helmholtz-muenchen.de

Originalpublikation:
Altmann & Altmann et al., 2020: Extensive signal integration by the phytohormone protein network. Nature, DOI: 10.1038/s41586-020-2460-0

Quelle: IDW 

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Wenn Sprachassistenten zuhören, obwohl sie gar nicht sollen

Dr. Julia Weiler Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

Welche Wörter Sprachassistenten versehentlich anspringen lassen, haben Forscherinnen und Forscher der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und des Bochumer Max-Planck-Instituts (MPI) für Cybersicherheit und Schutz der Privatsphäre untersucht. Sie erstellten eine Liste von englischen, deutschen und chinesischen Begriffen, die von verschiedenen Sprachassistenten wiederholt als Aufforderung zum Zuhören fehlinterpretiert wurden. Immer wenn die Systeme anspringen, schneiden sie eine kurze Sequenz des Gesagten mit und übermitteln die Daten an den Hersteller, teilweise ohne dass die Nutzerinnen und Nutzer das bemerken.

Die mitgelieferten Audioschnipsel werden dann von Angestellten der Konzerne transkribiert und überprüft. So können Fetzen von sehr privaten Unterhaltungen bei Firmen landen.

Über die Ergebnisse der Analyse berichteten die Süddeutsche Zeitung und der NDR am 30. Juni 2020. Beispiele aus der Arbeit der Forscherinnen und Forscher sind unter unacceptable-privacy.github.io zu finden.

Für das Projekt kooperierte Lea Schönherr aus der RUB-Arbeitsgruppe Kognitive Signalverarbeitung von Prof. Dr. Dorothea Kolossa am Horst-Görtz-Institut für IT-Sicherheit (HGI) der RUB mit Dr. Maximilian Golla, früher ebenfalls am HGI, jetzt am MPI für Sicherheit und Privatsphäre, sowie Jan Wiele und Thorsten Eisenhofer vom HGI-Lehrstuhl für Systemsicherheit von Prof. Dr. Thorsten Holz.

Alle großen Hersteller im Test
Die IT-Expertinnen und -Experten testeten die Sprachassistenten von Amazon, Apple, Google, Microsoft und Deutscher Telekom sowie drei chinesische Modelle von Xiaomi, Baidu und Tencent. Sie spielten ihnen stundenlang deutsches, englisches und chinesisches Audiomaterial vor, unter anderem einige Staffeln aus den Serien „Game of Thrones", „Modern Family" und „Tatort" sowie Nachrichtensendungen. Auch professionelle Audio-Datensätze, die zum Training von Sprachassistenten verwendet werden, waren dabei.

Alle Sprachassistenten waren mit einer Diode versehen, die registrierte, wann die Aktivitätsanzeige des Sprachassistenten aufleuchtete, das Gerät also sichtbar in den aktiven Modus schaltete und somit ein Trigger auftrat. Außerdem registrierte das Setup, wann ein Sprachassistent Daten nach außen sendete. Immer wenn eines der Geräte in den aktiven Modus schaltete, protokollierten die Forscher, bei welcher Audiosequenz das der Fall war. Manuell werteten sie später aus, welche Begriffe den Sprachassistenten getriggert hatten.

Fehltrigger identifiziert und selbst erzeugt
Aus diesen Daten erstellte das Team eine erste Liste von über 1.000 Sequenzen, die Sprachassistenten fälschlicherweise triggern. Abhängig von der Betonung hört Alexa im Englischen beispielsweise auf die Wörter „unacceptable" und „election" oder Google auf „OK, cool". Im Deutschen lässt sich Amazon beispielsweise durch „Am Sonntag" und Siri durch den Begriff „Daiquiri" täuschen.

Um zu verstehen, was diese Begriffe zu Fehltriggern macht, zerlegten die Forscherinnen und Forscher die Wörter in ihre kleinstmöglichen Klangeinheiten und identifizierten die Einheiten, die häufig von den Sprachassistenten verwechselt wurden. Basierend auf diesen Erkenntnissen erzeugten sie neue Triggerwörter und zeigten, dass diese die Sprachassistenten ebenfalls anspringen lassen.

„Die Geräte sind mit Absicht etwas liberal programmiert, weil sie ihre Menschen verstehen können sollen. Sie springen also eher einmal zu viel als zu wenig an", resümiert Dorothea Kolossa.

Audioschnipsel werden in der Cloud analysiert
Die Wissenschaftler untersuchten genauer, wie die Hersteller Fehltrigger auswerten. Typisch ist ein zweistufiger Prozess. Zunächst analysiert das Gerät lokal, ob in der wahrgenommenen Sprache ein Triggerwort enthalten ist. Vermutet das Gerät, das Aktivierungswort gehört zu haben, fängt es an, dass derzeitige Gespräch für eine weitere Analyse mit mehr Rechenpower in die Cloud des Herstellers hochzuladen. Identifiziert die Cloud-Analyse den Begriff als Fehltrigger, bleibt der Sprachassistent stumm, nur seine Kontrollleuchte leuchtet kurz auf. In diesem Fall können bereits mehrere Sekunden Audiomitschnitt bei den Herstellern landen, wo sie von Menschen transkribiert werden, um solch einen Fehltrigger in der Zukunft zu vermeiden.

„Aus Privacy-Sicht ist das natürlich bedenklich, weil teils sehr private Unterhaltungen bei Fremden landen können", sagt Thorsten Holz. „Aus Engineering-Sicht ist das Vorgehen hingegen nachvollziehbar, denn die Systeme können nur mithilfe solcher Daten verbessert werden. Die Hersteller müssen einen Spagat zwischen Datenschutz und technischer Optimierung schaffen."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Lea Schönherr
Kognitive Signalverarbeitung
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 29638
E-Mail: lea.schoenherr@rub.de

Dr. Maximilian Golla
Max-Planck-Institut für Cybersicherheit und Schutz der Privatsphäre
Tel.: +49 234 32 28667
E-Mail: maximilian.golla@csp.mpg.de

Quelle: IDW 

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Seegraswiesen am Limit

Dr. Susanne Eickhoff Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

Seegraswiesen geraten zunehmend in Bedrängnis durch ungeklärte Abwässer, die ins Meer geleitet werden. In einer aktuellen Studie im Fachjournal Marine Environmental Research benennen der Biogeochemiker Tim Jennerjahn vom Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) und sein Team erstmals jenen kritischen Punkt, ab dem dieser für die Umwelt so wichtige Lebensraum unrettbar verlorengeht.

Seegraswiesen wachsen in den flachen Küstenmeeren und bedecken weltweit eine Fläche von nahezu 18 Millionen Hektar. Vor einigen Jahren schätzten Wissenschaftler den ökonomischen Wert dieses Lebensraums auf 19.000 US-Dollar pro Jahr und Hektar - mehr als doppelt so viel wie Mangroven, Korallenriffen oder dem tropischen Regenwald zugeschrieben wurde.

Doch wie andere Küstenökosysteme sind auch Seegraswiesen stark bedroht durch die Eutrophierung der Küstengewässer und die fortschreitende Nutzung und Entwicklung der Küstenzonen. Über ein Jahrzehnt erforschten Tim Jennerjahn, Biogeochemiker am ZMT, und sein Team Seegraswiesen vor der Insel Hainan im südchinesischen Meer, die seit den 80er Jahren zunehmend durch Abwässer aus Aquakulturanlagen beeinträchtigt werden.

Die lange Zeitspanne ermöglichte es den Forschern, den langsamen Verfall dieses Ökosystems zu verfolgen und genaue Aussagen zu machen über den Einfluss der stickstoffreichen Abwässer aus den Zuchtanlagen. „Es gelang uns erstmalig einen Grenzwert der Stickstoffbelastung zu ermitteln, ab dem der Lebensraum Seegraswiese sich nicht mehr von diesem Umweltstress erholen kann und stirbt", so Jennerjahn. „Er liegt bei einer Konzentration von 112 Mikrogramm gelöstem anorganischen Stickstoff pro Liter Wasser, der über einen Zeitraum von mindestens zehn Jahren einwirkt."

Die Anzahl der Aquakulturanlagen vor allem für Garnelen und Zackenbarsche hat als lukrative Einnahmequelle in den letzten Jahrzehnten in ganz Südostasien explosiv zugenommen. Im Untersuchungsgebiet der Forscher auf Hainan säumen über 40 km² an Zuchtteichen mit sehr hohen Besatzdichten die Küste. Überschüssige Nahrung und die Ausscheidungen der Tiere reichern sich in den Teichen an, wobei viel anorganischer Stickstoff freigesetzt wird. Das stickstoffreiche Wasser der Anlagen wird unbehandelt in das Küstenmeer abgeleitet.

An unterschiedlich stark belasteten Standorten in den Seegraswiesen entlang der Küste trugen die Forscher einen großen Datensatz von über 1.000 Messwerten zusammen. Dazu zählten Daten zu Biomasse und Artenvielfalt der Seegräser, zur Menge an Algenbewuchs auf den Seegräsern und zum Nährstoffgehalt im Wasser.

Da Stickstoff auch durch landwirtschaftliche Düngemittel und Abwässer aus dem Hinterland ins Küstenmeer gelangen kann, führten die Wissenschaftler eine Isotopenanalyse durch und konnten so die Zuchtanlagen als Hauptquelle für den Stickstoffeintrag identifizieren. Die hohen Stickstoffkonzentrationen aus den Teichen kurbeln das Wachstum von Phytoplankton und Epiphyten an - Kleinalgen, die auf den Seegräsern wachsen. Sie beschatten die Seegräser und behindern die lebensnotwendige Photosynthese.

„Wir konnten feststellen, dass unter dieser chronischen Belastung in nur zehn Jahren 87% der Biomasse der Seegraswiesen verschwunden ist und ihr Artenreichtum enorm abgenommen hat," erklärt Esther Thomsen, Biologin am ZMT und Erstautorin der Studie.

Man geht davon aus, dass Seegräser im Laufe ihrer Evolution vor 100 Mio. Jahren vom Land zurück ins Meer gewandert sind. Daher zeigen sie noch typische Merkmale von Landpflanzen, ihre nächsten Verwandten sind die Lilien. Im Gegensatz zu Algen besitzen Seegräser ein Wurzelwerk, das ihnen im Meeressediment Halt bietet. Man findet sie in den Flachwasserbereichen der Tropen, Subtropen und gemäßigten Breiten, so etwa auch im Mittelmeer und in Nord- und Ostsee.

Seegraswiesen reichern ihre Umgebung mit Sauerstoff an und binden gleichzeitig große Mengen des Treibhausgases Kohlendioxid, mehr sogar als Regenwälder. Sie dienen einer großen Anzahl von Speisefischen und Schalentieren als Kinderstube und sind eine Futterquelle für große Meerestiere wie Schildkröten und Seekühe. Mit ihren Wurzeln festigen die Seegräser das Sediment am Meeresboden und verhindern so die Küstenerosion.

„Wir möchten mit unserem Projekt einen Beitrag zum Erhalt dieses wertvollen Ökosystems leisten und stehen daher in engem Austausch mit Entscheidungsträgern und der breiten Öffentlichkeit vor Ort. Unter anderem organisieren wir Citizen Science Projekte und Trainings für Aquakulturfarmer, um für die Problematik zu sensibilisieren", berichtet Tim Jennerjahn. „Mit den hier ermittelten konkreten Werten zur Stickstoffbelastung können wir nun auch Entscheidungshilfen geben."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Kontakte

Dr. Tim Jennerjahn
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)
Tel: 0421 / 23800-44
E-Mail: tim.jennerjahn@leibniz-zmt.de

Esther Thomsen
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)
Tel: 0421 / 23800-79
E-Mail: esther.thomsen@leibniz-zmt.de

Originalpublikation:
Thomsen, E., Herbeck, L.S., Jennerjahn, T.C. (2020). The end of resilience: Surpassed nitrogen thresholds in coastal waters led to severe seagrass loss after decades of exposure to aquaculture effluents: Long-term aquaculture effluents exposure causes seagrass loss. Marine Environmental Research 160, 104986.
https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2020.104986

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Digitale Wasserwirtschaft: Lücken in der Cybersicherheit

Melanie Neugart Wissenskommunikation und Öffentlichkeitsarbeit
ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung

Die Digitalisierung macht sich auch im Wassersektor bemerkbar. Der Begriff „Wasser 4.0" verweist auf die neuen digitalen Möglichkeiten für eine flexible, ressourceneffiziente und wettbewerbsfähige Wasserwirtschaft - intelligente Mess- und Regelsysteme etwa, die inzwischen die Bedienung per Hand ersetzen können. Prozesse und Bestandteile der Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung, wie Aufbereitungsanlagen, Ventile, Schieber oder Pumpen, lassen sich „smart" steuern. Doch die fortschreitende Digitalisierung in Unternehmen kann deren Anfälligkeit für Cyberangriffe erhöhen.

Wasserexperten des ISOE weisen in der Zeitschrift für Technikfolgenabschätzung in Theorie und Praxis (TATuP) darauf hin, dass sich vor allem bei kleinen Unternehmen Sicherheitslücken auftun.

Das IT-Sicherheitsgesetz weist sie als „Kritische Infrastrukturen" aus: die Leitungen, Rohre und Kanäle der Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung und alle dazugehörigen technischen Vorrichtungen, die zur Bereitstellung von Trinkwasser oder Betriebswasser und zur Ableitung und Behandlung von Abwasser benötigt werden. Sie gelten als besonders schützenswert, weil sie einen wichtigen Beitrag zur Daseinsvorsorge leisten, also der Grundversorgung der Bevölkerung dienen. Im Zuge der Digitalisierung werden diese als kritisch eingestuften Infrastrukturen noch „verletzlicher", denn sie sind, wie alle smarten Anwendungen, möglichen Cyberangriffen ausgesetzt.

„Wir beobachten, dass die Anfälligkeit der digitalen Systeme sowohl für gezielte Sabotage und Cyberangriffe als auch für menschliches und technisches Versagen in der Fachdebatte zu Wasser 4.0 nicht hinreichend berücksichtigt wird," sagt Wasserexperte Martin Zimmermann vom ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung. „Es sind vor allem die vielen kleinen Unternehmen der Siedlungswasserwirtschaft, die die Digitalisierung vor große Probleme stellt, denn sie können die hohen Anforderungen an IT-Sicherheits- und Datenschutzmaßnahmen schlichtweg nicht erfüllen." Bei den kleineren Unternehmen setze sich auch deshalb der Trend hin zu smarten, vernetzten und automatisierten Wasserversorgungs- und -entsorgungssystemen mit stärkerer Kundenorientierung nur zögerlich durch.

Cyberkriminalität im Wassersektor - Bedrohungsszenarien für Mensch und Natur
„Die verantwortlichen Behörden haben sich lange fatalerweise auf die großen Anlagen und Einzugsgebiete konzentriert. Da aber gerade in Deutschland die Siedlungswasserwirtschaft sehr stark kommunal organisiert ist, müssen Regularien zum Schutz der Kritischen Infrastrukturen künftig unbedingt auch den Bedarf der kleineren und mittleren Unternehmen berücksichtigen", ist sich Martin Zimmermann sicher. Denn die Bandbreite für mögliche Sicherheitsausfälle bis hin zu gezielter Cyberkriminalität sei groß.

Zu den sogenannten vulnerablen, also verletzlichen Bestandteilen der Wasserversorgung gehören alle Bereiche der Siedlungswasserwirtschaft, von der Wassergewinnung und -aufbereitung über die Wasserverteilung bis hin zur Abwasserbeseitigung. „In all diesen Bereichen der Siedlungswasserwirtschaft sind Manipulationsversuche grundsätzlich möglich", sagt Martin Zimmermann. Naheliegend seien Manipulationen an der Rohwassergewinnung aus Grundwasser, Seen oder Talsperren oder auch Angriffe auf Prozesse der Wasseraufbereitung im Wasserwerk. Auch kann der Ausfall von Pumpen zu Versorgungsproblemen bei der Wasserverteilung führen.

Es seien aber auch Szenarien vorstellbar, bei denen sich gezielte Cyberangriffe auf spezifische Branchen oder begrenzte Gebiete richteten. Denkbar seien hier etwa Finanzdistrikte wie das Frankfurter Bankenviertel oder auch Internetknoten und Rechenzentren, deren Kühlungsanlagen auf Wasser angewiesen sind. Als kritisch müsse man auch die Versorgung von Wohn- und Bürotürmen durch private Dienstleister ansehen. Durch die Vergabe von Betriebs- und Wartungsarbeiten an externe Facility-Management-Anbieter sei ein weiteres Einfallstor hinsichtlich der Cybersicherheit gegeben. „Insgesamt betrachtet, sind die Bedrohungslagen für Gesellschaft und Natur vielfältig", sagt Martin Zimmermann. „Für beide können sich je nach Szenario - vorübergehende Funktionsstörung einzelner Komponenten bis hin zum Totalausfall der Wasserversorgung und Abwasserentsorgung - sehr unterschiedliche Reichweiten und Gefährdungslagen ergeben.

IT-Sicherheitsgesetz jetzt nachbessern
Martin Zimmermann und seine Mitautoren weisen deshalb in ihrem Artikel „Siedlungswasserwirtschaft im Zeitalter der Digitalisierung" (TATuP 29/1 2020) darauf hin, dass die bevorstehende Novellierung des deutschen IT-Sicherheitsgesetzes einen guten Zeitpunkt bietet, um die Sicherheitsprobleme der kleineren Unternehmen zu berücksichtigen.

Weil die Cybersicherheit „die Achillesverse der Digitalisierung in der Siedlungswasserwirtschaft" sei, empfehlen die ISOE-Autoren den kleineren Unternehmen zudem, untereinander zu kooperieren. „Wenn nicht jedes Unternehmen der Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung ausreichend eigene Kompetenzen zur IT-Sicherheit aufbauen kann, könnten Kooperationen zwischen mehreren kleinen Unternehmen ein gutes Mittel sein, um Synergieeffekte zu erzielen. So könnten sie sich gegenseitig in Fragen der Cybersicherheit unterstützen", sagt Martin Zimmermann.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Martin Zimmermann
Forschungsschwerpunktleiter
Wasserinfrastruktur und Risikoanalysen
ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung
Hamburger Allee 45
60486 Frankfurt am Main
Tel. +49 69 707 69 19-44
zimmermann@isoe.de
www.isoe.de

Originalpublikation:
Zimmermann, Martin/Engelbert Schramm/Björn Ebert (2020): Siedlungswasserwirtschaft im Zeitalter der Digitalisierung. TATuP 29 (1), 37-43

Weitere Informationen:
https://www.tatup.de/index.php/tatup/issue/view/166/171

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So wirkt die Temperatur auf Sars-Cov-2

Meike Drießen Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

Auch wenn die Ansteckung mit dem neuartigen Coronavirus wohl vor allem über Tröpfchen geschieht, sind Übertragungen über Oberflächen nicht ausgeschlossen, vor allem in Krankenhäusern. Ein schweizerisch-deutsches Forschungsteam hat untersucht, wie lange getrocknete Sars-Cov-2-Partikel auf Oberflächen bei verschiedenen Temperaturen infektiös bleiben. „Überraschenderweise ist es dafür unerheblich, ob es sehr kalt oder sehr heiß ist", fasst Prof. Dr. Stephanie Pfänder von der Abteilung für Molekulare und Medizinische Virologie der Ruhr-Universität Bochum (RUB) zusammen. Die Studie ist im Journal of Infection vom 30. Mai 2020 veröffentlicht.

Ansteckungsgefahr sinkt in der ersten Stunde stark
Die Infektiosität der Viren reduzierte sich im Verlauf der Eintrocknung auf Metallplättchen innerhalb der ersten Stunde um das 100-fache. In den folgenden vier bis acht Stunden sank die Anzahl infektiöser Partikel zunächst kaum und anschließend langsam weiter ab, allerdings nahezu unabhängig von der Temperatur.

Die Forscherinnen und Forscher fanden noch 180 Stunden, also über eine Woche nach dem Aufbringen der Viren, ansteckende Partikel auf den Metallproben. Bei vier Grad Celsius halbierte sich die Zahl der ansteckenden Viruspartikel nach etwa 13 Stunden, bei Raumtemperatur nach rund neun Stunden, bei 30 Grad Celsius nach etwa 18 Stunden. „Bisher hatte man angenommen, dass die Temperatur dazu beiträgt, dass Sars-Cov-2 sich im Sommer weniger gut überträgt", sagt Stephanie Pfänder. „Zumindest auf Oberflächen scheint die Stabilität der Viren durch die verschiedenen Temperaturen aber nicht beeinträchtigt zu sein." Eine potenziell geringere Ansteckungsrate im Sommer könne jedoch auf anderen Faktoren wie UV-Strahlung und Luftfeuchtigkeit beruhen.

Förderung
Die Arbeiten wurden gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Projekt Rapid #01KI1723A und im Nationalen Forschungsschwerpunkt RNA and Disease durch den Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung.

Originalveröffentlichung
Annika Kratzel, Silvio Steiner, Daniel Todt, Philip V'kovski, Yannick Brüggemann, Joerg Steinmann, Eike Steinmann, Volker Thiel, Stephanie Pfaender: Temperature-dependent surface stability of SARS-CoV-2, in: Journal of Infection 2020, DOI: 10.1016/j.jinf.2020.05.074, https://www.journalofinfection.com/article/S0163-4453(20)30352-2/pdf

Pressekontakt
Prof. Dr. Stephanie Pfänder

Abteilung Molekulare und Medizinische Virologie

Medizinische Fakultät

Ruhr-Universität Bochum

Tel.: +49 234 32 29278

E-Mail: stephanie.pfaender@rub.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Stephanie Pfänder

Abteilung Molekulare und Medizinische Virologie

Medizinische Fakultät

Ruhr-Universität Bochum

Tel.: +49 234 32 29278

E-Mail: stephanie.pfaender@rub.de

Originalpublikation:
Annika Kratzel, Silvio Steiner, Daniel Todt, Philip V'kovski, Yannick Brüggemann, Joerg Steinmann, Eike Steinmann, Volker Thiel, Stephanie Pfaender: Temperature-dependent surface stability of SARS-CoV-2, in: Journal of Infection 2020, DOI: 10.1016/j.jinf.2020.05.074, https://www.journalofinfection.com/article/S0163-4453(20)30352-2/pdf

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Studie zu Biodiversität in Grünanalgen: Natur ja, aber kein Wildwuchs

Andrea Mayer-Grenu Abteilung Hochschulkommunikation
Universität Stuttgart

Grünflächen in unseren Städten werden zunehmend als Wiesen belassen, um die Artenvielfalt zu fördern. Doch immer wieder bemängeln die Anwohner, naturnahes Stadtgrün wirke „unordentlich", begrenze Freizeitaktivitäten oder sie befürchten Zecken beziehungsweise Allergien. Ein Forschungsteam um Prof. Leonie Fischer von der Universität Stuttgart, Dr. Lena Neuenkamp von der Universität Bern und Dr. Valentin Klaus von der ETH Zürich untersuchte jetzt in einer europaweiten Studie, was die Akzeptanz biodiversitäts-freundlicher Pflegemaßnahmen erhöht.

Die weltweit zunehmende Urbanisierung einerseits und das Artensterben auf der anderen Seite erfordern es, die biologische Vielfalt verstärkt auch in Städten zu fördern. Daher werden Parks, Gärten, Spielplätze oder Friedhöfe heute oft so gestaltet, dass sie eine Alternative zu den schwindenden natürlichen Lebensräumen für Wildtiere und -pflanzen bieten. Lokale Ansätze, die die Natur in der Stadt unterstützen, müssen allerdings so geplant und gemanagt werden, dass die Menschen in der Stadt sie verstehen und akzeptieren.

Um herauszufinden, wie die Bevölkerung über die naturnahe Pflege öffentlicher Grünflächen denkt und wie „Natur in der Stadt" funktionieren kann, befragte die Forschungsgruppe mehr als 2.000 Studienteilnehmer*innen in 19 europäischen Städten. Dabei stellten die Wissenschaftler*innen häufig gemähte Rasenflächen, die meist nur sehr wenigen Tier- und Pflanzenarten Lebensraum bieten, hochwachsenden naturnahen Wiesenflächen gegenüber. Letztere beherbergen zwar eine deutlich höhere Artenvielfalt und ermöglichen daher spannende Naturbeobachtungen, scheiden aber für Freizeitaktivitäten wie zum Beispiel Ballspielen oder Sonnenbaden aus und wirken insbesondere bei zunehmender Trockenheit eher ungepflegt.

„Europaweit befürwortet der Großteil der städtischen Bevölkerung eine Förderung der städtischen Artenvielfalt, und zwar insbesondere dann, wenn dies im Rahmen eines allgemein ‚aufgeräumten‘ und ordentlichen Erscheinungsbildes des öffentlichen Grüns passiert", fasst Prof. Leonie Fischer vom Institut für Landschaftsplanung und Ökologie der Universität Stuttgart die Ergebnisse der Studie zusammen. „Sobald Grünflächen ungepflegt und trocken aussehen, geht die Zustimmung zurück." Insbesondere jüngere Menschen und diejenigen, die Grünflächen für eine Vielzahl unterschiedlicher Aktivitäten nutzen, sprachen sich für eine biodiversitätsfreundliche Pflege der Flächen aus.

Naturnahe und klassische Elemente kombinieren
Die Studie ermutigt Städteplaner*innen in und außerhalb Europas, sich aktiv für die Förderung der städtischen Artenvielfalt einzusetzen. „Um ein gepflegtes Erscheinungsbild zu erreichen, sollten dabei sowohl naturnahe, als auch klassische Elemente des städtischen Grüns kombiniert werden, wie etwa rasenähnliche Mähstreifen an den Rändern von hochwachsenden Wiesen", erläutert Fischer. Parallel dazu seien Maßnahmen der Umweltbildung und -information entscheidend, um kritische Menschen in der Stadt anzusprechen und über die positiven Auswirkungen naturnaher Grünflächenpflege auf die Biodiversität aufzuklären. „Unter Berücksichtigung dieser Voraussetzungen scheinen die Türen für die Förderung der Biodiversität auf öffentlichen Grünflächen weit offen zu stehen." Profitieren können davon die Biodiversität, aber auch Bürgerinnen und Bürger.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Leonie Fischer, Universität Stuttgart, Institut für Landschaftsplanung und Ökologie Tel. +49 (0) 711 685 83380 E-Mail: leonie.fischer@ilpoe.uni-stuttgart.de

Originalpublikation:
Leonie K. Fischer, Lena Neuenkamp et al.: Public attitudes towards biodiversity-friendly greenspace management in Europe, in Conservation Letters, Mai 2020
https://conbio.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/conl.12718

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Innovative Textilien für Gesichtsmasken können SARS-CoV-2 direkt inaktivieren, wie Forscher aus Berlin und Aachen zeigen

Carsten Wette Stabsstelle für Presse und Kommunikation
Freie Universität Berlin

Forscher der Freien Universität Berlin am Institut für Tier- und Umwelthygiene und des Instituts für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University haben bei der Erforschung von alternativer persönlicher Schutzausrüstung innovative Textilien für Gesichtsmasken untersucht, die den Erreger Sars-CoV-2 direkt inaktivieren. Die Tests wurden im Rahmen des von der Europäischen Union geförderten EIT-Gesundheitsprojektes ViruShield durchgeführt, das sich zum Ziel gesetzt hat, alternative Materialien für Gesichtsmasken vor dem Hintergrund eines knappen Angebots und global unausgewogener Lieferketten für persönliche Schutzausrüstung zu finden.

Während die Forscher des Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University die chemischen und physikalischen Eigenschaften verschiedener Textilien für Gesichtsmasken untersuchten, konnten die Forscher der Freien Universität Berlin nachweisen, dass neuartige, von der Schweizer Firma Livinguard entwickelte Textilien im Vergleich zu bisher üblichen für die Maskenproduktion genutzten Materialien hohe Mengen an SARS-CoV-2-Viruspartikeln innerhalb weniger Stunden um bis zu 99,9 Prozent reduzieren können. "Die Textilien in diesen Masken können so die ausgeatmeten und an der Gesichtsmaske anhaftenden Viren kontinuierlich inaktivieren und den Umgang mit diesen Masken insgesamt sicherer machen", erläutert Professor Dr. Uwe Rösler vom Institut für Tier- und Umwelthygiene der Freien Universität Berlin. "Darüber hinaus könnten solche Textilien auch dazu beitragen, Hygieneprobleme in anderen allgemeinen und medizinischen Bereichen, auch über COVID-19 hinaus, zu reduzieren."

Das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 kann durch luftgetragene Tröpfchen und Aerosole übertragen werden. Aus diesem Grund empfehlen Regierungen und Gesundheitsbehörden weltweit sowie die Weltgesundheitsorganisation das Tragen von Gesichtsmasken, um andere Menschen und in geringem Maße auch sich selbst zu schützen. Diese Gesichtsmasken können SARS-CoV-2-haltige Tröpfchen zurückhalten, die beim Ausatmen, Husten und Niesen entstehen.

Beim Umgang mit kontaminierten Gesichtsmasken ist jedoch große Vorsicht geboten, und nach dem Gebrauch müssen die Masken entweder entsorgt werden, oder die Viren können durch Waschen bei höheren Temperaturen oder durch Mikrowellenbehandlung inaktiviert werden.
Das Prinzip der Livinguard-Technologie besteht darin, die Textiloberfläche mit einer starken positiven Ladung zu versehen. Wenn Bakterien und Viren mit der Technologie in Kontakt kommen, wird die negativ geladene mikrobielle Zelle zerstört, was zu einer dauerhaften Vernichtung der Krankheitserreger führt. Im Gegensatz zu alternativen Lösungen auf Metallbasis hat sich die neuartige Technologie als sicher für Haut und Lunge erwiesen. Darüber hinaus ist die Livinguard-Technologie sehr nachhaltig und ermöglicht es den Anwendern, die Maske bis zu 200 Mal wiederzuverwenden, ohne dass die Sicherheit oder Wirksamkeit beeinträchtigt wird.

Weitere Informationen
Über Institut für Tier- und Umwelthygiene der Freien Universität Berlin:
Das Institut für Tier- und Umwelthygiene (kurz ITU) widmet sich hygienischen Fragestellungen in der Tiermedizin und im Verbraucher- und Umweltschutzschutz sowie der Bekämpfung zoonotischer Infektionskrankheiten. Diese Forschungsgebiete werden in in nationalen und internationalen, interdisziplinären Forschungsverbünden untersucht.

Ansprech- und Interviewpartner:
Univ.-Prof. Dr. Uwe Rösler, Institut für Tier- und Umwelthygiene der Freien Universität Berlin; Telefon: +49 (0) 30 8385 1845, E-Mail: uwe.roesler@fu-berlin.de

Über das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University:
Das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University ist als universitäre Forschungs- und Lehreinrichtung der Kern der ITA Group, www.ita.rwth-aachen.de. Die ITA Group versteht sich als ein international agierender Forschungs- und Ausbildungsdienstleister mit ca. 400 Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen für faserbasierte Hochleistungswerkstoffe, textile Halbzeuge und deren Fertigungsverfahren.

Ansprech- und Interviewpartner:
Dr. David Schmelzeisen, Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University; Telefon: +49 (0)152 294 416 41; E-Mail: David.Schmelzeisen@ita.rwth-aachen.de

Über Livinguard:
Livinguard ist eine umweltfreundliche Hygienetechnologie-Plattform mit Sitz in Zug, Schweiz. Als weltweit erstes Unternehmen, das Textilien und andere Materialien mit selbstdesinfizierenden Eigenschaften ausstattet, lizenziert es seine patentierten Technologien an Unternehmen aus verschiedenen Branchen, um die Gesundheit und das Wohlbefinden der Verbraucher zu verbessern. Livinguard AG ist in der Schweiz, Deutschland, USA, Singapur, Japan, Indien und Südafrika tätig.
www.livinguard.com

Ansprech- und Interviewpartnerin:
Victoria Banaszak, Telefon: +41 41 726 16 76, E-Mail: victoria.banaszak@livinguard.com

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Können Viren ins Grund- und Trinkwasser gelangen?

TU Berlin: Viren in Grund- und Trinkwasser
Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin

An der TU Berlin werden Simulationen durchgeführt für eine Risikoabschätzung des Transports von Viren im Grundwasser
„Keime und Viren können sich auch über Oberflächen- und Grundwasser verbreiten und unter ungünstigen Bedingungen das Rohwasser von Trinkwasser-Förderbrunnen erreichen", sagt Prof. Dr. Irina Engelhardt, die das Fachgebiet Hydrogeologie an der TU Berlin leitet. „Sie gelangen durch Ausscheidungen von Menschen und Tieren ins Abwasser und damit in die Oberflächengewässer." Besonders Flüsse in Ballungsgebieten seien gefährdet.

Um Risiken einschätzen zu können und Trinkwasserversorgern mehr Entscheidungshilfen zu geben, wann ein Risikofall vorliegt, erforscht sie mit ihrem Team das Transportverhalten verschiedener Viren- und Bakterienarten im Grundwasser. Die zentrale Frage ist dabei: Wie lange und unter welchen Bedingungen bleiben Viren im Grundwasser aktiv und in welcher Konzentration könnten sie ins Rohwasser gelangen? Studien haben gezeigt, dass Kläranlagen Viren oft nur unzureichend entfernen können, so dass sie zum Beispiel im Rhein gemessen wurden. Unter günstigen Umweltbedingungen ist das Rückhaltevermögen des Untergrunds jedoch hoch genug und in Kombination mit effektiver Trinkwasseraufbereitung ist es sehr unwahrscheinlich, dass pathogene Mengen an Viren bis in das Trinkwasser gelangen.

Humanpathogene Viren, also Viren, die Menschen infizieren, können verschiedene gefährliche Krankheiten wie Atemwegserkrankungen oder Bindehautentzündungen auslösen. Ein potenzieller Infektionspfad kann die Nutzung von verunreinigtem Grund- oder Flusswasser für Trinkwasserzwecke sein. „Wir wollen unter anderem ein Simulationsmodell entwickeln und damit ein modernes Werkzeug, das es ermöglicht, den Transport von Viren im Untergrund und das Risiko für Trinkwasserfassungen durch Uferfiltration abzuschätzen", erklärt Irina Engelhardt das Ziel des Projekts „Transport von Viren bei der Uferfiltration", das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt finanziert und zusammen mit der Universität Wien und Praxispartnern wie den Stadtwerken Düsseldorf und der Firma VisDat Geodatentechnologie GmbH durchgeführt wird.

Auch Viren können über den Menschen zunächst ins Abwasser und damit in das Grundwasser gelangen
Viren und Bakterien aus Ausscheidungen von Menschen und Tieren im Abwasser, gelangen über den Abfluss von Kläranlagen oder die Aufbringung von Gülle auf Felder in die Umwelt. Über Oberflächenabfluss oder Flusswasserinfiltration können sie schließlich ins Grundwasser migrieren. „Der Transport von Viren im Grundwasser ist dann von vielen Faktoren abhängig, unter anderem von Sauerstoffgehalt und Temperatur des Wassers sowie von der Strömungsgeschwindigkeit des Grundwassers", so Irina Engelhardt. „Für den Rückhalt erwartbar ungünstig wäre beispielsweise ein sommerliches Hochwasserereignis im Fluss in Kombination mit sauerstofffreien Bedingungen im Grundwasserleiter." Besonders Flüsse in Ballungsgebieten wie der Rhein im Ruhrgebiet oder die Spree in Berlin seien mit Abwasser belastet, wobei sich die Situation durch ausbleibende Niederschläge und niedrige Pegelstände der Flüsse nochmal verschlechtere.

Durch den langen Weg, den das Wasser vom Fluss zum Brunnen durch den Untergrund zurücklegt, wird eine Kontamination sehr viel unwahrscheinlicher
Aus den Oberflächengewässern wird, wie in Berlin und vielerorts in Deutschland, Trinkwasser durch Uferfiltration gewonnen. Bei dieser Methode werden Brunnen zur Grundwasserentnahme in der Nähe von Flüssen oder Seen platziert, wie am Wasserwerk Jungfernheide. Das geförderte Grundwasser besteht dann zu einem hohen Anteil aus sogenanntem Uferfiltrat. Das ist Wasser, das aus dem Fluss kommend den ufernahen Untergrund passiert hat und dem Brunnen zuströmt. „Durch die Nähe zu den Flüssen ist diese Methode der Trinkwassergewinnung besonders anfällig für Kontaminationen, zum Beispiel durch Pathogene, also krankmachende Keime und Viren", so Irina Engelhardt. Auch das neue Corona-Virus kommt in den Fäkalien von Menschen vor, sogar nachdem es schon in den Atemwegen nicht mehr nachweisbar ist. Sie könnten also über den Abwasser-Fluss-Grundwasser-Pfad potenziell auch im Rohwasser der Förderbrunnen landen. „Bei den meisten Trinkwassergewinnungsanlagen mittels Uferfiltration, beträgt die Durchflusszeit zwischen Fluss oder See und Förderbrunnen allerdings ein bis zwei Monate", so die Hydrogeologie-Expertin Irina Engelhardt. „In der Regel sind die Virenkonzentrationen unter natürlichen Bedingungen nach dieser Zeit jedoch schon sehr gering, sodass keine Gefahr einer Trinkwasserverunreinigung besteht."

Viren werden am Untergrund festgehalten und durch biologische Prozesse zerstört - doch manche „schlafen" nur
„Teil unseres Projekts ist es, das Transportverhalten dieser Pathogene im Grundwasser, das noch unzureichend bekannt ist, weiter aufzuklären. Wir wissen, dass die Virenanzahl im Grundwasser mit der Zeit abnimmt. Sie werden am Untergrundmaterial zurückgehalten und durch verschiedene bio- und geochemische Prozesse zerstört. Dennoch können sie über mehrere Monate, vielleicht sogar Jahre, am Untergrundmaterial anhaften und weiterhin infektiös, quasi ‚schlafend‘ verweilen." Experimente zeigten, dass ohne einen erneuten Eintrag durch Flusswasser, Viren nach einiger Zeit im Grundwasser wieder identifiziert werden könnten. Sie lösten sich also wieder vom Untergrundmaterial ab. Untergrund und Uferfiltrationsstrecke vom Fluss zum Entnahmebrunnen besitzen also ein gewisses Rückhaltepotenzial für Viren und andere Keime, doch dieses, so die Forscherin, zeige Unterschiede für verschiedene Arten von Viren und Keimen. Daher könnten einzelne Indikatoren nur eingeschränkte Hinweise für einen generellen Kontaminationsfall geben. Die relevanten Fragen bei einer Risikobeurteilung für eine Uferfiltrationsanalage seien entsprechend: Wie hoch ist die Virenbelastung im Oberflächengewässer? Wie hoch ist das Rückhaltepotenzial der Uferfiltrationsstrecke, wie stark nimmt also die Konzentration beim Transport im Grundwasser ab? Welche Parameter müssen besonders aufmerksam beobachtet werden und welche Umweltsituation ist besonders kritisch? Vorhersagen und Modelle seien derzeit auf Grund der Komplexität der Prozesse noch mit einer hohen Unsicherheit behaftet.

Laborexperimente mit Uferfiltraten und Entwicklung eines Simulationsmodells
Um den Virentransport unter „quasi in-situ" Bedingungen auf der natürlichen Feldskala zu untersuchen, wurden im Projekt ein Jahr lang Grundwasserproben zwischen Rhein und dem Wasserwerk Flehe, Düsseldorf, genommen und unter anderem auf Adenoviren untersucht. Ergänzende Laborexperimente untersuchten den Einfluss der Temperatur, der Redox-Bedingungen und der Sättigung auf den Virentransport unter kontrollierten Laborbedingungen. Erste Ergebnisse zeigen, dass Viren im Rhein zwar messbar sind, jedoch nur in geringen Konzentrationen, und dass das Rückhaltevermögen des Untergrunds gegen Viren dafür hoch genug ist. Aktuell wird der Transport von Viren mittels numerischer reaktiver Transportmodelle analysiert. Diese komplexen Modelle werden mit Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalysen auf Schlüsselparameter- und -prozesse untersucht und dann mit Hilfe moderner mathematischer Verfahren in einem Surrogat-Modell vereinfacht. Dieses Surrogat-Modell wird dann in eine anwenderfreundliche Toolbox eingebaut, welche Anwendern aus der Praxis, wie Wasserwerkbetreibern, als Entscheidungshilfe dienen soll. Die Toolbox ermöglicht über ein anwenderfreundliches Interface den Transport von Viren, das Rückhaltepotenzial im Grundwasser und das Risiko für das Rohwasser bei der Uferfiltration abzuschätzen, ohne selbst komplexe Modellierungen durchführen zu müssen.

„Da immer noch viele Fragen über den Transport von Viren im Grundwasser offen sind, lassen sich derzeit mögliche Gefährdungen noch schwer im Detail abschätzen", so Irina Engelhardt schließlich. „Jedoch ist der Ausbreitungspfad über das Grund- und damit in das Rohwasser für den neuartigen Corona-Virus eher von sehr geringer Bedeutung." In jedem Fall sei es auch für die Trinkwasserhygiene sinnvoll, die Anzahl der gleichzeitig Infizierten gering zu halten. „Ich empfehle die Strategie: flatten the curve."

Projektwebsite: http://www.tu-berlin.de/?184777

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr. Irina Engelhardt
Technische Universität Berlin
Fakultät VI Planen Bauen Umwelt
Fachgebiet Hydrogeologie
Tel.: 030 314-24080
E-Mail: irina.engelhardt@tu-berlin.de

Quelle: IDW 

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Plastik in der Tiefsee: Nach einem Vierteljahrhundert noch wie neu

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

Auch in den abgelegensten Regionen der Ozeane lassen sich mittlerweile Plastikteile nachweisen. Doch wie lange sie dort schon liegen, ist meist nicht feststellbar. Das macht auch Abschätzungen zum möglichen Abbau schwierig. Ein Team unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel hat jetzt erstmals Kunststoffteile untersucht, die nachweislich 20 Jahre und länger in der Tiefsee verbracht haben. Wie die Forscherinnen und Forscher heute im Online-Fachjournal Scientific Reports veröffentlichen, konnten sie keine Spuren von Fragmentierung oder gar Abbau feststellen.

Kunststoffe sind haltbar. Das ist ihr großer Vorteil. Doch wenn sie unkontrolliert in die Umwelt gelangen, wird dieser Vorteil zum Nachteil. Ein natürlicher Abbau, wie bei organischen Stoffen, findet nach heutigen Erkenntnissen nicht statt. Wie lange einzelne Produkte wirklich in der Umwelt verbleiben, kann nur geschätzt werden. Es fehlen entsprechende Langzeitversuche.

Besonders schwierig ist dies in der Tiefsee. Sie ist selbst nur wenig erforscht. Plastikteile, die zufällig mit Hilfe von Tiefseerobotern oder Tauchbooten gefunden werden, sind kaum datierbar. Forscherinnen und Forscher des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel, des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen sowie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel konnten während einer Expedition mit dem deutschen Forschungsschiff SONNE im Jahr 2015 allerdings mehrere Müllteile vom mehr als 4000 Meter tiefen Boden des Ostpazifiks bergen, deren Alter sich mit etwas Detektivarbeit recht genau feststellen ließ. Sie boten erstmals die Gelegenheit für eine Langzeitanalyse von Plastikabbau in der Tiefsee. Die Studie ist heute im internationalen Fachjournal Scientific Reports erschienen.

Eigentlich war das Team 2015 für ein anderes Langzeitexperiment im sogenannten DISCOL-Gebiet 440 Seemeilen (815 km) vor der Küste Perus im Einsatz. Dort hatten deutsche Wissenschaftler 1989 ein Stück Meeresboden umgepflügt, um die Auswirkungen eines potenziellen Abbaus von Manganknollen verstehen zu können. 1992, 1996 und eben 2015 besuchten sie die Stelle erneut, um die Regeneration des Tiefseeökosystems zu untersuchen.

Quasi nebenbei barg der ferngesteuerte Tiefseeroboter ROV KIEL 6000 im Jahr 2015 auch einige Müllteile vom Meeresboden. Darunter war eine Plastiktüte mit einer Cola-Dose, die zu einer Sonderedition anlässlich des Davis-Cups 1988 gehörte. „Die Dose aus Aluminium alleine wäre in der Tiefsee längst korrodiert. Aber sie war so dicht im Inneren der Plastikmülltüte eingewickelt, dass sie sich erhalten hat. Das zeigt auch, dass die Mülltüte das gleiche Alter haben muss", sagt Dr. Matthias Haeckel vom GEOMAR, damals Projektleiter an Bord und jetzt Co-Autor der Studie.

Bei einem zweiten geborgenen Objekt handelte es sich um eine Quark-Packung eines deutschen Herstellers. Die aufgedruckte Adresse zeigt eine fünfstellige Postleitzahl. Die wurden in Deutschland erst 1990 eingeführt. Der Hersteller wurde aber schon 1999 von einer Konkurrenzfirma aufgekauft, womit der Markenname verschwand.

„Da das DISCOL-Gebiet nicht in der Nähe wichtiger Schifffahrtsrouten liegt, ließen sich die Plastiktüte und die Quarkverpackung den ersten DISCOL-Expeditionen 1989 und 1992 oder 1996 zuordnen", sagt Dr. Haeckel. Immerhin bot sich so die extrem seltene Gelegenheit, datierbare Kunststoffteile aus der Tiefsee zuhause in Laboren genau zu untersuchen. „Dabei zeigte sich, dass weder die Tüte noch die Quarkpackung Zeichen von Fragmentierung oder sogar Abbau in ihre Bestandteile aufwiesen", sagt der Biochemiker Dr. Stefan Krause vom GEOMAR, Hauptautor der aktuellen Studie. Er leitete die Analysen an Land.

Für die Wissenschaft war auch interessant, dass sich auf den Kunststoffen eine andere Mikroorganismengemeinschaft angesiedelt hatte als in dem Tiefseeboden drumherum vorherrscht. „Die Mikroben kommen alle im Tiefseeboden vor. Aber offenbar könnten größere Ansammlungen von Kunststoff lokal für eine Verschiebung im Verhältnis der vorherrschenden Arten sorgen", sagt Dr. Krause.

Insgesamt bietet die Studie erstmals einen wissenschaftlich fundierten Anhaltspunkt über das Schicksal von Plastik auf dem Tiefseeboden. „Das ist auch eine wichtige Grundlage für unser aktuelles Projekt HOTMIC, in dem wir den Weg des Plastikmülls von den Kontinenten bis in die großen ozeanischen Wirbel und weiter auf den Tiefseeboden als finale Senke verfolgen wollen", sagt Dr. Haeckel.

Gleichzeitig sind die Funde für ihn ein gutes Argument, die Einhaltung von Vorschriften bezüglich von Müll an Bord noch genauer zu beachten. „Zum Glück hat sich die Mentalität seit den 1990er Jahren deutlich gewandelt. Sowohl die Crews der Schiffe als auch die eingeschifften Forschungsteams achten sehr genau darauf, dass kein Müll mehr über Bord geht", sagt Dr. Haeckel.

Originalpublikation:
Krause, S., M. Molari, E.V. Gorb, S.N. Gorb, E. Kossel, M. Haeckel (2020): Persistence of plastic debris and its colonization by bacterial communities after two decades on the abyssal seafloor. Scientific Reports, www.nature.com/articles/s41598-020-66361-7

Weitere Informationen:
http://www.geomar.de Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
https://www.oceanblogs.org/hotmic/ Der HOTMIC Blog

Quelle: IDW 

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Wasserbakterien haben einen grünen Daumen

Dr. Ute Schönfelder Abteilung Hochschulkommunikation/Bereich Presse und Information
Friedrich-Schiller-Universität Jena

Forschungsteam der Friedrich-Schiller-Universität Jena entdeckt neue Naturstoffe, mit deren Hilfe Mikroben unter Wasser das Wachstum von konkurrierenden Organismen regulieren

Die schier endlosen Weiten der Ozeane sind lebensfeindliche Wüsten - jedenfalls aus der Perspektive eines im Wasser lebenden Bakteriums. Winzig klein wie es ist, wären seine Chancen äußert gering, in den Wassermassen ausreichend Nahrung zu finden. Doch wie in anderen Wüsten auch, gibt es auch im Meer lebensrettende Oasen: Beispielsweise auf den Oberflächen von Wasserpflanzen und Algen finden Mikroorganismen alles, was sie zum Leben brauchen. Hier können verschiedenste Arten in der Gemeinschaft eines sogenannten Biofilms wachsen, sich austauschen und einander Schutz bieten.

Jenaer Mikrobiologinnen und Mikrobiologen um Prof. Dr. Christian Jogler haben jetzt in einer neu entdeckten Bakterienart Naturstoffe aufgespürt, mit deren Hilfe die im Wasser lebenden Mikroorganismen die Zusammensetzung solcher Biofilme steuern und wie einen Garten nach eigenen Bedürfnissen bestellen. In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Communications Biology stellt das Team aus Deutschland und den Niederlanden seine Ergebnisse vor (DOI:10.1038/s42003-020-0993-2).

Planctomyceten produzieren bioaktive Naturstoffe
Das Bakterium Stieleria maiorica ist eine von fast 80 neu entdeckten Bakterienarten, die das Team von der Universität Jena in einer groß angelegten Sammlungskampagne aus Süß- und Salzwasserproben aus ganz Europa und den USA kultiviert hat. Stieleria maiorica gehört zu den Planctomyceten und wurde vor der Küste Mallorcas aus dem Mittelmeer gefischt. Für die Forscherinnen und Forscher sind solche Planctomyceten vor allem deshalb interessant, weil sie in ihnen bioaktive Naturstoffe vermuten. Und das zurecht, wie die Jenaer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ihrer nun vorgelegten Arbeit zeigen.

So produziert Stieleria maiorica eine bisher unbekannte Gruppe chemischer Verbindungen, die nach dem Bakterium „Stieleriacine" benannt wurden. „Dabei handelt es sich um relativ kleine Moleküle, die strukturell einer Gruppe von bekannten Signalmolekülen ähneln, mit denen Mikroorganismen untereinander kommunizieren", sagt Christian Jogler. „Da lag die Vermutung nahe, dass auch die neu entdeckten Stielriacine im weitesten Sinne als Signalmoleküle wirken", so der Professor für Mikrobielle Interaktion.

Bakterien setzen nach chemischem Signal Antibiotika frei
Deshalb haben die Forscher untersucht, wie andere Bakterienarten auf die von den Planctomyceten produzierten Stieleriacine reagieren. Und tatsächlich zeigte sich, dass etwa Roseobacter-Arten auf das Stieleriacin-Signal reagieren. Diese Mikroorganismen kommen wie die Planctomyceten auf Wasserpflanzen und Algen vor und konkurrieren dort um Lebensraum und Nahrung mit ihnen. Durch die Stieleriacine werden einige Roseobacter-Arten in ihrem Wachstum gefördert, andere dagegen gehemmt. Und mehr noch: diejenigen Arten, die durch das chemische Signal besser wachsen, produzieren nebenbei ein Antibiotikum, das sie in ihre Umgebung abgeben. Roseobacter, die durch die Stieleriacine im Wachstum gehemmt werden, produzieren dagegen kein Antibiotikum.

„Für die Planctomyceten ist das ein entscheidender Vorteil", ordnet Prof. Jogler ein. „Sie selbst sind gegen das Antibiotikum resistent. Andere Bakterienarten aber, die mit den Planctomyceten im Biofilm konkurrieren, werden durch das Antibiotikum gehemmt." Für die eher langsam wachsenden Planctomyceten bietet sich so die Chance, sich auch gegen Bakterienarten zu behaupten, gegen die sie es sonst schwer hätten. „Man könnte sagen, Planctomyceten nutzen die Roseobacter fürs Grobe, um den Biofilm in seiner Zusammensetzung ihren eigenen Bedürfnissen anzupassen und wie geschickte Gärtner das Wachstum der anderen Arten zu regulieren."

Signalstoffe modulieren Zusammensetzung von Biofilmen
Für Prof. Jogler und seine Kolleginnen und Kollegen im Exzellenzcluster „Balance of the Microverse" der Universität Jena sind die Planctomyceten aber nicht nur als geschickte Unterwasser-Landschaftsgärtner interessant. „Die chemischen Signalstoffe, die die Mikroorganismen zur Kommunikation und zum Einfluss auf ihre Umgebung nutzen, könnten auch für die Infektionsforschung von Nutzen sein", sagt Jogler. Denn: Wenn sich mit Hilfe kleiner Moleküle die Zusammensetzung von Biofilmen modulieren lasse, könnte das beispielsweise genutzt werden, um zu verhindern, dass sich auf Oberflächen von Kathetern oder Implantaten pathogene Mikroorganismen ansiedeln.

Mit der vorliegenden Studie sehen sich die Autoren in ihrer Hypothese bestätigt, dass sich bei der Suche nach neuen Wirkstoffen und insbesondere den so wichtigen neuen Antibiotika ein Blick unter die Wasseroberfläche lohnt. Sie sind überzeugt, dass sich in den Biofilmen auf Wasserpflanzen und Algen noch so mancher Naturstoff mit bioaktiven Eigenschaften finden lässt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christian Jogler
Institut für Mikrobiologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Philosophenweg 12, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949300
E-Mail: christian.jogler@uni-jena.de

Originalpublikation:
Kallscheuer N et al. The planctomycete Stieleria maiorica Mal15T employs stieleriacines to alter the species compositions in marine biofilms, Communications Biology (2020), DOI: 10.1038/s42003-020-0993-2

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Toilettenpapier-Bevorratung könnte mit Persönlichkeitsmerkmalen in Verbindung stehen

Sandra Jacob Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie

Menschen, die sich durch COVID-19 stärker bedroht fühlen und deren Persönlichkeit durch ein besonders hohes Maß an Emotionalität und Gewissenhaftigkeit geprägt ist, haben sich laut einer Studie von Theo Toppe vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und Kolleg*innen im März 2020 eher mit Toilettenpapier bevorratet als Menschen, die diese Merkmale nicht haben.

Nach der schnellen Verbreitung von COVID-19 in Europa und Nordamerika im März 2020 begannen viele Menschen damit, Waren wie Toilettenpapier zu horten. Einige Unternehmen berichteten von einem Anstieg der Toilettenpapierverkäufe um bis zu 700 Prozent, obwohl die Regierung dazu aufgefordert hatte, von "Panikkäufen" abzusehen.

Für die Studie befragten die Forschenden 1.029 Erwachsene aus 35 Ländern, die sie über die sozialen Medien rekrutiert hatten. Zwischen dem 23. und dem 29. März 2020 füllten die Teilnehmenden einen Persönlickeitstest (Brief HEXACO Inventory; BHI) aus, der sechs große Persönlichkeitsbereiche umfasst. Darüber hinaus machten sie Angaben über ihren demografischen Hintergrund, wie stark sie sich durch COVID-19 bedroht fühlten, ihr Quarantäneverhalten und ihren Toilettenpapierverbrauch der letzten Wochen.

Der zuverlässigste Indikator für eine Toilettenpapierbevorratung war, wie stark sich jemand durch die Pandemie bedroht fühlte; Menschen, die sich stärker bedroht fühlten, neigten dazu, mehr Toilettenpapier zu horten. Etwa 20 Prozent dieses Effekts waren auf das Persönlichkeitsmerkmal Emotionalität zurückzuführen: Menschen, die im Allgemeinen besonders besorgt und ängstlich sind, fühlen sich auch durch COVID-19 bedrohter und bevorraten sich eher mit Toilettenpapier. Auch die Persönlichkeitsdomäne der Gewissenhaftigkeit, zu der Merkmale wie Organisation, Fleiß, Perfektionismus und Vorsicht gehören, hatte Einfluss auf das Bevorratungsverhalten.

Andere Beobachtungen waren, dass ältere Menschen mehr Toilettenpapier horten als jüngere Menschen und dass Amerikaner mehr Toilettenpapier horten als Europäer. Die Forschenden weisen darauf hin, dass die untersuchten Variablen nur etwa zwölf Prozent der Unterschiede hinsichtlich der Toilettenpapierbevorratung erklären, was darauf hindeutet, dass einige psychologische Erklärungen und situative Faktoren wahrscheinlich nicht berücksichtigt wurden. "Die subjektive Bedrohung durch COVID-19 scheint ein wichtiger Auslöser für die Bevorratung mit Toilettenpapier zu sein. Von einem umfassenden Verständnis dieses Phänomens sind wir jedoch noch weit entfernt", so Theo Toppe, Mitautor der Studie.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Theo Toppe
Abteilung für Vergleichende Kulturpsychologie
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
theo_toppe@eva.mpg.de

Originalpublikation:
Lisa Garbe, Richard Rau, Theo Toppe
Influence of perceived threat of Covid-19 and HEXACO personality traits on toilet paper stockpiling
PLOS ONE, 12 June 2020, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234232

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Kraftstoffe der Zukunft: Was werden wir tanken?

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

Auch wenn es gelingt, große Teile des Verkehrs auf Elektromobilität umzustellen, werden Flüssigkraftstoffe mit hoher Energiedichte weiterhin eine Rolle spielen. Doch warum ist das so? Und aus welchen Rohstoffen müssen diese Kraftstoffe hergestellt werden, um dem Klimaschutz gerecht zu werden? Antworten geben Experten des Fraunhofer UMSICHT im neuen Positionspapier »Kraftstoffe der Zukunft«.

Der Klimaschutzplan der Bundesregierung gibt für den Verkehrssektor bis 2030 eine Treibhausgaseinsparung von - nach jetzigem Stand - 37 Prozent als Ziel vor [Bund-2016]. Wie jedoch kann dieses anspruchsvolle Ziel erreicht werden? Ein Schlüssel ist die Elektromobilität. Zurzeit bestehen zwar noch große Herausforderungen aufgrund des Ressourcenverbrauchs bei der Herstellung von Batterien und geringer Reichweiten, und es gibt Probleme im Aufbau der Infrastruktur. Batterien bieten jedoch eine weitgehend CO2-freie Energiequelle für den Verkehrssektor - vorausgesetzt, der zum Laden verwendete Strom stammt aus nicht fossilen Quellen. Ein weiterer Vorteil ist: Die direkte Stromnutzung mit elektrischen Antrieben ist im Vergleich zu den meisten anderen Antriebskonzepten mit den niedrigsten Umwandlungsverlusten verbunden. Es stellt sich also die Frage, ob es zukünftig nur noch Verkehrsmittel mit batterie-elektrischem Antrieb und/oder Brennstoffzellen geben wird und ob Verbrennungsmotoren mit den zugehörigen Kraftstoffen dann überhaupt noch benötigt werden.

Alternative Kraftstoffe: Lösungen für die Herstellung
Im neuen Positionspapier »Kraftstoffe der Zukunft« schätzen Experten des Fraunhofer UMSICHT die Bedeutung von Kraftstoffen für den Verkehrssektor aus wissenschaftlicher Perspektive ein. Sie sind sich einig, dass wir auch zukünftig Kraftstoffe mit hoher Energiedichte benötigen. Für große Verkehrsbereiche - hierzu zählen z. B. Flugverkehr, Schifffahrt, Arbeitsmaschinen oder (Langstrecken-)LKW-Verkehr - ist ein batterie-elektrischer Antrieb zum jetzigen Stand schwierig bis unmöglich in der Praxis umzusetzen. Einen Fokus legen die Fraunhofer-Experten daher auf die Betrachtung regenerativer Alternativen zu fossilen Kraftstoffen. Sie zeigen diese Alternativen auf und benennen die jeweiligen Potenziale. Das Positionspapier bietet eine Zusammenfassung der notwendigen Schritte, die für eine ökologisch, ökonomisch und sozial erfolgreiche Verkehrswende erforderlich sind.

Die Reihe
Mit der Reihe »Fraunhofer UMSICHT nimmt Stellung« greifen wir Themen auf, die Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft aktuell beschäftigen. Neben unserer Forschungstätigkeit möchten wir so in emotionalen Debatten zur Versachlichung beitragen und aufzeigen, ob und wo wir einen Beitrag zur Lösung gesellschaftlicher Herausforderungen sehen und darüber hinaus leisten können.
Unsere Stellungnahmen erarbeiten wir zusammen mit den Mitarbeitenden des Fraunhofer UMSICHT: Hinter einem Positionspapier steht somit auch immer ein Meinungsbildungsprozess am Institut. Bei kontroversen Themen bilden die Mitarbeitenden oft auch die Vielfalt der Meinungen innerhalb der Gesellschaft ab. Falls wir keine einheitliche Position beziehen können, werden unterschiedliche Meinungen offen dargestellt.

Originalpublikation:
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/presse-medien/pressemitteilungen/2020/zukun...

Weitere Informationen:

https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/kompetenzen/bioraffinerie-biokraftstoffe.ht...
Kompetenz Bioraffinerie und Biokraftstoffe
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/kompetenzen/nachhaltigkeit-partizipation.ht...
Kompetenz Nachhaltigkeit und Partizipation
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/strategische-forschungslinien/positionen-di...
Unabhängige Informationen und Faktenwissen »UMSICHT nimmt Stellung«

Anhang
Positionspapier »Kraftstoffe der Zukunft«
https://idw-online.de/de/attachment79962

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Neue Lösungen für textile Biogasspeichersysteme

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

Biogasanlagen produzieren erneuerbares Methan aus Reststoffen der Landwirtschaft, das meist in Membranspeichern aufbewahrt wird. In Deutschland sind die Speichersysteme allerdings häufig veraltet und stoßen über Lecks klimaschädliches Methan aus. Mit einem verbesserten Design, wirksamen Standards und optimierten Betriebskonzepten könnten sie aber bei der Energiewende nützlich sein, so die Einschätzung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Sie haben die textilen Speichersysteme in einem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Forschungsprojekt experimentell untersucht.

Biogasanlagen produzieren erneuerbares Methan aus Reststoffen der Landwirtschaft, das meist in Membranspeichern aufbewahrt wird. In Deutschland sind die Speichersysteme allerdings häufig veraltet und stoßen über Lecks klimaschädliches Methan aus. Mit einem verbesserten Design, wirksamen Standards und optimierten Betriebskonzepten könnten sie aber bei der Energiewende nützlich sein, so die Einschätzung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Sie haben die textilen Speichersysteme in einem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Forschungsprojekt experimentell untersucht.

Vor allem in den ländlichen Regionen Deutschlands sind sie präsent - kuppelförmige oder flache Membranspeicher, die manchmal gleich zu Dutzenden neben landwirtschaftlichen Betrieben stehen. Unter einer luftgefüllten Textilhülle lagern dort gasförmige Produkte aus Biogasanlagen, hauptsächlich das Energiegas Methan. „Da Biogas bei der Vergärung organischer Stoffe entsteht, ist es CO2-neutral und kann einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten", sagt Professorin Rosemarie Wagner vom Institut Entwerfen und Bautechnik (IEB) des KIT. „Es lässt sich speichern und bei Bedarf verstromen, etwa um Schwankungen bei der Produktion von Wind- oder Sonnenstrom auszugleichen. In aufgearbeiteter Form kann es auch direkt in das Erdgasnetz eingespeist werden." Dass die Membranspeicher bei vielen Klimaschützern trotzdem einen schlechten Ruf haben, sei allerdings durchaus begründet: „Aktuell sind die Speicher in Deutschland in einem schlechten Zustand. Wegen akuter technischer Mängel müssen in den nächsten Jahren bis zu 80 Prozent aller textilen Hüllen ausgetauscht werden. Etwa fünf Prozent des produzierten Methans entweicht unkontrolliert in die Atmosphäre."

Um Handlungsoptionen für eine Modernisierung des Bestandes zu prüfen, hat das Forscherteam von Wagner in einem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Forschungsprojekt die textilen Speichersysteme für Biogas über zwei Jahre lang experimentell untersucht. Zusammengearbeitet haben sie dabei mit Partnern aus der Industrie, mit den Unternehmen technet, Seybold sowie Wacker Bauwerksaerodynamik.

Membranspeicher reagieren sensibel auf Umweltfaktoren
Bislang fehlten Daten und Methoden zur Berechnung einer dauerhaft, gasdichten Auslegung, Steuerung und Konstruktionsweise der Membranspeicher. „Wissenschaftliche Arbeiten, die sich mit der Interaktion zwischen Umgebungsbedingungen, Luft- und Gasmasse sowie zwischen Massen- und Volumenströmen von Membranspeichern befassen - die gab es schlichtweg nicht", sagt Kai Heinlein (IEB), der an der Forschung maßgeblich beteiligt war. Für das Projekt wurde deshalb eine begehbare, ohne Biogas betriebene Versuchsanlage zur Datenerhebung errichtet. Sie war mit einer zweilagigen, textilen und mit Innendruck stabilisierten Abdeckung ausgestattet, unter der mit Luftgebläsen unterschiedliche Füllstände simuliert werden konnten. Mit Drucksensoren und Kameras im Speicher ließ sich sein Verhalten dann während unterschiedlicher Jahreszeiten und Wetterverhältnisse beobachten.

Es zeigte sich, dass ein textiler Biogasspeicher äußert sensibel - und je nach Füllstand unterschiedlich - auf Umweltfaktoren wie Wind, Wärme oder Kälte reagiert. Bei ungünstigen Betriebszuständen kann das zu Problemen führen: „In einem prall gefüllten Speicher genügt vielleicht ein heißer Sommertag, um Versagen an den Nähten zu verursachen, weil sich die Gase schnell ausdehnen", sagt Heinlein. „Trifft dagegen starker Wind auf einen niedrigen Füllstand, kann die Membran durch Flattern und Schlagen beschädigt werden." Signifikant werden diese Effekte vor allem durch die großen Gasmengen, die in den Membranspeichern gelagert werden. In Deutschland sind bis zu 10 000 Kubikmeter möglich.

Halbkugeldesign für dreifaches Speichervolumen
Den Abschlussbericht mit den Ergebnissen der Experimente hat das Forscherteam aus dem IEB inzwischen dem Landwirtschaftsministerium übergeben. Mit den Messergebnissen sollen nun in Folgeprojekten datenbasierte Modelle zur Interaktion der verschiedenen Einflussparameter und Zustände entwickelt werden. „Solche Modelle werden dringend benötigt, um den nachhaltigen Betrieb der Speichersysteme dauerhaft zu sichern", sagt Wagner. Neben den Daten bietet der Bericht auch Hinweise auf Defizite marktüblicher Speichersysteme. So führt die typische Messtechnik zur Ermittlung des Füllstands als zentraler Parameter zu ungenauen Ergebnissen. Bei der Steuerung des Luftdrucks in der Außenhülle wiederum gibt es zu wenig Flexibilität, um auf Außenbedingungen zu reagieren. Meist wird das Tragluftdach nämlich einfach nach festen Rhythmen nachgepumpt. Als Lösung könnte eine Druckluftsteuerung sinnvoll sein.

Eine zentrale Erkenntnis der Forscherinnen und Forscher bei ihrer Pionierarbeit betrifft das Design zukünftiger Speichersysteme: Untersuchungen mit der Halbkugelform haben ergeben, dass sich auch diese geometrisch günstige Bauweise für Biogasspeichersysteme eignet. Gegenüber der gängigen Kugelabschnittsform ließe sich das Speichervolumen so verdreifachen.

Zum Abschlussbericht in der Projektdatenbank der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR):
https://www.fnr-server.de/ftp/pdf/berichte/22403315.pdf

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 24.400 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 eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.

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

Anhang
Neue Lösungen für textile Biogasspeichersysteme
https://idw-online.de/de/attachment79961

Quelle: IDW 

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Jung, weiblich und extravertierter? Studie identifiziert typische Nutzer von Facebook, Instagram und WhatsApp

Daniela Stang Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Ulm

Weltweit sind 2,7 Milliarden Menschen auf mindestens einer der zum Facebook-Konzern gehörenden Social-Media-Plattformen Facebook, WhatsApp oder Instagram aktiv. Wie die Nutzung einer oder mehrerer dieser sozialen Medien mit soziodemografischen Merkmalen und den „Big Five" genannten Persönlichkeitsmerkmalen zusammenhängt, haben Forschende rund um den Ulmer Professor Christian Montag nun untersucht. In ihrer Studie kamen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu dem Schluss, dass Personen, die Social-Media-Plattformen nutzten, jünger, häufiger weiblich und extravertierter als Nichtnutzer waren.

Facebook, WhatsApp, Instagram zählen zu den bekanntesten sozialen Medien und gehören alle zum US-amerikanischen Facebook-Konzern. In einer Studie haben Forscherinnen und Forscher rund um von der Universität Ulm nun untersucht, wie die Nutzung dieser Plattformen mit soziodemografischen Merkmalen und den „Big Five"-Persönlichkeitsmerkmalen zusammenhängt. Dabei konnten sie feststellen, dass Personen, die mindestens auf einer Social-Media-Plattform aktiv waren, im Allgemeinen jünger, häufiger weiblich und etwas extravertierter als Nichtnutzer waren. Veröffentlicht wurde die Studie in der Fachzeitschrift „Frontiers of Psychology".

Derzeit nutzen 2,7 Milliarden Menschen weltweit mindestens eine der zum Facebook-Konzern gehörenden Social-Media-Plattformen Facebook, WhatsApp oder Instagram. Frühere Untersuchungen der individuellen Unterschiede zwischen Benutzern und Nichtbenutzern von sozialen Medien haben sich in der Regel nur auf eine Plattform konzentriert. Die neue Studie nimmt nun das Zusammenspiel der Facebook-eigenen Plattformen in den Fokus. „Dies entspricht eher der Lebenswirklichkeit der Userinnen und User. Wir konnten zeigen, dass sie oft mehrere Social-Media-Kanäle nutzen, wenn auch in unterschiedlicher Kombination. Bislang gab es noch keine Studie, die dieses Zusammenspiel berücksichtigt", so der Erstautor Dr. Davide Marengo von der Universität Turin. Zum Zeitpunkt der Studie war Marengo als Gastwissenschaftler Teil der Arbeitsgruppe von Professor Christian Montag, dem Leiter der Abteilung Molekulare Psychologie der Universität Ulm.

Ausgewertet wurden für die Studie Online-Fragebögen von rund 3000 Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus Deutschland, die ein Smartphone besitzen. Im Durchschnitt betrug das Alter der Teilnehmenden 35,53 Jahre alt, ein Großteil der Befragten war zwischen 22 und 49 Jahren alt. In der Stichprobe erwies sich der Messenger-Dienst WhatsApp als die am häufigsten verwendete Plattform mit der größten Reichweite (92 %), dahinter folgen Facebook (57,7%) und Instagram (46,3%).

Die Teilnehmenden sind auch nach der kombinierten Nutzung der verschiedenen Plattformen gefragt worden. Dabei zeigte sich, dass die größte Gruppe der Gesamtstichprobe alle Facebook-eigenen Plattformen (33,2%) gleichzeitig nutzte. Andere häufige Kombinationen waren die ausschließliche Nutzung von WhatsApp (24,1 %), eine Kombination aus WhatsApp und Facebook (22,5 %) sowie die Kombination von WhatsApp und Instagram (12,1 %). Keine der Plattformen nutzten 5,8 % der Teilnehmenden.

Bei der Erhebung der Persönlichkeitsmerkmale wurde im Fragebogen das weltweit anerkannte „Big Five Modell" verwendet. In den entsprechenden Antworten machten die Befragten beispielsweise Angaben über ihre Offenheit für Erfahrungen, Gewissenhaftigkeit oder Verträglichkeit. Zusätzlich sind soziodemographische Angaben der Nutzer erfasst worden, wie Alter oder Bildungsgrad. Aus den statistischen Analysen ergab sich, dass Personen, die mindestens eine Social-Media-Plattform nutzten, im Allgemeinen jünger und häufiger weiblich waren. Nur kleine Unterschiede fanden sich bei den Persönlichkeitsvariablen. So zeigten sich Social-Media-Nutzer etwas extravertierter im Vergleich zu Nichtnutzern. Zusätzlich ergaben sich auch kleine Unterschiede innerhalb der Nutzergruppen in Bezug auf Gewissenhaftigkeit und Neurotizismus.

Beim Vergleich der soziodemografischen Variablen wie Alter, Geschlecht oder Bildungsgrad konnten die Forschenden feststellen, dass das Alter die stärkste Assoziation mit den Social-Media-Präferenzen zeigte. Nicht-Benutzer und WhatsApp-Benutzer bildeten mit 42 - 43 Jahren die älteste Gruppe. Die Befragten, die sowohl WhatsApp als auch Instagram verwendeten, waren die jüngsten (Durchschnittalter rund 26 Jahre). „Insgesamt stützen unsere Ergebnisse die Annahme, dass Instagram vor allem die jüngere Nutzergeneration anzieht", erklärt Professor Christian Montag.

Darüber kommt die Studie zu dem Ergebnis, dass Frauen in sozialen Medien stärker vertreten waren - unabhängig davon, welche Kombination von sozialen Plattformen untersucht wurde. Ergänzende Analysen hinsichtlich der „Big-Five"-Persönlichkeitsmerkmale haben gezeigt, dass innerhalb der Social Media Nutzer besonders diejenigen, die alle Facebook-Angebote nutzten oder sich nur für Instagram/WhatsApp entschieden, etwas weniger gewissenhaft waren. „Schließlich stellten wir ebenfalls fest, dass der Neurotizismus, das heißt die emotionale Labilität, bei Personen, die alle Plattformen oder nur WhatsApp und Instagram nutzen, signifikant ausgeprägter war als bei Personen, die keine Plattform oder nur WhatsApp verwenden", schlussfolgert Dr. Davide Marengo.

Insgesamt unterstreicht die Studie die Rolle von soziodemographischen Variablen, aber auch der Persönlichkeitsmerkmale Neurotizismus und Gewissenhaftigkeit bei der unterschiedlichen Nutzung sozialer Medien. Die Persönlichkeitseigenschaft Extraversion unterscheidet besonders Social-Media-Nutzer und Nicht-Nutzer. „Insoweit stimmen diese Ergebnisse mit früheren Studien über die ,Big Five‘-Persönlichkeitsmerkmale und die Verwendung spezifischer Social-Media-Plattformen überein. Unsere Ergebnisse sind unter anderem für Forscherinnen und Forscher relevant, die in ihren Studien soziale Medien zur Rekrutierung von Probanden untersuchen, da die Stichprobenmerkmale je nach verwendeter Plattform unterschiedlich sein können", sagt Professor Christian Montag. „Wir sind aber auch davon überzeugt, dass unsere Ergebnisse dabei helfen können, zu verstehen, welche Bevölkerungsgruppen möglicherweise besonders anfällig für die Effekte von Fake-News oder Filterblasen zu sein scheinen, die vor allen Dingen durch Social Media befeuert werden."

Hinweis auf eine neue Studie: Die Ulmer Forschenden um Professor Christian Montag untersuchen aktuell die Nutzung von WhatsApp und wollen ergründen, ob bestimmte Funktionen wie der „gelesen"-Vermerk Einfluss auf das Wohlbefinden haben. Außerdem wird diskutiert, ob der Aufbau der App dazu anregt, mehr Zeit mit WhatsApp zu verbringen, als eigentlich gewollt. Weitere Informationen und Fragebogen zur anonymisierten Studienteilnahme: www.doppelhaken.info.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christian Montag, Leiter der Abteilung Molekulare Psychologie, Tel: 0731/50-32759, christian.montag@uni-ulm.de

Originalpublikation:
Marengo D, Sindermann C, Elhai J and Montag C: One Social Media Company to Rule Them All: Associations between Use of Facebook-Owned Social Media Platforms, Sociodemographic Characteristics, and the Big Five Personality Traits. Frontiers of Psychology. 11:936. DOI: 10.3389/fpsyg.2020.00936

Quelle: IDW 

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Neuer Tagungsband zeigt Forschungsstand zu aktuellen Herausforderungen der Energiewende

Petra Szczepanski Öffentlichkeitsarbeit
ForschungsVerbund Erneuerbare Energien (FVEE)

Der ForschungsVerbund Erneuerbare Energien (FVEE) veröffentlicht seinen neuen Tagungsband „Energy Research for Future - Forschung für die Herausforderungen der Energiewende". Die hier gesammelten Vorträge der letzten Jahrestagung stellen aktuelle Forschungsergebnisse und Instrumente für die Energiewende vor.
Der Tagungsband steht für alle Interessierten im Internet zur Verfügung und kann dort auch als gedrucktes Heft kostenfrei bestellt werden.

Der Handlungsdruck für den Aufbau eines klimaneutralen Energiesystems steigt weiter. Der ForschungsVerbund Erneuerbare Energien diskutierte auf seiner letzten Jahrestagung, wo die zentralen technologischen und sozio-ökonomischen Herausforderungen liegen und was die Energieforschung beitragen kann, um die Transformationsgeschwindigkeit deutlich zu erhöhen.

Der FVEE hat auf seiner Jahrestagung gezeigt, welche Schritte notwendig sind, um neben der Stromversorgung auch die Sektoren Mobilität sowie Wärme-/Kälteversorgung für Gebäude und Industrie auf nachhaltige Technologien umzustellen.

Download und Online-Bestellung:
https://www.fvee.de/publikationen/themenhefte/

Über den ForschungsVerbund Erneuerbare Energien:
Der ForschungsVerbund Erneuerbare Energien ist eine bundesweite Kooperation von Forschungseinrichtungen. Die Mitglieder erforschen und entwickeln Technologien für erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Energiespeicherung und das optimierte technische und sozio-ökonomische Zusammenwirken aller Systemkomponenten. Gemeinsames Ziel ist die Transformation der Energieversorgung zu einem nachhaltigen Energiesystem.

Kontakt für Medien
Leiterin Öffentlichkeitsarbeit: Petra Szczepanski
Anna-Louisa-Karsch-Str. 2, 10178 Berlin
www.fvee.de, fvee@helmholtz-berlin.de

Broschürenversand
Franziska Wunschick
Anna-Louisa-Karsch-Str. 2, 10178 Berlin
Telefon 030 288 7565 70, www.fvee.de, fvee@helmholtz-berlin.de

Originalpublikation:
https://www.fvee.de/fileadmin/publikationen/Themenhefte/th2019/th2019.pdf

Quelle: IDW 

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Durchfall- und Gelbsuchterreger in Schach halten

Dr. Suzan Fiack Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)

Welttag der Lebensmittelsicherheit: Wie man sich vor Viren schützt
Beim Thema „Viren" denken die meisten in diesen Tagen an „Corona". Aber die Übertragung des neuen Coronavirus über Lebensmittel ist unwahrscheinlich und nicht bewiesen. In Lebensmitteln sind andere Viren als Krankheitsursache gefürchtet. Von Bedeutung sind vor allem vier Übeltäter: Noro- und Rotaviren sowie die Erreger von Hepatitis A und E. Aus Anlass des „World Food Safety Day" (Welttag der Lebensmittelsicherheit) am 7. Juni 2020 weist das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) darauf hin, wie Verbraucherinnen und Verbraucher sich vor diesen Krankmachern schützen können. „Wer die einfachen Regeln der Küchenhygiene beherzigt, kann das Risiko einer Infektion deutlich verringern", sagt BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel.

Hier „Steckbriefe" der vier häufigen Viren in Lebensmitteln:
Noroviren: Sie lösen beim Menschen Magen-Darm-Erkrankungen aus, die mit Durchfall und Erbrechen einhergehen können. Neben direkten Infektionen von Mensch zu Mensch oder über verunreinigte Oberflächen wird der Erreger auch häufig über rohe Lebensmittel wie Salat, Obst und Meeresfrüchte auf andere Personen übertragen. Auch tiefgekühlte Beeren können vermehrungsfähige Noroviren enthalten, da ihnen Kälte nichts anhaben kann. Gesamtzahl der für 2019 beim Robert Koch-Institut (RKI) erfassten Fälle in Deutschland (einschließlich der Übertragungen durch Lebensmittel): 78.679.

Rotaviren: Auch Rotaviren rufen beim Menschen Magen-Darm-Erkrankungen hervor, die zu Durchfall, Erbrechen und Bauchschmerzen führen. Besonders gefährdet sind kleine Kinder. In seltenen Fällen kann das Virus auch über Lebensmittel auf andere Menschen übertragen werden. Gesamtzahl der für 2019 beim RKI erfassten Fälle: 36.876.

Hepatitis A: Das Virus kann beim Menschen eine akute Leberentzündung (infektiöse Gelbsucht) verursachen. Meist steckt man sich bei Auslandsreisen durch verunreinigte Lebensmittel oder Trinkwasser, in einigen Fällen aber auch durch importierte Lebensmittel an. Gesamtzahl der für 2019 beim RKI erfassten Fälle: 873.

Hepatitis E: Die Erkrankung ähnelt der durch das Hepatitis A-Virus hervorgerufenen Leberentzündung. Die Übertragung des Erregers erfolgt häufig durch nicht ausreichend erhitzte Lebensmittel von Schwein und Wildschwein. Die Tiere können infiziert sein, ohne dass sie Anzeichen einer Erkrankung zeigen. In diesem Fall befindet sich das Virus also typischerweise bereits in und nicht auf dem Lebensmittel. Gesamtzahl der für 2019 beim RKI erfassten Fälle: 3.725.

Die meisten Krankheitserreger in Lebensmitteln sind hitzeempfindlich. Deshalb sollten Speisen mindestens zwei Minuten lang auf 70 Grad oder mehr erwärmt werden. Es empfiehlt sich, auch Tiefkühlbeeren vor dem Verzehr ausreichend zu erhitzen. Roh genossene Lebensmittel wie Salat und Obst sollten gründlich gewaschen werden. Ein Kontakt von rohen und bereits verzehrfertigen Lebensmitteln (etwa zwischen rohem Fleisch und Salat) ist zu vermeiden, weil dabei Erreger auf die fertige Speise übertragen werden können (Kreuzkontamination).

Am BfR wurde Ende 2019 ein neues Nationales Referenzlabor für durch Lebensmittel übertragbare Viren eingerichtet. Es erforscht diese Gruppe von Krankheitserregern sowie ihren (häufig schwierigen) Nachweis auf Lebensmitteln und berät die amtliche Lebensmittelüberwachung der Bundesländer.

Über das BfR
Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) ist eine wissenschaftlich unabhängige Einrichtung im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Es berät die Bundesregierung und die Bundesländer zu Fragen der Lebensmittel-, Chemikalien- und Produktsicherheit. Das BfR betreibt eigene Forschung zu Themen, die in engem Zusammenhang mit seinen Bewertungsaufgaben stehen.

Quelle: IDW 

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Gesundheitsverhalten während der Covid-19-Pandemie: Online-Umfrage gibt rasch Einblicke

Silvia Leek Öffentlichkeitsarbeit und Pressestelle
Max-Planck-Institut für demografische Forschung

Verglichen mit anderen europäischen Ländern und den USA übernahmen die Deutschen früh die Maßnahmen zur Kontaktbeschränkung, noch bevor sie offiziell angeordnet wurden. In allen befragten Ländern haben Frauen ihr Verhalten stärker verändert als Männer. Außerdem halten sich Ältere besser an das Social Distancing.

Rostock. „Wir haben herausgefunden, dass Frauen Covid-19 als bedrohlicher wahrnehmen als Männer," erklärt Daniela Perrotta. Die Forscherin am Max-Planck-Institut für demografische Forschung (MPIDR) in Rostock stellt zudem fest: „Frauen sind auch eher bereit, ihr Verhalten zu ändern, um sich vor Covid-19 zu schützen." Das sei interessant, da mehr Männer als Frauen an der Infektion gestorben sind.

In den meisten Ländern vertrauen die befragten Frauen auch weniger darauf, dass nationale und internationale Institutionen auf die Pandemie angemessen reagieren.
Die Daten erhob ein Forscher*innen-Team um Daniela Perrotta und André Grow über Facebook. Seit März rekrutieren sie über das Soziale Netzwerk Teilnehmende für eine Online-Umfrage. Zum Zeitpunkt der vorliegenden Auswertung nahmen mehr als 65.000 Personen in sieben europäischen Ländern, darunter Deutschland, Italien, Spanien und Frankreich, sowie den USA teil.

„Über Facebook konnten wir schnell viele Teilnehmende für unsere Umfrage gewinnen. Nachdem wir die Daten statistisch korrigiert haben, können wir nun Muster und Trends in den Reaktionen auf die Pandemie untersuchen", sagt André Grow.

Da Facebook nur bedingt einen Querschnitt der Gesellschaft abbildet, ist die Umfrage erst einmal nicht repräsentativ. Erst durch die Aufbereitung der Daten, bei der die Wissenschaftler*innen die Altersverteilung, das Geschlechterverhältnis und die regionale Bevölkerungsverteilung der jeweiligen Länder berücksichtigen, werden die Daten repräsentativ für die jeweilige Bevölkerung.

Die Forscher*innen stellten vor allem Fragen zum allgemeinen Gesundheitszustand der Teilnehmenden, ihren Verhaltensweisen, ihren sozialen Kontakten und ihrer Einstellung zu Maßnahmen während der Pandemie. Erste Ergebnisse präsentieren die Forscher*innen nun in eine Studie, die als vorläufige Version im Pre-Print online verfügbar ist.

Im Umfragezeitraum haben die Teilnehmenden die Maßnahmen zur Verringerung der Ansteckung unterschiedlich stark umgesetzt. So gaben nur 6 Prozent der Befragten in den Niederlanden an, einen Mund-Nasen-Schutz zu tragen. In Italien waren es dagegen fast 60 Prozent. Das sind im internationalen Vergleich am meisten. In allen Ländern haben dagegen über 85 Prozent der Teilnehmenden angefangen, sich häufiger die Hände zu waschen. Diese Angaben werden nur noch von der Umsetzung der Kontaktbeschränkungen übertroffen. Mit 93 Prozent ist der Wert im Vereinten Königreich am geringsten, in Italien mit 98 Prozent am höchsten.

Im Vergleich zu anderen Ländern, war das Vertrauen von Frauen und Männern in die Behörden und ins Gesundheitssystem in Deutschland von Anfang an hoch und stieg sogar im Laufe der vergangenen Wochen noch weiter an. Gleichzeitig sank in Deutschland die Angst vor der Erkrankung. Am stärksten fühlten sich die Italiener*innen von Covid-19 bedroht, gefolgt von den Brit*innen und Spanier*innen.

Vorläufige Publikation (Preprint ohne Peer Review):
Perrotta, D., Grow, A., Rampazzo, F., Cimentada, J., Del Fava, E., Gil-Clavel, S., Zagheni, E.: Behaviors and attitudes in response to the COVID-19 pandemic: Insights from a cross-national Facebook survey, DOI: https://doi.org/10.1101/2020.05.09.20096388

Über das MPIDR
Das Max-Planck-Institut für demografische Forschung (MPIDR) in Rostock untersucht die Struktur und Dynamik von Populationen. Die Wissenschaftler*innen des Instituts erforschen politikrelevante Themen wie den demografischen Wandel, Altern, Geburtendynamik und die Verteilung der Arbeitszeit über die Lebensspanne, genauso wie den digitalen Wandel und die Nutzbarmachung neuer Datenquellen für die Erforschung von Migrationsströmen. Das MPIDR ist eine der größten demografischen Forschungseinrichtungen in Europa und zählt international zu den Spitzeninstituten in dieser Disziplin. Es gehört der Max-Planck-Gesellschaft an, der weltweit renommierten deutschen Forschungsgemeinschaft.

http://www.demogr.mpg.de

Kontakt
Silvia Leek - MPIDR Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
TELEFON +49 381 2081 - 143
E-MAIL presse@demogr.mpg.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Daniela Perrotta MPIDR-Autor des Artikels (spricht Englisch und Italienisch)
E-MAIL perrotta@demogr.mpg.de

André Grow MPIDR-Autor des Artikels (spricht Englisch und Deutsch)
E-MAIL grow@demogr.mpg.de

Originalpublikation:
Perrotta, D., Grow, A., Rampazzo, F., Cimentada, J., Del Fava, E., Gil-Clavel, S., Zagheni, E.: Behaviors and attitudes in response to the COVID-19 pandemic: Insights from a cross-national Facebook survey, DOI: https://doi.org/10.1101/2020.05.09.20096388

Quelle: IDW 

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Projekt will Wasserstoff-Technologien in der Region Südlicher Oberrhein voranbringen

Karin Schneider Presse und Public Relations
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Elektrolyse und Wasserstoff werden in vielen Studien als wichtige Bausteine des zukünftigen Energiesystems anerkannt. Trotz des großen Potenzials zur Emissionssenkung und erfolgreicher Demonstrations- und Erprobungsprojekte ist grüner Wasserstoff in Deutschland jedoch bis auf Nischenfälle immer noch nicht im Energiesystem präsent. Im Projekt »Wasserstofftechnologien am Südlichen Oberrhein« untersuchen 21 Projektpartner unter Koordination des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme das Potenzial in der Region und erarbeiten Lösungswege, um diese Technologien aus der Nische zu holen.

Ziel des Projektes ist es, am Südlichen Oberrhein eine Vielzahl relevanter Akteure aus allen Sektoren - Industrie, Wärme, Verkehr, Stromerzeugung - in Bezug auf die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie zu verknüpfen. »Wir wollen damit die Einführung von Wasserstoff ins Energiesystem unterstützen, die derzeit noch aufgrund verschiedener Hemmnisse scheitert«, erklärt Projektleiter Christopher Voglstätter, Teamleiter Power-to-Gas am Fraunhofer ISE.
In intensiver Diskussion mit den Akteuren werden in einem transdisziplinären Ansatz und am Beispiel mehrerer Fallbeispiele und Technologiedemonstrationen wesentliche aktuelle Hemmnisse bei der Implementierung von Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie identifiziert. Gemeinsam werden Lösungsvorschläge für die Aktivierung des großen und vielfältigen Nutzungs- und Emissionsreduzierungspotenzials von Wasserstoff in Industrie und Mobilität, bei der netzfernen Stromversorgung, im Gasnetz und im kommunalen Umfeld erarbeitet. Zusätzlich werden auch der Transport und Handel von Wasserstoff in Gasnetzen und mittels Trailern sowie die zukünftige Versorgung der Region mit Wasserstoff adressiert. Die Reichweite des Projektes erstreckt sich auf die Landkreise Ortenaukreis, Emmendingen, Breisgau-Hochschwarzwald, Lörrach, Waldshut und den Stadtkreis Freiburg. Ein intensiver Austausch mit den angrenzenden Regionen in Frankreich und der Schweiz bzw. entsprechenden Initiativen ist geplant und zum Teil bereits realisiert.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit
Für das Projekt haben sich Vertreter aus allen relevanten Akteursgruppen (Kommunen, Regionalkörperschaften, Energieversorger, Forschungseinrichtungen, Gaslieferanten, Beratungsunternehmen, Mobilitätsdienstleister, Verbände und Industrieunternehmen) zu einem interdisziplinären Konsortium unter Leitung des Fraunhofer ISE zusammengeschlossen, weitere Partner können bei Bedarf integriert werden.

Im ersten Schritt führt das Konsortium unter Federführung der Klimapartner Oberrhein derzeit eine Umfrage zur Bestimmung des Potenzials für den Einsatz von Wasserstoff in der Region durch. Interessierte Unternehmen können sich über den untenstehenden Link beteiligen.
Die Projektpartner ermitteln anschließend in interdisziplinären Expertenkreisen, welche Schritte und Maßnahmen welcher Akteure notwendig sind, um Wasserstoff und die großskalige Elektrolyse für die Erzeugung synthetischer Kraft- und Brennstoffe in das Energiesystem einzuführen. Um eine möglichst hohe Praxisrelevanz zu erreichen, werden für diese Betrachtung Fallbeispiele aus der Potenzialerhebung ausgewählt und für eine potenzielle Umsetzung tiefer gehend analysiert.

Die Ergebnisse sollen dann neben der Kommunikation an Politik, Wissenschaft und Öffentlichkeit auch in die regionale Entwicklung einfließen. Hier sind die Zuarbeit für die Klimaschutzplanungen und -maßnahmen der Region, die Aufstellung einer Wasserstoff-Roadmap für die Region, Handlungsempfehlungen für regionale und überregionale Akteure und eine über das Projekt hinausgehende Vernetzung geplant. Damit sollen unter anderem begleitende oder nachfolgende Projekte zur Einführung von Wasserstoff ins regionale Energiesystem begünstigt werden.
»Die diversifizierte Wirtschaftsstruktur der Region mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten, die starken Universitäts- und Hochschulstandorte Freiburg, Offenburg und Lörrach sowie die Möglichkeit von grenzübergreifenden Lösungen im Dreiländereck zu Schweiz und Frankreich bilden eine ideale Grundlage, die Region Südlicher Oberrhein zu einer Wasserstoff-Modell-Region für Deutschland zu entwickeln«, so Dr. Fabian Burggraf, Geschäftsführer der Klimapartner Oberrhein.

Als Kooperationspartner sind die Klimapartner Oberrhein, bnNETZE, die Gemeinde Teningen, die Hochschule Offenburg, basi, Energiedienst, fischer eco solutions, LADOG, die Ökostromgruppe Freiburg, die Städte Freiburg, Offenburg und Lahr, Trapico, die Handwerkskammer Freiburg, initiatives durables auf französischer Seite und der Regionalverband Südlicher Oberrhein an Bord. Der Deutsche Wasserstoff- und Brennstoffzellenverband, Stadtmobil CarSharing Südbaden und Sterr-Kölln & Partner sind über Unteraufträge mit in das Projekt eingebunden. Das Öko-Institut ist als externer Experte zur Frage der Erzeugung und Nutzungsstrategien von Wasserstoff eingebunden.
Das Projekt wird vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft des Landes Baden-Württemberg gefördert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Christopher Voglstätter | Team Power-to-Gas | Telefon +49 761 4588- 5357| christopher.voglstaetter@ise.fraunhofer.de

Weitere Informationen:
https://forms.office.com/Pages/ResponsePage.aspx?id=tOmXH8McjEWvPNoRSgnRihShtWAD... Link zur Umfrage der Klimapartner Oberrhein
https://www.ise.fraunhofer.de/de/forschungsprojekte/h2-so.html Link zur Webseite des Projekts

Anhang
Communiqué de Presse: Nouveau projet vise à faire progresser les technologies à hydrogène dans la région du Rhin Supérieur du sud
https://idw-online.de/de/attachment80068

Quelle: IDW 

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MCC: Städtische Umweltzonen senken Ausgaben für Herztabletten und Asthmasprays

Ulrich von Lampe Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) gGmbH

In mittlerweile 58 deutschen Städten wird schadstoffintensiven Pkw, Lkw und Bussen in Umweltzonen die Einfahrt verwehrt. Kritiker sprechen seit dem Start dieser Maßnahme im Jahr 2008 von „kalter Enteignung" von Autofahrern und zweifeln - angesichts von Feinstaub und Stickoxiden auch aus anderen Quellen - die Verhältnismäßigkeit an. Dagegen belegt jetzt eine empirische Studie bessere Luftqualität und einen volkswirtschaftlichen Nutzen. Sie wurde erstellt unter Federführung des Berliner Klimaforschungsinstituts MCC (Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change) und in der renommierten Fachzeitschrift Economics Letters veröffentlicht.

Die Studie basiert auf Luftqualitätsmessungen des Umweltbundesamts sowie den anonymisierten Arzneimittelausgaben der größten Krankenkasse AOK für 2,7 Millionen Versicherte. Das Forschungsteam analysierte für den Zeitraum 2008 bis 2013 den Schadstoffausstoß und den Arzneimittelverbrauch nach Einführung von Umweltzonen - sowohl relativ zum Stand vor der Einführung als auch zur Situation in strukturell ähnlichen Städten mit erst später eingeführter Umweltzone. Um die kausale Wirkung sauber herauszufiltern, sind beim Städtevergleich statistische Störeffekte etwa durch Wetterlagen und regionale Wirtschaftsentwicklung herausgerechnet. „Wir konnten zeigen, dass die Einführung von Umweltzonen die Konzentration von Feinstaub der Partikelgröße PM10 im Durchschnitt um 5,9 Prozent gesenkt hat", berichtet Nicolas Koch, Senior Researcher am MCC und Leitautor der Studie. „Zudem wurden in den Städten mit Umweltzone jährlich 15,8 Millionen Euro Ausgaben für Arzneien gegen Herz- und Atemwegserkrankungen eingespart."

Jedes der 200.000 älteren Diesel-Fahrzeuge, die nicht einmal die hohen Schadstofflimits für die „rote Plakette" erfüllten, hätten technisch nachgerüstet werden müssen - wofür in der Regel 600 Euro gereicht hätten. Die dadurch entstandenen Kosten von insgesamt 120 Millionen Euro wären durch die jährlich 15,8 Millionen Euro an Arzneimittel-Einsparungen, Zinseffekt mitgerechnet, binnen eines Jahrzehnts gegenfinanziert.

Und der Nutzen der Umweltzonen ist damit nur zu einem kleinen Teil erfasst. Denn beziffert wurde eben nur, was man belastbar in Euro und Cent bei verschreibungspflichtigen Medikamenten erfassen kann. Arzneimittel machen insgesamt nur 17 Prozent der Kosten des öffentlichen Gesundheitswesens aus. Außer Betracht bleiben weitere Gesundheitsausgaben für die ärztliche Versorgung, die häufig betrachteten bedeutsamen Effekte auf verfrühte Sterblichkeit und auch die nachweislich positiven Effekte besserer Luftqualität auf individuelle Leistungsfähigkeit, Produktivität und Bildungserfolg. Zudem fällt der Blick eben nur auf die Einführungsphase, die besonders schadstoffintensive alte Fahrzeuge betraf.

„Unser Forschungsansatz ermöglicht auch für die Zukunft eine rationale Kosten-Nutzen-Analyse", sagt MCC-Forscher Koch. „Etwa mit Blick auf die Diskussion um eine weitere Verschärfung durch eine blaue Plakette."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
https://www.mcc-berlin.net/ueber-uns/team/koch-nicolas.html

Originalpublikation:
Rohlf, A., Holub, F., Koch, N., Ritter, N., 2020, The effect of clean air on pharmaceutical expenditures, Economics Letters
https://doi.org/10.1016/j.econlet.2020.109221

Weitere Informationen:
https://www.mcc-berlin.net/

Anhang
MCC: Städtische Umweltzonen senken Ausgaben für Herztabletten und Asthmasprays
https://idw-online.de/de/attachment79976

Quelle: IDW 

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Trotz Beschäftigungszuwachs: Die Rentenanwartschaften von Frauen stagnieren vielfach aufgrund niedriger Einkommen

Stefanie Hartmann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Zentrum für Altersfragen

Eine Untersuchung der Versicherungsbiografien in der gesetzlichen Rentenversicherung von Frauen unterschiedlicher Geburtsjahrgänge in Ost- und Westdeutschland zeigt: Die eigenständige Altersvorsorge von Frauen hat sich trotz der gestiegenen Erwerbsbeteiligung von Frauen der jüngeren Geburtsjahrgänge in den ersten 20 Jahren der Erwerbsbiografie nicht entscheidend verbessert. Zu dominierend ist der Zuwachs der Beschäftigung von Frauen mit niedrigen Einkommen, das nicht für den Aufbau angemessener Rentenanwartschaften ausreicht.

Aus den erzielten Rentenanwartschaften lässt sich schließen, dass bei rund 70 Prozent der Frauen das Erwerbseinkommen kaum ausreicht, um die gesetzliche Rente durch betriebliche oder private Vorsorge substanziell aufzustocken. Darüber hinaus, führen in Ostdeutschland sinkende Anwartschaften aus Beschäftigung zu einer wachsenden Ungleichheit innerhalb der jüngeren Geburtskohorten.

In der Studie, die von Dr. Laura Romeu Gordo vom Deutschen Zentrum für Altersfragen mit verfasst wurde, werden die Entwicklung der Versicherungsbiografien von Frauen in West- und Ostdeutschland auf Grundlage der Versicherungskontenstichprobe (VSKT) der Deutschen Rentenversicherung ausgewertet. Die Studie verglich die Rentenanwartschaften von Frauen in Ost- und Westdeutschland der Geburtsjahrgänge von 1950 - 1954, von 1960 - 1964 und von 1970 - 1974 jeweils bis zur Vollendung des 41. Lebensjahres, dem Alter, das die 1974 geborenen Frauen am letzten Erfassungsdatum der Versicherungskontenstichprobe Ende 2015 erreicht haben.

Die Analyse der Entgeltpunkte aus Beschäftigungszeiten zeigt:

Für Westdeutschland:
Der Beschäftigungszuwachs bei Frauen in Westdeutschland bei jüngeren Kohorten führte bis zum 41. Lebensjahr zu keinen wesentlich höheren Rentenanwartschaften aus Beschäftigung. Gemessen am heute aktuellen Rentenwert unterscheiden sich die Anwartschaften innerhalb jeweils eines Zehntels der Verteilung zwischen der ältesten und der jüngsten Kohorte um weniger als 30 Euro (weniger als einen Entgeltpunkt). Ein Grund ist die Zunahme an Jobs mit niedrigen Einkommen, die zwar zu steigenden Erwerbsquoten bei den später geborenen Frauen führt, aber nicht zu höheren Rentenanwartschaften. So weisen bspw. das Drittel der Frauen mit den niedrigsten Rentenanwartschaften aus der jüngsten Kohorten deutlich längere Versicherungszeiten auf als die früher geborenen Frauen, erzielen aber keine höheren Rentenanwartschaften aus Beschäftigung. Der Beschäftigungszuwachs verpufft im Hinblick auf die Alterssicherung fast vollständig.

Nur bei den zehn Prozent der jüngeren Frauen mit hohen Anwartschaften aus Beschäftigung (mit überdurchschnittlichen Einkommen von mehr als 1,3 Entgeltpunkten pro Beschäftigungsjahr) deutet sich an, dass sie im Vergleich zu den älteren Kohorten eine bessere „Startposition" bei der Alterssicherung erreicht haben, die im weiteren Erwerbsverlauf zu höheren Rentenanwartschaften führen kann. Bemerkenswert ist, dass obwohl in den jüngeren Geburtskohorten der Anteil an kinderlosen Frauen in Westdeutschland zunimmt, der Anteil der Beschäftigungszeiten mit höheren Einkommen aber stagniert. Dies könnte durch die längeren Ausbildungszeiten in diesem Sektor bedingt sein.

Für Ostdeutschland:
In den neuen Bundesländern gibt es einen klaren Trend zu zunehmender Ungleichheit bei den Rentenanwartschaften aus Beschäftigung von Frauen bei den jüngeren Geburtsjahrgängen. Dieser resultiert vor allem aus der Verringerung der Anwartschaften aus durchschnittlich entlohnter Beschäftigung. Diese lagen in der älteren Geburtskohorte, deren Versicherungszeiten ausschließlich oder wesentlich aus DDR-Zeiten stammen, höher. Auch nehmen die Beschäftigungsphasen im Altersabschnitt zwischen 20 und 41 Jahren von Kohorte zu Kohorte ab, gleichzeitig wachsen die Beschäftigungsanteile mit niedrigen Einkommen. Nicht nur dass die ostdeutschen Frauen nur geringe Anwartschaften aus Beschäftigung aufbauen konnten - bei den Jüngeren unter ihnen häufen sich zudem Phasen von Arbeitslosigkeit.

Nur die zehn Prozent der ostdeutschen Frauen mit den höchsten Anwartschaften schneiden im Kohortenvergleich besser ab. Insgesamt zeigt sich eine zunehmende Polarisierung bei den Anwartschaften bei den jüngeren Kohorten, wobei es klare Verliererinnen des wirtschaftlichen Transformationsprozesses nach der Wiedervereinigung gibt.

Über die Rentenhöhe bei Eintritt in die Altersrente in der Zukunft lässt sich aus diesen Befunden keine Aussage ableiten, weil die institutionellen, ökonomischen und sozialen Kontexte sich für die Kohorten stark verändert haben. Zu nennen sind hier bspw. ein rapider Beschäftigungszuwachs bei Frauen über 50 Jahre, die Heraufsetzung der Regelaltersgrenze und damit verbunden wahrscheinlich längere Beschäftigungszeiten.

Ansätze, die eigenständige Altersvorsorge von Frauen zu verbessern, sehen die Autor*innen in den Kinderzulagen im Rahmen der Riester-Förderung und dem im Jahr 2018 eingeführten Förderbetrag für arbeitgeberfinanzierte Betriebsrenten für geringverdienende Mitarbeiter/innen.

Originalpublikation:
Wolfgang Keck und Laura Romeu Gordo: Die Entwicklung der Rentenanwartschaften von Frauen
im Kohortenvergleich: die Rolle von Niedrigeinkommen. Sozialer Fortschritt, 69 (2020), Heft 5, S. 325 - 347, https://doi.org/10.3790/sfo.69.5.325

Quelle: IDW 

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Baustart für Smartes Quartier Durlach: Wärmepumpen und Photovoltaik halbieren CO2-Emissionen in Bestandsgebäuden

Karin Schneider Presse und Public Relations
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

In Karlsruhe-Durlach haben die Bauarbeiten zur Umsetzung eines innovativen Energieversorgungskonzeptes für fünf Mehrfamilien-Bestandsgebäude mit 175 Wohnungen begonnen. Im Rahmen des Projekts »Smartes Quartier Karlsruhe-Durlach« wird die derzeitige konventionelle Versorgung durch ein Energiesystem ersetzt, bei dem zwei Wärmepumpen, Photovoltaik-Anlagen (PV), Erdgas-Blockheizkraftwerke (BHKW) und ein Energiemanagement mit KI-basierter Fehlererkennung zum Einsatz kommen. Ziele sind die Halbierung des Primärenergieverbrauchs und der damit verbundenen CO₂-Emissionen und die Erprobung eines wirtschaftlichen Betreiberkonzeptes.

Innovative Wärmepumpen und Photovoltaik-Strom
In dem vom BMWi geförderten Projekt bauen die Volkswohnung GmbH und die Stadtwerke Karlsruhe eine dezentrale und solare Energieversorgung für den Gebäudekomplex in Karlsruhe-Durlach auf. Das Vorhaben wird durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) und das Institut für Nachhaltige Technische Systeme INATECH der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg in der Konzeptentwicklung unterstützt und im Betrieb wissenschaftlich begleitet. Aktuell werden die fünf Mehrfamilienhäuser (175 Wohnungen, 1963 errichtet und 1995 energetisch teilmodernisiert, beheizte Grundfläche von 11.600 m², Strombedarf/Jahr: ca. 350 MWh, Wärmebedarf/Jahr: 1200 MWh) durch Erdgaskessel und Strom aus dem Netz versorgt.

Das für die energetische Sanierung entwickelte Energiekonzept setzt auf die Kombination bewährter Technologien. So werden auf den Dächern aller Gebäude PV-Anlagen installiert. Drei der Gebäude sind mit einer Nahwärmeleitung verbunden, in die zwei Erdgas-BHKW-Aggregate Wärme einspeisen. Eine wesentliche Voraussetzung für die Umsetzung des Konzepts ist der Quartiersansatz, also die Vernetzung mehrerer Gebäude sowohl durch Austausch von Energie als auch einer übergreifenden Betriebsführung und Regelung.

Zwei Gebäude werden durch dezentrale Wärmepumpenanlagen mit innovativen Wärmequellen versorgt: eine Mehrquellen-Großwärmepumpe (Außenluft, Erdwärmesonden), die im Forschungsvorhaben »LowEx im Bestand-HEAVEN« entwickelt wird, sowie eine Wärmepumpenanlage mit photovoltaisch- thermischen Kollektoren als Wärmequelle. Bislang kommen Wärmepumpen in Bestands-Mehrfamilienhäusern nur selten zum Einsatz. Die Integration in bestehende Mehrfamilienhäuser ist technisch anspruchsvoll, was Temperaturniveau, die Verfügbarkeit von Wärmequellen und die Versorgung mit erneuerbarem Strom angeht.

»Die Kombination von Wärmepumpen mit Photovoltaik und einem Blockheizkraftwerk, zusammen mit Wärmespeichern, hat sowohl energetisch als auch ökonomisch großes Potenzial. Für Wohnungsgesellschaften ist bei optimaler Auslegung ein wirtschaftlicher Betrieb im Rahmen eines Contracting-Modells möglich«, betont Stefan Storz, Geschäftsführer der Volkswohnung GmbH.

CO2-Emissionen minimieren, Wirtschaftlichkeit optimieren
Für die Konzepterstellung des Energiesystems wurde das Quartier mit allen Erzeugern und Verbrauchern vom Fraunhofer ISE simuliert und das Versorgungskonzept so optimiert, dass die CO₂-Emissionen durch den Verbrauch von Erdgas und Netzstrom minimiert und gleichzeitig die für die Mieter erforderliche Wirtschaftlichkeit erzielt wird. Dies wird unter anderem durch ein intelligentes Energiemanagement erreicht, welches die Wärmepumpen und den BHKW-Betrieb so steuert, dass die Wärmepumpen bevorzugt mit selbst erzeugtem PV- oder BHKW-Strom betrieben werden können. Zur Betriebsoptimierung werden neuartige Fehlererkennungsalgorithmen entwickelt und erprobt, die auf Verfahren der künstlichen Intelligenz basieren.

»Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die intelligente Integration aller drei Technologien eine CO₂-Einsparung von über 50 Prozent und zugleich eine hohe Wirtschaftlichkeit für den Betreiber erwarten lassen«, so Dr. Manuel Lämmle vom Fraunhofer ISE in Freiburg.

Monitoring sichert optimalen Betrieb und Übertragbarkeit auf Folgeprojekte
Das Institut INATECH der Uni Freiburg und das Fraunhofer ISE installieren im Rahmen des Projekts ein Monitoring-System und werten die erhobenen Messdaten über drei Betriebsjahre hinweg aus. Dies soll zum einen wissenschaftliche Fragestellungen zur energetischen Performance des innovativen Energiekonzepts beantworten. Zur Überprüfung des Energiekonzeptes werden Vorher/Nachher- sowie Soll/Ist-Vergleiche und Energiebilanzen erstellt. Zum anderen soll nach der Monitoring-Phase ein optimiertes Regelungskonzept verfügbar sein, das durch den Betreiber weitergeführt werden kann.

»Die genaue Messung und Dokumentation der Einsparungen, die durch das neue Energiekonzept erzielt werden, soll möglichst viele weitere Unternehmen der Wohnungswirtschaft bei der Entscheidung dafür unterstützen, ebenfalls in ambitionierte, klimafreundliche Versorgungskonzepte zu investieren«, erklärt Dr. Stefan Hess, Forschungsgruppenleiter am INATECH.

In Deutschland beträgt laut BMWi der gebäudebezogene Energieverbrauch rund 35 Prozent des gesamten Endenergiebedarfs. Dabei befinden sich 54 Prozent aller Wohnungen und 41 Prozent der gesamten Wohnfläche in Mehrfamilienhäusern. Diese werden überwiegend mit Erdgas beheizt. Der Gebäudesektor und das Energiekonzept des Smarten Quartiers Karlsruhe-Durlach haben damit ein großes Potential zur Reduktion von CO₂-Emissionen.

Das Demonstrations-Projekt gehört zum thematischen Projekt-Verbund »LowEx-Konzepte für die Wärmeversorgung von sanierten Mehrfamilien-Bestandsgebäuden (LowEx im Bestand)«, das zur Markteinführung und -verbreitung von LowEx-Konzepten und Systemen für Bestandsgebäude beitragen soll. Der Begriff »LowEx« charakterisiert Systeme, die mit möglichst niedrigem Temperaturniveau arbeiten und durch die damit mögliche Nutzung von Umweltenergie in Wärmepumpen eine sehr hohe Effizienz erreichen.

Weitere Informationen:

https://www.ise.fraunhofer.de/de/presse-und-medien/presseinformationen/2020/baus...
https://www.ise.fraunhofer.de/de/forschungsprojekte/sq-durlach.html
https://www.ise.fraunhofer.de/de/geschaeftsfelder/energieeffiziente-gebaeude/geb...

Anhang
Presseinformation [PDF]
https://idw-online.de/de/attachment79983

Quelle: IDW 

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Bootsanstriche sollen Gewässer nicht mehr unnötig belasten

Martin Labadz Referat Öffentlichkeitsarbeit
Bundesanstalt für Gewässerkunde

Wissenschaftler der BfG haben untersucht, wie sich die Biozidbelastung deutscher Gewässer reduzieren lässt. Dazu gehört ein Leitfaden, der es den Bootsbesitzern erleichtern soll, die Gewässer zu schonen.

Im Sommer locken das schöne Wetter und die angenehmen Temperaturen viele Bootsbesitzer auf das Wasser. Die Mehrheit fährt dabei auf Flüssen, Seen und Kanälen - 70 % der Sportboote haben ihr Revier im Binnenbereich. Doch je länger die Boote im Wasser sind, desto anfälliger sind ihre Rümpfe für Bewuchs durch Algen oder Muscheln, das sogenannte Biofouling. Mögliche Auswirkungen: Invasive Arten können sich verbreiten, aber auch der Strömungswiderstand der Boote nimmt deutlich zu. Sie werden langsamer und verbrauchen mehr Kraftstoff.
Um das Biofouling zu verhindern, kommen sogenannte Antifouling-Beschichtungen zum Einsatz. Sie enthalten oft Biozide, die unterbinden, dass sich Organismen ansiedeln. Bis zum Verbot im Jahr 2008 verwendeten zahlreiche Hersteller Tributylzinn (TBT). Danach drängten vermehrt Anstriche auf Kupferbasis auf den Markt. Im Vergleich zu TBT hat Kupfer jedoch eine geringere Wirkungsbreite, weshalb den Anstrichen zum Teil Co-Biozide beigemischt werden. Diese sind durch ihre toxische Wirkung auf Kleinstlebewesen allerdings nicht unbedenklich. Besonders kritisch hierbei: Im Wasser lösen sich die Biozide aus den Bootsanstrichen heraus. Einige Gewässer weisen bereits erhöhte Konzentrationen dieser Substanzen auf. In Deutschland gibt es bislang jedoch nur in einigen Regionen Einschränkungen zur Verwendung biozidhaltiger Anstriche.

Und genau hier setzt das Projekt „Minimierung von Umweltrisiken der Antifouling-Schiffsanstriche in Deutschland" an, das vom Umweltbundesamt (UBA) initiiert und vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) finanzierte wurde. Die BfG hat im Rahmen des Projekts unter anderem ein Werkzeug für die Risikoabschätzung bei der Produktzulassung von Antifouling-Anstrichen entwickelt: Mit Hilfe eines neuen Szenarios kann das UBA bei der Umwelt-Risikobewertung von Antifouling-Produkten jetzt die höchsten zu erwartenden Wirkstoffkonzentrationen für Sportboothäfen in deutschen Binnengewässern abschätzen. Außerdem hat die BfG zusammen mit dem UBA alle im Projekt gewonnenen Erkenntnisse in einem Leitfaden zum besseren Umgang mit Antifouling-Produkten zusammengefasst. Der Leitfaden enthält Informationen zu Antifouling und den Umweltrisiken, die durch Antifouling-Produkte entstehen. Wesentlicher Bestandteil ist dabei ein Maßnahmenkatalog. Hier werden zahlreiche Möglichkeiten vorgestellt, mit denen Bootsbesitzer Umweltrisiken durch biozidhaltige Antifouling-Produkte vermindern können. Darunter fallen zum Beispiel die Auswahl eines geeigneten, wenn möglich biozidfreien Produkts, die Gestaltung und Ausstattung des Arbeitsplatzes während der Bootswartung sowie das professionelle Auftragen und Entfernen der Antifouling-Beschichtung.

Mit dem Projekt schlägt die BfG Lösungsansätze vor, mit denen alle beteiligten Akteure die Umweltrisiken bei der Verwendung biozidhaltiger Antifouling-Produkte so weit wie möglich minimieren können. Gleichzeitig trägt die BfG damit zu einer nachhaltigen Nutzung der deutschen Binnengewässer bei.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Maria Redeker (redeker@bafg.de)
Dr. Arne Wick (wick@bafg.de)

Originalpublikation:
Minimierung von Umweltrisiken der Antifouling-Schiffsanstriche in Deutschland: Entwicklung von Handlungsoptionen im Rahmen der Produktzulassung (Umweltbundesamt, Texte 35/2020) (Link: https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/minimierung-von-umweltrisiken-der-a...)

Quelle: IDW 

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Die Lebenszufriedenheit steigt nach Renteneintritt je nach Geschlecht und Erwerbsstatus

Sophie Zervos Kommunikation
GESIS - Leibniz-Institut für Sozialwissenschaften

Der Renteneintritt ist ein einschneidender Umbruch im Leben, der sich potenziell sowohl positiv als auch negativ auf die subjektive Bewertung der eigenen Lebensqualität auswirken kann. Mithilfe von Daten aus dem Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE) untersucht Valentina Ponomarenko (GESIS - Leibniz-Institut für Sozialwissenschaften) in ihrem in der aktuellen Ausgabe des Informationsdienst Soziale Indikatoren (ISI 64) erscheinenden Artikel die kurz- und langfristigen Veränderungen und kommt zu dem Schluss: Die Entwicklung der Lebenszufriedenheit nach der Verrentung hängt maßgeblich von der individuellen Situation ab.

Subjektives Wohlbefinden spielt eine wichtige Rolle für „erfolgreiches Altern", hält gesund und verlängert die Lebenserwartung, das haben Studien in der Vergangenheit gezeigt. Doch welche Rolle spielt die Rente dafür? Auf der Basis der SHARE-Daten erfasst Valentina Ponomarenko in ihrer empirischen Studie die Entwicklung der subjektiven Lebenszufriedenheit mit dem Renteneintritt über einen längeren Zeitraum, in mehreren europäischen Ländern und für einzelne Bevölkerungsgruppen. Die Ergebnisse basieren auf einer Stichprobe mit 35.210 Befragten aus 18 Ländern, die zwischen 2004 und 2017 mindestens zwei bis maximal fünfmal befragt wurden. Zum Zeitpunkt der ersten Befragung waren die Befragten zwischen 50 und 80 Jahre alt und noch nicht verrentet.

Die Modelle zeigen positive Veränderungen der Lebenszufriedenheit für alle untersuchten Teilpopulationen, jedoch variieren diese zwischen den Geschlechtern und den Umständen der Verrentung. Die geringste Veränderung zeigen Männer und unmittelbar vor Renteneintritt Erwerbstätige, sie erleben keine statistisch signifikante Steigerung der Lebenszufriedenheit. Bei Frauen hingegen steigt die Zufriedenheit mit dem Renteneintritt in geringem Maße - dieser Effekt ist so noch nicht dokumentiert und weicht von den Ergebnissen vorheriger Studien ab. Die größte Steigerung der Lebenszufriedenheit nach dem Übertritt in die Rente erleben jedoch Erwerbslose und (z.B. aufgrund einer Krankheit) Inaktive. Erklären lässt sich dieser Effekt mit der Rollentheorie: Während der Verlust der Rolle als Erwerbstätige(r), Fachkraft oder Ernährer(in) eine Verschlechterung der Lebenszufriedenheit bedeuten kann, kann das Ablegen der mit einem Stigma verbundenen Rolle der Erwerbslosigkeit die Lebenszufriedenheit positiv beeinflussen.

Im europäischen Vergleich zeigt sich: In den meisten untersuchten Ländern wirkt sich der Renteneintritt positiv aus, insbesondere in Polen, Spanien und der Tschechischen Republik. Österreich, Israel, Griechenland und Italien hingegen zeigen einen negativen Effekt der Rente auf die subjektive Lebenszufriedenheit. Um positive oder negative Ausreißer reduziert, ergibt sich ein geringer aber statistisch signifikant positiver Effekt der Rente auf die Zufriedenheit für den gesamten untersuchten europäischen Raum.

Besonders zufrieden sind Neurentnerinnen und -rentner zu Beginn ihrer Rente, wie die Langfristbetrachtung einer reduzierten Stichprobe von 6.000 Befragten zeigt, mit der Zeit flacht der positive Effekt ab. Rentnerinnen und Rentner erleben also offenbar eine „Flitterwochenphase", in der sie neu gewonnene Freizeit und Freiheiten besonders genießen.

Zur aktuellen Ausgabe (ISI 64):
https://www.gesis.org/fileadmin/upload/forschung/publikationen/zeitschriften/isi...

Ansprechpartner bei GESIS - Leibniz-Institut für Sozialwissenschaften:
Dr. Stefan Weick
Stefan.weick@gesis.org

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Als eine der weltweit führenden Infrastruktureinrichtungen für die Sozialwissenschaften steht das GESIS - Leibniz-Institut für Sozialwissenschaften Forscherinnen und Forschern auf allen Ebene ihrer Forschungsvorhaben mit seiner Expertise und seinen Dienstleistungen beratend zur Seite, so dass gesellschaftlich relevante Fragen auf der Basis neuester wissenschaftlicher Methoden, qualitativ hochwertiger Daten und Forschungsinformationen beantwortet werden können. GESIS ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft und unterhält institutionelle und projektbezogene Kooperationen mit vielen Universitäten und Forschungseinrichtungen im In- und Ausland. GESIS ist an wichtigen europäischen Projekten wie u.a. dem European Social Survey (ESS), der European Value Study (EVS), dem europäischen Archivverbund CESSDA, oder dem OECD-Projekt Programme for the International Assessment of Adult Competencies (PIAAC) beteiligt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Stefan Weick
Stefan.weick@gesis.org

Originalpublikation:
Informationsdienst Soziale Indikatoren ISI 64: https://www.gesis.org/fileadmin/upload/forschung/publikationen/zeitschriften/isi...

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Kommunen und Covid-19 - Herausforderungen und Strategien in Zeiten einer Pandemie

Dr. Klauspeter Strohm Akademische Angelegenheiten, Weiterbildung
Deutsche Universität für Verwaltungswissenschaften Speyer

Das FUGATUS-Team der Universität Speyer hat den Abschlussbericht zu einer umfangreichen Befragung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der deutschen Kommunalverwaltung - einschließlich der Gesundheitsämter - zur aktuellen Lage im Kontext der COVID-19 Pandemie vorgelegt.

Das FUGATUS-Team an der Deutschen Universität für Verwaltungswissenschaften Speyer hat im April 2020 eine Befragung unter Mitarbeitenden deutscher Kommunalverwaltungen zur aktuellen Lage durch die Covid-19-Pandemie durchgeführt. Nach deren Einschätzung haben sich die Kommunen bisher in der Krise als leistungs- und innovationsfähig gezeigt und durch schnelle und gezielte Reaktionen ihre Handlungsfähigkeit bewahrt.

Die Speyerer Umfrage unterstreicht die Flexibilität der deutschen Kommunalverwaltungen. Dennoch zeichnen sich auch zahlreiche Herausforderungen ab, bei denen die Kommunen Unterstützung von anderen Stellen fordern. Hierzu gehören unter anderem finanzielle Hilfen, ein Ausbau der digitalen Infrastruktur, aber auch Verbesserungen in der Kommunikation. Die Situation in den Gesundheitsämtern stellt sich in vielerlei Hinsicht besonders angespannt dar.

Der komplette Bericht zur Umfrage ist abrufbar unter
https://www.uni-speyer.de/fileadmin/Forschung/Veroeffentlichungen/Arbeitshefte/A...

Weitere Informationen:
https://www.uni-speyer.de/fileadmin/Forschung/Veroeffentlichungen/Arbeitshefte/A...

Quelle: IDW 

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Flexible Strom- und Wasserkunden Das digitale Reallabor im Projekt „FLEXITILITY" startet

Helke Wendt-Schwarzburg Wissenschaftskommunikation und Öffentlichkeitsarbeit
inter 3 Institut für Ressourcenmanagement

Mit einer Befragung von über 1.000 Haushalten ist das digitale Reallabor im BMBF-Forschungsprojekt „FLEXITILITY" gestartet. Neun Monate lang wird untersucht, wie Haushalte in Belastungssituationen ihren Strom- und Wasserverbrauch gezielt anpassen können. Zum einen sollen zukünftige Kosten für den Ausbau von Infrastruktur gesenkt werden. Zum anderen soll angesichts des Klimawandels und häufigerer Extremwetterereignisse, der Energiewende und demographischer Veränderungen die Resilienz von Versorgungsinfrastrukturen gesteigert werden.

Die Energiewende erfordert Anstrengungen auf allen Seiten, um Stromnachfrage und Angebot permanent in Einklang zu bringen. Auf Seiten der Wasserversorgung erschweren Städtewachstum und Extremwetter zunehmend die Bedienung der steigenden Bedarfsspitzen. Auch in anderen Gebieten der Daseinsvorsorge, wie der Abwasserbeseitigung und der Wärmeversorgung, verursachen der Klimawandel und gesellschaftliche Trends höhere Kosten für die Handhabung von Spitzenlasten. Im Zentrum des Forschungsprojektes „FLEXITILITY" stehen daher zwei Fragen: Wie können Versorger ihre technische Infrastruktur flexibler gestalten, um Kosten zu sparen und den Ausbaubedarf für Extremereignisse zu mindern? Und wie können private Haushalte durch ein verändertes Konsumverhalten dazu beitragen, besonders hohe, kurzzeitige Leistungsnachfragen zu reduzieren?

Wieviel Flexibilität geht? Das digitale Reallabor liefert erste Antworten
„Das kürzlich gestartete Reallabor soll Antworten für eine verbraucherseitige Flexibilisierung liefern", so Nadine Walikewitz von co2online gGmbH, verantwortlich für dessen Durchführung. Über 1.000 Anmeldungen aus ganz Deutschland wurden auf der Webplattform des Projekts bereits gezählt. „In den kommenden neun Monaten werden wir mit den teilnehmenden Haushalten drei Befragungen und drei Szenarien für fiktive Extremwettersituationen durchspielen", so Walikewitz weiter. „Unter anderem werden wir sie dazu auffordern, Verbräuche aus Spitzenlastzeiten zeitlich zu verschieben oder den Verbrauch von Strom oder Wasser in bestimmten Zeiträumen zu reduzieren. Dies kann zum Beispiel die abendliche Dusche sein, die Bewässerung des Gartens oder auch die Nutzung eines elektrischen Wäschetrockners."

In der aktuellen Befragungsrunde werden die Teilnehmenden zunächst zu ihrer Einstellung und ihren Erfahrungen mit dem Thema Wasser- und Stromsparen befragt. So soll ihre Bereitschaft ermittelt werden, ihr Verbrauchsverhalten während extremer Wetterereignisse anzupassen.

Potenziale einer „intelligenten" Steuerung
Gesamtprojektkoordinator Dr. Shahrooz Mohajeri vom inter 3 Institut für Ressourcenmanagement verspricht sich wichtige Erkenntnisse für die nächsten Arbeitsschritte im Projekt. „Zum einen wollen die Projektpartner modellieren, in welchem Maße Verbraucher zur Reduktion von Spitzenlasten in der Strom- und Wasserversorgung beitragen können. Zum anderen wollen wir wissen, welche Anreize dazu mit welchen Tarifmodellen oder auch Nudging-Ansätzen wirksam gesetzt werden können."

Grundlage für die Analysen sind sogenannte „Flexibilitätsoptionen", technisch-bauliche Maßnahmen, die unter Federführung der BTU Cottbus-Senftenberg und der Energieavantgarde Anhalt e.V. gemeinsam mit Versorgungsunternehmen entwickelt wurden. Neben der Installation technischer Anlagenbauteile oder auch Speicher umfassen diese auch den (teil)automatisierten Betrieb „intelligenter" strom- und wasserverbrauchender Geräte, wie z.B. fernsteuerbare Waschmaschinen, Spülmaschinen und Wäschetrockner. Die Akzeptanz für die Nutzung entsprechender Geräte oder notwendige Verhaltensänderungen steht deshalb auch im Zentrum des Reallabors.

Das Forschungsprojekt „FLEXITILITY": praxisnah und regional verankert
Der räumliche Fokus von FLEXITILITY liegt auf der Einbindung von Städten und Infrastrukturbetreibern in der Region Anhalt. Dank ihrer Mitwirkung können im Reallabor Anhalt Flexibilisierungsoptionen und Umsetzungsstrategien frühzeitig erarbeitet und erprobt werden. Hierzu werden u.a. Workshops mit Bürgerinnen und Bürgern sowie Beteiligten aus der Gebäudewirtschaft, Industrie, dem verarbeitenden Gewerbe und Dienstleistungssektor geplant.

Das Forschungsprojekt „FLEXITILITY: Flexible Utility - Mit sozio-technischer Flexibilisierung zu mehr Klimaresilienz und Effizienz in der städtischen Infrastruktur" wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der der Leitinitiative Zukunftsstadt gefördert. Weitere Partner im Forschungsverbund sind das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE), die Stadt Bitterfeld-Wolfen mit der Stadtentwicklungsgesellschaft mbH (STEG) sowie der Herzberger Wasser- und Abwasserzweckverband (HWAZ), die Dessauer Versorgungs- und Verkehrsgesellschaft mbH (DVV), Stadtwerke Bitterfeld-Wolfen GmbH (SWB) und die Köthen Energie GmbH.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Nadine Walikewitz, Managerin Research bei co2online gGmbH
Tel. 030 / 21 02 18 618
nadine.walikewitz@co2online.de

Weitere Informationen:
http://www.flexitility.de
Weitere Informationen zum Projekt FLEXITILITY

Anhang
inter3 Pressemitteilung_Reallabor FLEXITILITY
https://idw-online.de/de/attachment79988

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Wie finden Männer den Weg in die Krebsberatung?

Barbara Reinke M.A. Unternehmenskommunikation
Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Wie es gelingen kann, Männern den Weg in die ambulante Krebsberatung zu ebnen, ist Gegenstand einer Studie der Universitätsmedizin Mainz unter Federführung des Instituts für Medizinische Biometrie, Epidemiologie und Informatik (IMBEI) in Kooperation mit 15 Krebsberatungsstellen (KBS) in Deutschland. Im Rahmen der Studie startet nun ein Pilotprojekt, um zu überprüfen, wie wirksam bestimmte Maßnahmen sind.

Krebskranke Männer sind ebenso häufig psychosozial belastet wie Frauen. Während eines stationären Aufenthaltes im Krankenhaus nehmen sie psycho-onkologische Unterstützungsangebote genauso häufig wahr wie Frauen. In der ambulanten Versorgung gibt es hingegen große Unterschiede zwischen den Geschlechtern: In den Krebsberatungsstellen sind nur 30 Prozent aller Ratsuchenden Männer. Wie es gelingen kann, Männern den Weg in die ambulante Krebsberatung zu ebnen, ist Gegenstand einer Studie der Universitätsmedizin Mainz unter Federführung des Instituts für Medizinische Biometrie, Epidemiologie und Informatik (IMBEI) in Kooperation mit 15 Krebsberatungsstellen (KBS) in Deutschland. Im Rahmen der Studie startet nun ein Pilotprojekt, um zu überprüfen, wie wirksam bestimmte Maßnahmen sind.

Wie werden Versorgungsangebote wirksam? Wenn sie so konzipiert sind, dass sie von der Zielgruppe in Anspruch genommen werden. Dies trifft auch auf die psychologische und sozialrechtliche Beratung von Krebspatienten zu. Männer profitieren von der psycho-onkologischen Versorgung im ambulanten Bereich genauso wie Frauen. Bisherige Studien zeigen auch, dass Männer zwar durchaus Bedarf und Interesse an psychoonkologischer Versorgung haben, jedoch nehmen sie diese seltener wahr.

Die Gründe hierfür sind geschlechtsspezifisch und komplex. „Männer sind oftmals weniger gut informiert - sowohl was die Existenz der Krebsberatungsstellen anbelangt als auch wie hilfreich diese Anlaufstellen für sie sein könnten. Zudem verspüren sie subjektiv in geringerem Umfang den Bedarf an Beratung und haben mitunter Vorbehalte und falsche Vorstellungen von psychosozialen Angeboten. Des Weiteren haben Männer häufig die Erwartung an sich selbst, stark sein zu müssen und keine Hilfe zu benötigen", erläutert Univ.-Prof. Dr. Susanne Singer, Leiterin der Abteilung Epidemiologie und Versorgungsforschung am Institut für Medizinische Biometrie, Epidemiologie und Informatik (IMBEI) der Universitätsmedizin Mainz.

Basierend auf diesen geschlechtsspezifischen Hürden haben die Wissenschaftler der Studie „Wege ebnen für Männer- Geschlechtsspezifische Zuweisung und Konzepte für die ambulante Krebsberatung (WAG_ES)" einen Katalog mit konkreten, fördernden und motivierenden Maßnahmen entwickelt. Dieser startet nun als Pilotprojekt in die Umsetzungsphase.

Um das Leistungsangebot der ambulanten Beratungsstellen für Männer attraktiver zu machen, gehen die Experten in ihren Informationen beispielsweise verstärkt auf die spezifischen Bedürfnisse von Männern ein. Dazu zählt auch, die niedergelassenen Ärzte für eine derartige Kommunikation zu befähigen.

Patienten, Angehörige, Entscheidungsträger, Mitarbeiter von Krebsberatungsstellen, Ärzte, Medizinische Fachangestellte und Selbsthilfevertreter hatten in einer vorangegangenen Studienphase die geplanten Maßnahmen überprüft und weiterentwickelt.

Nach Abschluss der Pilotphase ist geplant, den Radius für die Implementierung auf verschiedene Regionen auszuweiten und dabei die Maßnahmen in einer randomisiert-kontrollierten Studie zu evaluieren.

Die Deutsche Krebshilfe fördert die 2019 gestartete und bis 2022 laufende Studie „Wege ebnen für Männer- Geschlechtsspezifische Zuweisung und Konzepte für die ambulante Krebsberatung (WAG_ES)" mit insgesamt 269.000 Euro.

Kontakt:
Univ.-Prof. Dr. Susanne Singer
Institut für Medizinische Biometrie, Epidemiologie und Informatik (IMBEI)
Universitätsmedizin Mainz
Tel. 06131 17-5835
E-Mail singers@uni-mainz.de

Pressekontakt
Barbara Reinke, Stabsstelle Unternehmenskommunikation, Universitätsmedizin Mainz,
Tel. 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:

Univ.-Prof. Dr. Susanne Singer
Institut für Medizinische Biometrie, Epidemiologie und Informatik (IMBEI)
Universitätsmedizin Mainz
Tel. 06131 17-5835
E-Mail singers@uni-mainz.de

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Arbeitsrecht: Recht auf Homeoffice - Pflicht oder Segen

Sylke Schumann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin

Bundesarbeitsminister Hubertus Heil will Recht auf Homeoffice per Gesetz. Juristin Prof. Dr. Antje G. I. Tölle von der Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin sagt, das passe ohne flankierende Reformen nicht zum Arbeitsmarkt und Arbeitsrecht in Deutschland. Ein Interview.

• Geplantes Gesetz zum Recht auf Homeoffice passt weder in die Realität des deutschen Arbeitsmarktes noch in das Gefüge des Arbeitsrechtes.
• Koalitionsvertrag sieht lediglich Auskunftsanspruch bei Antragsrecht vor, bleibt weit hinter gesetzlich garantiertem Anspruch auf mobiles Arbeiten zurück.
• Rückkehrrecht ins Büro und anlassloses Homeoffice für alle Beschäftigten muss garantiert werden.

Was verbirgt sich hinter dem Recht auf Homeoffice?
Das neudeutsche Homeoffice ist ein Synonym für mobiles Arbeiten. Auch Telearbeit oder andere Begriffe meinen die vollständige oder teilweise Arbeit außerhalb der Betriebs- und Geschäftsräume. Bundesminister Heil hat Ende April angekündigt, bis zum Herbst einen Gesetzesentwurf dazu vorzulegen. Ich halte es für gewagt, Homeoffice von Rechts wegen zu statuieren. Es passt weder in die Realität des deutschen Arbeitsmarktes noch in das Gefüge des Arbeitsrechtes.

Sie sind gegen das Homeoffice? Weshalb?
Nein, im Gegenteil, ich arbeite gern und sehr effizient von zu Hause, nicht nur jetzt in der Pandemiezeit. Aber ich vermisse den unmittelbaren Austausch mit meinen Kolleginnen und Kollegen. Und auch in der Lehre ist die Zusammenarbeit mit den Studierenden eine ganz andere. Kritisch sehe ich das geplante Gesetz, weil nicht jeder Beruf Homeoffice-fähig ist, denken Sie etwa an die Gastronomie, das Handwerk oder den Gesundheitsbereich. Und das führt zu Ungleichheit.

Weil es auch als Vertrauensbeweis und Wertschätzung empfunden wird?
Ich halte das Homeoffice für nur einen Baustein von vielen im Konstrukt wertschätzender moderner "Guter Arbeit" - wo es denn die Tätigkeit zulässt. Es gibt neben diesen „weichen" Faktoren auch handfeste, messbare Vorteile. Beim Arbeiten von zu Hause entfällt beispielsweise der Arbeitsweg, dadurch bleibt mehr Freizeit. Und es fördert das Wohnen im ländlichen Raum. Das ist ein wichtiger Beitrag angesichts zunehmend überlasteter urbaner Agglomerationsräumen, also der Konzentration der Bevölkerung in den Städten. Weniger Pendelwege verringern die Klimabelastung merklich.

Diese und andere Argumente werden sinngemäß im geltenden Koalitionsvertrag aufgelistet. Mobiles Arbeit soll gefördert werden. Also stehen die Zeichen auf Grün?
Entgegen der jüngsten Verlautbarung von Bundesminister Heil sieht der Koalitionsvertrag nur einen "Auskunftsanspruch der Arbeitnehmer gegenüber ihrem Arbeitgeber über die Entscheidungsgründe der Ablehnung" vor. Rechtlich flankiert ein solcher Auskunftsanspruch ein Antragsrecht, mehr nicht. Es bleibt weit hinter einem Recht, also einem gesetzlich garantieren Anspruch auf mobiles Arbeiten zurück.

Wie kann ein Gesetz entgrenzter Arbeitszeit und dem Druck, immer erreichbar sein zu müssen, entgegenwirken? Studien zeigen, dass Arbeitnehmer im Homeoffice mehr Überstunden leisten.
Diese Sorgen mögen teilweise berechtigt sein. Im Vergleich zu Kolleginnen und Kollegen, die vor Ort arbeiten, schlägt das Arbeiten von zu Hause bei Umfragen nicht selten mit Mehrarbeit zu Buche. Doch das Homeoffice sollte deshalb nicht prinzipiell zum Schwarzen Peter werden. Die Bedenken sind nicht neu, stellen sich auch, wenn der Vorgesetzte während des Urlaubs anruft oder spätestens dann, wenn ein Diensthandy überlassen wird.

Wie löst man das Dilemma, wenn mobil nicht implizieren darf: immer agil?
Nun, Smartphones werfen die Frage auf, ob jede eintreffende E-Mail zwangsläufig an Arbeitnehmer appelliert, umgehend ihre Arbeit aufnehmen zu müssen. Ein Blick in die geltenden Vorschriften des Arbeitsschutzes zeigt, dass jeder Arbeitnehmerin und jedem Arbeitnehmer elf Stunden Ruhezeit zustehen. Vorgesetzte können also gar kein Interesse daran haben, jede Nachricht als Arbeitsaufforderung verstanden zu wissen. Vielmehr wird teilweise diskutiert, ob es schier als aufgedrängte Arbeit zu werten ist, wenn auf jede Nachricht reagiert wird. Durch die Arbeitsaufnahme entstehen Überstunden, die gar nicht beabsichtig sind, und die Ruhezeit wird unterbrochen. Außerdem wird damit auch die Arbeitszeit der Führungskraft entgrenzt.

Wie realistisch ist es anzunehmen, dass ein Gesetz das alles regeln kann?
Gesetzliche Regeln können nur Leitplanken schaffen. Es obliegt auf der einen Seite einer verantwortungsvollen nachhaltigen Führungskultur, Regeln zu vereinbaren; sowohl für die Präsenzarbeit im Büro, wie für die mobile Arbeit. Ich bin davon überzeugt, dass es vor Ort Abreden gibt, wie ein Arbeitsauftrag zu verstehen und zu gewichten ist, so dass dies nur auf das mobile Arbeiten übertragen werden muss.

Das Homeoffice ist ein anspruchsvolles Arbeitsfeld auch im Hinblick auf Selbstorganisation und -verantwortung.
Absolut, es darf nicht unterschätzt werden, dass das Homeoffice und andere Flexibilisierungen ein Mehr an eigener Organisation und Verantwortung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern verlangt. Beim Arbeiten von Zuhause muss man sich ebenso vor Ablenkungen abschirmen wie im Büro. Es drängt sich hier vielleicht schneller ein schlechtes Gewissen auf, als wenn sich das Gespräch mit der Kollegin oder dem Kollegen in der Kaffeeküche mal länger hinzieht.

Vertrauensarbeitszeiten gab es schon, bevor die Corona-Pandemie dem Homeoffice Vorschub leistete.
Ja, und deshalb bin ich der festen Überzeugung, dass dieser Weg gangbar ist. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter haben die Vorteile von Rahmenarbeitszeiten zu schätzen gelernt. Es ist gängige Praxis, dass sich Kolleginnen und Kollegen außerhalb der Kernarbeits- oder Funktionszeit begrüßen, verabschieden oder anderweitig ihren Dienstbeginn und Feierabend kommunizieren, miteinander arbeiten. Diese Tradition lässt sich digitalisieren. Sie setzt auch klare Grenzen und schützt vor entgrenzten Arbeitszeiten.

Flexible und individuelle Vereinbarungen und Lösungen, welchen konkreten Beitrag können Gewerkschaften hier leisten?
Gute Arbeit ist das gemeinsame Werk aller Sozialpartner. Gerade beim Homeoffice können die Gewerkschaften viel ausrichten, indem sie auf Betriebsräte und Personalräte einwirken und insbesondere Vorurteile abbauen. Aus der Praxis vernehme ich immer wieder, dass das Thema "Homeoffice" für beide Seiten mit vielen Unsicherheiten und teilweise Vorurteilen besetzt ist. Hier möchte ich Gewerkschaften ermuntern, in die Vorreiterrolle zu schlüpfen, indem sie Best-Practice-Beispiele vorstellen. Ich wünsche mir ein Muster für Betriebs- und Dienstvereinbarungen zum Homeoffice, die zum Beispiel zwischen Sozialpartnern abgestimmt auf der Internetseite des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales abrufbar ist.

Statt eines Gesetzes?
Solche Betriebs- und Dienstvereinbarungen wären ein niedrigschwelliges Instrumentarium und weit konkreter und wirkungsvoller als ein plakatives "Recht auf Homeoffice". Sie bieten vor allem die Chance, gesellschaftliche Realitäten konkret abzubilden. Beispiele dafür gibt es bereits, aber auch Nachbesserungsbedarf. Mir bekannte Dienst- oder Betriebsvereinbarungen zum Homeoffice zielen vielfach allein auf soziale Implikaturen ab. Sie bevorzugen oder berücksichtigen zum Teil ausschließlich Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter mit Kindern und pflegebedürftigen Angehörigen. Nur diese können auf begründeten Antrag von zu Hause arbeiten.

Wie würden Sie diese Regelung erweitern?
Diese Kriterien halten keine Lösung bereit, wenn Angehörige plötzlich erkranken. So lässt sich nicht die Zeit der Genesung überbrücken oder bis - im schlimmsten Fall - eine Pflegestufe zugesprochen wurde. Darüber hinaus muss die Betreuungssituation von Kindern in heutigen vielfältigen Erziehungsmodellen abgebildet werden und es auch Großeltern ermöglichen, im Homeoffice für die Betreuung ihrer Enkel zu arbeiten. Patchwork-Familien, in denen Lebenspartnerinnen oder -partner die Betreuungsarbeit übernehmen, kommen hier noch nicht vor. Weiterhin sollten sich Schwerbehindertenvertretungen dafür einsetzen, dass das Homeoffice eine wichtige Komponente der Teilhabe oder Wiedereingliederung sein kann. Denkbar wäre ein gestuftes Modell aus anlasslosem Homeoffice für alle Mitarbeitenden. Auch Weiterungen für besondere soziale Situationen gleichen hier aus.

Welche generellen Erwartungen und Vorschläge knüpfen Sie als Juristin an das angekündigte Gesetz?
Zunächst sollte die Diskussion rund um das Homeoffice genutzt werden, um etwa die Arbeitsschutzvorschriften zu modernisieren, damit auch zu Hause der Arbeitsunfall und die Arbeit vor Bildschirmen gesichert ist. Einen Heimarbeitsplatz zu unterhalten bedarf diverser technischer Voraussetzungen, die gerade kleine und mittlere Unternehmen stark beanspruchen können. Deswegen wünsche ich mir eine Blaupause des § 8 Teilzeit- und Befristungsgesetz. Hier kann jeder eine Teilzeitbeschäftigung beantragen, anschließend wird die Möglichkeit erörtert. Arbeitgeberinnen und Arbeitgebern bleibt es jedoch möglich, sie aus betrieblichen Gründen abzulehnen. Darüber hinaus sollte der Gesetzgeber darauf achten, dass ein Rückkehrrecht ins Büro offensteht. Sonst fürchte ich, dass das Recht auf Homeoffice sich in eine Pflicht zum Homeoffice verkehrt.

Das Interview führte Sylke Schumann, Pressesprecherin der Hochschule für Wirtschaft und Recht (HWR) Berlin.

Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin
Die Hochschule für Wirtschaft und Recht (HWR) Berlin ist mit über 11 500 Studierenden eine der großen Hochschulen für angewandte Wissenschaften - mit ausgeprägtem Praxisbezug, intensiver und vielfältiger Forschung, hohen Qualitätsstandards sowie einer starken internationalen Ausrichtung. Das Studiengangsportfolio umfasst Wirtschafts-, Verwaltungs-, Rechts- und Sicherheitsmanagement sowie Ingenieurwissenschaften in über 60 Studiengängen auf Bachelor-, Master- und MBA-Ebene. Die HWR Berlin unterhält 195 aktive Partnerschaften mit Universitäten auf allen Kontinenten und ist Mitglied im Hochschulverbund „UAS7 - Alliance for Excellence". Als eine von Deutschlands führenden Hochschulen bei der internationalen Ausrichtung von BWL-Bachelorstudiengängen und im Dualen Studium belegt die HWR Berlin Spitzenplätze in deutschlandweiten Rankings und nimmt auch im Masterbereich vordere Plätze ein. Die HWR Berlin ist einer der bedeutendsten und erfolgreichen Hochschulanbieter im akademischen Weiterbildungsbereich und Gründungshochschule. Die HWR Berlin unterstützt die Initiative der Hochschulrektorenkonferenz „Weltoffene Hochschulen - Gegen Fremdenfeindlichkeit".
http://www.hwr-berlin.de

Weitere Informationen:
https://www.youtube.com/watch?v=rtKE6yDe-KU -
Video-Interview mit Prof. Dr. Antje G. I. Tölle, „Alles was recht ist: Wie steht es um das geplante Recht auf Homeoffice?"

Quelle: IDW 

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Energiewende braucht Aufwind: Windräder sollen Kommunen und Bürgern finanziell nutzen

Richard Harnisch Öffentlichkeitsarbeit und Kommunikation
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung GmbH, gemeinnützig

► Anrainer-Kommunen sollen an Windrädern bis zu 20.000 Euro im Jahr mitverdienen
► Forscher schlagen vergünstigten Bürgerstromtarif für Haushalte im Umkreis von Windrädern vor

Berlin, 25. Mai 2020 - Der Ausbau der Windenergie in Deutschland hat in den letzten Jahren eine Flaute erlebt. Akzeptanzprobleme bei Anrainer-Kommunen und Einschränkungen von Bürgerenergieprojekten haben zu einem starken Rückgang beim Ausbau von Windenergieanlagen geführt. Um der Windenergie als zentralem Bestandteil der Energiewende in Deutschland neuen Aufwind zu geben, kommen nun neue finanzielle kommunale Beteiligungsinstrumente ins Gespräch. So sollen Anlagenbetreiber über das Erneuerbare-Energien-Gesetz verpflichtet werden, je Kilowattstunde erzeugter Strommenge 0,1 Cent an Standort- und Nachbarkommunen des Windrades zu zahlen. Den Vorschlag, der vom Bundeswirtschaftsministerium in einen Gesetzgebungsprozess aufgenommen wurde, haben das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) gemeinsam mit der Rechtsanwaltskanzlei Becker Büttner Held und dem Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität erarbeitet.

„Kommunen und Bürgerinnen und Bürger an den Umsätzen und Gewinnen von Windenergieanlagen vor Ort zu beteiligen, ist ein wichtiger Faktor um Akzeptanz zu stärken - das bestätigt eine Vielzahl aktueller Forschungsarbeiten", erläutert Studienautor Steven Salecki vom IÖW. „Wir schlagen vor, dass alle Kommunen innerhalb eines definierten Umkreises, der etwa dem 15-fachen der Anlagenhöhe entspricht, finanziell beteiligt werden. Pro Windrad ergeben sich so jährlich circa 10.000 Euro, die sicher an die Kommune fließen."

Windpark mit fünf Windrädern: Bis zu 100.000 Euro für Anrainerkommune
Neben der kommunalen Beteiligung empfehlen die Energieexperten, dass die Anlagenbetreiber privaten Haushalten im Umkreis des Windrads einen vergünstigten Bürgerstromtarif anbieten. Ist dieser etwa 20 Prozent günstiger als der lokale Grundversorgertarif, kann ein Vierpersonenhaushalt so pro Jahr durchschnittlich 100 bis 200 Euro sparen. Wird vor Ort kein vergünstigter Stromtarif angeboten, so soll die Zahlung an die Kommune auf zwei Euro pro Megawattstunde erhöht werden, also ca. 20.000 Euro pro Windrad und Jahr. Bei einem Windpark von fünf Anlagen erhielte eine Anrainerkommune somit bis zu 100.000 Euro. „Wir gehen davon aus, dass damit ein starker Anreiz geschaffen wird, dass sich Kommunen wieder für die Ansiedelung von Windenergie interessieren, sich aktiv in die Regionalplanung einbringen und die Errichtung von Windanlagen durch lokale Akteure unterstützen", erläutert IÖW-Energieexperte Bernd Hirschl die Erwartungen an die finanziellen Anreize.

Basis für die Empfehlung der Forscher an das Bundeswirtschaftsministerium war eine umfangreiche Bewertung verschiedener Instrumente, die das Ziel verfolgen, über eine finanzielle Beteiligung von Kommunen die Akzeptanz für den Windenergieausbau an Land zu erhöhen.

Pressekontakt:
Richard Harnisch
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW)
Telefon: +49-30-884 594-16
E-Mail: richard.harnisch@ioew.de

Das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) ist ein führendes wissenschaftliches Institut auf dem Gebiet der praxisorientierten Nachhaltigkeitsforschung. Über 60 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erarbeiten Strategien und Handlungsansätze für ein zukunftsfähiges Wirtschaften - für eine Ökonomie, die ein gutes Leben ermöglicht und die natürlichen Grundlagen erhält. Das Institut arbeitet gemeinnützig und ohne öffentliche Grundförderung.
http://www.ioew.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Steven Salecki
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW)
Telefon: +49-30-884 594-0
E-Mail: steven.salecki@ioew.de

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Diabetes mellitus: Ein Risikofaktor für frühe Darmkrebserkrankungen

Dr. Friederike Fellenberg Unternehmenskommunikation
Nationales Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg

Um herauszufinden, wie hoch das Darmkrebsrisiko für Diabetiker ist, haben Wissenschaftler die Daten von fast 13 Millionen Personen ausgewertet. Die Forscher vom Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg konnten zeigen, dass Diabetiker ein vergleichbar hohes Darmkrebsrisiko haben wie Menschen, in deren Familien gehäuft Darmkrebs auftritt. Zudem haben Diabetiker ein höheres Risiko, bereits vor dem 50. Lebensjahr an Darmkrebs zu erkranken.

Um herauszufinden, wie hoch das Darmkrebsrisiko für Diabetiker ist, haben Wissenschaftler die Daten von fast 13 Millionen Personen ausgewertet. Die Forscher vom Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg konnten zeigen, dass Diabetiker ein vergleichbar hohes Darmkrebsrisiko haben wie Menschen, in deren Familien gehäuft Darmkrebs auftritt. Zudem haben Diabetiker ein höheres Risiko, bereits vor dem 50. Lebensjahr an Darmkrebs zu erkranken.

Das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg ist eine gemeinsame Einrichtung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), des Universitätsklinikums Heidelberg (UKHD) und der Deutschen Krebshilfe (DKH).

Darmkrebs ist in Deutschland und weltweit die dritthäufigste Krebsart und die zweithäufigste Krebstodesursache. Mit besonderer Besorgnis beobachten Wissenschaftler, dass insbesondere die Zahl der jungen Darmkrebspatienten weiter zunimmt. Es wird daher immer wichtiger, spezifische Risikofaktoren für Darmkrebs bei jungen Erwachsenen zu identifizieren, sodass Hochrisikopersonen früher von einer Vorsorgeuntersuchung profitieren können. In Deutschland haben Frauen und Männer bislang ab 50 Jahren Anspruch auf Maßnahmen zur Darmkrebsfrüherkennung.

Untersuchungen weisen darauf hin, dass Diabetiker, insbesondere Menschen mit Typ 2 Diabetes, gegenüber der Normalbevölkerung ein höheres Risiko haben, an Darmkrebs zu erkranken. Diabetes und Darmkrebs haben einige Risikofaktoren wie etwa Fettleibigkeit, Bewegungsmangel und Stoffwechselfaktoren gemeinsam. "Bisher galt Diabetes nicht als anerkannter Risikofaktor für frühe Darmkrebserkrankungen und der Zusammenhang zwischen Diabetes und familiärem Darmkrebsrisiko war noch weitgehend unbekannt", berichtet Mahdi Fallah, Leiter der Gruppe Risikoadaptierte Prävention in der Abteilung Präventive Onkologie des DKFZ und am NCT Heidelberg.

Die Heidelberger Forscher haben daher in Kooperation mit Kollegen der Universität Lund insgesamt 12,6 Millionen Daten von nach 1931 geborenen schwedischen Bürgern inklusiv ihren Eltern ausgewertet. "Ziel war es, das Darmkrebsrisiko insbesondere im Alter unter 50 Jahren bei Diabetikern mit und ohne Darmkrebspatienten in der Familie zu bestimmen", erklärt Elham Kharazmi, Ko-Leiterin der Studie und Wissenschaftlerin des DKFZ und am NCT Heidelberg.

Während des Studienzeitraums von 1964 bis 2015 hatten insgesamt 559.375 der untersuchten Personen Diabetes und 162.226 eine Darmkrebserkrankung. Die Auswertung dieser weltweit größten Datenbank ihrer Art zeigte, dass bei Diabetikern das Risiko für Darmkrebs in allen Altersgruppen erhöht war. Das Risiko, in jungen Jahren an Darmkrebs zu erkranken, war bei Diabetikern ohne Verwandte mit Darmkrebs sogar ähnlich hoch wie bei familiär vorbelasteten Nicht-Diabetikern. Diabetiker, bei deren Verwandten ersten Grades Darmkrebs diagnostiziert wurde, hatten gegenüber der Allgemeinbevölkerung ein etwa 7-fach erhöhtes Risiko, bereits unter 50 Jahren selber Darmkrebs zu entwickeln.

Die Ärzte und Wissenschaftler empfehlen daher Diabetikern, die Möglichkeiten zur Darmkrebsfrüherkennung in Deutschland wahrzunehmen, spätestens, wenn sie 50 Jahre alt sind. "Unsere Studie konnte zeigen, dass Diabetiker ein erhöhtes Risiko haben, bereits vor dem 50. Lebensjahr an Darmkrebs zu erkranken. Dies ist wichtig zu wissen, um diesen Menschen zukünftig früher ein risikoangepasstes Darmkrebsscreening anzubieten", sagt Fallah.

Originalpublikation:
U. Ali Khan, M. Fallah, Y. Tian, K. Sundquist, J. Sundquist, H. Brenner, E. Kharazmi: Personal History of Diabetes as Important as Family History of Colorectal Cancer for Risk of Colorectal Cancer: A Nationwide Cohort Study. The American Journal of Gastroenterology 2020; https://doi.org/10.14309/ajg.0000000000000669

Die wichtigsten Erkenntnisse der Studie:
https://www.nct-heidelberg.de/fileadmin/media/nct-heidelberg/news/Meldungen/Bild...

Ansprechpartner für die Presse:
Dr. Friederike Fellenberg
Nationales Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg Kommunikation und Veranstaltungen Im Neuenheimer Feld 460
69120 Heidelberg
Tel.: +49 6221 56-5930
Fax: +49 6221 56-5350
E-Mail: friederike.fellenberg@nct-heidelberg.de
www.nct-heidelberg.de

Dr. Sibylle Kohlstädt
Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Kommunikation und Marketing
Deutsches Krebsforschungszentrum
Im Neuenheimer Feld 280
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Tel.: +49 6221 42-2843
Fax: +49 6221 42-2968
E-Mail: s.kohlstaedt@dkfz.de
www.dkfz.de

Doris Rübsam-Brodkorb
Universitätsklinikum Heidelberg und Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Im Neuenheimer Feld 672
69120 Heidelberg
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Fax: +49 6221 56-4544
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www.klinikum.uni-heidelberg.de

Nationales Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg Das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg ist eine gemeinsame Einrichtung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), des Universitätsklinikums Heidelberg (UKHD), der Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg und der Deutschen Krebshilfe. Ziel des NCT ist es, vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung möglichst schnell in die Klinik zu übertragen und damit den Patienten zugutekommen zu lassen. Dies gilt sowohl für die Diagnose als auch die Behandlung, in der Nachsorge oder der Prävention. Die Tumorambulanz ist das Herzstück des NCT. Hier profitieren die Patienten von einem individuellen Therapieplan, den fachübergreifende Expertenrunden, die sogenannten Tumorboards, erstellen. Die Teilnahme an klinischen Studien eröffnet den Zugang zu innovativen Therapien. Das NCT ist somit eine richtungsweisende Plattform zur Übertragung neuer Forschungsergebnisse aus dem Labor in die Klinik. Das NCT kooperiert mit Selbsthilfegruppen und unterstützt diese in ihrer Arbeit. Seit 2015 hat das NCT Heidelberg in Dresden einen Partnerstandort. In Heidelberg wurde 2017 das Hopp-Kindertumorzentrum (KiTZ) gegründet. Die Kinderonkologen am KiTZ arbeiten in gemeinsamen Strukturen mit dem NCT Heidelberg zusammen.

Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.300 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.
Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs.
Gemeinsam mit Partnern aus den Universitätskliniken betreibt das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) an den Standorten Heidelberg und Dresden, in Heidelberg außerdem das Hopp-Kindertumorzentrum KiTZ. 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 an den NCT- und den DKTK-Standorten ist ein wichtiger Beitrag, um vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik zu übertragen und so 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.

Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD)
Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der bedeutendsten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international renommierten biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung innovativer Diagnostik und Therapien sowie ihre rasche Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 13.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und engagieren sich in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 50 klinischen Fachabteilungen mit fast 2.000 Betten werden jährlich rund 80.000 Patienten voll- und teilstationär und mehr als 1.000.000-mal Patienten ambulant behandelt. Gemeinsam mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum und der Deutschen Krebshilfe hat das Universitätsklinikum Heidelberg das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg etabliert, das führende onkologische Spitzenzentrum in Deutschland. Das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland. Derzeit studieren ca. 3.700 angehende Ärztinnen und Ärzte in Heidelberg.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Herrmann Brenner, Mahdi Fallah

Originalpublikation:
U. Ali Khan, M. Fallah, Y. Tian, K. Sundquist, J. Sundquist, H. Brenner, E. Kharazmi: Personal History of Diabetes as Important as Family History of Colorectal Cancer for Risk of Colorectal Cancer: A Nationwide Cohort Study. The American Journal of Gastroenterology 2020; https://doi.org/10.14309/ajg.0000000000000669

Quelle: IDW 

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Mit KI in der Landwirtschaft Wasser sparen

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

Dürre und Wetterschwankungen bedrohen die Landwirtschaft in Deutschland oftmals schon im Frühjahr. Eine wachsende Zahl an Ackerlandwirten bewässert daher künstlich. Doch das Wasser ist begrenzt. Genaue Informationen über den Zustand von Pflanzen und Böden helfen Landwirten dabei, wirkungsvolle Maßnahmen gegen Trockenschäden einzuleiten und gezielter zu bewässern. Das Start-up heliopas.ai aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) analysiert Satellitenbilder mit Künstlicher Intelligenz (KI) und bringt präzise Daten über die Lage auf dem Feld auf das Smartphone der Landwirte. Dazu müssen sie lediglich die Smartphone-App „Waterfox" installieren und ihre Flächen anlegen.

Bereits zu Beginn dieser Vegetationszeit hat es in Deutschland wieder viel zu wenig geregnet: Mit knapp 17 Litern pro Quadratmeter erreichte der April 2020 kaum ein Drittel seines Solls von 58 Litern - so meldet es der Deutsche Wetterdienst (DWD) - nur 1881 und 2007 hat es weniger geregnet. Der Dürremonitor des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) zeigt ausgedehnte Regionen mit extremer und teils sogar außergewöhnlicher Dürre. Aufgrund der Dürrejahre 2018 und 2019 ist der Boden zudem bereits bis in 1,80 Meter Tiefe ausgetrocknet.

„Leider ist das kein regionales Problem", erklärt der Gründer Ingmar Wolff vom Start-up heliopas.ai. Aufgrund der globalen Klimaerwärmung müsse jetzt weltweit mit einer Zunahme von Extremwetterlagen gerechnet werden: „Trockenschäden in der Landwirtschaft, aber auch feuchtigkeitsbedingte Krankheiten sind jedes Jahr für Milliardenschäden verantwortlich und bedrohen die Nahrungsmittelsicherheit von Millionen Menschen." Gemeinsam mit seinem Gründerkollegen Benno Avino will er Landwirten dabei helfen, mit der neuen Situation umzugehen. „Wir nutzen Künstliche Intelligenz, um sehr genau zu verstehen, was eigentlich auf dem Feld passiert, wie es den Pflanzen geht und wo eventuelle Probleme entstehen. Diese Erkenntnisse verwenden wir, um Empfehlungen auf das Smartphone des Landwirts zu bringen, damit er optimal reagieren kann", so Wolff.

Eine App hilft Landwirten beim Wassersparen
Um den Service von heliopas.ai zu nutzen, müssen Landwirte keinerlei Sensoren oder andere Geräte auf ihren Flächen installieren. Die neue Technologie basiert vielmehr auf der Analyse von tagesaktuellen Satellitenbildern, Niederschlagsmengen und weiteren Daten, in denen eine Künstliche Intelligenz dann relevante Parameter wie die Bodenfeuchte, aber auch einen Krankheitsbefall erkennen kann. Für einen benutzerfreundlichen Zugang zu den Daten sorgt die Smartphone-App „Waterfox", die ab sofort verfügbar ist. „Dank der einfachen und klaren Empfehlungen bewässert der Landwirt dann nur noch, wo es tatsächlich notwendig ist", sagt Wolff. „So spart er Wasser bei der Bewässerung und Aufwand bei Planung und Koordination seiner Saisonarbeiter."

WaterFox ist leicht zu benutzen: Der Nutzer legt Felder auf einer Karte in der App an und ist sofort startklar. Kunden können das Produkt aktuell für einen Monat kostenlos testen, anschließend wird die Nutzung hektargenau abgerechnet - auch für kleine Betriebe ist der Service also attraktiv. Zukünftig wird es neben Empfehlungen zur Bewässerung auch Empfehlungen zur punktgenauen Düngung und einem wohldosierten Pflanzenschutz geben. Landwirte steigern so ihren Ertrag, produzieren gesündere Nahrung und schonen die Umwelt.

Weitere Informationen: https://waterfox.heliopas.ai/

Interaktives Video stellt die Gründer vor
Das Start-up heliopas.ai mit seinen Gründern Ingmar Wolff und Benno Avino stellt sich in der zweiten Folge der interaktiven Videoreihe „Sachen machen mit KI" vor.

Zum Video: http://www.sek.kit.edu/video/heliopasai/

Während des Abspielens des Videos im interaktiven Videoplayer können Zuschauerinnen und Zuschauer zwischen unterschiedlichen Bild- und Tonspuren wechseln - und das Thema so aus mehreren Perspektiven erkunden. In wenigen Schritten lassen sich die interaktiven Videos per Embed-Code auch in die eigene Berichterstattung integrieren.

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. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.

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

Anhang

Mit KI in der Landwirtschaft Wasser sparen
https://idw-online.de/de/attachment80004

Quelle: IDW 

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Drei Maßnahmen könnten eine Million Krebsfälle vermeiden

Dr. Sibylle Kohlstädt Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Krebsforschungszentrum

Wiederholte Steuererhöhungen, ein umfassendes Tabakwerbeverbot sowie eine einheitliche neutrale Verpackung für alle Zigarettenmarken: Würden diese drei wirksamkeitserprobten Tabakkontrollmaßnahmen von heute an in Deutschland konsequent umgesetzt, so könnten bis 2050 eine Million Krebsfälle vermieden werden, haben Wissenschaftler im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) nun durch Modellrechnungen ermittelt.

DKFZ-Experten hatten erst kürzlich ermittelt, dass jede 5. Krebsneuerkrankung in Deutschland auf das Konto von Tabakrauch geht. Auch wenn während der letzten Jahrzehnte die Zahl der Raucher messbar zurückgegangen ist, so hängt hierzulande immer noch ein vergleichsweise hoher Anteil der Bevölkerung am Glimmstängel (Männer, 26,4 Prozent, Frauen 18,6 Prozent). „Durch konsequente Tabakkontrollmaßnahmen ließe sich langfristig eine wirklich substanzielle Zahl von Krebsneuerkrankungen vermeiden", sagt Ute Mons vom Deutschen Krebsforschungszentrum. „Doch trotz der hohen tabakbedingten Krankheitslast bleibt Deutschland nach wie vor das europäische Schlusslicht, was die Umsetzung wirksamkeitserprobter Tabakkontrollmaßnahmen angeht. Insbesondere ein umfassendes Tabakwerbeverbot ist längst überfällig."

DKFZ-Epidemiologen um Ute Mons und Hermann Brenner haben nun mit Modellrechnungen ermittelt, was eine konsequente Tabakkontrollpolitik für die Gesundheit der Deutschen tatsächlich bringen würde. Wenn von jetzt an zentrale wirksamkeitserprobte Tabakkontrollmaßnahmen auch in Deutschland umgesetzt würden, wieviel Krebsfälle ließen sich innerhalb der kommenden 30 Jahre vermeiden?

Steuererhöhungen um jährlich 10 Prozent über einen Zeitraum von zehn Jahren, ein umfassendes Tabakwerbeverbot sowie eine einheitliche neutrale Verpackung für alle Zigarettenmarken sind Maßnahmen, die sich in internationalen Studien bereits als wirksam erwiesen haben, den Raucheranteil zu senken. In der wissenschaftlichen Literatur liegen für jede dieser Maßnahmen bereits Werte für den zu erwartenden Rückgang der Raucherquoten vor. Mons und Kollegen berechneten die drei Interventionsszenarien zunächst einzeln, da sie das Rauchverhalten unabhängig voneinander beeinflussen und daher kombinierbar sind.

Ohne zusätzliche Tabakkontrollmaßnahmen errechneten die Wissenschaftler auf der Basis des heutigen Rauchverhaltens und des derzeitigen jährlichen Rückgangs der Raucherquote für 2050 einen Raucheranteil von 14,8 Prozent bei den Männern und 10,2 Prozent bei den Frauen. Würden die drei Tabakkontrollmaßnahmen heute eingeführt, so rauchten 2050 voraussichtlich nur noch 9,7 Prozent der Männer und 6,7 Prozent der Frauen.

Daraus errechnet sich bis 2050 ein Rückgang der tabakbedingten Krebsfälle um 14 Prozent bei Männern sowie um rund 12 Prozent bei Frauen. Was dies in konkreten Zahlen bedeutet, erläutert Thomas Gredner, der Erstautor der Studie: „Im Vergleich zu einem „weiter so wie bisher" in Sachen Tabakkontrolle könnten wir mit der Umsetzung dieser drei Maßnahmen innerhalb der kommenden 30 Jahre über eine Million Krebsfälle in Deutschland vermeiden."

„In unserer Modellierung geht es nur um die vermiedenen tabakbedingten Krebsfälle", ergänzt Hermann Brenner. „Doch Tabakkonsum ist nicht nur für Krebs, sondern auch für eine ganze Reihe weiterer Erkrankungen verantwortlich. Daher würden die tatsächlichen Auswirkungen der drei Präventionsmaßnahmen für die Gesundheit der Menschen noch weitaus beeindruckender ausfallen."

Die Wissenschaftler hatten für ihre Modellierung den aktuellen Raucheranteil in jeder Altersgruppe der deutschen Bevölkerung zugrunde gelegt sowie den in den letzten Jahren beobachteten jährlichen Rückgang der Raucherquote. Außerdem berücksichtigen die Berechnungen die Entwicklung der Lebenserwartung, den zu erwartenden Bevölkerungsrückgang sowie die Neuerkrankungsraten derjenigen Krebsarten, für die ein kausaler Zusammenhang mit dem Tabakrauch als belegt gilt.

Thomas Gredner, Tobias Niedermaier, Hermann Brenner, Ute Mons: Impact of tobacco control policies on smoking-related cancer incidence in Germany 2020 to 2050 - a simulation study
Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention 2020. DOI: 10.1158/1055-9965.EPI-19-1301

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.300 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.
Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs.
Gemeinsam mit Partnern aus den Universitätskliniken betreibt das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) an den Standorten Heidelberg und Dresden, in Heidelberg außerdem das Hopp-Kindertumorzentrum KiTZ. 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 an den NCT- und den DKTK-Standorten ist ein wichtiger Beitrag, um vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik zu übertragen und so 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.

Ansprechpartner für die Presse:
Dr. Sibylle Kohlstädt
Pressesprecherin
Kommunikation und Marketing
Deutsches Krebsforschungszentrum
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg
T: +49 6221 42 2843
F: +49 6221 42 2968
E-Mail: S.Kohlstaedt@dkfz.de
E-Mail: presse@dkfz.de
www.dkfz.de

Originalpublikation:
Thomas Gredner, Tobias Niedermaier, Hermann Brenner, Ute Mons: Impact of tobacco control policies on smoking-related cancer incidence in Germany 2020 to 2050 - a simulation study
Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention 2020. DOI: 10.1158/1055-9965.EPI-19-1301

Quelle: IDW 

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Europäer sind persönlich optimistisch, blicken aber pessimistisch auf das eigene Land

Jochen Lange Pressestelle
Bertelsmann Stiftung

Eine Mehrheit der Europäer schaut positiv in die persönliche Zukunft, aber negativ in die Zukunft des eigenen Landes. Dieses Optimismus-Paradox zieht sich durch alle sozialen Gruppen, Altersklassen und Länder. Gleichzeitig hat die starke Tendenz der Europäer, pessimistisch auf die Zukunft des eigenen Landes zu blicken, deutliche politische Auswirkungen - vor allem auf die parteipolitische Präferenz. Das zeigt die neue eupinions Studie "Das Optimismus-Paradox" der Bertelsmann Stiftung.

Wie optimistisch oder pessimistisch sehen die Menschen in der Europäischen Union ihre persönliche Zukunft und die Zukunft ihres Landes? Wie unterscheidet sich dies zwischen den EU-Mitgliedstaaten? Und in welchen Zusammenhang stehen diese Grundhaltungen mit ihrer parteipolitischen Präferenz? Diese Fragen beantwortet die neue eupinions Studie "Das Optimismus-Paradox" der Bertelsmann Stiftung. Das zentrale Ergebnis: 58 Prozent der Befragten in den 27 EU-Ländern sehen ihre persönliche Zukunft optimistisch. Gleichzeitig sind sie aber pessimistisch, was die Zukunft ihres Landes betrifft.

Dieses Optimismus-Paradox gilt - wenn auch unterschiedlich stark ausgeprägt - in allen EU-Mitgliedstaaten. Die menschliche Tendenz, in die eigene Kraft mehr zu vertrauen als in die der Gesellschaft, hat politische Auswirkungen, die sich gerade in der Corona-Pandemie deutlich beobachten lassen.

"Die Deutschen fallen durch ihr hohes Vertrauen in die eigene Kraft bei besonderer Verzagtheit hinsichtlich der Zukunft Deutschlands auf", so Isabell Hoffmann, Europa-Expertin der Bertelsmann Stiftung und Studienleiterin der "eupinions". 65 Prozent der Deutschen geben an, optimistisch auf die eigene Zukunft zu blicken, aber nur 44 Prozent sind optimistisch, was die Zukunft des eigenen Landes angeht. "Nur in Spanien ist der Widerspruch zwischen persönlicher und gesellschaftlicher Erwartungshaltung ähnlich stark ausgeprägt wie in Deutschland", erklärt Hoffmann weiter.

Es gibt Länder wie Polen, deren Bevölkerung ähnlich optimistisch in die eigene Zukunft blicken (67 Prozent Optimisten bei 33 Prozent Pessimisten), und auch etwas positiver eingestellt sind bezüglich des eigenen Landes (48 Prozent Optimisten bei 52 Prozent Pessimisten). Es gibt jedoch auch Länder wie Frankreich, deren Bevölkerung düster auf die Zukunft des eigenen Landes blickt (31 Prozent Optimisten bei 69 Prozent Pessimisten) und gleichzeitig ausgesprochen negativ sind, was das eigene Leben betrifft (39 Prozent Optimisten bei 61 Prozent Pessimisten).

Je gebildeter, desto optimistischer
Ein Blick in die unterschiedlichen gesellschaftlichen Gruppen offenbart, dass die 16- bis 35-Jährigen deutlich optimistischer auf ihr eigenes Land schauen als die 46- bis 70-Jährigen. Studierende sind in Bezug auf ihr eigenes Leben und auf ihr Land ebenfalls optimistischer als der Durchschnitt. Generell gilt für alle Altersgruppen: Menschen mit einem hohen Bildungsniveau sind optimistisch bezüglich des eigenen Lebens, aber pessimistisch bezüglich des eigenen Landes.

Frauen schauen mehrheitlich optimistisch auf das eigene Leben, sind gleichzeitig deutlich pessimistischer, was die Zukunft des eigenen Landes betrifft als Männer. Besonders pessimistisch auf ihr eigenes Leben und auf ihr Land blicken Arbeitslose.

Anhänger rechts-populistischer Parteien sind pessimistischer
Bei der Analyse zeigt sich darüber hinaus eine enge Verbindung zwischen dem persönlichen und gesellschaftlichen Pessimismus der Befragten und ihrer parteipolitischen Präferenzen. Die Anhänger rechts-populistischer Parteien zeichnen sich durch ein besonders hohes Level an persönlichem und gesellschaftlichem Pessimismus aus.

Deutschland: Die Anhänger der AfD schauen zu 66 Prozent negativ auf die eigene Zukunft und zu 90 Prozent negativ auf die Zukunft Deutschlands.

Frankreich: 82 Prozent der Anhänger von Le Pens Rassemblement National schauen negativ auf die eigene Zukunft und auf die Zukunft Frankreichs. Die Anhänger des französischen LFI sind in Bezug auf das Land ähnlich pessimistisch (78 Prozent). Sie sind aber persönlich weniger pessimistisch (53 Prozent).

Italien: Die Anhänger der italienischen Lega sind zu 62 Prozent pessimistisch bezüglich der persönlichen Zukunft und zu 81 Prozent pessimistisch bezüglich Italiens Zukunft.

Niederlande: Die Unterstützer des Forums für Demokratie sorgen sich zu 59 Prozent um die eigene Zukunft und zu 75 Prozent um die Zukunft der Niederlande.

Belgien: Das gleiche Bild ergibt sich beim Blick auf die Anhänger des Vlaams Belang: 65 Prozent von ihnen sorgen sich um die persönliche Zukunft, 78 Prozent sorgen sich um die Zukunft Flanderns. Eine interessante Ausnahme ist die wallonische Partei Parti du Travail de Belgique: Sie ist die einzige linke Partei in der Erhebung, die die Pessimisten massiv anzieht. 84 Prozent ihrer Anhänger schauen negativ auf die eigene Zukunft und auf die Zukunft des Belgiens.

Polen: Bemerkenswert ist auch der Blick auf die polnischen Parteien. Dort sammeln sich die gesellschaftlichen Pessimisten bei den liberalen Parteien des Landes: Wiosna und Plattform. Mit über 80 Prozent schätzt die klare Mehrheit der Anhänger der rechts-konservativen Regierungspartei PiS ihre eigene Zukunft und die ihres Landes dagegen positiv ein.

Corona-Krise verstärkt voraussichtlich negativen Trend
Im Zusammenhang mit der Corona-Pandemie sind diese Ergebnisse in zweierlei Hinsicht relevant: Zunächst ist zu erwarten, dass sich die Aussichten auf die Zukunft des eigenen Landes eintrüben werden. Auch wenn die Zufriedenheit mit dem Krisenmanagement der jeweiligen Regierung hoch sein sollte, dürfte sich der gesellschaftliche Pessimismus angesichts der persönlichen und wirtschaftlichen Konsequenzen der Krise verstärken.

Zudem wird es schwieriger werden, die negativen Auswirkungen des Optimismus-Paradoxes politisch zu navigieren. Seit dem Beginn der Krise ist zu beobachten, wie ein übermäßiger Glaube an die eigene Kraft (Mir wird schon nichts passieren) gedämpft und ein schwacher Glaube an die Kraft der Gesellschaft gestärkt wurde (Jeder einzelne kann dazu beitragen, dass wir es gemeinsam schaffen). Was anfänglich im Shutdown gut funktionierte, erweist sich in der Öffnung als fragiles Konstrukt und befeuert sowohl Proteste gegen die Krisenmaßnahmen als auch Unachtsamkeit mit den Verhaltensregeln in der Pandemie. Auch eine Schwächung in den Glauben an die gemeinschaftliche Kraft im Angesicht dieser Gesundheits-Krise ist zu erwarten.

Aufgabe der Regierungen wird es nun sein, die Menschen weiterhin bei den teils einschneidenden Maßnahmen mitzunehmen. Eines ist dabei bereits klar: Länder, die eine transparente und klare Krisenkommunikation umsetzen, überzeugen ihre Bürger von der Notwendigkeit der Maßnahmen am erfolgreichsten. Jetzt wird klar, dass ohne das Mitwirken des Einzelnen, jegliche Anstrengung vergebens ist. Aus diesem Grund kommt auch den politischen Oppositionsparteien in diesen Zeiten eine besondere Verantwortung zu. So wichtig eine offene Debatte über die eingeführten Maßnahmen auch ist, so muss diese doch auf eine Art geführt werden, die der Bewältigung der akuten Gefährdungslage nicht im Weg steht. Einsicht benötigt Legitimität und Legitimität benötigt in der Demokratie einen offenen Diskurs. Diesen jetzt zu führen, liegt in der Verantwortung aller Politiker.

Zusatzinformationen
"eupinions" ist das europäische Meinungsforschungs-Instrument der Bertelsmann Stiftung, das zusammen mit Dalia Research entwickelt wurde. Damit werden regelmäßig Bürger aller EU-Mitgliedstaaten zu europäischen Themen befragt. Die Befragung für die vorliegende Auswertung fand im Dezember 2019 in der gesamten EU statt und ist mit einer Stichprobengröße von 12.933 repräsentativ für die EU insgesamt sowie wie für die sieben Mitgliedstaaten Belgien, Frankreich, Deutschland, Italien, die Niederlande, Polen und Spanien. Ausführliche Informationen zur Umfrage-Methodik finden Sie in der Publikation.

Unsere Expertin:
Isabell Hoffmann (Autorin der Studie)
Telefon: +49 30 27 57 88 126
E-Mail: isabell.hoffmann@bertelsmann-stiftung.de

Originalpublikation:
https://www.bertelsmann-stiftung.de/de/publikationen/publikation/did/das-optimis...

Weitere Informationen:

http://www.Bertelsmann-Stiftung.de
http://www.eupinions.eu

Quelle: IDW 

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„Schwarzer Stickstoff": Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

Christian Wißler Pressestelle
Universität Bayreuth

Im Periodensystem gilt für Kohlenstoff, Sauerstoff und andere leichte Elemente eine Goldene Regel: Unter hohen Drücken besitzen sie ähnliche Strukturen wie schwerere Elemente in der gleichen Elementgruppe. Nur Stickstoff schien bisher aus der Reihe zu tanzen. Jetzt aber haben Hochdruck-Forscher der Universität Bayreuth diesen Sonderstatus widerlegt. Sie haben aus Stickstoff eine Kristallstruktur erzeugt, die unter Normalbedingungen bei Schwarzem Phosphor und Arsen vorkommt. Die Struktur enthält zweidimensionale atomare Schichten und ist insofern von großem Interesse für die Hightech-Elektronik. In den „Physical Review Letters" stellen die Wissenschaftler diesen "Schwarzen Stickstoff" vor.

Im Periodensystem gilt für Kohlenstoff, Sauerstoff und andere leichte Elemente eine Goldene Regel: Unter hohen Drücken besitzen sie ähnliche Strukturen wie schwerere Elemente in der gleichen Elementgruppe. Nur Stickstoff schien bisher aus der Reihe zu tanzen. Jetzt aber haben Hochdruck-Forscher der Universität Bayreuth diesen Sonderstatus widerlegt. Sie haben aus Stickstoff eine Kristallstruktur erzeugt, die unter Normalbedingungen bei Schwarzem Phosphor und Arsen vorkommt. Die Struktur enthält zweidimensionale atomare Schichten und ist insofern von großem Interesse für die Hightech-Elektronik. In den „Physical Review Letters" stellen die Wissenschaftler ihre Entdeckung vor, die sie "Schwarzen Stickstoff" genannt haben.

Stickstoff - eine Ausnahme im Periodensystem?
Ordnet man die chemischen Elemente aufsteigend nach der Anzahl ihrer Protonen und achtet dabei auf ihre Eigenschaften, dann fällt auf, dass bestimmte Eigenschaften in größeren Abständen („Perioden") wiederkehren. Das Periodensystem der Elemente macht diese Wiederholungen sichtbar: Elemente mit ähnlichen Eigenschaften sind jeweils in der gleichen Säule untereinander platziert und bilden so eine Elementgruppe. Am Kopf einer Säule steht dasjenige Element, das im Vergleich mit den anderen Gruppenmitgliedern die wenigsten Protonen und das geringste Gewicht hat. Stickstoff führt die Elementgruppe 15 an, galt aber bisher als „Schwarzes Schaf" dieser Gruppe. Der Grund: Stickstoff zeigte bei früheren Hochdruck-Experimenten keine Ähnlichkeiten mit Strukturen, welche die schwereren Elemente dieser Gruppe - insbesondere Phosphor, Arsen und Antimon - unter Normalbedingungen aufweisen. Genau solche Ähnlichkeiten konnten bei hohen Drücken in den benachbarten, von Kohlenstoff und Sauerstoff angeführten Elementgruppen beobachtet werden.

„Schwarzer Stickstoff" - ein Hochdruck-Material mit technologisch attraktiven Eigenschaften
Tatsächlich stellt Stickstoff jedoch keine Ausnahme dar. Dies konnten die Forscher am Bayerischen Geoinstitut (BGI) und am Labor für Kristallographie der Universität Bayreuth jetzt mit Hilfe eines von ihnen kürzlich entwickelten Messverfahrens nachweisen. Unter der Leitung von Dr. Dominique Laniel haben sie eine ungewöhnliche Entdeckung gemacht: Bei sehr hohen Drücken und Temperaturen bilden Stickstoffatome eine Kristallstruktur, die für Schwarzen Phosphor - eine spezielle Modifikation des Phosphors - charakteristisch ist und ebenso bei Arsen und Antimon vorkommt. Diese Struktur setzt sich aus zweidimensionalen Schichten zusammen, in denen Stickstoff-Atome nach einem einheitlichen Zick-Zack-Muster vernetzt sind. Diese 2D-Schichten ähneln hinsichtlich ihrer elektronischen Eigenschaften dem Graphen, das ein starkes Potenzial für Hightech-Anwendungen hat. Daher wird zurzeit untersucht, ob Schwarzer Phosphor künftig als Material für hocheffiziente Transistoren, Halbleiter und andere elektronische Bauteile infrage kommt.

Für die von ihnen entdeckte Stickstoff-Modifikation schlagen die Bayreuther Forscher eine analoge Bezeichnung vor: Schwarzer Stickstoff. Einige technologisch attraktive Eigenschaften, insbesondere deren Richtungsabhängigkeit (Anisotropie), sind hier noch stärker ausgeprägt als beim Schwarzen Phosphor. Allerdings kann der Schwarze Stickstoff nur dank der außergewöhnlichen Druck- und Temperaturverhältnisse existieren, unter denen er im Labor entsteht. Unter Normalbedingungen löst er sich sofort auf. „Wegen dieser Instabilität sind industrielle Anwendungen derzeit ausgeschlossen. Dennoch bleibt Stickstoff ein für die Materialforschung hochinteressantes Element. Unsere Studie zeigt beispielhaft: Hohe Drücke und Temperaturen können Materialstrukturen und -eigenschaften hervorbringen, von denen die Forschung zuvor nicht wusste, ob es sie überhaupt geben kann", sagt Laniel.

Strukturaufklärung mit Teilchenbeschleunigern
Es bedurfte geradezu extremer Bedingungen, um Schwarzen Stickstoff zu erzeugen: Der Kompressionsdruck war 1,4 Millionen mal höher als der Druck der Erdatmosphäre, die Temperatur überstieg 4.000 Grad Celsius. Um herauszufinden, wie sich die Atome unter diesen Verhältnissen anordnen, haben die Bayreuther Wissenschaftler mit dem Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg und der Advanced Photon Source (APS) am Argonne National Laboratory in den USA kooperiert. Hier trafen durch Teilchenbeschleunigung erzeugte Röntgenstrahlen auf die Materialproben. "Wir waren überrascht und fasziniert, als die Messdaten uns plötzlich die für Schwarzen Phosphor charakteristische Struktur lieferten. Weitere Experimente und Berechnungen haben diesen Befund mittlerweile bestätigt. Damit steht zweifelsfrei fest: Stickstoff ist kein Ausnahme-Element, sondern folgt ebenso wie Kohlenstoff und Sauerstoff der gleichen Goldenen Regel des Periodensystems", sagt Laniel, der 2019 als Forschungsstipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung an die Universität Bayreuth gekommen ist.

Internationale Kooperationen:
Als Forschungspartner der Universität Bayreuth haben neben dem Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg und der Advanced Photon Source (APS) in Illinois/USA auch die Goethe Universität Frankfurt am Main und das internationale Software-Unternehmen BIOVIA an der neuen Studie mitgewirkt.

Forschungsförderung:
Die Forschungsarbeiten an der Universität Bayreuth wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Alexander von Humboldt-Stiftung gefördert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Dominique Laniel
Labor für Kristallographie
Universität Bayreuth
Dominique.Laniel@uni-bayreuth.de

Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky
Bayerisches Geoinstitut (BGI)
Universität Bayreuth
Telefon: +49 (0)92155 -3736 oder -3707
Leonid.Dubrovinsky@uni-bayreuth.de

Prof. Dr. Natalia Dubrovinskaia
Labor für Kristallographie
Universität Bayreuth
Telefon: +49 (0)92155 -3880 oder -3881
Natalia.Dubrovinskaia@uni-bayreuth.de

Originalpublikation:
Dominique Laniel et al.: High-pressure polymeric nitrogen allotrope with the black phosphorus structure. Physical Review Letters (2020), DOI: https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.216001

Quelle: IDW 

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Studie: »Grüner« Wasserstoff oder »grüner« Strom für die Gebäudewärme?

Uwe Krengel Pressestelle
Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE

In Deutschland und Europa wird die energiepolitische Diskussion derzeit stark von Wasserstoff als universellem Energieträger für die Energiewende geprägt. Die unterschiedlichen Sektoren erfordern aber eine differenzierte Betrachtung. Eine Studie des Fraunhofer IEE in Kassel hat den Einsatz von Wasserstoff im zukünftigen Energiesystem mit dem besonderen Fokus auf die Gebäudewärmeversorgung untersucht und in Bezug zur direkten Nutzung von elektrischem Strom in Wärmepumpen gesetzt.

Für eine CO2-neutrale Energieversorgung gibt es zu den erneuerbaren Energiequellen keine Alternative. Erneuerbare Energien, allen voran aus Windenergie- und Photovoltaikanlagen, liefern effizient und günstig elektrischen Strom. Die wetterbedingt fluktuierende Erzeugung aus Wind- und Solarenergie erfordert eine höhere installierte Gesamtleistung gegenüber der bisherigen Kraftwerksleistung für die Stromversorgung. »Es bietet sich an, die anderen Energiesektoren Verkehr, Gebäude, Industrie zunehmend an den elektrischen Sektor anzubinden. Dadurch lässt sich dem fluktuierenden Erzeugungsmuster der erneuerbaren Energiequellen eine Lastdynamik mit zahlreichen flexiblen Lasten und Speichermöglichkeiten entgegenstellen«, erläutert Prof. Dr. Clemens Hoffmann, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in Kassel.

Doch wie kommt die Energie zu den Verbrauchern? Direkt über die Stromleitungen oder über chemische Energieträger, wie Gase oder flüssige Kraftstoffe? In Deutschland und Europa wird die energiepolitische Diskussion derzeit von Wasserstoff als universellem Energieträger für die Energiewende geprägt. Im Auftrag des Informationszentrums Wärmepumpen und Kältetechnik IZW e.V. in Hannover hat das Fraunhofer IEE nun den Einsatz von Wasserstoff im zukünftigen Energiesystem mit dem besonderen Fokus auf die Gebäudewärmeversorgung untersucht. Im ersten Schritt haben die Forscher die zukünftige Wasserstoffnachfrage in allen Anwendungen und das Angebot von »grünem« also mit regenerativen Energien erzeugtem Wasserstoff analysiert. Anschließend werden ein Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland sowie eine teilweise Umnutzung des bestehenden Gasnetzes generell und in Hinblick auf eine dezentrale Gebäudeversorgung bewertet. Dem stellen die Autoren der Studie Potenziale und mögliche Hemmnisse einer von Wärmepumpen dominierten Wärmeversorgung gegenüber, die über das Stromnetz direkt mit regenerativem Strom gespeist wird.

Die Erzeugung von »grünem« Wasserstoff in Deutschland muss durch Importe ergänzt werden
»Wasserstoff kann als chemischer Energieträger in vielen Anwendungsfeldern als Endenergie genutzt werden, wie z.B. als Kraftstoff im Verkehr, oder weiter konvertiert werden in chemische synthetische Energieträger und Chemierohstoffe unter Hinzuziehung von Kohlenstoff aus CO2 oder von Stickstoff, beispielsweise zur Herstellung von Düngemittel. Das wirtschaftlich zu erschließende Erzeugungspotenzial über Elektrolyse mit regenerativen Strom ist in Deutschland aber begrenzt. Daher müssen wir gut transportierbare synthetische Energieträger auch in Regionen mit sehr guten Potenzialen für Solarenergie und Windenergie herstellen und von dort importieren«, erklärt Prof. Hoffmann aus der Systemsicht. Aber auch der Import von Wasserstoff hat laut Studie ein begrenztes wirtschaftliches Potenzial.

Wärmepumpentechnologie bietet Vorteile für die Gebäudewärmeversorgung
»Aufgrund des wirtschaftlich begrenzten Erzeugungspotenzials von Wasserstoff in Deutschland und Europa sollten wir ihn vor allem dort einsetzen, wo es keine wirtschaftlichen Alternativen gibt oder er besondere Vorteile gegenüber anderen Optionen aufweist. Für eine Versorgung der dezentralen Gebäudewärme ist der Einsatz von Wasserstoff nach unseren Erkenntnissen nicht notwendig und auch aus Kosten- und Effizienzgründen nicht sinnvoll. Denn die benötigte erneuerbare Energiemenge zur Bereitstellung von Niedertemperaturwärme mit Wasserstoff ist um 500 bis 600 % höher gegenüber der Wärmepumpe. Selbst in einem dicht besiedelten Land wie Deutschland besteht ein ausreichendes Potenzial von Strom aus Windenergie und Photovoltaik, um die hohen Nachfragepotenziale einer direkten Stromnutzung in den Bereichen Elektromobilität, Industrieprozesswärme und Gebäudewärme zu versorgen«, stellt Hoffmann fest. »Für die Versorgung von Gebäuden bietet die effiziente Wärmepumpentechnologie mittlerweile umfassende Lösungen, um den für einen schnellen Markthochlauf teilweise notwendigen Einsatz in unsanierten Bestandsgebäuden effizient zu ermöglichen.« Dabei kann die elektrische Versorgungssicherheit in einem wetterabhängigen Energiesystem in der kalten Dunkelflaute trotz der erhöhten Stromnachfrage mit moderaten zusätzlichen Gaskraftwerkskapazitäten zu geringen Mehrkosten gewährleistet werden. Auch für das Stromnetz ergeben sich daraus keine besonderen Herausforderungen. Die Ausbaukosten für das Stromnetz werden überwiegend durch die zur Erreichung der Klimaziele notwendige erneuerbare Stromerzeugung und die Elektromobilität bestimmt. Die zusätzlichen Netzkosten für den Einsatz von Wärmepumpen sind gering.

»Grüner« und »blauer« Wasserstoff
Die technische- und wirtschaftliche Reife der Bereitstellung von Gebäudewärme aus elektrischem Strom mit Hilfe der Wärmepumpe, sowie die Bereitstellung von CO2-freiem »grünem« Wasserstoff für industrielle Prozesse und Mobilität ist hoch. Beim CO2-armen »blauen« Wasserstoff ist derzeit unklar, ob die Behandlung der technischen Probleme der Herstellung und des Transportes dazu führen, dass er überhaupt wirtschaftlicher sein kann, als der elektrolytisch hergestellte grüne Wasserstoff. »Insbesondere aber muss die Energieforschung beim »blauen« Wasserstoff frühzeitig darauf hinweisen, dass die Erzeugung hochkonzentrierten Kohlendioxids in Mengengerüsten von Milliarden von Kubikmetern pro Jahr - wenn dieser Wasserstoff einen signifikanten Beitrag zum zukünftigen Energiesystem beitragen soll - Fragen aufwirft, die ähnlich sind wie jene, die an die Kernenergie zu stellen waren: nämlich die Frage nach der Größe eines größten anzunehmenden Unfalls (GAU) und die Wahrscheinlichkeit dafür. Diese Fragen werden derzeit noch nicht aufgeworfen und es kann deshalb der Eindruck entstehen, dass der »blaue« Wasserstoff bereits eine reale Alternative zur Energiesystemtransformation darstellt. Dies ist nicht der Fall und wissenschaftliche Verantwortung muss darauf hinweisen«, stellt Prof. Hoffmann, der früher für die Kernfusion forschte, mahnend fest.

Webinar und Studie zum Download
Am 4. Juni 2020, 14:00 - 15:15 Uhr, stellen die Autoren in einem Webinar die Ergebnisse der Studie vor und beantworten Fragen. Interessenten können sich anmelden unter: https://www.iee.fraunhofer.de/webinar-h2-gebaeudewaerme
Dort steht auch die Studie zum Download bereit.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Norman Gerhardt, norman.gerhardt@iee.fraunhofer.de, Tel. +49 561 7294-274
Jochen Bard, jochen.bard@iee.fraunhofer.de, Tel. +49 561 7294-346

Weitere Informationen:
https://s.fhg.de/sa8

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Der Schwester wie aus dem Gesicht geschnitten

Dr. Susanne Diederich Stabsstelle Kommunikation
Deutsches Primatenzentrum GmbH - Leibniz-Institut für Primatenforschung

Künstliche Intelligenz enthüllt Mechanismus zur Verwandtenselektion bei Primaten
Mehr die Mama oder doch ganz der Papa? Menschlichen Babys ist er gewiss, der neugierige Blick ins Gesicht, verbunden mit der Frage, wem das Kind ähnlicher sieht. Die Antworten fallen dabei je nach Verwandtschaftsgrad, Geschlecht und Zeitpunkt der Schätzung äußerst unterschiedlich aus. Mandrills, Affen die in Äquatorialafrika leben, erkennen verwandte Gesichtszüge möglicherweise besser als Menschen. So konnten Wissenschaftler am Deutschen Primatenzentrum - Leibniz-Institut für Primatenforschung in Göttingen gemeinsam mit Kolleginnen vom Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM) mittels künstlicher Intelligenz- Analysen zeigen, dass sich Halbschwestern, die denselben Vater haben, ähnlicher sehen als Halbschwestern, die dieselbe Mutter haben. Die Halbschwestern väterlicherseits pflegen zudem intensivere Beziehungen zueinander als nicht verwandte Tiere. Die Wissenschaftler sehen in dieser Ähnlichkeit der Gesichtszüge erstmals einen Hinweis dafür, dass ähnliche Gesichtszüge das Ergebnis von Selektion zur gegenseitigen Erkennung väterlicherseits Verwandter ist (Sciences Advances).

Bei vielen Tieren weisen miteinander verwandte Artgenossen ähnliche Merkmale auf. Manche sind einander sogar wie aus dem Gesicht geschnitten. Ungeklärt ist bisher jedoch, ob diese Ähnlichkeit lediglich ihre genetische Verwandtschaft widerspiegelt, oder ob sie das Ergebnis von Selektion ist, die das gegenseitige Erkennen von Verwandten erleichtert. Ein Team von Wissenschaftlern um Marie Charpentier vom ISEM in Montpellier, zu denen auch Clémence Poirotte und Peter Kappeler vom Deutschen Primatenzentrum in Göttingen gehören, haben nun erstmals mittels Künstlicher Intelligenz (Deep Learning) an freilebenden Mandrills geprüft, ob die Ähnlichkeit der Gesichtszüge dieser Altweltaffen eine Folge von Selektion ist. Verwendet wurden 16.000 Portraitfotos von Mandrills, die seit 2012 im Rahmen des Mandrillus-Projekts in Gabun aufgenommen wurden. Die Gruppe ist die einzige an den Menschen gewöhnte freilebende Mandrillgruppe. Mit dieser Methode zur Gesichtserkennung wurden zunächst die Individuen identifiziert und sodann quantifiziert, wie ähnlich sich die Gesichter der Affen sind. Die Ergebnisse dieser Analysen wurden abschließend mit den Verwandtschaftsgraden der Tiere in Beziehung gesetzt.

Mandrills leben in Gruppen, die aus mehr als 100 Individuen bestehen und dadurch charakterisiert sind, dass die Weibchen mütterlicherseits verwandt sind. Sie sind einander vertraut und bleiben ihr ganzes Leben lang in derselben Familie. Da sich in Mandrillgruppen hauptsächlich das Alphamännchen fortpflanzt, haben junge Mandrills ähnlichen Alters meist denselben Vater. Als Angehörige unterschiedlicher Familienverbände innerhalb der großen Gruppen sollten sie sich aber kaum kennen. Dennoch interagieren Halbschwestern väterlicherseits, ebenso wie Halbschwestern mütterlicherseits, häufiger miteinander als nicht verwandte Tiere. „Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass sich väterlicherseits verwandte Halbschwestern anhand ihrer Gesichtszüge als verwandt erkennen können. Obwohl Halbgeschwister mütterlicherseits wie väterlicherseits denselben Grad genetischer Verwandtschaft haben, ist die optische Übereinstimmung unter väterlicherseits verwandten Weibchen stärker. Wir vermuten, dass sich die Ähnlichkeit der Gesichtszüge zwischen väterlicherseits Verwandten entwickelt hat, um soziale Abgrenzung und gegenseitige Bevorzugung unter Verwandten zu ermöglichen", so Clémence Poirotte.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Clémence Poirotte
E-Mail: c.poirotte@gmail.com

Originalpublikation:
M. J. E. Charpentier, M. Harté, C. Poirotte, J. M. de Bellefon, B. Laubi, P. M. Kappeler, J. P. Renoult (2020). Same father, same face: Deep learning reveals selection for signaling kinship in a wild primate. Sci. Adv. 6, eaba3274.

Weitere Informationen:
http://medien.dpz.eu/pinaccess/showpin.do?pinCode=scUP7HZ0A8yP - Druckfähige Bilder

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Feste Wehre für Nebenwasserstraßen

Sabine Johnson Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesanstalt für Wasserbau (BAW)

In der Vergangenheit wurden die Wehranlagen an den Bundeswasserstraßen zumeist als Anlagen mit beweglichen Wehrverschlüssen gebaut, verbunden mit hohen Kosten für Bau, Betrieb und Unterhaltung. Im Jahr 2015 hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) mit Grundsatzuntersuchungen für feste Wehranlagen beauftragt. Im Einzelnen sollten Bemessungsgrundlagen entwickelt und Planungsempfehlungen gegeben werden. Dabei galt es, den Fokus auf die sogenannten Nebenwasserstraßen zu richten.

Die umfangreichen Untersuchungsergebnisse der BAW sind in Heft 105 der wissenschaftlichen Publikationsreihe BAWMitteilungen zusammengestellt.

Einen Schwerpunkt der Untersuchungen bilden die gegenständlichen und numerischen Modelluntersuchungen an sogenannten „gefalteten Wehren", wie Labyrinth-Wehre und Piano-Key-Wehre. Die gefalteten Wehre zeichnen sich durch eine im Vergleich zu einem geraden Wehr deutlich größere Überfalllänge aus. Die Folge ist eine um ein Vielfaches höhere hydraulische Leistungsfähigkeit. Die Untersuchungsergebnisse liefern vor allem neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu Fragen des Rückstaueinflusses, der Durchgän-gigkeit von Feststoffen und der Energieumwandlung. Darüber hinaus geben sie dem planenden Ingenieur eine praktische Vorstellung davon, wie die Umsetzung eines gefalteten Wehres aussehen kann und welche Besonderheiten in der Planungsphase zu berücksichtigen sind.

Am Beispiel einer Fallstudie für die Bundeswasserstraße Ilmenau werden die Umgestal-tungsmöglichkeiten für drei Wehranlagen dargestellt. Hierzu werden die hydraulischen Ergebnisse für Sohlengleiten, Streichwehre und Labyrinth-Wehre einander gegenüber-gestellt. Es zeigt sich, dass feste Wehre eine wirtschaftliche Alternative zu beweglichen Wehren sein können, insbesondere dort, wo die Anforderungen an Mindestwasserstände gesenkt und eine gewisse Variabilität der Wasserstände in Kauf genommen werden können.

Am 2. März 2020 hat das BMVI in Oranienburg eine vielbeachtete Regionalkonferenz zur Zukunft der Nebenwasserstraßen veranstaltet. Dabei wurde das politische Ziel, die Nebenwasserstraßen vorrangig für touristische Zwecke weiterzuentwickeln, bekräftigt. Die BAWMitteilungen Nr. 105 liefern die notwendigen Grundlagen, um in den Fällen, in denen an den Nebenwasserstraßen Wehranlagen erneuert werden müssen, die Option für den Bau einer festen Wehranlage zu prüfen und praktische Hinweise für den Planungsprozess zu geben.
Originalpublikation:

Die BAWMitteilungen Nr. 105 stehen zum kostenlosen Download bereit unter: https://henry.baw.de/handle/20.500.11970/107132

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Zucker macht Braunalgen zu guten Kohlenstoffspeichern

Dr. Fanni Aspetsberger Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

Braunalgen speichern große Mengen an Kohlendioxid und entziehen das Treibhausgas so der Atmosphäre. Der mikrobielle Abbau abgestorbener Braunalgenreste und die damit verbundene Rückgabe dieses gespeicherten Kohlendioxids in die Atmosphäre dauert länger als bei anderen Meerespflanzen. Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie, des MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und weiterer Institute haben sich den Abbau-Prozess genau angesehen und sind dabei auf hochspezialisierte Bakterien gestoßen, die über hundert Enzyme nutzen müssen, um die Algen kleinzukriegen.

Man kann sie schön finden oder auch nicht, aber fast jeder kennt sie: die Braunalge Fucus vesiculosus, auch Blasentang genannt. Sie wächst fast überall entlang der deutschen Nord- und Ostseeküste. Andere Braunalgen wie Macrocystis bilden entweder ganze Wälder entlang der Pazifikküste oder so wie Sargassum Algenblüten, deren Aggregate den Atlantik von West nach Ost bedecken. Ein produktives Ökosystem, das manche Ökologinnen und Ökologen als marines Gegenstück zu den Regenwäldern an Land sehen. Durch Braunalgen werden hohe Mengen an Kohlendioxid gespeichert, dadurch sind sie ein wichtiger Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufs.

Andreas Sichert vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie widmete sich in seiner Doktorarbeit der Frage, warum Braunalgen ein so guter Kohlenstoffspeicher sind: „Hauptbestandteil der Algenbiomasse sind ihre dicken Zellwände - ein enges Netzwerk aus Eiweißen und langkettigen Zuckern. Wenn die Alge stirbt, wissen wir kaum, was mit dieser Biomasse im Meer eigentlich passiert, zum Beispiel welche Bestandteile schnell oder langsam abgebaut werden."

Fest und flexibel
Braunalgen sind dabei an den rauen Lebensraum der Atlantikküsten angepasst. Die Gezeiten, Wind und Wellen fordern von den Bewohnern dieser Gegend besondere Fähigkeiten. So haben die Braunalgen eine spezielle Zellwandstruktur entwickelt. Diese ist gleichzeitig fest und flexibel und ermöglicht es der Pflanze, den Wellen und den Gezeitenströmungen erfolgreich standzuhalten. Ein wichtiger Bestandteil der Zellwände ist dabei der langkettige Zucker Fucoidan, der rund ein Viertel des Trockengewichts einer Braunalge ausmacht. Fucoidan kann vermutlich, ähnlich einem Gel, den Wassergehalt der Zellwand regulieren und die Braunalgen so bei Ebbe vor dem Austrocknen schützen.

Welche Rolle dieser Zucker Fucoidan im langwierigen Abbauprozess der Braunalgen spielt, untersuchte Andreas Sichert zusammen mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Forschungsgruppe Marine Glykobiologie des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie und des MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen. Außerdem beteiligt waren Forschende des Massachusetts Institute of Technology, der Universität Greifswald und der Universität Wien. „Man wusste bereits, dass Fucoidan langsamer von mikrobiellen Gemeinschaften abgebaut wird als andere Algenzucker und daher als Kohlenstoffsenke wirken könnte", sagt Andreas Sichert, einer der beiden Erstautoren der Studie, die jetzt im Fachmagazin Nature Microbiology erschienen ist. „In der Regel sind langkettige Zucker eine beliebte Nahrung für Bakterien, aber warum gerade Fucoidan besonders schwer verdaulich ist, war unklar."

Nur Spezialisten verdauen diesen Zucker
Bislang waren die Stoffwechselwege zum Abbau von Fucoidan nur teilweise bekannt, es gab aber Hinweise auf die Beteiligung einer hohen Anzahl von Enzymen, die entweder innerhalb einer mikrobiellen Gemeinschaft verteilt oder in einzelnen hochspezialisierten Bakterien untergebracht sind. Für die Untersuchung des Abbaus von Fucoidan verfolgten die Forschenden aus Bremen letztere Theorie und analysierten neu isolierte Bakterien der Gattung Lentimonas, die zum Stamm der Verrucomicrobia zählen. Allein die Isolation dieser Lentimonas Bakterien war nervenaufreibend. „Anfangs hatte ich über tausend Isolate, doch am Ende konnte nur eines Fucoidan wirklich abbauen", erinnert sich Christopher H. Corzett vom Massachusetts Institute of Technology, neben Sichert Erstautor der Studie.

„Wir haben bei diesen Bakterien einen bemerkenswert komplexen Weg für den Abbau von Fucoidan entdeckt, bei dem etwa hundert Enzyme verwendet werden, um den Zucker Fucose freizusetzen - einen Bestandteil von Fucoidan", sagt Jan-Hendrik Hehemann, Leiter der Forschungsgruppe Marine Glykobiologie. „Hierbei handelt es sich wahrscheinlich um einen der kompliziertesten bisher bekannten biochemischen Abbauwege für einen Naturstoff." Fucose wird anschließend über einen isolierten Bereich in den Bakterien abgebaut. Das von einer eiweißhaltigen Hülle umgebene Abteil schützt die Zelle vor dem toxischen Nebenprodukt Lactadehyd. „Die Notwendigkeit einer solch komplexen Zersetzung zeigt, dass Fucoidan für die meisten Meeresbakterien unverdaulich ist, und nur durch hochspezialisierte Bakterien im Ozean effektiv abgebaut werden kann", sagt Hehemann. „Das kann den langsamen Abbau von Braunalgen in der Umwelt erklären und lässt vermuten, dass Kohlenstoff im Ozean durch Fucoidan relativ lange gebunden wird."

Potenziell pharmakologisch wirksam
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind auch deshalb an Enzymen für Fucoidan interessiert, weil es ein potenziell pharmakologisch wirksames Molekül ist, welches ähnliche Wirkung wie Heparin in der Blutgerinnung aufzeigt. „Enzyme, die spezifisch Fucoidan fragmentieren und somit helfen, dessen Strukturen aufzuklären, sind von großem wissenschaftlichem Interesse, um die Wirkung von Fucoidan besser zu verstehen und diese marinen Zucker für biotechnologische Anwendungen zu erschließen", sagt der beteiligte Greifswalder Mikrobiologe Thomas Schweder.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Jan-Hendrik Hehemann
MARUM-MPG Brückengruppe Marine Glykobiologie
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen
Telefon: +49 421 2028-736
E-Mail: jheheman@mpi-bremen.de

Andreas Sichert
MARUM-MPG Brückengruppe Marine Glykobiologie
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen
Telefon: +49 421 2028-736
E-Mail: asichert@mpi-bremen.de

Ansprechpartner der Universität Greifswald:
Prof. Dr. Thomas Schweder
Pharmazeutische Biotechnologie
Institut für Pharmazie
Telefon: +49 3834 420 4212
E-Mail: schweder@uni-greifswald.de

Originalpublikation:
Andreas Sichert#, Christopher H. Corzett#, Matthew S. Schechter, Frank Unfried, Stephanie Markert, Dörte Becher, Antonio Fernandez-Guerra, Manuel Liebeke, Thomas Schweder, Martin F. Polz, Jan-Hendrik Hehemann: Verrucomicrobia use hundreds of enzymes to digest the algal polysaccharide fucoidan. Nature Microbiology, Mai 2020.

# Die beiden Autoren haben gleichberechtigt zum Paper beigetragen

DOI: 10.1038/s41564-020-0720-2

Quelle: IDW 

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Kein Nutzen von Hydroxychloroquin und Chloroquin

Nathalie Plüss Unternehmenskommunikation
Universitätsspital Zürich

Eine weltweite Beobachtungsstudie mit 96'000 hospitalisierten COVID-19-Patienten hat gezeigt, dass Patienten, die mit Hydroxychloroquin oder Chloroquin behandelt wurden, eine höhere Sterblichkeitsrate und insbesondere ein erhöhtes Risiko für Herzrhythmusstörungen aufwiesen.

Ein Forschungsteam des Brigham and Women's Hospital der Harvard Medical School in Boston hat in Zusammenarbeit mit der Abteilung für Kardiologie am Herzzentrum des Universitätsspitals Zürich Ergebnisse einer weltweiten Beobachtungsstudie bei Patienten, die wegen COVID-19 hospitalisiert wurden, ausgewertet. Dabei zeigten Patientinnen und Patienten, die mit Hydroxychloroquin oder Chloroquin (mit oder ohne Makrolid-Antibiotikum) behandelt worden waren, insbesondere ein höheres Risiko für lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen. Die Erkenntnisse des Teams sind in der renommierten Fachzeitschrift The Lancet veröffentlicht worden.

«Hydroxychloroquin und Chloroquin zeigen keinen Nutzen bei Patientinnen und Patienten, die mit Covid-19 hospitalisiert wurden», sagt Mandeep R. Mehra, MD, Executive Director des Center for Advanced Heart Disease, Brigham and Women's Hospital. «Die Daten weisen auf ein erhöhtes Sterberisiko hin. Wir beobachteten auch eine Vervierfachung der Anzahl Herzrhythmusstörungen bei COVID-19-Patienten, die mit Hydroxychloroquin oder Chloroquin behandelt worden waren».

Prof. Frank Ruschitzka, Leiter der Abteilung Kardiologie am Herzzentrum des Universitätsspitals Zürich ergänzt: «Für die Wirksamkeit von Hydroxychloroquin und Chloroquin bei Covid-19 gibt es keine wissenschaftlichen Belege. Im Gegenteil, insbesondere bei Covid-19-Patienten mit Herzerkrankungen beobachteten wir schwere Nebenwirkungen, vor allem lebensgefährliche Herzrhythmusstörungen. Hydroxychloroquin und Chloroquin sollten deshalb bei COVID-19 nicht mehr eingesetzt werden, bevor uns die Ergebnisse von weiteren, aktuell noch laufenden randomisierten klinischen Studien vorliegen».

Das Forschungsteam um Mehra und Ruschitzka führte die Studie unter Verwendung der Surgical Outcomes Collaborative-Datenbank durch, einem internationalen Register, das anonymisierte Daten von 671 Krankenhäusern aus allen Kontinenten umfasst. Die Analyse berücksichtigte Daten von über 96'000 Patienten, die mit COVID-19 hospitalisiert worden waren. Knapp 15'000 dieser Patienten waren mit dem Malariamedikament Chloroquin oder mit Hydroxychloroquin mit oder ohne Antibiotika (Makrolide wie Azithromycin und Clarithromycin) schon früh nach der COVID-19-Diagnose behandelt worden.

Die Forschenden fanden heraus, dass 10'698 Patienten, die die eine oder andere dieser Arzneien erhalten hatten, im Krankenhaus verstarben (11,1 Prozent) und dass 85'334 überlebten und entlassen werden konnten. Das Team verglich diese Sterblichkeitsrate mit derjenigen einer Kontrollgruppe unter Berücksichtigung von Alter, Geschlecht und Risikofaktoren. Die Sterblichkeitsrate in der Kontrollgruppe betrug 9,3 Prozent. Chloroquin oder Hydroxychloroquin allein oder in Kombination mit einem Makrolid waren mit einem erhöhten Risiko für den Tod im Krankenhaus mit COVID-19 verbunden. Bei den Therapiegruppen erfuhren zwischen 4 und 8 Prozent der Patienten eine neue Herzrhythmusstörung, verglichen mit 0,3 Prozent der Patienten der Kontrollgruppe.

Die Autoren weisen darauf hin, dass die Ergebnisse noch laufender randomisierter klinischen Studien abgewartet werden müssen, bevor definitive Schlussfolgerungen bezüglich der Gefährdung durch Chloroquin und Hydroxychloroquin gezogen werden können.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Frank Ruschitzka
Direktor der Klinik für Kardiologie und Leiter der Abteilung Kardiologie des Herzzentrums am Universitätsspital Zürich
E-Mail: frank.ruschitzka@usz.ch

Originalpublikation:
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736%2820%2931180-6/f...

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Studie zum Infektionsgeschehen startet an Schulen

Helena Reinhardt Pressestelle / Unternehmenskommunikation
Universitätsklinikum Leipzig AöR

Leipziger Mediziner untersuchen sächsische Schüler und Lehrkräfte auf Sars-Cov-2 Infektionen

Mit der Schulöffnung für alle Altersstufen am 18. Mai in Sachsen sind vielerorts auch Unsicherheiten bei Eltern, Schülern und Lehrkräften verbunden. Um dem Abhilfe zu schaffen und ein möglichst genaues Bild des aktuellen Infektionsstandes mit Sars-CoV-2 und dessen Entwicklung an sächsischen Schulen zu erhalten, starten Leipziger Mediziner ab nächster Woche eine breit angelegte Studie. Das wissenschaftliche Projekt erfolgt in Abstimmung mit den Sächsischen Staatsministerien für Kultus sowie für Wissenschaft, Kultur und Tourismus und soll dazu beitragen, die Auswirkungen der Infektionsschutzmaßnahmen sowie die Folgen der Lockerung zu ermitteln.

Die Studie wird vom Team der LIFE Child Ambulanz der Universität Leipzig unter Leitung von Prof. Wieland Kiess, dem Direktor der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin am Universitätsklinikum Leipzig, durchgeführt. Ziel ist die Erfassung und Kontrolle des Infektionsgeschehens bei Schülern und Lehrkräften. Dazu werden an ausgewählten Schulen in den Regionen Dresden, Zwickau und Leipzig in drei Stufen Erhebungen durchgeführt. Untersucht werden freiwillig teilnehmende Lehrkräfte sowie Schülerinnen und Schüler, wobei die teilnehmenden Klassen zufällig bestimmt werden. Getestet wird sowohl ob eine aktuelle Infektion vorliegt, als auch ob durch eine vorangegangene Infektion bereits Antikörper gebildet wurden. Der Test auf eine Infektion erfolgt mittels eines Rachenabstrichs, für einen Antikörpertest wird eine Blutentnahme benötigt.
„Da hier ausschließlich symptomfreie Kinder und Lehrerkräfte getestet werden, erfüllt diese Studie nicht nur eine wichtige Funktion im Rahmen des Infektionsschutzes an sächsischen Schulen, sondern schafft zusätzlich Klarheit in Bezug auf die umstrittene tatsächliche Häufigkeit symptomfreier Infektionen speziell bei Kindern", sagt Prof. Wieland Kiess, Leiter der Studie. „Wir hoffen auf eine möglichst hohe Beteiligung an den ausgewählten Schulen, da die Aussagekraft der Ergebnisse mit jedem weiteren Probanden steigt", so Prof. Wieland Kiess.
Die erste Basiserhebung startet kommende Woche. Es folgen Verlaufsuntersuchungen zu Beginn des neuen Schuljahres und erneut im Herbst dieses Jahres.

Quelle: IDW 

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COVID-19 in Augsburg: Obduktionen zeigen schwere Lungenschädigungen

Michael Hallermayer Presse - Öffentlichkeitsarbeit - Information
Universität Augsburg

Eine Studie des Augsburger Universitätsklinikums, die vor kurzem in der renommierten Fachzeitschrift Journal of the American Medical Association (JAMA) erschienen ist, zeigt, dass das Lungengewebe von verstorbenen COVID-19 Patienten irreversibel geschädigt ist. Ursache der Schädigungen war das Virus, dessen Erbgut noch in den Atemwegen nachgewiesen werden konnte. Lungenschädigungen durch die maschinelle Beatmung konnten als Ursache weitgehend ausgeschlossen werden, da mehr als die Hälfte der Patienten nicht künstlich beatmet wurde. Die massiv beeinträchtigte Sauerstoffaufnahme der Lungen führte schließlich zum Tod der Erkrankten.

Obduktionen zeigen: Massive Lungenschäden als Todesursache
Die Infektion mit dem SARS-CoV-2 Virus verläuft in der Mehrzahl der Fälle als wenig komplikationsträchtige Erkrankung der oberen Atemwege, insbesondere des Rachens. Einige der Patienten entwickeln jedoch eine Lungenentzündung, die in einem geringen Anteil der Fälle so schwer verläuft, dass eine künstliche Beatmung erforderlich wird. Trotz aller intensivmedizinischer Maßnahmen versterben Patienten an dieser Erkrankung.
Ein interdisziplinäres Ärzteteam um die Augsburger Pathologin Dr. Tina Schaller führte seit dem 4. April diesen Jahres 19 Obduktionen an verstorbenen Patienten mit COVID-19 durch. Dank einer sorgfältigen Aufklärung der Angehörigen konnte in Augsburg eine Obduktionsrate von annähernd 90% der Todesfälle erreicht werden, was den Ärzten eine unverfälschte Beurteilung ermöglichte. Die Ergebnisse der ersten zehn Obduktionen wurden mittlerweile in der renommierten Fachzeitschrift Journal of the American Medical Association (JAMA) publiziert. „Bei den Untersuchungen konnten wir das Erbgut des Virus noch im Atemwegssystem der Verstorbenen nachweisen," erklärt Dr. Schaller, leitende Oberärztin und Erstautorin der Studie. Im Lungengewebe selbst zeigte sich durchweg eine ungewöhnlich schwere, teils mutmaßlich irreversible Schädigung. Das Ärzteteam sieht diese Veränderung als Todesursache an, da hierdurch die Sauerstoffaufnahme durch die Lungen zur Versorgung der Organe massiv beeinträchtigt ist.

Coronavirus als Verursacher der Lungenschäden
„Die wichtigste Erkenntnis aus der ersten Analyse ist, dass die beschriebenen Lungenschädigungen offensichtlich nicht eine Komplikation der Beatmung darstellen. Vielmehr entstehen sie unabhängig von dieser intensivmedizinischen Maßnahme am ehesten direkt durch die virale Schädigung. Alle Patienten litten an schweren Grunderkrankungen, die jedoch nicht unmittelbar zum Tod führten", ergänzt Prof. Dr. Bruno Märkl, Direktor des Instituts für Pathologie und Molekulare Diagnostik des Universitätsklinikums Augsburg sowie Inhaber des Lehrstuhls für Allgemeine und Spezielle Pathologie an der Medizinischen Fakultät der Universität Augsburg. In den übrigen Organen konnten keine augenscheinlich schweren Veränderungen nachgewiesen werden. Die durch SARS-CoV-2 hervorgerufenen ausgeprägten Lungenschäden sind vergleichbar mit den Auswirkungen der SARS- und MERS-Erkrankungen.

Die Studie
Sample: Obduktion von 10 Patientinnen und Patienten mit SARS-CoV-2 im Durchschnittsalter von 79 Jahren mit durchschnittlich vier Vorerkrankungen, überwiegend im kardiovaskulären Bereich.

Die Augsburger Universitätsmedizin
...umfasst die Medizinische Fakultät der Universität Augsburg, das Universitätsklinikum Augsburg sowie - als Kooperationspartner - das Bezirkskrankenhaus Augsburg - Klinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik der Universität Augsburg. Die Forschungsschwerpunkte der Medizinischen Fakultät liegen in den Bereichen Medizinische Informatik sowie Umwelt und Gesundheit. Rund 100 Professorinnen und Professoren werden im Endausbau in der bio- und humanmedizinischen Forschung und Lehre tätig sein. Seit dem Wintersemester 2019/20 bietet die Medizinische Fakultät einen humanmedizinischen Modellstudiengang an, der vorklinische und klinische Inhalte integriert und besonderen Wert auf eine wissenschaftliche Ausbildung der im Endausbau 1.500 Studierenden legt.

Das Universitätsklinikum Augsburg (UKA), seit 2019 in der Trägerschaft des Freistaates Bayern, bietet unter anderem durch seine Einbindung in universitäre medizinische Forschung und Lehre der Medizinischen Fakultät der Universität Augsburg der Bevölkerung der Stadt und der Region eine optimale medizinische Versorgung. Die tagesklinischen Betten mitgezählt, stehen am UKA 1.740 Betten zur Verfügung. 24 Kliniken, drei Institute und 19 Zentren garantieren in allen medizinischen Fachdisziplinen Diagnose und Therapie auf höchstem Niveau. Jährlich werden über 250.000 ambulante und stationäre Patientinnen und Patienten versorgt. Mit zirka 80.000 Patientinnen und Patienten pro Jahr ist die Notaufnahme des UKA die zweitgrößte der Bundesrepublik. Jährlich erblicken am UKA mehr als 2.450 Kinder das Licht der Welt. Mit 560 Ausbildungsplätzen ist die an das UKA angeschlossene Akademie für Gesundheitsberufe einer der größten Ausbildungsträger der Region.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. med. Tina Schaller, Leitende Oberärztin am Universitätsklinikum Augsburg
Telefon: 0821 400-2150 (Sekretariat)
E-Mail: tina.schaller@uk-augsburg.de

Originalpublikation:
Schaller T, Hirschbühl K, Burkhardt K, et al. Postmortem Examination of Patients With COVID-19. JAMA. Published online May 21, 2020. doi:10.1001/jama.2020.8907

Weitere Informationen:
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2766557
Studie im Journal of the American Medical Association (JAMA)

Quelle: IDW 

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Spülschwamm-Mikrobiom: Was dich nicht umbringt, macht dich härter!

Jutta Neumann Pressestelle
Hochschule Furtwangen

Gerade zu Coronazeiten kommt der Haushalts- und Küchenhygiene eine große Bedeutung zu, wenn viele Menschen mehr zu Hause sind, öfter selber kochen und gleichzeitig andere Infektionskrankheiten bewusst vermeiden wollen. Spülschwämme sind wahre Keimschleudern. Bis zu 54 Milliarden Bakterien sitzen in einem Kubikzentimeter Schwammgewebe. Ist es da eine gute Idee, den Spülschwamm durch Erhitzen in der Mikrowelle zu reinigen? Die kurze Behandlung angefeuchteter Schwämme gilt zwar landläufig als geeignete Methode, doch ist sie auch aus wissenschaftlicher Sicht empfehlenswert?

Es gibt da eine gute und eine schlechte Nachricht: „Bis zu 99,99999% aller Schwamm-Bakterien werden im Mikrowellenherd getötet. Allerdings wachsen die Überlebenden schnell wieder hoch. Ob und wie sich eine regelmäßige Mikrowellenbehandlung auf die Zusammensetzung der Mikrobengemeinschaft in einem Spülschwamm auswirkt, war bislang völlig unbekannt. Das war daher unsere Ausgangsfrage", erläutert Studienleiter Prof. Dr. Markus Egert, der an der Hochschule Furtwangen Mikrobiologie und Hygiene lehrt. Mikroorganismen sind Meister im Anpassen an extreme Lebensbedingungen. Die Untersuchung fand vor dem wissenschaftlichen Hintergrund statt, dass die typischen Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen in einem modernen Haushalt längerfristig zur Selektion solcher Mikrobengemeinschaften führen könnten, die für den Menschen eher negative Eigenschaften haben.

Für die Studie wurden 20 neue Spülschwämme an die Teilnehmenden ausgegeben. Zehn zufällig ausgewählte Teilnehmende sollten ihren mit Spüliwasser angefeuchteten Schwamm zwei- bis dreimal die Woche einer einminütigen Mikrowellenbehandlung bei maximaler Wattzahl (800 - 1200 Watt) unterziehen. Nach vier Wochen normaler Benutzung in der Küche wurden die Schwämme eingesammelt und einer Metagenom-Analyse unterzogen. Dabei untersucht man das gesamte genetische Material einer Mikrobengemeinschaft und erhält nicht nur Informationen über die anwesenden Arten von Mikroben, sondern auch über ihre potentiellen Stoffwechseleigenschaften.

„Wir waren total überrascht, was wir neben Bakterien noch so alles an Mikroorganismen in den Schwämmen entdecken konnten: Bakterien-befallende Viren, das Treibhausgas Methan bildende Archaeen, Pilze und einzellige Tiere, wie zum Beispiel Amöben. Bakterien waren aber mit Abstand die häufigsten Organismen", so der Studienleiter Prof. Egert.

Die regelmäßig in der Mikrowelle behandelten Schwämme zeigten eine deutlich andere Zusammensetzung ihrer bakteriellen Gemeinschaft als die unbehandelten Schwämme. Die Artenanzahl war reduziert, die Vielfalt an potentiellen Stoffwechselleistungen aber tendenziell erhöht. So zeigten behandelte Schwämme höhere Anteile von Genen, die für die Synthese von Kapsel und Zellwandmaterial verantwortlich sind. „Dies kann man als einen Schutzmechanismus gegen den Mikrowellenstress interpretieren. Mit der Zeit können so Mikrobengemeinschaften entstehen, die sich schwerer aus dem Schwamm entfernen lassen. Mehr Gene, die am Schwefelstoffwechsel beteiligt sind, könnten auf eine höhere Tendenz zur Bildung von schlechtem Geruch hindeuten", meint Egert. „Dies zu beweisen, erfordert aber sicher weitere Studien". Keine Unterschiede zeigten sich indes bei bakteriellen Genen, die mit der Auslösung von Krankheiten beim Menschen in Verbindung stehen.

Können Spülschwämme nach einer Mikrowellenbehandlung also noch bedenkenlos in der Küche eingesetzt werden? Spülschwämme sind und bleiben aus hygienischer Sicht kein sinnvolles Reinigungswerkzeug für Küchentätigkeiten. Sie wenige Male in der Mikrowelle zu behandeln, schadet nicht. Anstatt sie aber über viele Wochen immer wieder aufzubereiten, sollten sie besser regelmäßig (alle ein bis zwei Wochen) ersetzt und bis zu ihrem „Lebensende" für solche Arbeiten im Haushalt benutzt werden, an die geringere Hygieneanforderungen gestellt werden, wie beispielsweise für die Gartenarbeit oder den Autoputz.

Die hier vorgestellte Studie wurde von einem Forscherteam der Hochschule Furtwangen und der Universitäten Gießen und Wageningen (Niederlande) durchgeführt. Erschienen ist sie in der Zeitschrift Microorganisms mit dem Titel „Metagenomic analysis of regularly microwave-treated and untreated domestic kitchen sponges".
Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Markus Egert, ege@hs-furtwangen.de

Originalpublikation:

Microorganisms 2020, 8, 736
doi:10.3390/microorganisms8050736
https://www.mdpi.com/2076-2607/8/5/736

Quelle: IDW 

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Pilotprojekt erfolgreich: Quartierspeicher wichtiger Baustein der Energiewende in Kommunen

Richard Harnisch Öffentlichkeitsarbeit und Kommunikation
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung GmbH, gemeinnützig

► Test-Speicher in Groß-Umstadt wird nach erfolgreicher Pilotphase in Solarsiedlung durch neues, permanentes Modell ersetzt
► Auch andere Kommunen zeigen Interesse an Quartierspeichern

Berlin, Darmstadt, Groß-Umstadt, 19. Mai 2020 - Dass dezentrale Energiespeicher für die Energiewende in Kommunen ein wichtiger Baustein sein können, zeigt ein Pilotprojekt in Groß-Umstadt. Im Neubaugebiet „Am Umstädter Bruch" verpflichtet der Bebauungsplan alle Bauherren, eine Photovoltaikanlage zu installieren und den Solarstrom zu speichern. Hierfür wurde ein großer Batteriespeicher, ein „Quartierspeicher", vor Ort eingerichtet, an den 25 Haushalte der Solarsiedlung angeschlossen sind. Der mehrjährige Testbetrieb des Speichers wurde vom Forschungsprojekt „Esquire" unter Leitung des Instituts für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) wissenschaftlich begleitet. Nach erfolgreicher Pilotphase wird nun in Kürze ein permanenter Stromspeicher im Quartier aufgestellt, der bis zu 274 Kilowattstunden speichern kann. Damit können die Haushalte bis zu 70 Prozent ihres Verbrauchs aus selbst erzeugtem Strom decken.

Vor vier Jahren errichtete der kommunale Energieversorger Entega einen Quartierspeicher als Testlabor in Groß-Umstadt. Seit 2017 wird er durch das Projekt „Esquire" mit Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung begleitet und technisch erprobt. Sein Hauptzweck: Er speichert den überschüssigen Sonnenstrom, den die Haushalte nicht sofort selbst verbrauchen, zentral vor Ort. „So müssen die privaten Solaranlagenbetreiber ihren Strom nicht selbst in einer eigenen Batterie in ihrem Haus speichern, sparen Platz und gehen kein technisches Risiko ein", erklärt Projektleiterin Swantje Gährs vom IÖW. Im Gegensatz zum Heimspeicher passt sich ein Quartierspeicher flexibel an die Verbräuche der Anwohner an und bietet jederzeit und saisonal unabhängig die passende Speicherkapazität.

In Zusammenarbeit mit den Partnern Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde auch untersucht, wie weitere Anwendungen des Speichers neben dieser Nutzung vor Ort aussehen können. So ist es etwa möglich, mit dem überschüssigem Strom Elektrofahrzeuge zu laden. Die Erfahrungen aus Forschung und Praxis flossen in das Geschäftsmodell für einen neuen Batteriespeicher ein, den Entega für das Quartier beschafft hat und der im Juli 2020 installiert werden soll. Bernhard Fenn, Leiter des Bereichs Forschung und Entwicklung bei Entega erläutert: „Der Speicher ist ein neues Produkt, das wir gemeinsam mit verschiedenen Speicherherstellern konfektioniert haben und der in Groß-Umstadt erstmals zum Einsatz kommt. Wir rechnen damit, dass er zehn bis zwölf Jahre in Betrieb sein kann. Der Strom, den die Solarsiedlung nicht selbst vor Ort benötigt, wird zukünftig auf dem Strommarkt angeboten."

Ein Film zum Quartierspeicherprojekt unter http://www.entega.ag/quartierspeicher zeigt, wie der Speicher funktioniert und wie er für die Verbraucher angeboten wird.

Kommunen zeigen großes Interesse an Quartierspeichern
Die Projektpartner stellten ihre Forschungsergebnisse in einem Workshop interessierten Kommunen und kommunalen Energieversorgern aus ganz Deutschland vor. Bei den über 40 Teilnehmenden zeigte sich großes Interesse an Quartierspeichern als Baustein der Energiewende vor Ort. Besonders ausführlich diskutiert wurden Fragen der Umsetzung und Erweiterung eines Quartierspeichers sowie zu den rechtlichen Rahmenbedingungen. Das Thema Netzentgelte, Steuern, Abgaben und Umlagen wird wegen der unterschiedlichen, einzelfallabhängigen Regeln als größtes Hemmnis bei der Umsetzung von Quartierspeichern wahrgenommen.

Energieexpertin Gährs vom IÖW: „Die aktuellen Regelungen im Energiewirtschaftsgesetz verhindern, dass das ökonomische und ökologische Potenzial von Quartierspeichern ausgeschöpft wird, welches sich ergibt, wenn erhöhter Eigenverbrauch vor Ort mit einer Netzentlastung einhergehen. Der Gesetzgeber sollte hier noch nachbessern." Welche Funktionen Quartierspeicher vor Ort bereitstellen können, zeigen ein Infoposter und die Webseite http://www.stromspeicher-in-der-stadt.de.

Über das Projekt
Für die Energiewende wird es immer wichtiger, erneuerbaren Strom dezentral zu speichern. Er kann dadurch flexibel verbraucht werden und entlastet die Stromnetze. Einen wichtigen Baustein bilden Batteriespeicher, die mehrere Haushalte gemeinsam nutzen. Das Projekt „Energiespeicherdienste für smarte Quartiere (Esquire)" untersucht, wie solche Quartierspeicher eingeführt werden können, die zwei Bedingungen erfüllen: Die Nutzer/innen müssen sie akzeptieren und sie müssen das Stromsystem stabilisieren. Dienstleistungen und Geschäftsmodelle, die dazu beitragen können, entwickelt das Projekt gemeinsam mit Nutzer/innen und kommunalen Akteuren. Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in der Fördermaßnahme „Smart Service Stadt: Dienstleistungsinnovationen für die Stadt von morgen". Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit dem Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation. Praxispartner sind Evohaus und Entega.

Mehr zum Projekt Esquire: http://www.esquire-projekt.de

Terminhinweis: Am 27. Mai 2020 findet das Webinar „Quartierspeicher für die Energiewende - Praxisbeispiele und Rahmenbedingungen" mit Beiträgen aus Forschung, Wirtschaft, Praxis und vom Wirtschaftsministerium statt. Die Veranstaltung ist in das Programm der Berliner Energietage eingebettet. Weitere Informationen zu Programm und Anmeldung: https://www.ioew.de/veranstaltung/quartierspeicher-fuer-die-energiewende-praxisb...

Fachliche Ansprechperson:
Dr. Swantje Gährs
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW)
Telefon: +49-30-884 594-0
E-Mail: swantje.gaehrs@ioew.de

Pressekontakt:
Richard Harnisch
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW)
Telefon: +49-30-884 594-16
E-Mail: richard.harnisch@ioew.de

Das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) ist ein führendes wissenschaftliches Institut auf dem Gebiet der praxisorientierten Nachhaltigkeitsforschung. Über 60 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erarbeiten Strategien und Handlungsansätze für ein zukunftsfähiges Wirtschaften - für eine Ökonomie, die ein gutes Leben ermöglicht und die natürlichen Grundlagen erhält. Das Institut arbeitet gemeinnützig und ohne öffentliche Grundförderung.
http://www.ioew.de

Quelle: IDW 

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Coronavirus: Globaler CO2-Ausstoß sinkt um 17 Prozent

Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin

Gemeinsame Pressemitteilung des Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) und der Technischen Universität Berlin

Globaler CO2-Ausstoß Anfang April 17 Prozent niedriger als vor Corona

Studie zum Klima-Effekt der Pandemie-Abwehrmaßnahmen mit drei Szenarien für den weiteren Verlauf 2020. „Die staatlichen Anschubhilfen werden den Emissionspfad für Jahrzehnte prägen."

Mit einer aufwändigen Schnellschätzung hat ein Forscherteam jetzt die Auswirkung der Corona-Abwehrmaßnahmen auf den Ausstoß des wichtigsten Treibhausgases CO2 beziffert. Demnach lagen die weltweiten CO2-Emissionen Anfang April wahrscheinlich ein Sechstel niedriger als vor der Pandemie. Die stärksten absoluten Rückgänge gab es bei Verkehr und Produktion. An der Studie arbeiteten wissenschaftliche Einrichtungen aus sieben Ländern auf drei Kontinenten mit, darunter das Berliner Klimaforschungsinstitut MCC (Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change) und die Technische Universität Berlin. Die Studie wurde jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht.

Trotz der Bedeutung der CO2-Emissionen gibt es bislang keine Echtzeit-Erfassung, nationale Statistiken hinken zum Teil um Jahre hinterher. Das Forscherteam ging deshalb indirekt vor: auf Basis laufender Erhebungen zu Energie- und Rohstoffverbrauch, Industrieproduktion und Verkehrsaufkommen in 69 Ländern mit 97 Prozent der globalen Emissionen, ergänzt durch Annahmen über die durch die Pandemie-Abwehr ausgelösten Verhaltensänderungen sowie Satellitendaten zur Luftverschmutzung. Die auf den 7. April 2020 bezogene Schnellschätzung kommt auf einen Corona-bedingten Rückgang um 17 Megatonnen CO2 pro Tag (eine Megatonne entspricht eine Million Tonnen) - das ist relativ zum Vor-Corona-Niveau von 100 Megatonnen ein Rückgang um 17 Prozent.

Der größte Anteil der täglichen Reduktion der CO2-Emissionen, schätzungsweise 7,5 Megatonnen, entfällt auf den Verkehr am Boden (das entspricht 36 Prozent Rückgang). 4,3 Megatonnen (19 Prozent Rückgang) entfallen auf die Produktion von Gütern und Dienstleistungen und 3,3 Megatonnen (7 Prozent Rückgang) auf die Stromerzeugung. Auf den Luftverkehr entfallen 1,7 Megatonnen (prozentual ist der Rückgang hier mit 60 Prozent am größten) und auf den öffentlichen Sektor 0,9 Megatonnen (21 Prozent Rückgang). In den Privathaushalten gibt es dagegen einen geringfügigen Anstieg um 0,2 Megatonnen (3 Prozent).

Die Studie liefert auch eine Vorausschätzung für die CO2-Emissionen bis zum Jahresende, und zwar für drei verschiedene Szenarien. Fazit: (1) Wenn die im März verfügten Beschränkungen bis Mitte Juni auf Null heruntergefahren werden, liegt der CO2-Ausstoß im Gesamtjahr 2020 um rund vier Prozent niedriger als in den Vorjahren ohne Corona. (2) Wenn die Beschränkungen bis Ende Mai bleiben und Ende Juli wieder Normalzustand herrscht, beträgt der Rückgang rund fünf Prozent. (3) Wenn zusätzlich zum zweiten Szenario die Behörden noch bis Jahresende einzelne Infektionsketten durchbrechen und Betroffene in Quarantäne schicken müssen, beträgt der Rückgang rund sieben Prozent.

Das Forscherteam betont, dass die Klima-Krise durch die Corona-Pandemie in keiner Weise entschärft wird. „Die seit Jahren von der Wissenschaft entwickelten Szenarien für einen erfolgreichen Kampf gegen die Erderwärmung zielen ja trotz verringerten Energie- und Ressourcenverbrauchs auf besseres, nicht schlechteres menschliches Wohlergehen", erklärt Prof. Dr. Felix Creutzig, Leiter der MCC-Arbeitsgruppe Landnutzung, Infrastruktur und Transport sowie Leiter des Fachgebiets Sustainability Economics of Human Settlements an der TU Berlin und Mitautor der Studie. „Der jetzige Nachfragerückgang ist dagegen weder beabsichtigt noch zu begrüßen. Unsere Studie taugt nicht für Jubelmeldungen. Gleichwohl liefert sie wichtige quantitative Erkenntnisse dazu, wie extreme Maßnahmen auf CO2-Emissionen wirken."

Um die globale Erderwärmung auf 1,5 Grad gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, müssten die Emissionen nicht einmalig, sondern Jahr für Jahr um sechs Prozent sinken. „Das muss die Politik im Blick behalten, wenn sie nach dem Eindämmen der Pandemie die wirtschaftliche Erholung organisiert", betont Felix Creutzig. „Die staatlichen Anschubhilfen werden den Pfad der globalen CO2-Emissionen wahrscheinlich für Jahrzehnte prägen. Es ist durchaus möglich, den Klimaschutz dabei mitzudenken. Doch wenn dieser aufgeweicht wird, sind trotz des aktuellen Rückgangs langfristig sogar höhere Emissionspfade als ohne Corona wahrscheinlich."

Weitere Informationen:
Le Quéré, C., Jackson, R., Jones, M., Smith, A., Abemethy, S., Andrew, R., De-Gol, A., Willis, D., Shan, Y., Canadell, J., Friedlingstein, P., Creutzig, F., Peters, G., 2020, Temporary reduction in daily global CO2 emissions during the COVID-19 forced confinement, Nature Climate Change
https://www.nature.com/articles/s41558-020-0797-x

Fotomaterial zum Download
http://www.tu-berlin.de/?214590

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr. Felix Creutzig
TU Berlin
Fachgebiet Sustainabiliy Economics of Human Settlements
Tel.: 030 314-73331
E-Mail: creutzig@tu-berlin.de

Quelle: IDW 

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Studie: Personen in fester Partnerschaft und mit Kindern sind während der Coronakrise zufriedener

Jasmin Schulte Geschäftsbereich Kommunikation - Presse- und Informationsstelle
Hochschule Osnabrück

Untersuchung der Hochschule Osnabrück zeigt, wie sich der Umgang mit der Coronakrise auf die Solidarität und Vorurteile auswirkt und was für unsere Zufriedenheit in der Ausnahmesituation der vergangenen Monate wichtig ist.

Personen, die in einer festen Partnerschaft leben oder mit Kindern, ging es in den zurückliegenden Wochen der Coronakrise mit den strikten Einschränkungen des öffentlichen Lebens besser. Das ist eines der Ergebnisse einer Studie an der Hochschule Osnabrück. „Grundsätzlich hat sich die Wohnsituation, ob also eine oder mehrere Personen in einem Haushalt leben - zum Beispiel in einer WG - nicht signifikant auf die Zufriedenheit ausgewirkt", erläutert Wirtschaftspsychologin Prof. Dr. Petia Genkova. Der Beziehungsstatus und ob die Befragten Kinder hatten, machte hingegen einen nachweisbaren Unterschied. „Personen, die einen festen Partner hatten, zeigten ein höheres ,well-being‘ als diejenigen ohne Partner", heißt es in der Studie. „Das gilt übrigens auch für Menschen, die in Fernbeziehungen leben", ergänzt Genkova. Personen mit Kindern gaben zudem eher an, zufrieden zu sein als diejenigen ohne.

Für die Querschnittsstudie wurden deutschlandweit 310 Personen zwischen dem 23. März und dem 15. April befragt, in einem Zeitraum also, in dem bundesweit strikte Ausgangsbeschränkungen galten. Für die Erhebung wurde eigens ein Fragebogen entwickelt, um die Einstellung zu kultureller Vielfalt in der Krise zu messen. Das übergeordnete Ziel der Untersuchung war es, herauszufinden, wie sich der Umgang mit der Coronakrise sowohl auf die Solidarität untereinander auswirkt, als auch auf Vorurteile gegenüber Gruppen, denen man nicht selber angehört.

„Wir haben die Hypothese aufgestellt, dass die Wahrnehmung eines Konfliktes zwischen verschiedenen gesellschaftlichen Gruppen in der Krise sowie Angst und Unsicherheit die soziale Distanz zu anderen Gruppen und auch Vorurteile verstärken", berichtet Genkova. Diese Hypothese habe sich bestätigt.

Schon in den großen europäischen Krisen der vergangenen Jahre, der Finanzkrise und der Flüchtlingskrise, sei der Anstieg von Vorurteilen und Diskriminierung thematisiert worden, berichten Genkova und Henrik Schreiber, Mit-Autor der Studie. „In der Coronakrise zeigen sich nun schon nach wenigen Wochen Analogien."

Genkova und Schreiber verbinden die Studie deshalb mit der Aussage, „dass die öffentliche Betonung von Gruppenkonflikten in der Krise Vorurteile und soziale Distanz potenziell steigern und damit die Demokratie und ihre Werte gefährden können". Um als demokratische Gesellschaft gestärkt aus der Krise hervorzugehen, sei demonstrierter Zusammenhalt wichtig.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Petia Genkova
E-Mail: p.genkova@hs-osnabrueck.de
Telefon: 0541 969-3772

Quelle: IDW 

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Weniger Schnee in 78 Prozent der Berggebiete weltweit

Sara Senoner Communication
Eurac Research

Obwohl Klimaveränderungen sehr viel langsamer vonstattengehen als die Ausbreitung einer Epidemie, sind ihre Auswirkungen dennoch verheerend. Dies führen die Karten zur Schneebedeckung in Berggebieten weltweit, die die Physikerin Claudia Notarnicola von Eurac Research (Bozen, Italien) ausgearbeitet hat, eindrucksvoll vor Augen. Die Analyse von hochaufgelösten Satellitenbildern von 2000 bis 2018, Bodenmessungen und Simulationsmodellen ergibt vor allem für das Hochgebirge ein besorgniserregendes Bild. Oberhalb von 4000 Metern ist für Parameter wie die Ausdehnung der Schneedecke und die Dauer der Schneebedeckung ein konstanter Rückgang zu verzeichnen, während die Lufttemperatur ansteigt.

In einer Studie des Forschungszentrums Eurac Research werden die Daten zur globalen Schneebedeckung aus fast 20 Jahren analysiert und erstmals kartiert.
„Nach einem schneearmen Winter hat der Frühling dieses Jahr sehr früh begonnen. Kommt so etwas häufiger vor, dann kumulieren sich die Auswirkungen mit den Jahren und werden deutlich sichtbar", erklärt Claudia Notarnicola, stellvertretende Leiterin des Instituts für Erdbeobachtung von Eurac Research und verantwortlich für die Studie.
Die Entwicklung in den Berggebieten hat in den vergangenen Jahren für viel Aufmerksamkeit gesorgt: Ab 1.500 bis 2.000 Metern ist die Temperatur nämlich doppelt so stark angestiegen wie im globalen Durchschnitt, und der Anstieg ist umso größer, je höher ein Gebiet liegt. Aus diesem Grund gelten Berggebiete als Frühwarnsystem für den Klimawandel.
Anhand der globalen Kartierung der Schneebedeckung der vergangenen 20 Jahre können Forscher Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den verschiedenen Regionen erkennen und ein klares Bild von der Situation weltweit gewinnen. „Den Schneekarten können wir beispielsweise entnehmen, dass in 78 Prozent der beobachteten Gebiete weniger Schnee fällt", erklärt Notarnicola „Zudem ist die Dauer der Schneebedeckung rückgängig, was vor allem auf die frühe Schneeschmelze im Frühjahr zurückzuführen ist und weniger auf den Umstand, dass der erste Schnee später fällt. Wir haben außerdem festgestellt, dass sich oberhalb von 4.000 Metern die meisten untersuchen Parameter verschlechtern: Die Temperaturen steigen, die Ausdehnung der Schneedecke nimmt ab, die Niederschläge werden weniger, der Schnee schmilzt früher."
Einige Regionen der Welt leiden besonders unter den klimatischen Veränderungen: In Südamerika etwa zeigen 20 Parameter eine negative Entwicklung. In den Alpen ist die Situation gravierend, wobei die Ostalpen jedoch stärker von den klimatischen Veränderungen betroffen sind als die Westalpen.
„Die Karte zeigt auch, dass die Schneebedeckung in manchen Gebieten zugenommen hat, etwa in Russland", so Notarnicola. „Auf den ersten Blick scheint dies ein gutes Zeichen zu sein, in Wirklichkeit hängt dies jedoch mit den steigenden Temperaturen zusammen. Sie bleiben zwar unter dem Gefrierpunkt, sind jedoch um einige Grad angestiegen: In Kombination mit feuchter Luft, begünstigt dies den Schneeniederschlag."

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111781

Quelle: IDW 

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Trickreiche Erreger

Julia Wandt Stabsstelle Kommunikation und Marketing
Universität Konstanz

An der Universität Konstanz wurde ein neuer Mechanismus identifiziert, mit dessen Hilfe sich Krankheitserreger auf der Schleimhaut festsetzen

Spezialisierte Erreger halten sich nicht nur an der Oberfläche der menschlichen Schleimhaut fest. Wie in der Arbeitsgruppe für Zellbiologie der Universität Konstanz nun herausgefunden wurde, nutzen sie auch das Gas Stickstoffmonooxid (NO), um mit ihrem Wirt auf kurze Distanz zu kommunizieren, damit sich die infizierten Zellen noch fester im Schleimhautgewebe verankern. Damit konnte zum ersten Mal ein gasförmiger Botenstoff als Nachrichtenübermittler zwischen Bakterien und dem Menschen identifiziert werden. Die Ergebnisse sind in der Online-Ausgabe des Wissenschaftsjournals „Cell Host Microbe" (Band 24, Ausgabe 4) nachzulesen.

Jede Infektion beginnt mit einem Wettrennen: Kann sich der Erreger schneller festsetzen und vermehren, als der Wirtsorganismus ihn unter Kontrolle bringt, dann kommt es zur Krankheit. Schafft es der Wirt, dem Erreger genügend Steine in den Weg zu legen, bis sich das Immunsystem effektiv auf den Eindringling eingeschossen hat, kann das Pathogen rechtzeitig gestoppt werden. Für Bakterien und Viren, die unsere Schleimhäute angreifen, beginnt dieser Wettlauf direkt mit ihrer Anheftung an die Schleimhautoberfläche. Passt der Anheftungsfaktor, das Adhäsin, des Erregers zu einem Molekül auf der Wirtszelle, zum Beispiel, einer menschlichen Schleimhautzelle, dann kann sich der Mikroorganismus an diesem Rezeptor festhalten. Findet der Erreger keinen passenden Rezeptor, zum Beispiel weil er in einem Pferd landet anstatt in einem Menschen, kann er sich nicht anheften und wird durch Schleimtransport im Hals-Nasen-Rachenraum, Tränenfluss und Wimpernschlag im Auge oder Urinfluss im Harntrakt entfernt. Schleimhäute haben aber noch einen weiteren Trick, um auch bereits angeheftete Erreger loszuwerden: Das Abschilfern der oberflächlichen Zellen, bei dem die oberste Zellschicht quasi vom Körper abgestoßen wird. Diesen Prozess bezeichnet man auch als Exfoliation.

Mit diesem Abwehrmechanismus kann unser Körper bereits angeheftete oder in die Zellen eingedrungene Erreger doch noch eliminieren. Besonders eindrücklich ist dieses Phänomen auf den Schleimhäuten im Genitalbereich oder in der Harnblase zu beobachten. Wie die Arbeiten von Dr. Petra Münzner aus dem Labor des Konstanzer Zellbiologen Prof. Dr. Christof Hauck bereits zuvor zeigen konnten, sind manche spezialisierten Erreger dazu in der Lage, die Exfoliation zu unterdrücken. Dadurch haben solche Mikroben einen deutlichen Vorteil bei der Besiedlung ihres Wirtes. Jetzt konnten die Forschenden erstmals aufdecken, dass die Unterdrückung der Exfoliation auf einem besonderen Trick der Erreger beruht: Die untersuchten Bakterien produzieren das gasförmige Stickstoffmonoxid (NO), das als Signalmolekül in den Schleimhautzellen ein festgelegtes Programm auslöst, in dessen Folge sich die infizierten Zellen noch fester im Gewebe verankern. Statt der Exfoliation der obersten Zellschicht bleibt die Schleimhaut stabil und ermöglicht den Bakterien einen dauerhaften Verbleib auf der Wirtsoberfläche.

„Die Erkenntnis, dass die Bakterien das Gas Stickstoffmonoxid nutzen, um die Exfoliation zu unterdrücken, war eine Überraschung. Aber da der NO-Signalweg in unseren Zellen gut untersucht ist, konnten wir mit bereits vorhandenen Inhibitoren diesen Kommunikationsweg zwischen Mikrobe und menschlicher Zelle unterbrechen und damit den Bakterien ihren Vorteil wieder rauben", so Christof Hauck. Tatsächlich zeigte sich im Mausmodell, dass die Gabe solcher Inhibitoren die Exfoliation in Anwesenheit der Bakterien wieder ermöglicht und dadurch die Besiedlung mit diesen Erregern unterbleibt. Im Wettrennen zwischen Mikrobe und Mensch könnte der Mensch dadurch wieder den entscheidenden Vorsprung erhalten, um auf elegante Weise einer Infektionskrankheit vorzubeugen

Faktenübersicht:
• Originalpublikation: Muenzner, P., Hauck, C.R. (2020): Neisseria gonorrhoeae blocks epithelial exfoliation by Nitric-Oxide-mediated metabolic cross talk to promote colonization in mice, Cell Host Microbe. Online publiziert am 13. April 2020. doi: 10.1016/j.chom.2020.03.010.
• Krankheitserreger nutzen Stickstoffmonoxid bei der Besiedlung der Schleimhaut
• Die Bakterien stoppen damit das Abschilfern der oberflächlichen Zellen
• Inhibitoren können diesen Vorgang unterbrechen, das Abstoßen der Zellen erlauben und einer Einnistung der Mikroben vorbeugen
• Individualförderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG Ha2856/10-1).

Hinweis:
Fotos können im Folgenden heruntergeladen werden:
Foto: https://cms.uni-konstanz.de/fileadmin/pi/fileserver/2020/Bilder/trickreiche_betr...
Bildunterschrift: Prof. Dr. Christof Hauck
Bild: Universität Konstanz

Kontakt:
Universität Konstanz
Kommunikation und Marketing
Telefon: + 49 7531 88-3603
E-Mail: kum@uni-konstanz.de

Quelle: IDW 

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Weltweit unterschätzt: CO2-Emissionen trockengefallener Gewässerbereiche

Susanne Hufe Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Binnengewässer wie Flüsse, Seen oder Talsperren spielen im globalen Kohlenstoffkreislauf eine wichtige Rolle. In Hochrechnungen zum Kohlendioxidausstoß von Land- und Wasserflächen werden zeitweise trockenfallende Bereiche von Gewässern in der Regel nicht einbezogen. Die tatsächlichen Emissionen von Binnengewässern werden dadurch deutlich unterschätzt - das zeigen die aktuellen Ergebnisse eines internationalen Forschungsprojekts unter der Leitung von Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) am Standort Magdeburg sowie des Katalanischen Instituts für Wasserforschung (ICRA). Die Studie ist im Fachmagazin Nature Communications erschienen.

„Alles begann 2013 während einer Messkampagne im spanischen Katalonien", sagt Dr. Matthias Koschorreck, Biologe im Department Seenforschung des UFZ. Gemeinsam mit einem spanischen Team untersuchte er dort die Freisetzung von Treibhausgasen im Einzugsgebiet eines kleinen Flusses. „Es war Sommer und Teile des Flussbettes waren ausgetrocknet. Aus einem spontanen Impuls heraus haben wir auch dort gemessen", sagt Koschorreck. „Mit überraschendem Ergebnis - diese ausgetrockneten, kiesigen Bereiche des Flussbettes setzten unerwartet hohe Mengen an Kohlendioxid frei." Dem ging Koschorreck gemeinsam mit seinem Kollegen Dr. Rafael Marcé vom ICRA im spanischen Girona in weiteren Studien nach. Die Ergebnisse an verschiedenen Messpunkten in Spanien und Deutschland zeigten denselben Befund: Trockengefallene Gewässerbereiche setzten deutlich messbare und zum Teil erhebliche Mengen an Kohlendioxid frei. „Wir fragten uns, ob dies womöglich auch in anderen Gebieten der Erde der Fall sein könnte, und ob Treibhausgasemissionen von Binnengewässern grundsätzlich unterschätzt werden", sagt Koschorreck. „Denn in Studien, die Emissionen von Treibhausgasen von Land- und Wasserflächen hochrechnen, werden Gewässerbereiche, die von Zeit zu Zeit trockenfallen, bislang überhaupt nicht berücksichtigt."

Um diesen Fragen nachzugehen, hoben Koschorreck und Marcé zusammen mit einem Kernteam von sechs deutschen und spanischen Wissenschaftler*innen im Jahr 2016 das Forschungsprojekt „dryflux" aus der Taufe, das sich mit dem Ausstoß von Treibhausgasen aus trockenen Gewässerzonen beschäftigt. Auf einem Workshop am UFZ in Magdeburg entwickelten sie für ihre aktuelle Studie ein Mess- und Probenahmekonzept und aktivierten ihre internationalen Netzwerke. „Jeder Workshopteilnehmer fragte bei rund um den Globus verteilten kooperierenden Forschergruppen an, ob diese sich mit Messkampagnen an Gewässern in ihrer Nähe an unserer Studie beteiligen möchten", erklärt Koschorreck. „Die Rückmeldungen waren überwältigend. 24 Forscherteams aus aller Welt nahmen teil, so dass wir Daten aus insgesamt 196 Untersuchungsgebieten auf allen Kontinenten mit Ausnahme der Antarktis gewinnen konnten." Jedes Forscherteam führte in seiner Region an trockenliegenden Bereichen von mindestens drei Gewässern - Fluss, See, Talsperre oder Teich - jeweils drei sogenannte Kammermessungen durch. Bei dieser Art der Messung wird ein spezieller Messbehälter mit seiner offenen Seite luftdicht auf den Boden gesetzt, so dass der Luftraum im Behälter von der Umgebungsluft getrennt ist. Mit einem Analysegerät wird dann die Veränderung des Kohlendioxidgehalts in der Behälterkammer gemessen. Zudem nahmen die Kooperationspartner am selben Ort auch Proben des trockenen Gewässersediments und bestimmten seinen Gehalt an Wasser, organischer Substanz und Salzen sowie die Temperatur und den pH-Wert.

Die Auswertung des umfangreichen und komplexen Datensatzes führte Philipp Keller, Doktorand am Department Seenforschung des UFZ und Erstautor der Studie durch - und kam zu interessanten Ergebnissen: „Über alle Klimazonen hinweg konnten wir deutliche Kohlendioxidemissionen aus trockenen Bereichen von Gewässern ausmachen", sagt Keller. „Das Phänomen ist also tatsächlich ein globales." Die Forscher fanden weiterhin heraus, dass diese Emissionen häufig sogar höher liegen als die Emissionen durchschnittlicher Wasseroberflächen der gleichen Größe. „Wir konnten zeigen, dass trockenliegende Bereiche von Gewässern tatsächlich einen signifikanten Anteil an der Gesamtkohlendioxidemission von Gewässern haben", sagt Koschorreck. „Werden sie in globalen Bilanzen von Gewässern berücksichtigt, erhöht sich die Kohlendioxidemission um insgesamt sechs Prozent." Doch welche Mechanismen stecken überhaupt hinter der Freisetzung von Kohlendioxid aus trockengefallenen Gewässersedimenten? „Atmungsprozesse von Mikroorganismen", sagt Philipp Keller. „Je größer das Nahrungsangebot - die organische Substanz im Boden - und je besser die Bedingungen wie Temperatur und Bodenfeuchte, desto aktiver sind sie und umso mehr Kohlendioxid wird freigesetzt." Aus den Studienergebnissen konnten die Forscher ableiten, dass die verantwortlichen Einflussfaktoren für die Kohlendioxidfreisetzung auch weltweit grundsätzlich dieselben sind. „Vor allem das Zusammenspiel der lokalen Standortbedingungen wie Temperatur, Durchfeuchtung und organischem Gehalt der Sedimente ist maßgeblich und hat einen größeren Einfluss als die regionalen Klimabedingungen", erklärt Keller.

Und was bedeuten die Ergebnisse der Studie für die zukünftige Beurteilung der Kohlendioxid-Emissionen von Gewässern? „Unsere Studie zeigt, dass die Kohlendioxidemissionen von Binnengewässern bislang signifikant unterschätzt werden", sagt Koschorreck. „Wir hoffen, dass wir dazu beitragen konnten, dass trockenliegende Bereiche von Gewässern in künftige Bilanzierungen einbezogen werden. Denn durch den fortschreitenden Klimawandel werden sie höchstwahrscheinlich an Fläche und somit auch an Bedeutung zunehmen."

Ergänzende Informationen:
Projekt Dryflux: https://www.ufz.de/dryflux/

Weitere wiss. Publikation: Marcé, R., Obrador, B., Gómez-Gener, L., Catalán, N., Koschorreck, M., Arce, M.I., Singer, G., von Schiller, D., (2019): Emissions from dry inland waters are a blind spot in the global carbon cycle Earth-Sci. Rev. 188 , 240 - 248

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Matthias Koschorreck
UFZ-Department Seenforschung
E-Mail: matthias.koschorreck@ufz.de

Philipp Keller
UFZ-Department Seenforschung
E-Mail: philipp.keller@ufz.de

Originalpublikation:
P. S. Keller et.al. (2020): Global CO2 emissions from dry inland waters share common drivers across ecosystems. Nature Communications https://doi.org/10.1038/s41467-020-15929-y

Quelle: IDW 

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Studie zu durch ACE-Hemmer ausgelösten Schwellungen - Teilnehmer gesucht

Dr. Inka Väth Dezernat 8 - Hochschulkommunikation
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Schätzungen zufolge erleiden 20.000 bis 35.000 Patienten pro Jahr ein Angioödem durch die Einnahme von ACE-Hemmern. Dabei schwellen Haut und Schleimhäute vor allem im Gesicht, Hals und Rachen an. Das Institut für Humangenetik am Universitätsklinikum Bonn untersucht in Kooperation mit dem Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) potenzielle Risikofaktoren für die Entstehung von Angioödemen, die durch Blutdrucksenker ausgelöst wurden. Hierfür werden Betroffene gesucht, die zu einer Speichelprobe und einem Telefoninterview bereit sind.

Angioödeme sind spontan auftretende Flüssigkeitsansammlungen der tieferen Haut- und Schleimhautschichten, die zu sichtbaren Schwellungen führen. Oft ist das Gesicht betroffen. Treten Schwellungen jedoch im Bereich der Zunge, des Rachens oder Kehlkopfes auf, kann ein Angioödem aufgrund der möglichen Erstickungsgefahr lebensbedrohlich sein.

Eine unerwünschte Nebenwirkung von Blutdrucksenkern
Neben erblichen und solchen, die im Rahmen allergischer Reaktionen auftreten, werden Angioödeme als Nebenwirkung bei der Einnahme folgender Bluthochdruck senkender Arzneimittel beobachtet: Angiotensin converting enzyme (ACE)-Hemmer oder Angiotensin-Rezeptor Blocker, sogenannte Sartane. Da es sich hier um nicht-allergische Formen handelt, sind Antiallergika als Gegenmaßnahme in der Regel nicht wirksam. „Von größter Bedeutung ist daher, dass nach dem Auftreten eines Angioödems die Ursache frühzeitig erkannt wird", sagt Prof. Dr. Bernhardt Sachs, Leiter der Forschungsgruppe Arzneimittelallergien im BfArM.

Zwar entwickeln nur wenige Patienten, die einen ACE-Hemmer oder ein Sartan einnehmen, ein Angioödem. Doch aufgrund der häufigen Einnahme dieser Medikamente gibt es pro Jahr in Deutschland nach Literaturangaben schätzungsweise 20.000 bis 35.000 Fälle von Angioödemen, die durch ACE-Hemmer ausgelöst werden. Bei vielen Betroffenen tritt die Nebenwirkung innerhalb der ersten Wochen nach Beginn der Medikamenteneinnahme auf. Andere Patienten entwickeln ein solches Angioödem erst nach monate- oder jahrelanger Einnahme.

„Warum ein bestimmter Patient nach Einnahme eines ACE-Hemmers oder eines Sartans ein Angioödem entwickelt, ist bisher nicht bekannt. Man geht davon aus, dass dafür zusätzliche persönliche Faktoren, äußere Einflüsse und / oder genetische Faktoren verantwortlich sind", sagt Prof. Dr. Markus Nöthen, Direktor des Instituts für Humangenetik am Universitätsklinikum Bonn. So wurden als Risikofaktoren ein höheres Alter und Rauchen beschrieben. Außerdem treten laut Studien ACE-Hemmer induzierte Angioödeme zum Beispiel häufiger bei dunkelhäutigen Menschen auf.

Teilnehmer für große genetische Studie gesucht
Die vARIANCE (Angioödem Risiko unter Angiotensin Converting Enzyme Inhibitoren) Studie - ein gemeinsames Forschungsprojekt des Instituts für Humangenetik am Universitätsklinikum Bonn und des BfArM - hat das Ziel, durch die Identifizierung genetischer und nicht-genetischer Risikofaktoren Patientengruppen zu identifizieren, die ein erhöhtes Risiko für das Auftreten von Angioödemen unter der Einnahme von ACE-Hemmern oder Sartanen haben. Darüber hinaus erhoffen sich die Forscher aus den Ergebnissen der Studie auch Hinweise, wie man die Therapie dieser Angioödeme zukünftig verbessern kann. Nicht zuletzt sollen auch grundlegende Erkenntnisse über biologische Faktoren gewonnen werden, die allgemein am Auftreten von Angioödemen beteiligt sind.

Zur Untersuchung der genetischen Ursachen dieser Angioödeme geben Patienten eine Speichelprobe ab. Die individuellen nicht-genetischen Risikofaktoren der Teilnehmer werden mit Hilfe eines Fragebogens erfasst, der von ihnen im Rahmen eines telefonischen Kurz-Interviews beantwortet wird. Alle nötigen Unterlagen und Materialien für die Studienteilnahme, einschließlich eines Kits zur Gewinnung einer Speichelprobe, werden den Interessierten per Post zugesendet, sodass die Teilnahme an der Studie vollständig von zu Hause aus möglich ist. Als Aufwandsentschädigung erhält jeder Patient, der in die Studie aufgenommen wird, eine einmalige Zahlung von 40 Euro.

An der Studie interessierte Patienten, die von einem Angioödem betroffen sind oder waren, das durch einen ACE-Hemmer oder Sartan verursacht wurde, können sich unter der Telefonnummer 0228/6885-441 melden oder eine E-Mail an variance-studie@uni-bonn.de senden. Weitere detaillierte Informationen zur vARIANCE Studie und deren Ablauf gibt es auf der Studien-Website: www.variance-studie.info

Kontakt für die Medien:
Prof. Dr. Markus M. Nöthen
Direktor des Instituts für Humangenetik
Universitätsklinikum Bonn
Telefon: 0228/287-51100
E-Mail: markus.noethen@ukbonn.de

Prof. Dr. Bernhardt Sachs
Projektleiter
Abteilung Forschung
Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte
Kurt-Georg-Kiesinger-Allee 3
53175 Bonn
Telefon: 0228-207-3156
Bernhardt.sachs@bfarm.de

Quelle: IDW 

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Energie der Zukunft: Photosynthetischer Wasserstoff aus Bakterien

Dr. Boris Pawlowski Presse, Kommunikation und Marketing
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Kieler Forschungsteam untersucht, wie sich Cyanobakterien in Wasserstoff-Fabriken verwandeln lassen
Die Umstellung von der Nutzung fossiler Brennstoffe hin zu einer erneuerbaren Energieversorgung ist eine der wichtigsten weltweiten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Um das international vereinbarte Ziel der Begrenzung der Erderwärmung auf maximal 1,5 Grad zu erreichen, muss die internationale Staatengemeinschaft gemeinsam den globalen CO2-Ausstoss drastisch reduzieren. Obwohl Deutschland bei dieser Energiewende lange als Vorreiter galt, ist eine weitreichende Umstellung der Energiewirtschaft auf erneuerbare Energien auch hierzulande noch ein Zukunftsszenario. Als vielversprechender, da potenziell klimaneutraler Energieträger könnte Wasserstoff dabei künftig eine bedeutende Rolle spielen. In Brennstoffzellen genutzt liefert er Energie für diverse Anwendungen und bringt als Abfallprodukt nur Wasser hervor. Derzeit wird Wasserstoff vor allem aus der Elektrolyse von Wasser gewonnen - und dieses Verfahren erfordert zunächst den Einsatz von Energie, bislang zumeist aus fossilen Quellen. Eine klimaneutrale Wasserstoffwirtschaft dagegen, also die Nutzung von sogenanntem grünen Wasserstoff, erfordert, dass zur Erzeugung des Rohstoffes ausschließlich regenerative Energie genutzt wird. Eine solche nachhaltige Energiequelle versuchen Forschende zum Beispiel mittels der Photosynthese zu erschließen. Seit jeher versorgt die Photosynthese uns Menschen mit Energie aus Sonnenlicht, entweder in Form von Nahrung oder als fossiler Brennstoff. In beiden Fällen ist die Sonnenenergie zunächst in Kohlenstoffverbindungen wie zum Beispiel Zucker gespeichert. Wenn diese Kohlenstoffverbindungen genutzt werden, entsteht zwangsläufig CO2. Die photosynthetische CO2-Fixierung wird dabei quasi rückgängig gemacht, um die Sonnenenergie aus den Kohlenstoffverbindungen zurückzugewinnen.

An der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) erforscht die Nachwuchsgruppe ‚Bioenergetik in Photoautotrophen' am Botanischen Institut von Dr. Kirstin Gutekunst, assoziiert an Professor Rüdiger Schulz, wie man bei der Energiegewinnung diesen Kohlenstoffzyklus und die damit einhergehenden CO2-Emissionen vermeiden kann. „Dazu kommt insbesondere die Speicherung von Sonnenenergie direkt in Form von Wasserstoff infrage - dabei entsteht kein CO2 und der Wirkungsgrad ist durch die direkte Umwandlung sehr groß", erklärt Gutekunst ihren Forschungsansatz. Sie untersucht mit ihrem Team dazu ein bestimmtes Cyanobakterium: Über die Photosynthese kann es für wenige Minuten solaren Wasserstoff produzieren, den die Zelle jedoch im Anschluss direkt wieder verbraucht. In einer aktuellen Arbeit beschreiben die Kieler Forschenden, wie sich dieser Mechanismus möglicherweise in Zukunft für biotechnologische Anwendungen nutzen lässt: Sie konnten ein bestimmtes Enzym der lebendigen Cyanobakterien, eine sogenannte Hydrogenase (von ‚hydrogen', Englisch: Wasserstoff) so an die Photosynthese koppeln, dass das Bakterium über lange Zeiträume solaren Wasserstoff produziert und nicht wieder verbraucht. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler heute in der renommierten Wissenschaftszeitschrift Nature Energy.

Cyanobakterien als Wasserstoff-Fabriken
Ebenso wie sämtliche Grünpflanzen sind auch Cyanobakterien in der Lage, Photosynthese zu betreiben. In der Photosynthese wird Sonnenenergie genutzt, um Wasser zu spalten und die Sonnenenergie chemisch zu speichern - vor allem in Form von Zucker. In diesem Prozess durchlaufen Elektronen sogenannte Photosysteme, in denen sie in einer Kaskade von Reaktionen schließlich den universellen Energieträger Adenosintriphosphat (ATP) und sogenannte Reduktionsäquivalente (NADPH) hervorbringen. ATP und NADPH werden anschließend benötigt, um CO2 zu fixieren und Zucker zu produzieren. Die für die Wasserstoffproduktion benötigten Elektronen sind also normalerweise Teil von Stoffwechselprozessen, die den Cyanobakterien gespeicherte Energie in Form von Zucker zur Verfügung stellen. Das Kieler Forschungsteam hat einen Ansatz entwickelt, um diese Elektronen umzuleiten und den Stoffwechsel der lebendigen Organismen primär zur Herstellung von Wasserstoff anzuregen.

„Das von uns untersuchte Cyanobakterium nutzt ein Enzym, die sogenannte Hydrogenase, um den Wasserstoff aus Protonen und Elektronen zu gewinnen", sagt Gutekunst, die auch Mitglied im CAU-Forschungsverbund Kiel Plant Center (KPC) ist. „Die Elektronen stammen dabei aus der Photosynthese. Uns ist es gelungen, die Hydrogenase so an das sogenannte Photosystem I zu fusionieren, dass die Elektronen bevorzugt für die Wasserstoffproduktion genutzt werden, während der normale Stoffwechsel in geringerem Umfang weiterläuft", so Gutekunst weiter. Auf diesem Weg stellt das veränderte Cyanobakterium deutlich mehr solaren Wasserstoff her als in bisherigen Experimenten.

Fähigkeit zur Selbstreparatur
Ähnliche Ansätze zur Wasserstoffproduktion mit Fusionen aus Hydrogenase und Photosystem existierten bereits in vitro, also außerhalb von lebenden Zellen im Reagenzglas oder auf Elektrodenoberflächen in photovoltaischen Zellen. Problematisch ist dabei allerdings, dass diese künstlichen Ansätze in der Regel kurzlebig sind. Die Fusion aus Hydrogenase und Photosystem muss aufwendig immer wieder neu erstellt werden. Der nun vom CAU-Forschungsteam eingeschlagene Weg hat dagegen den großen Vorteil, potenziell unbegrenzt zu funktionieren. „Der Stoffwechsel der lebenden Cyanobakterien repariert und vervielfältigt die Fusion aus Hydrogenase und Photosystem und gibt sie bei der Teilung an neue Zellen weiter, so dass der Prozess im Prinzip dauerhaft ablaufen kann", betont Projektleiterin Gutekunst. „Mit unserem in vivo Ansatz ist es erstmals gelungen, eine solare Wasserstoffproduktion über eine Fusion aus Hydrogenase und Photosystem in der lebenden Zelle zu realisieren", so Gutekunst weiter.

Eine Herausforderung besteht im Moment noch darin, dass die Hydrogenase in Anwesenheit von Sauerstoff deaktiviert wird. Die in den lebendigen Zellen weiterhin ablaufende ‚normale' Photosynthese, bei der im Zuge der Wasserspaltung auch Sauerstoff entsteht, hemmt also die Wasserstoffproduktion. Um den Sauerstoff zu entfernen beziehungsweise dessen Entstehung zu minimieren, werden die Cyanobakterien für die Wasserstoffproduktion momentan teilweise auf die sogenannte anoxygene Photosynthese umgestellt. Sie basiert jedoch nicht auf Wasserspaltung. Zurzeit stammen die Elektronen für die Wasserstoffproduktion daher teilweise aus der Wasserspaltung und teilweise aus anderen Quellen. Langfristiges Ziel des Kieler Forschungsteams ist es aber, ausschließlich Elektronen aus der Wasserspaltung für die Wasserstoffgewinnung zu nutzen.

Konzepte für die Energie der Zukunft
Der neue in vivo Ansatz bietet insgesamt eine vielversprechende neue Perspektive, um die photosynthetische Wasserspaltung zur Produktion von klimaneutralem, grünen Wasserstoff zu etablieren und so die nachhaltige Energiegewinnung voranzubringen. Die weitere Erforschung der Stoffwechselwege von Cyanobakterien in Gutekunsts Gruppe soll mittelfristig insbesondere den Wirkungsgrad der solaren Wasserstoffproduktion weiter steigern. „Die Arbeiten unserer Kollegin sind ein ausgezeichnetes Beispiel dafür, wie die Grundlagenforschung an Pflanzen und Mikroorganismen zur Lösung gesellschaftlicher Herausforderungen beitragen kann", betont KPC-Sprecherin Professorin Eva Stukenbrock. „Damit leisten wir in Kiel einen wichtigen Beitrag dazu, eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft als echte Alternative für eine sichere Energieversorgung der Zukunft zu entwickeln", so Stukenbrock weiter.

Fotos stehen zum Download bereit:
https://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2020/113-gutekunst-natureenergy-gr...
Bildunterschrift: Gemeinsam mit Dr. Jens Appel, Vanessa Hüren und Dr. Marko Böhm (von links nach rechts) erforscht Dr. Kirstin Gutekunst, wie sich Cyanobakterien zur Produktion solaren Wasserstoffs einsetzen lassen.
© Sarah Hildebrandt

https://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2020/113-gutekunst-natureenergy-au...
Bildunterschrift: Dr. Kirstin Gutekunst leitet die Nachwuchsforschungsgruppe ‚Bioenergetik in Photoautotrophen' am Botanischen Institut der CAU.
© Dr. Jens Appel

https://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2020/113-gutekunst-natureenergy-tu...
Bildunterschrift: Anders als bei in vitro Ansätzen ist der Stoffwechsel lebender Cyanobakterien prinzipiell in der Lage, dauerhaft Wasserstoff zu produzieren.
© Dr. Kirstin Gutekunst

https://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2020/113-gutekunst-natureenergy-lo...
Bildunterschrift: Die Nachwuchsforschungsgruppe ‚Bioenergetik in Photoautotrophen' an der CAU betreibt Grundlagenforschung für eine künftige klimaneutrale Wasserstoffwirtschaft.
© Jolanda Zürcher

Weitere Informationen:
Bioenergetik in Photoautotrophen, Botanisches Institut, CAU Kiel:
http://www.biotechnologie.uni-kiel.de/de/forschung/nachwuchsgruppe-bioenergetik-...

Forschungszentrum Kiel Plant Center (KPC), CAU Kiel:
http://www.plant-center.uni-kiel.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Kirstin Gutekunst
Nachwuchsforschungsgruppe Bioenergetik in Photoautotrophen
Botanisches Institut, CAU Kiel
Tel.: 0431 880-4237 Mail: kgutekunst@bot.uni-kiel.de

Originalpublikation:

Jens Appel, Vanessa Hueren, Marko Boehm, Kirstin Gutekunst (2020): Cyanobacterial in vivo solar hydrogen production using a photosystem I- hydrogenase (psaD-hoxYH) fusion complex. Nature Energy Published: 4 May 2020
https://www.nature.com/articles/s41560-020-0609-6

Weitere Informationen:
http://www.biotechnologie.uni-kiel.de/de/forschung/nachwuchsgruppe-bioenergetik-...
http://www.plant-center.uni-kiel.de

Quelle: IDW 

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Wenn Neurodermitis ins Auge geht: Pollen können schwere Bindehautentzündung auslösen

Kerstin Ullrich Pressestelle
Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft

Die Pollensaison ist in vollem Gange, und viele Menschen leider wieder unter geröteten und juckenden Augen. Für Neurodermitiker ist besondere Vorsicht geboten: Pollen können bei ihnen zu einer schweren Form der Bindehaut-entzündung beitragen. Was in diesen Fällen zu tun ist, erläutern Experten der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft (DOG).

Nach Krankenkassen-Daten leiden bis zu fünfzehn Prozent der deutschen Bevölkerung an der entzündlichen Hauterkrankung Neurodermitis. Betroffen sind auch in großem Umfang Kleinkinder. „Wer an Neurodermitis erkrankt ist, ist besonders anfällig für eine nicht-infektiöse Bindehautentzündung, die auch durch Pollen ausgelöst oder verstärkt werden kann", erläutert Professor Dr. med. Philip Maier von der Klinik für Augenheilkunde des Universitätsklinikums Freiburg.

Ein Drittel der Neurodermitiker betroffen
Dabei kommt es bei 25 bis 40 Prozent der Neurodermitis-Patienten zu einer schweren Form der Bindehautentzündung, einer atopischen Keratokonjunktivitis (AKK). „Sie kann unbehandelt zu Hornhautkomplikationen führen und damit bedrohlich für das Sehvermögen sein", betont der Ophthalmologe. Experten vermuten, dass das Strukturprotein Filaggrin Ursache dafür sein könnte. „Bei Patienten mit Neurodermitis konnte sowohl in der Haut als auch in der Hornhaut eine fehlerhafte Filaggrin-Produktion nachgewiesen werden", berichtet der Freiburger Forscher (1). Durch den Juckreiz bedingtes starkes Augenreiben, vor allem bei Kindern, kann einer neuen Studie zufolge Hornhautkomplikationen weiter fördern (2).

Hautrisse und Schuppen sind Alarmsignale
Eine AKK äußert sich zunächst wie eine „normale" Bindehautentzündung mit juckenden, geröteten und tränenden Augen, geschwollenen Lidern und einem Fremdkörpergefühl im Auge - wobei die Symptome häufig stärker ausfallen als bei einer rein allergischen Konjunktivitis. Doch es gibt wichtige Unterschiede. „Zusätzlich kommt es häufig zu typischen Verdickungen an der Lidkante, zu Hautveränderungen wie Schuppungen oder Falten sowie Hautrissen am unteren Augenlid. Auch zeigt die Bindehautentzündung oft über lange Zeit trotz pflegender Maßnahmen keine Besserungstendenz", erklärt Maier. Bei schweren Verläufen können an der Hornhaut oberflächliche Defekte bis hin zu Geschwüren entstehen, oder es wachsen Blutgefäße ein, was im Extremfall bis zur Erblindung aufgrund einer vollständigen Trübung der Hornhaut führt.
„Wer unter Neurodermitis leidet und Anzeichen einer Bindehautentzündung bemerkt, sollte daher rasch einen Augenarzt aufsuchen. Dies gilt auch, wenn Neurodermitis in der Familie aufgetreten ist", rät Maier. Der Augenarzt erkennt durch eine Untersuchung der Lider, Binde- und Hornhaut mit dem Spaltlampen-Mikroskop, ob es sich um eine typische Konjunktivitis handelt, bei der stets beide Augen betroffen sind. „Auf das Tragen von Kontaktlinsen sollte während einer Bindehautentzündung grundsätzlich zunächst verzichtet werden", fügt der DOG-Experte hinzu.

Regelmäßige augenärztliche Kontrollen
Zur Therapie der AKK gehört die tägliche Lidrandpflege - eine vorsichtige Reinigung der Lidränder mit feuchten Wattepads oder Wattestäbchen, begleitet vom Auflegen einer Wärmemaske, die in der Mikrowelle oder im Backofen erhitzt wird. Gegen Trockenheit und Juckreiz helfen Gele oder Tränenersatzmittel ohne Konservierungsstoffe, die auch Pollen auswaschen. Bei starkem Juckreiz können mehrmals täglich antiallergische Augentropfen geträufelt werden - Antihistaminika oder Mastzellstabilisatoren -, die die Ausschüttung von Histamin verhindern oder dessen Wirkung zumindest unterdrücken und so die Allergiebeschwerden lindern sollen. „In hartnäckigen AKK-Fällen kommen immunmodulatorische Augentropfen zum Einsatz, etwa Ciclosporin A", erläutert Maier. Mitunter sind chirurgische Eingriffe an den Augenlidern und der Augenoberfläche notwendig (3).

Regelmäßige augenärztliche Kontrollen sind bei einer AKK besonders wichtig, um Spätfolgen zu vermeiden. „Und für die Behandlung der Grunderkrankung, die Neurodermitis, muss ein Allergologe oder Dermatologe hinzugezogen werden", betont Maier.

Quellen:
1) T. Lapp; P. Maier; T. Jakob;·T. Reinhard: Pathophysiologie der atopischen Blepharokeratokonjunktivitis, Ophthalmologe 2017 · 114:504-513
DOI 10.1007/s00347-017-0483-1

2) Ben-Eli, Hadasa; Erdinest, Nira; Solomon, Abrahama: Pathogenesis and complications of chronic eye rubbing in ocular allergy, Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology: October 2019 - Volume 19 - Issue 5 - p 526-534
doi: 10.1097/ACI.0000000000000571
https://journals.lww.com/co-allergy/Citation/2019/10000/Pathogenesis_and_complic...

3) Maier, P.: Augenbeteiligung bei atopischer Dermatitis. Ophthalmologe 2017 · 114:496-497. DOI 10.1007/s00347-017-0496-9

Kontakt für Journalisten:
Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft (DOG)
Pressestelle
Kerstin Ullrich
Postfach 30 11 20
70451 Stuttgart
Telefon: 0711 8931-641
Telefax: 0711 8931-167
ullrich@medizinkommunikation.org
www.dog.org

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TU Berlin: Salzwasser statt Trinkwasser: Die Gewinnung von Wasserstoff aus Meerwasser hat Zukunftspotenzial

Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin

Salzwasser statt Trinkwasser

Elektrolyse von Meerwasser könnte neuen Schub für Wasserstoff als Energieträger liefern

Wasserstoff als Energieträger könnte ein wesentlicher Eckpfeiler einer neuen, CO2-neutralen Energieversorgung werden. Idealerweise wird die dafür notwendige Elektrolyse von Wasser durch erneuerbare Energiequellen wie Sonne, Wasser, Geothermie oder Wind angetrieben. Der heutige Stand der Technik erfordert für diese Art der Elektrolyse allerdings Wasser in Trinkwasserqualität - ein global immer teureres Gut. Gemeinsam mit internationalen Kolleg*innen hat Prof. Dr. Peter Strasser, Leiter des Fachgebiets Technische Chemie an der TU Berlin, jetzt eine Studie über die Möglichkeiten und technischen Herausforderungen der Elektrolyse von Salzwasser in der renommierten Fachzeitschrift Nature Energy veröffentlicht.

Wasserstoff, gewonnen aus der solarbetriebenen Elektrolyse von Wasser, bietet sich als CO2-neutrale sowie speicher- und transportierbare Energiequelle gerade für aride, wasserarme Gegenden der Welt an. Das für die Elektrolyse benötigte Wasser in Trinkwasserqualität ist allerdings eine weltweit kostbare Ressource. Gerade aride Gegenden, die potenziell über ausreichend Solarenergie verfügen, liegen oft in der Nähe von Ozeanen, leiden aber in der Regel unter einem eklatanten Mangel an Frischwasser. Die Aufreinigung von Salzwasser wiederum ist ein kosten- und CO2-intensiver Prozess, womit das Verfahren unwirtschaftlich und vor allem auch nicht mehr klimaneutral ist.

„Um den Einsatz von Solar- und Wasserstofftechnologie gerade in diesen Regionen zu ermöglichen, versuchen Forscher*innen weltweit eine Elektrolyse-Technologie zu entwickeln, die in der Lage ist, Salzwasser unmittelbar in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, ohne einen vorherigen Entsalzungsschritt", weiß Peter Strasser, dessen eigenes Forschungsteam an der TU Berlin sich intensiv mit unterschiedlichen Verfahren und Katalysatoren für die Wasserstoff-Elektrolyse beschäftigt. „Der so gewonnene Wasserstoff könnte anschließend direkt in Form von Flüssigwasserstoff, aber auch nach weiterer lokaler Umwandlung in synthetisches Flüssigmethan oder synthetisches Benzin auf Schiffen oder in Rohrleitungen in die ganze Welt transportiert werden und damit die Umstellung auf eine wasserstoffbasierte Energieinfrastruktur erleichtern", so der Wissenschaftler.

Peter Strasser und seinen Kolleg*innen der National University of Ireland Galway und der University of Liverpool analysierten sämtliche internationale Veröffentlichungen, die über eine erfolgreiche Elektrolyse von Salzwasser berichten. Damit gelang es ihnen, die wichtigsten Herausforderungen aufzudecken, die bewältigt werden müssen, um diese zukünftige Form der Elektrolyse konkurrenzfähig zu machen. „Nach unserer Analyse müsste sich künftige Forschung zum einen auf die Verwendung von neuartigen Katalysatormaterialien, aber auch geeigneter Membrane konzentrieren. Die üblicherweise in der Elektrolyse verwendeten Membrane sind häufig nicht in der Lage, die Salzverunreinigungen des Wassers zu blockieren", so der Chemiker. Ein potenziell interessanter Ansatz ist dabei unter anderem die Verwendung von Membranen, die den Membranen in bestimmten Pflanzen wie Mangrovenwurzeln nachempfunden sind. Diese Pflanzenmembrane können Meerwasser filtern. Bei einem Einsatz ähnlicher Membrane in der technischen Elektrolyse könnte die Salzkonzentration auf der Oberfläche der katalytischen Elektroden verringert und Membranverschmutzungen reduziert werden.

„Im Rahmen unserer Studie haben wir gezeigt, dass die Entwicklung neuer selektiver Katalysatoren und spezieller Membrantechnologie wichtige Schritte hin zu einer Hochleistungs-Salzwasser-Elektrolyse sind und zukünftig stärker beforscht werden sollten", so Peter Strasser. „Die Verwendung von Frischwasser zur Erzeugung von Wasserstoff in großen Mengen wird nach unserer Ansicht auf Dauer keine praktikable Option bleiben, vor allem nicht in den ariden Gebieten, in denen der größte Teil des billigen Solarstroms erzeugt wird", summiert der Wissenschaftler.

Mehr Informationen:
https://doi.org/10.1038/s41560-020-0550-8

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr. Peter Strasser
TU Berlin
Fachgebiet Technische Chemie
Tel.: 030 314-29542
E-Mail: pstrasser@tu-berlin.de

Quelle: IDW 

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Flurschau aus dem Weltall

Susanne Hufe Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Detaillierte Informationen zur Landbedeckung sind wichtig für ein besseres Verständnis unserer Umwelt - etwa zur Abschätzung von Ökosystemleistungen wie Bestäubung oder um Nitrat- und Nährstoffeinträge in Gewässer zu quantifizieren. Diese Informationen werden zunehmend aus zeitlich und räumlich hochaufgelösten Satellitenbildern gewonnen. Häufig versperren jedoch Wolken den Blick aus dem All auf die Erde. Eine dynamische Anwendung von Methoden des maschinellen Lernens kann das lokale Auftreten von Wolken berücksichtigen. Das zeigen Wissenschaftler des UFZ in einer kürzlich veröffentlichten Studie. Ihr Algorithmus erkennt 19 verschiedene Feldfruchtarten mit einer Genauigkeit von 88 Prozent.

„Wenn wir feststellen können, was auf den Feldern einer Region wächst, können wir nicht nur auf den Nährstoffbedarf, sondern auch auf die Nitratbelastung umliegender Gewässer schließen", erklärt Sebastian Preidl, Wissenschaftler im Department Landschaftsökologie am UFZ. Auch ließen sich mit den Informationen beispielsweise konkrete Maßnahmen zum Schutz von Wildbienenbeständen besser initiieren. „Nur wenn wir die biologische Vielfalt einer Region kennen, können wir sie effektiver schützen", so Preidl.

Erdbeobachtungssatelliten, wie die des Copernicus Programms der europäischen Weltraumorganisation ESA, liefern zeit- und räumlich hochaufgelöste Daten und machen damit ein kontinuierliches Monitoring der Landoberfläche auf ökologisch relevanter Skala möglich. So werden vom Satelliten Sentinel-2, auf dessen Daten sich Preidls Arbeit stützt, regelmäßig Bilder der Landoberfläche in neun verschiedenen Spektralbereichen aufgenommen. Aus solch einer spektralen Zeitserie können die Forscher schließen, womit der Boden im betreffenden Gebiet bedeckt ist.

Eine zentrale Herausforderung im Umgang mit Zeitreihen optischer Satellitendaten ist die Beeinträchtigung durch Wolken. Trotz zahlreicher Satellitenaufnahmen führt häufige Bewölkung dazu, dass größere Datenlücken in den spektralen Zeitreihen auftreten. Gleichwohl ist eine ausreichende Zahl an Bildpixeln (Beobachtungen) zu möglichst vielen Pflanzenwachstumsphasen notwendig, um die aufgenommenen spektralen Signaturen den entsprechenden Pflanzenarten zuzuordnen.
Diese Lücken schließen üblicherweise künstlich erzeugte Daten, die aus wolkenfreien Bildpixelwerten interpoliert werden. "Wir verzichten darauf und haben uns stattdessen für eine dynamische Anwendung von Modellen des maschinellen Lernens entschieden. Das heißt, wir generieren maßgeschneiderte Algorithmen für jedes Pixel", sagt Preidl. "Unser Algorithmus sucht sich wolkenfreie Pixel automatisch aus dem gesamten Satellitenbilddatensatz heraus und ist nicht auf großflächig wolkenfreie Szenen angewiesen. Um jedem Bildpixel eine spezielle Feldfrucht zuzuweisen, wird die zeitliche Abfolge von wolkenfreien Beobachtungen auf Pixelebene von einer Vielzahl von Modellen berücksichtigt."

Damit die UFZ-Klassifikationsmethode lernt, Mais von Weizen oder Hopfen von Wein zu unterscheiden, stehen in der Trainingsphase vor-Ort-Informationen der Bundesländer für ausgewählte landwirtschaftliche Flächen bereit. Für einzelne Standorte ist also bekannt, welche Feldfrucht auf welchem Acker gedeiht. Für die flächendeckende Bestimmung der Landbedeckung, haben die Wissenschaftler Deutschland in sechs Regionen unterteilt. „In der Magdeburger Börde werden andere Feldfrüchte angebaut als im Rheingau", erklärt Preidl. „Außerdem wächst ein und dieselbe Nutzpflanzenart im Breisgau anders als in der Uckermark. Klima und Höhenlage haben einen großen Einfluss." Das Ergebnis: Der Algorithmus der Forscher erkennt 19 verschiedene Feldfruchtarten mit einer Genauigkeit von 88 Prozent. Bei den Hauptfeldfrüchten liegt die Trefferquote sogar über 90 Prozent. Unter Berücksichtigung von rund 7.000 Satellitenbildern, haben sie nun eine Deutschlandkarte der landwirtschaftlichen Nutzflächen zunächst für das Jahr 2016 generiert. Diese enthält neben der eigentlichen Landbedeckung auch eine Aussage über die Klassifikationsgüte, also mit welcher Genauigkeit das System die jeweilige Pflanze für ein bestimmtes Pixel erkannt hat.

Damit ist das Potenzial des UFZ-Ansatzes aber noch längst nicht erschöpft. Statt Weizen und Mais unterscheiden Preidls Algorithmen in einem Projekt mit dem Bundesamt für Naturschutz (BfN) auch Fichte, Buche und andere Baumarten voneinander. Damit untersucht er, inwieweit sich Wälder mithilfe von Satellitendaten naturschutzfachlich bewerten lassen. „Wenn wir wissen, welche Baumarten eines Waldgebietes über die Zeit vorherrschen, lassen sich Auswirkungen von Sturmereignissen, Dürreschäden oder Schädlingsbefall besser feststellen. Ein widerstandsfähiger Wald ist im Sinne der Ziele zur nachhaltigen Entwicklung ökonomisch und ökologisch hochrelevant", sagt Preidl.

„Unsere Methodik lässt sich aufgrund der Berücksichtigung der jeweiligen zeitlichen Abfolge von wolkenfreien Beobachtungen und Landnutzung auf andere Regionen innerhalb und außerhalb Europas und weitere Jahre übertragen", gibt Dr. Daniel Doktor, Leiter der Arbeitsgruppe Fernerkundung im Department Landschaftsökologie des UFZ einen Ausblick auf die nächsten Schritte. „Wenn diese Methodik mit anderen Modellen - beispielsweise zur Phänologie oder zur Ökologie - verschnitten wird, lassen sich nicht nur Aussagen bezüglich artenspezifischer Verwundbarkeit gegenüber Extremereignissen wie Dürren treffen, sondern auch zum zukünftigen Verhalten von Ökosystemen als Kohlenstoffquelle oder -senke", so Doktor.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Sebastian Preidl
UFZ-Department Landschaftsökologie / Arbeitsgruppe Fernerkundung von Ökosystemen
sebastian.preidl@ufz.de
https://www.ufz.de/index.php?en=43862

Originalpublikation:

Sebastian Preidl, Maximilian Lange, Daniel Doktor, (2020) Introducing APiC for regionalised land cover mapping on the national scale using Sentinel-2A imagery, Remote Sensing of Environment, Volume 240, Article 111673, https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111673

Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/land-cover-classification

Quelle: IDW 

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Wasser reinigen, Strom speichern: INM-Autoren publizieren in High-Impact-Journal der Nature-Reihe

Christine Hartmann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH

Angesichts der weltweit über zwei Milliarden Menschen, die keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser haben, ist die Aufbereitung von salzhaltigem und mit Giftstoffen verunreinigtem Wasser von globaler Bedeutung. Volker Presser, Leiter des Programmbereichs Energie-Materialien am INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken und Professor an der Universität des Saarlandes, und sein Mitarbeiter Dr. Pattarachai Srimuk haben Methoden zur Trinkwassererzeugung und Rückgewinnung von wertvollen Stoffen entwickelt. Ihnen wurde die Ehre zuteil, ihre Forschung zur energieeffizienten elektrochemischen Wasseraufbereitung in der aktuellen Ausgabe von Nature Reviews Materials zu präsentieren.

Mit einem beeindruckenden Impact Faktor von 74,4 ist Nature Reviews Materials zweitplatziert im Gesamtranking aller wissenschaftlichen Zeitschriften. Wird ein Wissenschaftler eingeladen, seine Forschungsergebnisse dort zu präsentieren, ist dies quasi ein Ritterschlag.

Die elektrochemische Reinigung von Wasser basiert auf dem Prinzip, dass mit Salzen, Schwermetallen oder anderen chemischen Substanzen verunreinigtes Wasser durch einen Aufbau fließt, in dem eine Kathode die positiv geladenen und eine Anode die negativ geladenen Ionen anzieht. Die geladenen Teilchen werden dann im Elektrodenmaterial eingelagert. Im Fall von Salzwasser fängt das Entsalzungssystem auf diese Weise positive Natriumionen und negative Chlorionen ein und macht das Wasser trinkbar. Gleichzeitig wird durch die Einlagerung der Ionen in den Elektroden Energie gespeichert, die bei Bedarf wieder abgegeben werden kann. Die elektrochemische Wasserentsalzung schlägt damit also zwei Fliegen mit einer Klappe: Zum einen wird Wasser gereinigt, möglichst zu Zeiten, in denen im Stromnetz ein Energieüberschuss vorhanden ist. Zum anderen wird Energie gespeichert, die bei erhöhtem Bedarf wieder ins Netz eingespeist werden kann.

Der Artikel gibt einen umfassenden Überblick über die verschiedenen Verfahren der elektrochemischen Wasseraufbereitung, speziell die verwendeten Elektrodenmaterialien, die Art der Ionenabscheidung und die Rückgewinnung von chemischen Elementen. „Die Elektrochemie ist wie ein Schweizer Taschenmesser, nämlich unglaublich vielseitig!", begeistert sich Volker Presser. „ Sie erlaubt es uns, je nach Material und angelegter Spannung nur ganz bestimmte Ionen zu extrahieren. Diese Schaltbarkeit bietet ein großes Anwendungspotenzial und zeigt, wie wichtig es ist, die Grundlagen elektrochemischer Prozesse zu verstehen."

Wie weltumspannend und bedeutend die Forschung zur elektrochemischen Wasserentsalzung ist, zeigt die Liste der Autoren, die neben den Saarbrücker Wissenschaftlern an der Publikation beteiligt sind: Xiao Su, ehemals am MIT und nun Professor an der University of Illinois, USA, Jeyong Yoon von der Seoul National University in Südkorea und der israelische Wissenschaftler Doron Aurbach von der Bar-Ilan-Universität komplettieren das Expertenteam.

INM-Nachwuchswissenschaftler Pattarachai Srimuk sieht vielversprechende Zukunftsperspektiven für die elektrochemische Entsalzung: „Das selektive Extrahieren und Aufkonzentrieren von Ionen ist nicht nur für Umwelttechnologien von großer Wichtigkeit. Auch Anwendungen für die Medizintechnik, Materialsynthese und Sensorik werden in der Zukunft auf den von uns erforschten Materialien und Mechanismen aufbauen können."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Volker Presser
E-Mail: Volker.presser@leibniz-inm.de
Bei Anfragen bitte per Mail kontaktieren; Prof. Presser ruft zeitnah zurück.

Originalpublikation:
Srimuk, P., Su, X., Yoon, J. et al. Charge-transfer materials for electrochemical water desalination, ion separation and the recovery of elements. Nat Rev Mater (2020).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41578-020-0193-1

Quelle: IDW 

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Hochleistungsspeicher für Biogas - Neues Konzept zur flexiblen Biogasbereitstellung

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

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat gemeinsam mit Partnern eine ökonomisch attraktive und technisch sinnvolle Methode zur Biogasspeicherung entwickelt. Das textile Biogasspeichersystem in Halbkugelform zeichnet sich durch geringe Investitions- und Unterhaltskosten aus. Es bietet zudem eine bis zu dreifach höhere Biogasspeicherkapazität und trägt somit zur flexiblen Biogasbereitstellung bei. Das Verbundvorhaben wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

Derzeit ist eine Auslegung von Biogasspeichern mit hohen Kapazitäten nur bedingt möglich. Die auf die nachgiebigen textilen Speicherabdeckungen einwirkenden Lasten, z.B. durch Wettereinflüsse in Kombination mit variierenden Betriebszuständen, sowie deren Weiterleitung und Verteilung auf Gasmembran, Wetterschutzhülle oder Befestigung sind bislang nur unzureichend bekannt. Ziel des Verbundvorhabens war es daher, wissenschaftliche Grundlagen zur Beschreibung der Einwirkungen und den resultierenden Strukturreaktionen zu erforschen, Methoden für die schnelle, sichere und bedarfsgerechte Berechnung, Auslegung und Fertigung neuartiger Biogasspeicher zu erarbeiten sowie neue technische Lösungsansätze für Material, Konstruktion und Betriebssteuerung zu entwickeln.

Gemeinsam mit der H. Seybold GmbH & Co. KG wurde ein Versuchsspeicher errichtet, um relevante Umwelteinflüsse wie Temperatur, Sonneneinstrahlung, Wind und Niederschlag zu vermessen. Dazu wurden verschiedene Systemzustände wie Füllstand, Membrankonfiguration, Temperaturprofile, Innendruck usw. mit einer eigens hierfür entwickelten Messtechnik erfasst. Die Systeme Tragluftdach und Gasspeichermembran, ausgerüstet mit Temperatur-, Druck- und Strömungssensoren sowie Lüftern, konnten dabei getrennt angesteuert und geregelt werden.

Zur Untersuchung der Membraneigenschaften wurden Belastungsversuche durchgeführt. Ungleichmäßige Falteigenschaften der Gasmembran, die v. a. aus dem Eigengewicht der zentral angeordneten, schwereren Polkappe resultieren, konnten durch um 90° verdrehte Radialzuschnitte der halbkugelförmigen Abdeckung, bei der zwei halbe Polenden am Rand des Fermenters aufliegen, verbessert werden. Dies führte zu einem homogenen Faltmuster ohne starke lokale Faltenbildung und damit zu geringeren mechanischen Belastungen der Membrane.

Für die Modellierung der Zusammenhänge zwischen Innendruck, Temperatur und Gasmasse wurden unterschiedliche Szenarien gefahren und umfangreiche Messversuche durchgeführt. Druckänderungen im Gasspeicher durch hohe Temperaturunterschiede, schnelle Gasentnahmen oder Wind führen zu hohen Belastungen der äußeren Membran, die sich durch Stützluftgebläse reduzieren lassen. Zusätzliche Untersuchungen wurden durch die Wacker Bauwerksdynamik GmbH in einem Windkanal vorgenommen. Auf Grundlage der Versuchsergebnisse hat die technet GmbH gründig+partner ein Berechnungstool für die Auslegung und die effiziente Fertigung von Biogasspeichern entwickelt.

Inzwischen konnte die Fa. Seybold bereits einige Gasspeichersysteme mit der untersuchten Halbkugelform, die ein Höchstmaß an Standsicherheit und einen optimalen Betrieb gewährleisten, erfolgreich umsetzen. Daneben wurden auch mehrfach Membrankonstruktionen in Halbkugelform auf Bodenfundamenten als externe Gasspeicher realisiert.

Weitere Informationen zum Projekt finden Sie in der Projektdatenbank der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) unter den Förderkennzeichen 224003315, 22400816, 22400916 und 22401016.

Pressekontakt:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Jessica Hudde
Tel.: +49 3843 6930-206
Mail: j.hudde@fnr.de

Weitere Informationen:
https://www.fnr.de/projektfoerderung/projektdatenbank-der-fnr/
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22403315
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22400816
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22400916
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22401016

Quelle: IDW 

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Springbrunnen bald kein Sprungbrett für Keime mehr?

Jessica Bode Pressestelle
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Brandenburger Firma entwickelt Modul zur Wasserreinhaltung - DBU fördert
Woltersdorf. Über Tröpfcheninfektion werden Viren übertragen. Aber auch bakterielle Keime finden so ihren Weg und können so etwa Atemwegserkrankungen auslösen. So stellte die Firma Gebrüder Schröfel (Woltersdorf, Brandenburg) beispielsweise fest, dass es bei öffentlichen Springbrunnen vor allem im Sommer zu einer enormen Vermehrung von Bakterien, wie etwa Legionellen, kommen könne. Gerade diese Krankheitserreger könnten über den Sprühnebel in die Umgebungsluft verteilt werden und bei Aufnahme durch Einatmen teilweise schwere Erkrankungen wie eine Lungenentzündung hervorrufen. Innerhalb eines von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) fachlich und finanziell mit rund 93.000 Euro geförderten Projekts will das Unternehmen daher ein Reinigungsmodul entwickeln, das die Qualität des Brunnenwassers deutlich länger erhalten soll.

Wasser wird im Kreislauf geführt - Qualität verschlechtert sich
„Brunnenanlagen prägen das Stadtbild vieler Städte auf der ganzen Welt", sagt Franz-Peter Heidenreich, DBU-Fachreferent Kreislaufführung und Bautechnik. In deutschen Großstädten wie Berlin, Dresden, Bremen oder Stuttgart würden jeweils über 250 öffentliche Brunnen und Wasserspiele existieren. Zwar würden die Brunnen mit qualitativ hochwertigem Trinkwasser befüllt, und das Baden sei offiziell verboten. Doch das Wasser werde im Kreislauf geführt. Vor allem an heißen Tagen würden Erwachsene und Kinder es gerne zum Abkühlen und Spielen nutzen. Auch Vögel und Wildtiere nutzten das Wasser. Deshalb verschlechtere sich dessen Qualität.

Kleine und mittlere Brunnen verfügen über keine Reinigungsanlagen
„Bei wenigen großen Springbrunnen erfolgt das Entkeimen durch chemische Reinigungsmittel, sogenannte Biozide. Diese belasten jedoch die Umwelt und benötigen zudem eine teure Anlage, um die erforderliche Dosis abzumessen", so Heidenreich. Bei kleinen und mittleren Brunnen gebe es solche Anlagen aus Kostengründen nicht. Das Wasser werde zwar etwa alle vier bis sechs Wochen ausgetauscht, jedoch könnten sich innerhalb dieser Zeit bakterielle Krankheitskeime stark vermehren und auf Menschen im direkten Umfeld, zum Beispiel auch über den Sprühnebel, übertragen werden. Besonders Kinder, Senioren sowie kranke und immungeschwächte Personen hätten ein erhöhtes Erkrankungs-Risiko.

Reinigungsmodul soll Verkeimung und Algenbildung verringern
Um bei öffentlichen Springbrunnen das Verbreiten von Legionellen in die Umgebungsluft zu verhindern, hat der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) eine neue Richtlinie erlassen. „Springbrunnenbetreiber müssen zukünftig gewährleisten, dass die Keimkonzentration im Wasser so gering wie möglich ist. Da Algen ein ideales Rückzugsgebiet für viele Mikroorganismen darstellen, ist auch ein Eindämmen des Algenwachstums ein wichtiger Aspekt, um die Wasserverkeimung erfolgreich zu verringern", sagt Projektleiter Günter Schröfel, Geschäftsführer des Unternehmens Gebrüder Schröfel. Das von der Firma zu entwickelnde Reinigungsmodul soll die auch aus medizinischen Produkten bekannte desinfizierende Wirkung von Silber und Kupfer nutzen. Damit werde sowohl die Verkeimung als auch die Algenbildung verringert. Ein weiterer Vorteil des neuartigen Moduls sei, dass es Wasser- und Reinigungskosten spare. „Außerdem entwickeln wir innerhalb des Projekts ein preiswertes Verfahren zur Kontrolle der Wasserqualität", so Schröfel.

Weitere Informationen:
https://www.dbu.de/123artikel38628_2362.html Online-Pressemitteilung

Quelle: IDW 

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Schaufenster Bioökonomie: Neues Anbausystem zieht Salat aus behandeltem kommunalem Abwasser

Florian Klebs Hochschulkommunikation
Universität Hohenheim

Forschungsteam mit Beteiligung der Uni Hohenheim zieht erfolgreiche Bilanz seiner Pilotanlage in Wolfsburg-Hattorf / System nutzt Wasser und Nährstoffe optimal

Knackiger Salat, bewässert und gedüngt mit aufbereitetem Abwasser - und so Ressourcen wie Wasser, Nährstoffe und Flächen effizient nutzen: Das ist die Idee hinter dem gerade abgeschlossenen Projekt HypoWave. Dass sie funktioniert, hat die Pilotanlage des Forschungsteams auf dem Gelände einer Kläranlage bei Wolfsburg bewiesen. Kernstück der Anlage war ein sogenanntes hydroponisches System, bei dem Pflanzen ohne Erde in einer Nährlösung gezogen werden. Dr. Jörn Germer, Agrarökologe an der Universität Hohenheim in Stuttgart, hat es mit seinem Team für den Einsatz kommunaler Abwässer angepasst. Eine Idee mit Zukunft im Wissenschaftsjahr 2020 Bioökonomie. Das Gesamtprojekt unter Leitung der TU Braunschweig wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 2,1 Mio. Euro gefördert. An der Universität Hohenheim zählt das Teilprojekt mit einer Fördersumme über 386.448 Euro zu den Schwergewichten der Forschung.

Ein Gewächshaus mit Salatköpfen in Reih und Glied - doch die Pflanzen wachsen nicht etwa auf dem Boden, sondern in den Pflanzöffnungen langer Kunststoffrohre, in denen eine Nährlösung zirkuliert. Und auch diese weist eine Besonderheit auf: Es handelt sich um Bewässerungswasser auf Basis des Abwassers aus der Kläranlage in Wolfsburg-Hattorf, auf deren Gelände das Gewächshaus steht.

Was gewöhnungsbedürftig klingt, ist ökonomisch und ökologisch sinnvoll. „Kommunale Abwässer enthalten viel Stickstoff, Phosphor und alle anderen essentiellen Pflanzennährstoffe, die wir für den Gemüseanbau nutzen können", erklärt Dr. Jörn Germer von der Universität Hohenheim den Hintergrund. „Mit der hydroponischen Pflanzenproduktion können wir diese Nährstoffe optimal nutzen und zudem die immer knapper werdende Ressource Wasser schonen."

Einige Nährstoffe müssen zudosiert werden
Die Hohenheimer Forscher um Dr. Germer mit Dr. Christian Brandt, Paul Miehe und sieben Master- und Bachelor-Studierenden - unter der Fachgebietsleitung von PD Dr. Frank Rasche - setzten für ihre hydroponischen Linien Bewässerungswasser ein, das die Projektpartner zuvor auf verschiedene Weise aus Abwasser des Klärwerks aufbereitet hatten.

Im ersten Versuchsjahr 2017 verglichen sie vier Varianten im Durchflussbetrieb: Abwasser aus konventionellem Klärwerk mit und ohne Ozonbehandlung sowie anaerob behandeltes und nitrifiziertes Abwasser mit und ohne Kohlefiltration mit einer künstlichen Nährstofflösung.

„Darin ließen wir jeweils den Salat als Modellpflanzen wachsen", berichtet Dr. Germer. „Er gedieh vor allem in den anaerob-aerob behandelten Varianten gut, denn dabei gast der wertvolle Stickstoff nicht in die Luft aus. Bei der Nitrifikation wird er durch Bakterien von Ammonium in Nitrat umgewandelt, das die Pflanzen gut aufnehmen können."

Doch nicht nur die Menge der Nährstoffe ist entscheidend, sondern auch deren Verhältnis zueinander: „Abwasser enthält relativ viel Stickstoff und Phosphor, aber vergleichsweise wenig Kalium und Mikronährstoffe wie Zink und Eisen", so der Experte. „Damit die Pflanzen möglichst effizient die Nährstoffe, insbesondere Stickstoff und Phosphor, aus dem Wasser aufnehmen können, müssen die gering vorliegenden Nährstoffe zugedüngt werden."

Hydroponisches System entfernt Nährstoffe aus behandeltem Abwasser
Im Folgejahr tüftelten die Wissenschaftler weiter an diesem Problem. „Es ist nicht einfach, die Palette an Nährstoffen ausgewogen hinzubekommen, denn die Verhältnisse verschieben sich je nach Wachstumsstand und Umweltparameter."

Während im ersten Jahr noch ein permanenter Durchfluss durch die Rohre erfolgte, experimentierte das Forschungsteam 2018 mit einem Kreislauf-System. Nitrat-Sensoren überwachten dabei kontinuierlich den Stickstoff-Gehalt, der im behandelten Abwasser zum weitaus größten Teil als Nitrat vorliegt. Sank dieser auf weniger als 10 mg/l Nitratstickstoff, wurde das Wasser erneuert. Zum Vergleich: Laut Abwasserverordnung gilt für Gesamtstickstoff ein Grenzwert von 13-18 mg/l für kommunales Abwasser.

„Damit gelang uns nicht nur eine Produktion auf hohem Niveau", freut sich Dr. Germer, „sondern wir konnten auch das vorbehandelte Abwasser an Nährstoffen stark verarmen zu lassen. Wir erreichen damit Werte, die es erlauben, das Abwasser direkt in natürliche Fließgewässer einzuleiten. Stickstoff und Phosphor konnten wir viel weitreichender aus dem Abwasser entfernen als ein konventionelles Klärwerk - wir haben die Stickstofffrachten zum Teil bis unter die Nachweisgrenze senken können."

Guten Noten für Geschmack und Hygiene
Letztendlich ist es jedoch das Ziel jeder Nahrungsmittelproduktion, dass die Produkte auf dem Teller landen - und hier drängt sich die Frage nach Qualität und Hygiene beim hydroponischen Anbau mit Abwasser auf. „Das Julius Kühn-Institut (JKI) hat den Salat daher unter anderem auf das Bakterium Escherichia coli untersucht, einem Darmbakterium, das als Indikator für Verunreinigung durch Fäkalien dient."

Die Projektpartner konnten Entwarnung geben: Sie haben auf dem Salat nicht mehr E. coli als auf üblicher Marktware gefunden. Erbgutanalysen ergaben außerdem, dass es Unterschiede in den Populationen auf dem Salat und im aufbereiteten Abwasser gab. Das Ergebnis: Eine direkte Verunreinigung durch das Abwasser war nicht festzustellen, aus hygienischer Sicht scheint der Salat unbedenklich zu sein. Ein Aspekt, den es noch weiter zu untersuchen gilt, ist die Frage, wie die Übertragung bzw. Entwicklung von Antibiotikaresistenzgenen in den Bakterien unterbunden werden kann.

Das Forschungsteam hat den Salat auch einem direkten Qualitätstest unterzogen: Die Wissenschaftler haben ihn selbst probiert. „Geschmacklich und in der Konsistenz hat der Salat überzeugt", berichtet Dr. Germer. Über die restlichen Salatköpfe habe sich eine Schafherde in Hattorf gefreut.

Fallstudien zeigen hohes Potenzial des hydroponischen Systems auf
Um das Potenzial des neuen Systems auszuloten, hat das Forschungsteam Fallstudien durchgeführt. Unter Leitung des ISOE - Instituts für sozial-ökologische Forschung in Frankfurt am Main und des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik wurde beispielhaft an drei Regionen gezeigt, wie die Aufbereitung und Wiederverwendung von kommunalem Abwasser gelingen kann. Im Landkreis Gifhorn in Niedersachsen untersuchten sie das Potenzial von Gemüseanbau mit aufbereitetem Abwasser. In der Gemeinde Raeren in Belgien ging es um den hydroponischen Anbau von Schnittblumen, und im Alentejo Portugals um die hydroponische Aufbereitung von Abwasser zur anschließenden Nutzung für die Bewässerung von Oliven, Mandeln und Wein.

Demnach ist das System künftig z.B. auch für kleine Gemeinden interessant, die Probleme damit haben, bei der Aufbereitung des Abwassers die Grenzwerte einzuhalten. Hier liegen ökonomische Vorteile klar auf der Hand, wenn mögliche Strafen auf diese Weise umgangen werden. Auch die Wassereffizienz ist ein großer Pluspunkt in Regionen mit Wasserknappheit wie dem Süden Europas, wo die Versorgungssicherheit in Trockenzeiten von hoher Bedeutung ist.

HINTERGRUND: Projekt Einsatz hydroponischer Systeme zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwertung (HypoWave)
Das Verbundprojekt HypoWave wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über den Projektträger Karlsruhe (PTKA) des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt. HypoWave startete am 1. September 2016 und endete am 31. Dezember 2019.

Im Forschungsverbund unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Thomas Dockhorn vom Institut für Siedlungswasserwirtschaft der TU Braunschweig waren an der Universität Hohenheim PD Dr. Frank Rasche und der Koordinator des Teilprojekts Dr. Jörn Germer für die Themenlinie Landwirtschaft/hydroponisches System verantwortlich. Weitere Kooperationspartner sind das ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung, das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB), das Julius Kühn-Institut (JKI), das Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie der TU Braunschweig, der Abwasserverband Braunschweig, die Wolfsburger Entwässerungsbetriebe (WEB), ACS-Umwelttechnik, aquadrat ingenieure (a2i), aquatectura, aquatune - Dr. Gebhardt & Co., BIOTEC Biologische Naturverpackungen sowie Xylem Services.

HypoWave-Homepage: http://www.hypowave.de/

HINTERGRUND: Schwergewichte der Forschung
33,9 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der Universität Hohenheim 2019 für Forschung und Lehre. In loser Folge präsentiert die Reihe „Schwergewichte der Forschung" herausragende Forschungsprojekte mit einem finanziellen Volumen von mindestens 350.000 Euro für apparative Forschung bzw. 150.000 Euro für nicht-apparative Forschung.

HINTERGRUND: Wissenschaftsjahr 2020 Bioökonomie
2020 steht das Wissenschaftsjahr im Zeichen der Bioökonomie - und damit einer nachhaltigen, biobasierten Wirtschaftsweise. Es geht darum, natürliche Stoffe und Ressourcen nachhaltig und innovativ zu produzieren und zu nutzen und so fossile und mineralische Rohstoffe zu ersetzen, Produkte umweltverträglicher herzustellen und biologische Ressourcen zu schonen. Das ist in Zeiten des Klimawandels, einer wachsenden Weltbevölkerung und eines drastischen Artenrückgangs mehr denn je notwendig. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ausgerichtete Wissenschaftsjahr Bioökonomie rückt das Thema ins Rampenlicht.

Die Bioökonomie ist das Leitthema der Universität Hohenheim in Forschung und Lehre. Sie verbindet die agrarwissenschaftliche, die naturwissenschaftliche sowie die wirtschafts- und sozialwissenschaftliche Fakultät. Im Wissenschaftsjahr Bioökonomie informiert die Universität Hohenheim in zahlreichen Veranstaltungen Fachwelt und Öffentlichkeit zum Thema.

Weitere Informationen
Wissenschaftsjahr 2020 BMBF: https://www.wissenschaftsjahr.de/2020/
#Wissenschaftsjahr2020 #DasistBioökonomie
Wissenschaftsjahr 2020 Hohenheim: https://www.uni-hohenheim.de/wissenschaftsjahr-2020-biooekonomie
Bioökonomie an der Universität Hohenheim: https://biooekonomie.uni-hohenheim.de
Expertenliste Bioökonomie: https://www.uni-hohenheim.de/expertenliste-biooekonomie

Kontakt für Medien
Dr. Jörn Germer, Fachgebiet Wasserstress-Management bei Kulturpflanzen in den Tropen und Subtropen
T +49 711 459 23505, E jgermer@uni-hohenheim.de

Zu den Pressemitteilungen der Universität Hohenheim
https://www.uni-hohenheim.de/presse

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Revolutionäres Händedesinfektionssystem für öffentliche Orte

Charlotte Giese Stab - Wissenschaftsmanagement
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.

Greifswalder Forscher des Leibniz-Institutes für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) entwickeln neuartiges Desinfektionsmittel und präsentieren Pilotanlage zur Händedesinfektion.

Im Zuge der Corona Pandemie gewinnt ein neuartiges Desinfektionsverfahren der Firma Nebula Biocides GmbH, einer Ausgründung des Leibniz-Institutes für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP), zunehmend an Bedeutung. Die erste Pilotanlage wurde gestern im Rahmen eines Testlaufs im Einkaufszentrum Elisen Park in Greifswald präsentiert.

„Seit 2016 erforschen wir einen hochwirksamen Desinfektionswirkstoff, der innerhalb von 30 Sekunden sowohl gegen hartnäckige Bakteriensporen als auch gegen widerstandsfähige Viren wirkt" erklären Dr. Jörn Winter und Dr. Ansgar Schmidt-Bleker, Forscher am INP und Geschäftsführer der Nebula Biocides GmbH. „Auf Basis dieses Verfahrens arbeiten wir an einer neuartigen Desinfektionsanlage, die Händedesinfektionen an hochfrequentierten Orten wie z.B. an Bahnhöfen, Flughäfen, Schulen oder auch Krankenhäusern erlaubt" so die beiden Forscher. Das Spendersystem ist speziell für öffentliche Orte konzipiert an denen sich viele Menschen begegnen. „Die Gesundheit und der Schutz unserer Kunden stehen für uns immer an erster Stelle. Gerade in der aktuellen Situation ist die Hygiene natürlich immens wichtig und seit dieser Woche dürfen auch bei uns im Elisen Park Greifswald wieder einige Geschäfte mehr öffnen. Daher freuen wir uns besonders, dass wir unseren Kunden gerade jetzt diese innovative Desinfektionsmethode vorstellen können", so Karin Rüdiger, Center Managerin des Elisen Park.
Bereits mit der Pilotanlage können sich 18 Personen gleichzeitig die Hände desinfizieren. Die Desinfektionsanlage ist modular aufgebaut und arbeitet bis auf Wasserzufuhr autark. Der Wirkstoff wird direkt im Gerät aus Konzentraten erzeugt. So können mit einer einzigen Konzentrat-Befüllung ca. 1 Million Händedesinfektionen durchgeführt werden. Das Verfahren ist also ideal für alle Standorte mit hohem Publikumsverkehr.

Bisherige Desinfektionsmittel basieren meist auf Alkohol, sind teuer und leicht entzündlich. Außerdem sind Standard-Desinfektionsspender wartungsintensiv und nicht vor Vandalismus geschützt. Das Zwei-Komponenten-Desinfektionssystem „Sporosan" der Nebula Biocides GmbH ist nicht nur wirksam gegen alle Krankheitserreger, sondern mit ca. 10 Cent pro Liter auch noch äußerst kostengünstig. Dies ist 100-mal preiswerter als der aktuelle Literpreis für alkoholbasierte Händedesinfektionsmittel. Außerdem basiert das neuartige Desinfektionsmittel auf Wasser und ist im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen nicht entflammbar. Die Wirkstoffe zerfallen nach der Händedesinfektion zu Wasser und natürlichen Rückständen, sind somit vollständig biologisch abbaubar. Ein besonderer Clou dieses schnellen Zerfalls: Der Diebstahl des Wirkstoffs, wie in letzter Zeit häufig in Krankenhäusern und anderen öffentlichen Einrichtungen beobachtet, ist dadurch unmöglich.

In jahrelangen Voruntersuchungen des INP sowie der Nebula Biocides GmbH wurde die Wirksamkeit, die grundsätzliche Verträglichkeit sowie die Sicherheit des Verfahrens in akkreditierten Laboren bereits bestätigt - zugelassen ist das Verfahren aber noch nicht. „Bereits Anfang 2019 haben wir eine Anfrage für ein Vorgespräch bei der zuständigen Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) gestellt" berichtet Dr. Schmidt-Bleker. Die BAuA teilte jedoch mit, dass sie „die Bewertung aufgrund begrenzter Kapazitäten nicht übernehmen kann".
Aktuell wird in enger Zusammenarbeit mit den zuständigen Landesministerien geprüft, wie das Desinfektionssystem möglichst schnell der Bevölkerung zur Verfügung gestellt werden kann. Dazu müsste das Zulassungsverfahren zügig losgetreten oder eine Sondergenehmigung erteilt werden. Bis es soweit ist, lässt sich die Desinfektionsanlage auch mit herkömmlichen Mitteln betreiben. „Das ist längst nicht so effizient und kostengünstig wie mit unserem Wirkstoff, aber schon mal ein wichtiger Schritt für die Hygiene an öffentlichen Orten" so Dr. Jörn Winter. Die Gründer hoffen, dass die Desinfektionsanlage möglichst bald in Serie gehen kann und damit der Eindämmung der aktuellen Corona-Pandemie dient.

Die Entwicklung des Spendersystems wurde im Rahmen des Ideenwettbewerbs Gesundheitswirtschaft des Landes Mecklenburg-Vorpommern gefördert. Weitere Unterstützer sind die Firmen BSG Sondermaschinenbau GmbH und Formitas AG, die Hygiene-Institute Dr. Brill + Partner GmbH und Hygiene Nord GmbH sowie die Witeno GmbH.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Jörn Winter - Leitung Gruppe Plasmaquellen
Tel.: +49 3834 - 554 3867
winter@inp-greifswald.de
www.leibniz-inp.de

Anhang
Revolutionäres Händedesinfektionssystem für öffentliche Orte
https://idw-online.de/de/attachment79760

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Lieferdrohnen statt Postautos? Studie zeigt: Bisher verbrauchen Drohnen noch zu viel Energie

Tom Leonhardt Pressestelle
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Bei der Paketzustellung haben Drohnen oft eine schlechtere Energiebilanz als klassische Lieferwagen. Das zeigt eine neue Studie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Gerade in dicht besiedelten Gegenden verbrauchen sie vergleichsweise viel Energie und ihre Reichweite wird stark von den Windbedingungen beeinflusst. Im ländlichen Bereich könnten sie dagegen dieselbetriebenen Lieferwagen Konkurrenz machen. Die Studie erschien im Fachjournal "Transportation Research Part D: Transport and Environment".

Anstatt in Geschäfte zu gehen, bestellen viele Menschen während der Corona-Pandemie vermehrt online. So werden immer mehr Pakete verschickt, was viele Lieferdienste an die Grenzen ihrer Kapazitäten bringt. Ein möglicher Ausweg sind Drohnen, die völlig automatisch Pakete aus einem Lieferdepot zu den Kunden liefern. Was wie Science Fiction klingt, könnte demnächst Realität werden: "Google, DHL und Amazon experimentieren seit einigen Jahren auf diesem Gebiet und haben im Jahr 2019 erste kommerzielle Pilotprojekte in den USA und Australien gestartet", sagt Dr. Thomas Kirschstein vom Lehrstuhl für Produktion und Logistik der MLU. Er hat ausgerechnet, ob aktuelle Drohnen-Modelle bereits jetzt konkurrenzfähig mit Lieferwagen sind, wenn es um ihren Energieverbrauch geht. "Häufig wurde bei dem hypothetischen Einsatz von Lieferdrohnen nur geschaut, ob sie die Pakete schneller und günstiger liefern können. Aspekte der Nachhaltigkeit spielten dagegen weniger eine Rolle", so der Wirtschaftswissenschaftler weiter.

In seiner neuen Studie verglich Kirschstein den Energieverbrauch von Drohnen mit dem von dieselbetriebenen Lieferwagen und Elektro-Transportern, die von Paketboten aktuell genutzt werden. Mit Hilfe einer Simulation wollte er herausfinden, welches Fahrzeug unter welchen Umständen die beste Energiebilanz aufweist. Am Beispiel des Großraums Berlin spielte er mehrere Szenarien durch. "Unter anderem wurde untersucht, welchen Einfluss die Paketanzahl je Stopp und die Verkehrssituation auf den Energieverbrauch haben", fasst der Forscher zusammen. Zudem ergänzte er seine Berechnungen um die Emissionen, die bei der Erzeugung von Elektrizität oder dem Verbrauch von Diesel entstehen.

Über alle Szenarien hinweg zeigte sich zunächst ein Trend: Elektro-Transporter waren deutlich sparsamer als Diesel-Trucks, sie verbrauchten bis zu 50 Prozent weniger Energie. "Für ein städtisches Setting verwundert das nicht: In Städten können die Lieferwagen nur langsam fahren und müssen häufig anhalten und wieder starten. Hier verbrauchen Elektro-Autos deutlich weniger Energie", so Kirschstein.

Für Drohnen spielen diese Faktoren freilich keine Rolle. Stattdessen haben die Windverhältnisse einen entscheidenden Einfluss auf deren Leistungsfähigkeit: Kommt der Wind etwa von der Seite, muss mehr Energie aufgewendet werden, um den Kurs zu halten. Gegen- oder Rückenwind können sich dagegen sogar leicht positiv auf den Energieverbrauch auswirken. "Relativ viel Energie verbrauchen Drohnen, wenn sie in an einem Ort in der Luft schweben müssen, wenn sie zum Beispiel ein Paket abliefern wollen und vor der Tür des Empfängers warten müssen", erklärt der Wirtschaftswissenschaftler.

Im Durchschnitt verbrauchten die Drohnen in der Simulation in einer dichtbesiedelten Stadt wie Berlin bis zu zehn Mal so viel Energie wie die Elektro-Lieferwagen. "Paketboten können beispielsweise anhalten und mehrere Pakete zu Fuß ausliefern, wenn in einer Straße mehrere Kunden beliefert werden müssen. Für Drohnen ist das nicht möglich, sie können immer nur ein Paket zustellen. Das erhöht ihren Energieverbrauch zum Teil drastisch", so Kirschstein. Seine Simulationen zeigen aber auch ein Szenario, in dem die fliegenden Lieferanten energieeffizienter sind als Lieferwagen: In dünner besiedelten, eher ländlich geprägten Gebieten waren sie energiesparender. Allerdings bedeutet ein höherer Energieverbrauch nicht notwendigerweise eine schlechtere Umweltbilanz: "Auch wenn Drohnen mehr Energie benötigen, könnten sie eine Alternative zu Dieselfahrzeugen sein, sofern der Strom, den sie benötigen, aus umweltfreundlichen Verfahren erzeugt wird", sagt der Forscher.
Originalpublikation:

Über die Studie: Kirschstein, Thomas. Comparison of energy demands of drone-based and ground-based parcel delivery services. Transportation Research Part D: Transport and Environment (2020). Doi: 10.1016/j.trd.2019.102209

Weitere Informationen:
https://doi.org/10.1016/j.trd.2019.102209

 

Quelle: IDW 

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RWI/Stiftung Mercator: Studie in „Nature" - Autobesitzer unterschätzen Gesamtkosten des eigenen Autos massiv

Sabine Weiler Kommunikation
RWI - Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung

Autobesitzer in Deutschland unterschätzen die Gesamtkosten ihres eigenen Pkw systematisch um bis zu 50 Prozent. Zu diesem Ergebnis kommt eine gemeinsame Studie von Wissenschaftlern des RWI - Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung, der Universität Mannheim und der Yale University. Die von der Stiftung Mercator geförderte Forschung erscheint heute im Fachjournal „Nature". Neben dem Wertverlust werden vor allem Fixkosten wie Steuern und Versicherungen sowie Reparaturkosten unterbewertet. Mehr Transparenz zu diesen Kosten könnte die Nachfrage nach E-Autos und öffentlichem Nahverkehr sowie die Anreize zum Radfahren steigern. Dies würde eine nachhaltige Verkehrswende beschleunigen.

Die wichtigsten Ergebnisse:

• Deutsche Autobesitzerinnen und -besitzer unterschätzen die Gesamtkosten ihres privaten Pkw systematisch um bis zu 50 Prozent. Dies führt dazu, dass alternative Angebote wie der öffentliche Personennahverkehr und nicht-fossil betriebene Fahrzeuge weniger attraktiv erscheinen.

• Befragte bewerten die Gesamtkosten des Autobesitzes um durchschnittlich 221 Euro pro Monat zu niedrig, das sind 52 Prozent der eigentlichen Kosten. Diejenigen, die sämtliche Kostenfaktoren berücksichtigten, schätzen diese immer noch um durchschnittlich 161 Euro bzw. 35 Prozent zu niedrig ein.

• Unterschätzt werden vor allem der Wertverlust des Automobils, aber auch Fixkosten wie Steuern und Versicherungen sowie Reparaturkosten. Einzig die Kosten von Diesel oder Benzin werden von den Verbrauchern im Durchschnitt weitgehend korrekt bewertet.

• Eine Hochrechnung der Forscher basierend auf vorhandenen Daten aus der Literatur ergibt, dass eine höhere Transparenz über die wahren Kosten des Autobesitzes im Optimalfall den Pkw-Besitz in Deutschland um bis zu 37 Prozent senken könnte. Auf diese Weise würden 17,6 Millionen Autos von den Straßen verschwinden. CO2-Emissionen von 37 Millionen Tonnen pro Jahr könnten auf diesem Wege eingespart werden - das entspräche 4,3 Prozent der deutschen Gesamtemissionen bzw. 23 Prozent der Emissionen aus dem Transportsektor.

• Gleichzeitig könnte die Nachfrage nach E-Autos um bis zu 73 Prozent steigen. Die Nachfrage nach Bus- und Bahnverkehr könnte sich gleichzeitig um 8 bzw. 12 Prozent erhöhen.

• Die Hochrechnungen basieren auf verschiedenen Annahme-Szenarien, unter anderem zur Auswirkung von Veränderungen der Gesamtkosten des Autofahrens auf den Autobesitz. Für diese liegen bisher sehr wenige empirische Studien vor. Die Autoren können zeigen, dass auch konservativere Annahmen zu einer substanziellen Reduktion an Autos führen würden.

• Es handelt sich hierbei um erste Ergebnisse zu diesem Themenkomplex. Die Studienautoren sehen großen Forschungsbedarf und beschreiben viele Ansatzpunkte zur weiteren Forschung.

„Viele Verbraucher würden eher auf E-Autos oder ÖPNV setzen, wenn sie die wahren Kosten eines konventionellen Pkw stärker berücksichtigen würden", sagt Mark A. Andor, RWI-Umweltökonom und Studienautor. „Verbraucherschutz-Organisationen könnten gemeinsam mit staatlichen Institutionen dabei helfen, die Autobesitzer besser zu informieren. Damit ließe sich auch ohne große zusätzliche Kosten für den Staat oder die Bürger ein signifikanter Schritt in Richtung einer nachhaltigen Verkehrswende machen."

„Wir müssen das Verkehrssystem konsequenter als bisher an Klimaschutz und Luftreinhaltung ausrichten", so Dr. Lars Grotewold, Bereichsleiter Klimawandel der Stiftung Mercator. „Welche Faktoren beeinflussen Mobilitätsentscheidungen und welche Anreize bewirken einen Umstieg auf klimafreundliche Verkehrsmittel? Darauf müssen wir Antworten finden, damit die Verkehrswende gelingt. Die in der Studie gewonnen Daten haben hierzu einen wichtigen Beitrag geleistet."

Die Untersuchung ist in Zusammenarbeit mit dem Umfrageinstitut forsa entstanden. Genutzt wurde deren repräsentatives Panel deutscher Haushalte. Knapp 5500 Autobesitzer gaben Schätzungen zu ihren monatlichen Kosten der Pkw-Nutzung an. Die Befragungen wurden vom 23. April bis zum 12. Juni 2018 durchgeführt. Die Daten zu Autopreisen und Betriebskosten stammen unter anderem vom Allgemeinen Deutschen Automobil-Club (ADAC). Gefördert wurde die Studie von der Stiftung Mercator.

Ihre Ansprechpartner/in dazu:
Dr. Mark Andor, E-Mail: mark.andor(at)rwi-essen.de
Sabine Weiler (Kommunikation), Tel. (0201) 81 49-213

Dieser Pressemitteilung liegt der Beitrag „Running a car costs much more than people think - stalling the uptake of green travel" aus der Ausgabe der Zeitschrift „Nature" vom 23. April zugrunde. Er ist unter https://www.nature.com/articles/d41586-020-01118-w online verfügbar.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Mark Andor, E-Mail: mark.andor(at)rwi-essen.de

Originalpublikation:

"Running a car costs much more than people think - stalling the uptake of green travel", https://www.nature.com/articles/d41586-020-01118-w, doi: 10.1038/d41586-020-01118-w

Quelle: IDW 

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Brillen-Flora: das Miniversum vor der Nase

Jutta Neumann Pressestelle
Hochschule Furtwangen

Fast jeder zweite Europäer trägt eine Brille. Aufgrund ihrer exponierten Position mitten im Gesicht, der Nähe zu Mund und Nase und häufigem Hautkontakt, insbesondere durch die Hände, sind Brillen nachweislich deutlich mit Mikroorganismen kontaminiert. Die Hochschule Furtwangen hat nun die weltweit erste molekularbiologische Studie zur bakteriellen Besiedlung von getragenen Brillen veröffentlicht.

„Da viele Bakterien sich bislang nicht kultivieren lassen, erlauben molekularbiologische Methoden völlig neue Einblicke in die Besiedlung von Gebrauchsgegenständen wie Brillen", erläutert Studienleiter Prof. Dr. Markus Egert, der an der Hochschule Furtwangen am Campus Schwenningen Mikrobiologie und Hygiene lehrt. Die Herausforderung bei dieser Studie lag auch in den nur geringen DNA-Mengen, die sich von Brillen isolieren lassen.

In der Studie wurden 30 im Hochschulumfeld getragene Brillen an jeweils drei Stellen analysiert: Gläsern, Ohrbügeln und Nasenpolstern. Insgesamt wurden dabei 5232 verschiedene Arten und 665 Gattungen von Bakterien entdeckt. Die höchste Artenvielfalt zeigten die Brillengläser, die geringste die Nasenpolster. Generell dominierten Haut- und Schleimhautbakterien, die über die Gesichtshaut, die Hände oder Mund und Nase - beim Atmen oder Brilleputzen durch Hauchen - auf die Brille gelangen, wie Cutibakterien, Corynebakterien oder Staphylokokken. Gerade auf den Gläsern fanden sich aber auch typische Umweltkeime, wie Pseudomonaden, die über die Luft dorthin gelangen können. Mehr als 80% der 13 am häufigsten identifizierten Arten sind potentiell pathogen und können gerade bei empfindlichen Menschen Infektionen auslösen, auch im Augenbereich.

Die Studie liefert eine umfassende Grundlage für eine bessere Beurteilung von Brillen als Keimüberträgern, gerade im klinischen Bereich. Folgestudien werden zeigen, inwieweit Brillen eine Rolle als Keimreservoir bei wiederkehrenden Augeninfektionen und der Übertragung Antibiotika-resistenter Bakterien spielen könnten. Weiterhin unterstreicht sie die Notwendigkeit passender Hygienemaßnahmen für Menschen, die beruflich viel mit Brillen fremder Personen zu tun haben, wie Augenärzte oder Optiker.

In einer vorangegangenen Studie der Arbeitsgruppe Egert wurde bereits gezeigt, dass sich die bakterielle Belastung auf Brillen durch eine feuchte Reinigung, etwa mit Brillenreinigungstüchern, um ca. 95% reduzieren lässt. „Eine feuchte Reinigung mit alkoholischen oder tensidhaltigen Brillenreinigungstüchern oder einfach mit Wasser und Spülmittel ist nach aktuellem Wissensstand auch eine sinnvolle Strategie zur Entfernung von Corona- und anderen Viren auf der Brille, nachdem man Kontakt mit hustenden Menschen gehabt hat", erklärt Professor Egert.

Die neue Studie wurde durch ein Forscherteam der Hochschule Furtwangen, der Universität Tübingen und der Carl Zeiss Vision International GmbH, Aalen, erstellt und im Rahmen des CoHMed - Connected Health in Medical Mountains Projektes der Hochschule Furtwangen vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert (Förderkennzeichen 13FH5I02IA). Erschienen ist sie in der Zeitschrift Scientific Reports mit dem Titel „Site-specific molecular analysis of the bacteriota on worn spectacles".

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Markus Egert, ege@hs-furtwangen.de

Originalpublikation:

Scientific Reports 10, Artikel-Nummer 5577 (2020)
https://www.nature.com/articles/s41598-020-62186-6
https://doi.org/10.1038/s41598-020-62186-6.

Quelle: IDW 

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Besser gewappnet bei Überflutungen in der Stadt

Jessica Bode Pressestelle
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Dreidimensionale Hochwasser-Risikoanalyse am Stadtmodell Dresden - DBU gibt 235.000 Euro
Berlin/Dresden. Für Mensch und Umwelt bedeuten Hochwasser erhebliche Belastungen. Neben den immensen gesundheitlichen Gefährdungen können große Schäden an Gebäuden oder Industrieanlagen entstehen, Schadstoffe in die Umwelt gelangen und große Teile kommunaler Infrastruktur lahmgelegt werden. Um ein besseres Risikomanagement speziell im besiedelten Raum zu ermöglichen, entwickelten die Firma virtualcitySYSTEMS (VCS, Berlin) und das Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik (IWD) der Technischen Universität Dresden eine Methodik, bei der Entscheidungsträger bei Behörden, Polizei und Feuerwehren schneller und zielgenauer planen und reagieren könnten. „Durch den Klimawandel wird es in Deutschland häufigere und schwerere Überflutungen geben. Je realer die Vorhersage gelingt, desto besser können Städte und Gemeinden die Bevölkerung informieren und Vorsorge treffen", sagt Alexander Bonde, Generalsekretär der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), die das Projekt fachlich und finanziell mit 235.000 Euro fördere.

Bisheriger Stand der Technik: Zweidimensionale Modelle
Verheerende Hochwasser mit Schäden in Milliardenhöhe seien zum Beispiel infolge des Elbe- und Saalehochwassers im Jahr 2013 oder durch die Elbe-Flut mit Mulde-Hochwasser im Jahr 2002 entstanden. Dennoch gerieten Erkenntnisse oder Erfahrungen, die während solcher Ereignisse gesammelt wurden, wegen der eher längeren hochwasserfreien Perioden wieder in Vergessenheit oder fehlten in Regionen, die bisher nicht betroffen waren. „Nach dem bisherigen Stand der Technik nutzen städtische Umweltämter und Kreisverwaltungen zweidimensionale digitale Überflutungsszenarien für die Voraussage", erklärt Franz-Peter Heidenreich, DBU-Fachreferent Kreislaufführung und Bautechnik. Die räumlichen Charakteristiken solcher Bauten, dazu zählten auch Deiche, Spundwände und Dämme aus Sandsäcken, könnten bisher nur stark vereinfacht berücksichtigt werden. Zudem könnten tatsächliche Verläufe bei einem aktuellen Hochwasserereignis bislang erst nachträglich in die Datenbank eingefügt werden.

Einfluss von Brücken, Deichen und Sandsäcken besser vorhersehen
Projektleiter Dr. Arne Schilling von VCS: „Mit der neuen Methodik werden erstmals hydronumerische Strömungssimulationen mit komplexen dreidimensionalen Stadtmodellen, die derzeit für Planungszwecke verwendet werden, kombiniert." Zum einen sei mit der fotorealistischen dreidimensionalen Darstellung eine Prognose besser erkennbar und damit auch für die Bürger-Information besser geeignet. Um das Risikobewusstsein der Bevölkerung zu schärfen, wurde etwa eine computergestützte Anwendung entwickelt, die zum Beispiel frühere Hochwasserstände an ausgewählten Stellen originalgetreu wiedergeben könne. Zum anderen können die räumlichen Eigenschaften von Bauwerken, inklusive deren Auswirkungen auf das Strömungsverhalten des Wassers, besser berücksichtigt werden. „Wir haben als Modell Dresden verwendet und mit Informationen über die Gewässersohle der Elbe kombiniert. Über die Elbe führen im Stadtgebiet einige Brücken, deren Pfeiler zum Beispiel den Strömungsverlauf des Flusses durch Einengungs- und Aufstaueffekte erheblich beeinflussen können, wenn der Pegel ansteigt. Diese Einflüsse können wir mit hochgenauen dreidimensionalen Simulationen nun besser untersuchen", so Schilling.

Echtzeit-Informationen ermöglichen unmittelbares Reagieren
Bisher sei es darüber hinaus nicht möglich, Abweichungen, die bei einem aktuellen Hochwasserereignis beobachtet werden, sofort in das System zu übertragen. Durch Einbeziehen von Echtzeitdaten von Pegelmessstellen sind Änderungen der Abflussmengen nun einfacher zu erfassen und Prognosen können angepasst werden. „Es ist ein praxistaugliches Werkzeug entstanden, das für Analysen vor, während und nach einem Flusshochwasser eingesetzt werden kann", so Schilling. Bauliche Maßnahmen gegen Hochwasser könnten in ihrer Wirkung überprüft und verbessert werden. Ebenso sei es möglich vorherzusehen, welche Gebäude in welchem Ausmaß beschädigt werden würden. Bereits vorliegende Strömungssimulationen könnten mit dem Verfahren nachgebessert werden. Schilling: „Wir haben eine Methodik entwickelt, die die Einsatzplanung schneller, flexibler und zielgenauer macht." Das Vorhaben trage zum Erreichen der Ziele der Hochwasserrisiko-Management-Richtlinie der Europäischen Union bei, indem es detailliertere Risikoanalysen für ein verbessertes Hochwasserrisiko-Management ermögliche.

Weitere Informationen:
https://www.dbu.de/OPAC/ab/DBU-Abschlussbericht-AZ-34205_01.pdf Abschlussbericht
https://www.dbu.de/123artikel38622_2362.html Pressemitteilung

Quelle: IDW 

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Wie viele Menschen wirklich Linkshänder sind

Meike Drießen Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

Eines war schon immer klar: Linkshänder sind seltener als Rechtshänder. Aber wie viele Menschen wirklich die linke Hand bevorzugen, ist erst jetzt geklärt: 10,6 Prozent beträgt die Linkshänder-Quote. Das ergab die weltgrößte Untersuchung zu diesem Thema, in der ein Forschungsteam der Universitäten St. Andrews, Athen, Oxford, Bristol und Bochum Studien zur Händigkeit von insgesamt mehr als zwei Millionen Menschen auswertete. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Psychological Bulletin vom 2. April 2020 veröffentlicht.

Strenge der Kriterien beeinflusst die Quote
Die Häufigkeit der Linkshändigkeit beschäftigt verschiedenste Forschungsbereiche von der Kognitiven Neurowissenschaft bis hin zu Evolutionsforschung. Hunderte empirische Untersuchungen drehten sich um diese Frage; eine groß angelegte, umfassende Überprüfung der Häufigkeit gab es aber nie.

Für die aktuelle Studie zogen die Forscherinnen und Forscher, zu denen Privatdozent Dr. Sebastian Ocklenburg von der Fakultät für Psychologie der Ruhr-Universität Bochum (RUB) gehörte, fünf Meta-Analysen heran, in die die Daten von insgesamt 2.396.170 Personen eingingen, die in Studien verschiedene manuelle Aufgaben hatten erledigen müssen. „Wie häufig Links- und Rechtshändigkeit jeweils sind, hängt dabei auch davon ab, wie streng die Kriterien dafür sind, die die Autoren anlegen", erklärt Sebastian Ocklenburg.

Bei Verwendung der strengsten Kriterien sind 9,34 Prozent der Probandinnen und Probanden linkshändig. Bei Verwendung weniger strikter Kriterien sind 18,1 Prozent nicht rechtshändig. „Die beste Gesamtschätzung liegt bei 10,6 Prozent Linkshändigkeit", so Ocklenburg.

Schreiben ist nicht alles
Normalerweise wird die Händigkeit davon abhängig gemacht, mit welcher Hand jemand schreibt. Bei der aktuellen Studie berücksichtigte das Forschungsteam aber die Tatsache, dass etwa neun Prozent der Menschen verschiedene Hände für verschiedene Aufgaben verwenden. Das sorgte für genauere Ergebnisse. „Der Anteil der Menschen, die verschiedene Hände für unterschiedliche Aufgaben nutzen, ist den Daten zufolge fast genauso groß wie der Anteil linkshändiger Menschen", unterstreicht Autorin Dr. Silvia Paracchini von der School of Medicine in St. Andrews.

Genaue Einsichten in das Phänomen der Händigkeit tragen dem Forschungsteam zufolge auch zum Verständnis der Evolution bei. Rechtshändigkeit gilt gemeinsam mit den Fähigkeiten, Werkzeuge zu nutzen und sich mittels einer Sprache zu verständigen, sowie mit der funktionellen und anatomischen Spezialisierung des Gehirns als ein spezifisches Merkmal des Menschen: In diesen Dingen unterscheidet sich unsere Evolution von der der Affen.

Originalveröffentlichung
Marietta Papadatou-Pastou, Eleni Ntolka, Judith Schmitz, Maryanne Martin, Marcus R. Munafò, Sebastian Ocklenburg, Silvia Paracchini: Human handedness: A meta-analysis, in: Psychological Bulletin, 2020, DOI: 10.1037/bul0000229

Pressekontakt
Privatdozent Dr. Sebastian Ocklenburg
Abteilung Biopsychologie
Fakultät für Psychologie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 24323
E-Mail: sebastian.ocklenburg@rub.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Privatdozent Dr. Sebastian Ocklenburg
Abteilung Biopsychologie
Fakultät für Psychologie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 24323
E-Mail: sebastian.ocklenburg@rub.de

Originalpublikation:
Marietta Papadatou-Pastou, Eleni Ntolka, Judith Schmitz, Maryanne Martin, Marcus R. Munafò, Sebastian Ocklenburg, Silvia Paracchini: Human handedness: A meta-analysis, in: Psychological Bulletin, 2020, DOI: 10.1037/bul0000229

Weitere Informationen:
https://psycnet.apa.org/doiLanding?doi=10.1037%2Fbul0000229
Originalpaper

Quelle: IDW 

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TU Ilmenau: Pflanzenbestimmung mit Flora Incognita App im März verzehnfacht

Bettina Wegner Referat Medien- und Öffentlichkeitsarbeit
Technische Universität Ilmenau

Das Forscherteam des „Flora Incognita"-Projekts freut sich über den derzeit starken Anstieg der Nutzung ihrer gleichnamigen App für Smartphones, mit der die wildwachsenden Pflanzen Deutschlands per Foto bestimmt und die Beobachtungen digital gesammelt werden können.

Im Projekt „Flora Incognita" arbeiten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der TU Ilmenau und des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie Jena fächerübergrei-fend an Methoden zur halbautomatischen Pflanzenbestimmung. Die Nutzung der Flora-Incognita-App ist aktuell enorm: Im März 2020 verzeichnete das Projektteam mit etwa 15.000 Pflanzenbestimmungen am Tag eine Verzehnfachung der Pflan-zenbestimmungen im Vergleich zum gleichen Zeitraum im Vorjahr. „Wir sehen ganz klar, dass die Menschen sich gerade auf das fokussieren, was sie umgibt. Wir erhalten eine Vielzahl von positiven Rückmeldungen, dass in den letzten Wochen das Bewusstsein von regionaler Vielfalt gestärkt werden konnte und die Menschen Freude daran haben, ihre Artenkenntnis auf langen Spaziergängen durch die nä-here Umgebung zu erweitern" sagt der Ilmenauer Informatiker und Leiter des Flora-Incognita-Projekts, Professor Patrick Mäder.

Viele Anfragen erreichen das Team derzeit auch von Schulen und Universitäten, die die App in ihren Unterricht und ihre e-Learning Angebote einbeziehen möch-ten. Speziell für Lehrer und Lehrerinnen stellt das Team Arbeitsblätter zum Down-load bereit, die die Gestaltung von Unterrichtseinheiten zum Thema Pflanzener-kennung erleichtern.
Die der gewonnenen Vielzahl an Daten ermöglicht es den Forschern nun auch, ihre wissenschaftlichen Auswertungen zu erweitern. So arbeitet das Flora-Incognita-Team auf Grundlage der Daten intensiv daran, die Veränderung im zeitli-chen Auftreten von Arten zu erkennen. „Im Vergleich zum letzten Jahr konnten wir in diesem Jahr beispielsweise eine deutliche Verschiebung der Blühzeit der Win-terlinge, der Eranthis hyemalis, verzeichnen", so Dr. Jana Wäldchen, Teilprojektlei-terin in Jena. „Mit Hilfe solcher Daten können wir feststellen, wie sich die Entwick-lung von Pflanzen verändert und Trends für die Zukunft vorhersagen."

Mit der App „Flora Incognita" können Laien und Experten alle wildwachsenden Pflanzenarten Deutschlands und angrenzender Gebiete bestimmen. Die App wur-de bereits 990.000-mal installiert, die Zahl der Pflanzenbestimmung pro Tag reicht bis zu 60.000.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Patrick Mäder
Leiter Fachgebiet Softwaretechnik für
sicherheitskritische Systeme
Tel.: +49 3677 69-4839
E-Mail: patrick.maeder@tu-ilmenau.de

Ergänzung vom 21.04.2020
Die Flora Incognita Apps werden durch die Technische Universität Ilmenau
und das Max-Planck-Institut für Biogeochemie Jena entwickelt. Ihre
Entwicklung wurde gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und
Forschung, das Bundesamt für Naturschutz mit Mitteln des
Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit sowie
das Thüringer Ministerium für Umwelt, Energie und Naturschutz und die
Stiftung Naturschutz Thüringen.

Quelle: IDW 

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Die Widerstandskraft, nicht esssüchtig zu werden

Martina Diehl Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Resilienzforschung gGmbH

Überkonsum von kalorisch sehr dichtem und schmackhaftem Essen war evolutionär von Vorteil, als Nahrung knapp war. Dieses Verhalten hatte die Überlebenschancen erhöht. In der jetzigen Zeit jedoch, durch die Verfügbarkeit von kalorienreicher Nahrung und stress-induziertem Essverhalten, kann diese Strategie Schaden anrichten und Fettleibigkeit, metabolisches Syndrom und Essstörungen verursachen. Interessanterweise entwickeln nicht alle Individuen eine Esssucht; einige zeigen eine Widerstandskraft und sind resilient, andere sind anfällig.

Eine Studie, die kürzlich im Fachjournal „Nature Communications" publiziert wurde, untersuchte die Schaltkreise und neuronalen Signalwege im Gehirn, welche dieses Verhalten regulieren.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Beat Lutz (Institut für Physiologische Chemie, Universitätsmedizin Mainz und Leibniz-Institut für Resilienzforschung in Mainz), Prof. Rafael Maldonado (Universität Barcelona) und Prof. Susanne Gerber (Johannes Gutenberg-Universität Mainz) berichten darüber, wie das Lipidsignalwege durch Endocannabinoide und den Neurotransmitter Dopamin Esssucht regulieren, indem diese die Cannabinoid CB1-Rezeptoren und Dopamin D2-Rezeptoren im präfrontalen Kortex aktivieren.

Die Autoren untersuchten in einem Esssucht-Modell das Verhalten von Mäusen, denen der CB1-Rezeptor in kortikalen erregenden Neuronen fehlte. Dieses Modell, in welchem die Mäuse trainiert werden, sich Schokoladenfutter selbst zu verabreichen, ermöglicht das Messen von drei Kriterien einer Sucht: Motivation, Impulsivität und zwanghaftes Verhalten. Die Mäuse ohne CB1-Rezeptoren waren widerstandsfähig gegenüber jedem Kriterium der Sucht. Diese Mäuse zeigten auch eine erhöhte synaptische Aktivität im Präfrontalkortex und auch im Nucleus Accumbens, ein zentraler Bestandteil des Belohnungssystems im Gehirn. Selektive Verringerung der neuronalen Aktivität der Projektion vom Präfrontalkortex zum Nucleus Accumbens verstärkte die Gefahr, eine Esssucht zu entwickeln. Die Analyse des Transkriptoms im Präfrontalkortex ergab, dass die Expression des Dopamin D2 Rezeptors in esssüchtigen Mäusen gesteigert ist. Die genetische Manipulation, diesen Signalweg zu verstärken, führte ebenfalls dazu, eher Esssucht zu entwickeln; insbesondere das zwanghafte Verhalten wurde erhöht.

Die Studie konnte zeigen, dass der Präfrontalkortex eine zentrale Rolle bei Esssucht spielt und dass die erregende Aktivität von dieser Gehirnregion zum Nucleus Accumbens die Widerstandskraft gegenüber Esssucht verstärkt. Diese Erkenntnisse ermöglichen neue Ansätze zur Therapie von Esssucht, z. B. durch Stimulation des Präfrontalkortex in Patienten.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Kontakt
Univ.-Prof. Dr. Beat Lutz
Leibniz-Institut für Resilienzforschung (LIR) gGmbH

Tel.: +49 6131 3925912
E-Mail: beat.lutz@lir-mainz.de

Originalpublikation:
Domingo-Rodriguez L1, Ruiz de Azua I1, Dominguez E, Senabre E, Serra I, Kummer S, Navandar M, Baddenhausen S, Hofmann C, Andero R, Gerber S, Navarrete M, Dierssen M, Lutz B2, Martín-García E2, Maldonado R2 (2020) A specific prelimbic-nucleus accumbens pathway controls resilience versus vulnerability to food addiction. Nat Commun 11:782. doi: 10.1038/s41467-020-14458-y (1,2shared first and senior position, respectively)

Quelle: IDW 

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Entwicklung von tragbaren Messgeräten: Bodenbelastungen sofort erkennen

Birte Vierjahn Ressort Presse - Stabsstelle des Rektorats
Universität Duisburg-Essen

Die Tankstelle ist längst aufgegeben, nun soll sie einem Wohnhaus weichen. Doch wie belastet ist der Boden mit Kohlenwasserstoffen aus Benzin, Diesel und Öl? In einem gemeinsamen Projekt entwickeln Chemiker der Universität Duisburg-Essen (UDE) mit einem Industriepartner Analyseverfahren für handgehaltene Spektrometer, um künftig Antworten ohne Wartezeit zu liefern.

Reicht eine einfache Reinigung oder muss der Boden komplett ausgehoben werden? Waren die bisherigen Säuberungsmaßnahmen erfolgreich? Fragen wie diese möchte der UDE-Chemiker Prof. Heinz W. Siesler künftig an Ort und Stelle klären können, ohne erst Proben zu Laboruntersuchungen versenden zu müssen.

Dazu forscht er ab Juni zusammen mit einem US-amerikanischen Unternehmen an tragbaren Nahinfrarot-Spektrometern. Diese können Rückstände von Benzin, Diesel oder Öl im Boden schon erkennen und unterscheiden, wenn sie nur 0,1% der untersuchten Probe ausmachen. Besonders für petrochemische Firmen und Umweltbehörden könnte die Technologie interessant sein.

Das mit 83.500 € dotierte Projekt ist zunächst auf ein Jahr angesetzt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Heinz W. Siesler, Physikalische Chemie, 0201/18 3-2974, hw.siesler@uni-due.de

Quelle: IDW 

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Wie gut ist die weltweite Wasserqualität? Verbundprojekt "GlobeWQ" startet

Susanne Hufe Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Süßwasser in ausreichender Menge und guter Qualität ist für den Menschen und die Natur unentbehrlich. Die Oberflächen- und Grundwasser rund um den Globus sind jedoch einem enormen Druck ausgesetzt - so hat sich nach Schätzungen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) beispielsweise seit den 1990er Jahren in den meisten Flüssen Lateinamerikas, Afrikas und Asiens die Wasserqualität verschlechtert. Am UFZ startete nun ein internationales Forschungsprojekt, in dem Messdaten zur Wasserqualität verlässlicher erfasst werden sollen.

Rund vier Milliarden Menschen auf der Welt leiden mindestens einen Monat im Jahr unter akuter Wasserknappheit. Doch nicht nur die Wassermenge ist ein Problem. Nahezu überall auf der Welt, dies gilt auch für Deutschland, ist die Wasserqualität verbesserungswürdig. Mit ein Grund, warum die Vereinten Nationen den Erhalt und die Verbesserung der Wasserqualität als eines von 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) festgeschrieben haben. Das Ziel 6 der SDGs „Sauberes Wasser und sanitäre Einrichtungen" sieht deshalb vor, die Einleitung von unbehandelten industriellen und häuslichen Abwässern zu reduzieren sowie den Schutz von wasserverbundenen Ökosystemen wie beispielsweise Seen, Flüssen und Feuchtgebieten zu erhöhen. Die wesentliche Basis dafür: verlässliche, global verfügbare Daten über den Zustand der Gewässer und Kenntnisse zu den wichtigsten Faktoren, die diesen Zustand beeinflussen. Genau daran soll das Projekt „Analyse- und Service-Plattform globale Wasserqualität (GlobeWQ)", das das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bis September 2022 fördert, ansetzen. „Natürlich gibt es bereits Datenbanken mit Messwerten, doch nicht alle Länder verfügen über regelmäßige Umweltmessprogramme, sodass verfügbare Daten oft lückenhaft, veraltet oder nicht kompatibel sind", sagt UFZ-Hydrobiologe Prof. Dietrich Borchardt, der das Projekt leitet. Deswegen sei es nicht möglich, allein anhand von Messungen ein ausreichend genaues Bild der globalen Wasserqualität zu erhalten. Kritische Zustände würden folglich oft nicht erkannt und könnten nicht behoben werden.

Außer dem UFZ beteiligen sich an dem Konsortium die Ruhruniversität Bochum, das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP), das International Centre for Water Resources and Global Change (ICWRGC) sowie die Firmen terrestris und EOMAP. Sie wollen nun vor Ort-Messdaten mit Informationen aus Aufnahmen der Sentinel-2 Satelliten und modellbasierten Abschätzungen der Wasserqualität verknüpfen. „Das Produkt von GlobeWQ wird der Prototyp einer Analyse- und Service-Plattform sein, die mit einer global einheitlichen Methodik entscheidungsrelevante Informationen zur Wasserqualität regional verfügbar macht", skizziert Dietrich Borchardt den Anspruch an das Vorhaben. Bevor dieser Prototyp in der Praxis eingesetzt wird, soll er weltweit an Seen, Flüssen und Grundwasserkörpern in zehn Fallstudien erprobt werden, in Deutschland beispielsweise am Einzugsgebiet der Elbe und am Bodensee. Gelingt der Test, könnte damit die Qualität von Oberflächen- und Grundwasser präziser bewertet und Gefahren für die Wasserqualität schneller ermittelt und behoben werden.

Das Forschungsprojekt GlobeWQ ist Teil des BMBF-Rahmenprogramms „Forschung für nachhaltige Entwicklung (FONA3)" und assoziiert mit der BMBF-Fördermaßnahme "Globale Ressource Wasser (GRoW)". Das Projektkonsortium bilden das UFZ, das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP), die Ruhr-Universität Bochum, das International Centre for Water Resources and Global Change (ICWRGC) sowie die Firmen Earth Observation & Environmental Services (EOMAP) und terrestris GmbH & Co. Das Umweltbundesamt (UBA) und die Europäische Umweltagentur (EEA) unterstützen das Projekt beim Anschluss an die Bewirtschaftungspraxis als strategische Partner.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dietrich Borchardt
Leiter UFZ-Department Aquatische Ökosystemanalyse und Management
Projektleiter GlobeWQ
dietrich.borchardt@ufz.de

Dr. Christian Schmidt
UFZ-Department Aquatische Ökosystemanalyse und Management
Projektkoordinator GlobeWQ
christian.schmidt@ufz.de

Weitere Informationen:

http://www.globe-wq.info

Quelle: IDW 

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BodyMind - TU Dresden bietet Online-Programm zur Körperzufriedenheit erstmals auch für Männer

Kim-Astrid Magister Pressestelle
Technische Universität Dresden

Studien belegen, dass Körperzufriedenheit längst kein reines „Frauenthema" mehr ist. Daher haben Psychologen an der Professur für Klinische Psychologie und E-Mental-Health der TU Dresden nun erstmals ein Online-Training für Männer entwickelt, welches ihnen zu einem besseren Körpergefühl verhelfen soll.

Aufgrund der Corona-Krise befinden sich aktuell viele Menschen zu Hause. Eine außergewöhnliche Situation, in der für viele zwischen Homeoffice und Kinderbetreuung kaum Zeit für sich selbst bleibt. Bei Menschen mit Figur- und Gewichtssorgen führt diese Ausnahmesituation häufig zu zusätzlicher Belastung. Auch Männer sind immer häufiger davon betroffen. Das Programm BodyMind bietet speziell für diese Zielgruppe ein Online-Training zur Steigerung der Körperzufriedenheit mit vergleichsweise wenig Zeitaufwand.

Masterstudent Arvidh Schaub hat das Programm gemeinsam mit Wissenschaftlern der Professur für Klinische Psychologie und E-Mental-Health entwickelt: „Auf der Suche nach einem Thema für meine Masterarbeit habe ich recherchiert und festgestellt, dass es sehr wenige Angebote gibt, die sich an Männer richten und dass diese ausschließlich Offline in Form von Studien stattgefunden haben. Daraus ist die Idee entstanden, ein Online-Training zu erstellen, welches sich speziell an Männer richtet." Die Inhalte basieren auf wissenschaftlich fundierten psychologischen Theorien und Modellen, unter anderem zu den Themen Körperbild, Veränderung von Gedanken und Umgang mit Vermeidungsverhalten.

In acht aufeinanderfolgenden Modulen erhalten die Teilnehmer zahlreiche Informationen, die ihnen helfen sollen, sich kritisch mit dem Thema „Körperideal" auseinanderzusetzen. Das Training beinhaltet viele praktische Übungen und Denkanstöße, die sich leicht in den Alltag einbauen lassen. Ziel ist es, dass die Teilnehmer den eigenen Körper zufriedener wahrnehmen.

Jedes der Module nimmt zwischen 15 und 30 Minuten in Anspruch. Es wird empfohlen, pro Woche ein Modul zu absolvieren. Mitmachen können Männer von mindestens 18 Jahren, die über ausreichende Deutschkenntnisse verfügen. Die Teilnahme ist freiwillig und kostenlos.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dipl.-Psych. Barbara Nacke
Professur für Klinische Psychologie und E-Mental-Health
Email: Barbara.Nacke@tu-dresden.de

Arvidh Schaub
Masterstudent
Email: arvidh.schaub@tu-dresden.de

Weitere Informationen:
https://tu-dresden.de/mn/psychologie/ikpp/e-mental-health/forschung/bodymind
Anmeldung zum Programm und weitere Informationen

Quelle: IDW 

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Elektrochemische Wasserentsalzung der dritten Generation: Saarbrücker Forscher stellen neuartiges Verfahren vor

Christine Hartmann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH

Volker Presser, Leiter des Programmbereichs Energie-Materialien am INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken und Professor für Energie-Materialien an der Universität des Saarlandes, hat mit seiner Forschungsgruppe einen Durchbruch auf dem Gebiet der elektrochemischen Wasserentsalzung erzielt. In der aktuellen Ausgabe des Fachjournals Electrochemistry Communications stellen er und seine Ko-Autoren die neuartige Methode der Zink-Luft-Entsalzung (ZAD) vor, die im Vergleich zu vorhergehenden Verfahren wesentlich größere Mengen an Salz aus dem Wasser entfernt.

Salz ist nicht nur Bestandteil von Meerwasser, es findet sich zum Beispiel auch in Industrieabwässern, die in vielen Fällen in Flüsse eingeleitet werden. Dadurch steigt der Salzgehalt der Flüsse selbst, aber auch Seen und nicht zuletzt das Grundwasser sind betroffen. Um dieses sogenannte Brackwasser von Salzen zu reinigen, haben sich elektrochemische Verfahren bewährt. Diese Verfahren kommen gänzlich ohne Zusatz von Chemikalien aus. Zudem sind sie extrem energieeffizient - ganz anders als das weit verbreitete Verfahren der Umkehrosmose, bei dem Salz und Wasser separiert werden, indem das zu reinigende Wasser unter hohem Energieaufwand durch eine Membran gedrückt wird.

Das elektrochemische Verfahren der ersten Generation, die Wasseraufbereitung mittels Ionenelektrosorption (Capacitive Deionisation, CDI) ist seit 1960 bekannt. Hier kommen Elektroden aus Aktivkohle zum Einsatz und die Salzausbeute liegt bei etwa 20 mg bezogen auf ein Gramm Elektrodenmaterial. Bei dem seit 2012 eingesetzten Verfahren der zweiten Generation (Faradaic Deionisation, FDI) werden sogenannte Ladungstransfermaterialien verwendet, wie man sie auch in Batterien findet. Mit dieser neuen Methode konnte die Menge der abgeschiedenen Salze immerhin schon um das Zehnfache gesteigert werden.

Mit der erreichten Ausbeute gaben sich die Saarbrücker Forscher aber nicht zufrieden: „Um noch höhere Entsalzungskapazitäten zu erreichen, ist es notwendig, elektrochemische Prozesse und Materialien mit einer wesentlich höheren Ladungsspeicherkapazität zu nutzen, da die Salzentfernung direkt mit dieser Eigenschaft korreliert", erläutert Materialwissenschaftler Presser. Pattarachai Srimuk, Erstautor des Artikels und Postdoc am INM, ergänzt: „Bei der Suche nach einer elektrochemischen Entsalzungstechnologie der dritten Generation ließen wir uns von der Metall-Luft-Batterietechnologie inspirieren und führten die Zink-Luft-Entsalzung ein. Die daraus resultierende Entsalzungsleistung ist mit 1300 mg pro Gramm Elektrodenmaterial allen bisher berichteten CDI- und FDI-Verfahren weit überlegen und eröffnet ganz neue Wege und Möglichkeiten."

Die Methode zur Zink-Luft-Entsalzung ist dabei nur ein Schritt in Richtung einer neuen Technologiefamilie. Die INM-Innovation lässt sich auch auf andere Metall-Luft-Batteriesysteme erweitern. Volker Presser ist sich sicher: „Nur solche neuen Methoden werden in der Lage sein, Energiewende und nachhaltige Wassernutzung miteinander zu verbinden."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Volker Presser
E-Mail: volker.presser@leibniz-inm.de
Bei Anfragen bitte per Mail kontaktieren; Prof. Presser ruft zeitnah zurück.

Originalpublikation:

P. Srimuk, L. Wang, Ö. Budak, V. Presser, High-performance ion removal via zinc-air desalination, Electrochemistry Communications 115 (2020) 106713
DOI: https://doi.org/10.1016/j.elecom.2020.106713

Quelle: IDW 

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Neuer Forschungszweig iEcology: Was uns die Online-Welt über die natürliche Welt lehren kann

Nadja Neumann PR und Wissenstransfer
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Mit Daten aus der Online-Welt neue Erkenntnisse für die Umweltforschung erhalten - das Konzept zum neuen Forschungsbereich iEcology stammt von einem internationalen Team um Ivan Jarić von der Tschechischen Akademie der Wissenschaften unter Beteiligung von Gregor Kalinkat vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). In der Fachzeitschrift Trends in Ecology & Evolution beschreiben die Forschenden die Möglichkeiten, Herausforderungen und potenziellen zukünftigen Anwendungsfelder von iEcology.

Auch wenn wir oft vermuten, dass uns die Online-Begeisterung von der Natur entfremdet, sind in den riesigen, ständig zunehmenden Datenmengen des Internets viele Erkenntnisse über die belebte Umwelt verborgen. Man muss den Schatz nur heben: „Tatsächlich sind dies keine Informationen, die absichtlich gesammelt wurden, sondern ein willkommenes Nebenprodukt unseres ständigen Bedürfnisses zu googeln, zu twittern, zu bloggen, unser Leben aufzuzeichnen und im Grunde genommen ständig in Verbindung zu bleiben", erläutert Gregor Kalinkat vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB).

Gregor Kalinkat war unter Leitung von Ivan Jarić vom Biology Centre der Tschechischen Akademie der Wissenschaften und Uri Roll von der Ben-Gurion University of the Negev in Israel an der Studie beteiligt. Er erforscht am IGB die Artenvielfalt in Binnengewässern und sieht viele Anwendungsmöglichkeiten von iEcology: beispielsweise für die Biodiversitätsforschung und den Artenschutz oder die Klimafolgenforschung.

Videos eines Radrennens geben Aufschluss über den Klimawandel:
Die Beispiele aus der aktuellen Übersichtsstudie veranschaulichen diese Einschätzung. So zeigte eine Untersuchung von Videobildern der Radsportveranstaltung „Ronde van Vlaanderen" aus den letzten 35 Jahren durch den Klimawandel hervorgerufene Veränderungen in der Blatt- und Blütezeit der Bäume, die im Bildhintergrund zu sehen waren. In einer anderen Studie analysierten Forschende Online-Fotos von Madenhacker-Vögeln und den Tieren, auf denen sie sitzen, und erforschten so die Interaktionen zwischen diesen Artengruppen. Das Ergebnis einer weiteren Analyse: Die zeitliche Dynamik, wann Menschen in Wikipedia nach bestimmten Tier- oder Pflanzenarten suchen, bildet oft die wahre saisonale Dynamik dieser Arten ab.

Ivan Jarić, Hauptautor der Studie, ist begeistert von den Möglichkeiten die iEcology bietet: „Wir können so viel darüber lernen, wo welche Arten leben, wann sie auf unterschiedliche Weise aktiv sind und wie sie miteinander und mit ihrer Umwelt interagieren. Wir sehen iEcology nicht als Ersatz für die klassische und sehr wichtige Feldökologie, sondern als Ergänzung."

Der IGB-Biodiversitätsforscher Gregor Kalinkat sieht das genauso: „iEcology kann auch zur Kreuzvalidierung eingesetzt werden. Das heißt, man nutzt verschiedene neue Methoden, um sie gegenseitig zu testen. Zum Beispiel könnte man das Auftauchen neuer invasiver Arten parallel mit Bildauswertungen und mit DNA-Analysen überwachen."

Eine Herausforderung von iEcology ist es, die relevanten Datenquellen zu finden. Denn es gilt die Nadeln im Heuhaufen zu suchen. Nur gibt es dafür keine Suchalgorithmen - Spürsinn und Fleißarbeit sind gefragt.

„Ein neues Forschungsgebiet zu erschließen ist eine spannende Herausforderung. In einigen Jahren wird es in der Ökologieforschung ganz normal sein, Daten aus dem Internet für wissenschaftliche Zwecke zu verwenden", so das Fazit von Ivan Jarić.

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):
„Forschen für die Zukunft unserer Gewässer" ist der Leitspruch des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). Das IGB ist das bundesweit größte und eines der international führenden Forschungszentren 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 und die Auswirkungen des Klimawandels, die Renaturierung von Ökosystemen, der Erhalt der aquatischen Biodiversität sowie Technologien für eine nachhaltige Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin-Brandenburg und weltweit. Das 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. https://www.igb-berlin.de

Medieninformationen im Überblick: https://www.igb-berlin.de/newsroom
Anmeldung für den Newsletter: https://www.igb-berlin.de/newsletter
IGB bei Twitter https://twitter.com/LeibnizIGB
IGB bei Facebook: https://www.facebook.com/IGB.Berlin/

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Gregor Kalinkat
Abteilung Ökohydrologie
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
E-Mail: kalinkat(at)igb-berlin.de
Mobil: 0157 87021304

Originalpublikation:
Ivan Jarić, Ricardo A. Correia, Barry W. Brook, Jessie C. Buettel, Franck Courchamp, Enrico Di Minin, Josh A. Firth, Kevin J. Gaston, Paul Jepson, Gregor Kalinkat, Richard Ladle, Andrea Soriano-Redondo, Allan T. Souza, Uri Roll. iEcology: Harnessing Large Online Resources to Generate Ecological Insights. Trends in Ecology & Evolution, 2020.
https://doi.org/10.1016/j.tree.2020.03.003.

Weitere Informationen:
http://www.i-ecology.org/
http://www.igb-berlin.de/news/neuer-forschungszweig-iecology

Quelle: IDW 

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Nachhaltiges Wassermanagement als Schlüssel zur Anpassung an Klimarisiken

adelphi Claudia Weigel Öffentlichkeitsarbeit
adelphi

Klimakrise bedeutet Wasserkrise - denn an der Verfügbarkeit von Wasser sind die Folgen des Klimawandels am deutlichsten spürbar, beispielsweise durch zu wenig oder verschmutztes Wasser. Auch die globale Ernährungs- und Energiesicherheit ist eng mit der Wasserversorgung verknüpft. Wissenschaftler und Praktiker der BMBF-Fördermaßnahme „Globale Ressource Wasser" appellieren daher an die Politik zum gestrigen Weltwassertag: Nachhaltiges Wassermanagement muss stärker in den Fokus der Klimaanpassung rücken.

Zwei Drittel der Weltbevölkerung leiden schon heute mindestens einen Monat im Jahr unter schwerer Wasserknappheit - Tendenz steigend. Die natürlichen Vorräte an sauberem Wasser erschöpfen sich schneller als sie erneuert werden. Die Übernutzung der globalen Wasserressourcen führt zu Interessenskonflikten. Bevölkerungswachstum und Klimawandel können die Wasserkrise noch verstärken. Zudem sind in Zeiten des weltweiten Handels lokale und regionale Wasserressourcen und Wassersysteme global vernetzt: Zu den Bedürfnissen der Menschen bei uns kommen die Bedürfnisse der Menschen am anderen Ende der Welt.

Ein Beispiel: Kupfer wird für die Produktion von Solaranlagen genutzt. Der Abbau von Kupfer erfordert große Wassermengen. Wird für eine Solaranlage Kupfer importiert, hat dies einen Einfluss auf die Wasserressourcen im Exportland. So kann die Energieproduktion in einem Land den Wasserstress in einem anderen Land erhöhen und es notwendig machen, auf die lokalen Folgen für Umwelt und Gesellschaft zu achten.

90 Institutionen, 12 Projekte: Die Fördermaßnahme „Globale Ressource Wasser"
Solche global-lokalen Zusammenhänge werden seit 2017 in der Fördermaßnahme GRoW des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) untersucht. GRoW denkt die Wechselwirkungen zwischen Wasser, Energie, Ernährung und Klima zusammen. So kann GRoW dazu beitragen, die Klimakrise durch die Bewältigung der Wasserkrise einzudämmen. Die Forschungs- und Praxisteams von GRoW liefern dringend benötigtes Fachwissen zur Verfügbarkeit und zum Zustand der weltweiten Wasserressourcen. Zudem entwickeln sie Lösungen für ein klimaresilientes Wasserressourcenmanagement vor Ort. Mehr als 90 Institutionen aus Wissenschaft, Wirtschaft und Praxis sind in 12 Verbundprojekten beteiligt. GRoW ist eine der größten Fördermaßnahmen weltweit zu diesem Thema. Ergebnisse der Fördermaßnahme werden - abhängig von den aktuellen Entwicklungen - Ende Juni auf einer Abschlusskonferenz in Berlin vorgestellt.

Appell zum Weltwassertag an die Politik
GRoW unterstützt die Forderung der Vereinten Nationen zum Weltwassertag 2020 an die Klimapolitik: „Wir können nicht mehr warten. Klimaschutzpolitik muss nachhaltiges Wassermanagement in den Fokus rücken". Dafür empfiehlt GRoW, das Potenzial digitaler Innovationen für klimaresilientes Wassermanagement besser zu nutzen und in globalen Lieferketten das lokale Wassermanagement zu berücksichtigen. Die Wissenschaft kann entscheidend dazu beitragen: erstens mit Fachwissen für betroffene Akteure und zweitens, indem sie klare Zuständigkeiten aufzeigt, um Wasserressourcen nachhaltig zu managen.

Kernfragen zum Thema Klimawandel in den GRoW-Forschungsprojekten sind:

Wie können Unternehmen in Zeiten des Klimawandels mit dem Risiko „Wassermangel" umgehen?
Viele von Deutschland importierte Waren stammen aus sehr wasserknappen Regionen der Erde: Baumwolle aus Zentralasien, Getreide aus Nordafrika oder Erze aus Wüstenregionen. Unternehmen messen und managen ihren Wasserverbrauch in erster Linie an Produktionsstandorten. Doch hinter Lieferketten verbergen sich oft relevante Wassernutzungen und durch den Klimawandel auch erhebliche Risiken. Das GRoW-Projekt WELLE entwickelt hierzu eine Methode zur Bestimmung des Wasserfußabdrucks von Unternehmen. Direkte und indirekte Wassernutzungen in den Energie- und Materialvorketten werden berücksichtigt. Industriepartner des Projekts können damit Maßnahmen ergreifen, um Wasserknappheit an lokalen Brennpunkten ihrer Wertschöpfungsketten zu verringern.

Wie viel Wasser wird künftig verfügbar sein?
Mit dieser Frage beschäftigen sich die GRoW-Projekte SaWaM und MedWater - Projekte mit Fokus auf Trockenregionen und die Mittelmeerregion, einem Hotspot für die Auswirkungen des Klimawandels. Mithilfe von Satelliten- und Modelldaten werden verfügbare Wasserressourcen untersucht. Alle global und öffentlichen verfügbaren Beobachtungs- und Vorhersageinformationen werden zusammengetragen und regionalisiert, um die Wasserverfügbarkeit der kommenden Wochen und Monate vorherzusagen und die Wassernutzung zu optimieren. „Besonders relevant ist dies für aride und semi-aride Gebiete, die schon jetzt von Wassermangel geprägt sind - das betrifft immerhin 40 Prozent der Landflächen auf der Erde", erklärte Professor Harald Kunstmann, stellvertretender Leiter des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU) des KIT in Garmisch-Partenkirchen.

Ist Wasserknappheit ein Risiko für die Energiewende?
Wasser ist für die Nutzung fossiler und erneuerbarer Energieträger ein bedeutsamer Faktor. Das GRoW-Projekt WANDEL prüft daher die Auswirkungen von Wasserknappheit auf die Neuausrichtung der Energieversorgung. Dafür vergleicht es verschiedene Energiesysteme mit Blick auf ihren weltweiten Wasserverbrauch. Berücksichtigt werden der direkte Wasserbedarf und die Wasserverschmutzung am Standort des Kraftwerks, zum Beispiel bei thermischen Kohlekraftwerken im Einzugsgebiet Oberweser oder beim Zuckerrohranbau für Biomasse in Brasilien. Auch indirekte Verbräuche fließen in die Analyse ein - wie beispielsweise Kupferimporte für Solarthermie.

Wie kann rechtzeitig vor Dürren und ihren Folgen für die Ernährungssicherheit gewarnt werden?
Dürren wirken sich auf Wasserressourcen, die Produktivität im Pflanzenbau, den Handel mit Nahrungsmitteln und den Bedarf an internationaler Nahrungsmittelhilfe aus. Diesen Zusammenhang untersucht das GRoW-Projekt GlobeDrought und baut ein Informationssystem für Dürreereignisse auf. Mit Partnern wie der Universität der Vereinten Nationen entwickelt das Projekt ein experimentelles Frühwarnsystem, um kritische Dürrezustände sowie den Bedarf an Nothilfe zu erkennen.

Wie nachhaltig wird Wasser in der Landwirtschaft genutzt?
Der weltweit größte Verbraucher der global verfügbaren Wasserressourcen ist mit Abstand die Landwirtschaft. Im internationalen Handel mit Agrargütern wird das für ihre Produktion notwendige Wasser mitgehandelt. Dabei wird bisher nicht berücksichtigt, dass Landwirtschaft und Ökosysteme zum Beispiel gegenüber Klimaschwankungen anfällig sind. „Wir entwickeln präzisere Instrumente als bisher, um die Effizienz der landwirtschaftlichen Wassernutzung weltweit zu beobachten und zu bestimmen", sagt der Koordinator des GRoW-Projekts ViWA, Wolfram Mauser, Lehrstuhl für Geographie und geographische Fernerkundung, LMU.

Sauberes Wasser für alle - aber wie?
Die Trinkwasserversorgung der Millionenstadt Lima steht durch den Klimawandel extrem unter Druck. Mithilfe von neuen Methoden werden Wassermenge und -qualität in Oberflächengewässern im GRoW-Projekt Trust für Lima erfasst und auch Nutzungskonflikte - beispielsweise zwischen Bevölkerung und kommerzieller Landwirtschaft - berücksichtigt. Damit setzt sich dieses Projekt mit einer dringlichen Problematik auseinander: Wasserkrise durch zunehmende Urbanisierung, gepaart mit den Folgen des Klimawandels.

Über GRoW - Globale Ressource Wasser
Mit der Fördermaßnahme „Globale Ressource Wasser" (GRoW) leistet das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) einen Beitrag zum Erreichen der Nachhaltigkeitsziele. Mehr als 90 Institutionen aus Wissenschaft, Wirtschaft und Praxis sind in 12 Verbundprojekten beteiligt. Kennzeichnend für die Fördermaßnahme ist die Verknüpfung von lokalem und globalem Handeln: die Verbundprojekte forschen nicht nur an lokalen und regionalen Lösungen, sondern erarbeiten dazu auch verbesserte globale Informationen und Prognosen zu Wasserressourcen und Wasserbedarf.

Einen Überblick zu den in GRoW erforschten globalen Analysen und lokalen Lösungen für nachhaltiges Wasserressourcenmanagement gibt die Konferenz „Wasser als globale Ressource", die - abhängig von den aktuellen Entwicklungen - am 23.-24. Juni 2020 in Berlin stattfindet. Diese Veranstaltung ist presseöffentlich.

Kontakte zu den einzelnen Forschungsverbünden finden Sie auf der GRoW-Website: https://www.bmbf-grow.de.

Das Vernetzungs- und Transfervorhaben GRoWnet erreichen Sie unter:
Annika Kramer
Projektleiterin GRoWnet
grownet@adelphi.de
Tel: + 49 (30) 89 000 68-0
https://www.bmbf-grow.de/

Über adelphi
adelphi ist eine unabhängige Denkfabrik und führende Beratungseinrichtung für Klima, Umwelt und Entwicklung. Unser Auftrag ist die Stärkung von Global Governance durch Forschung, Beratung und Dialog. Wir bieten Regierungen, internationalen Organisationen, Unternehmen und zivilgesellschaftlichen Akteuren Lösungen für nachhaltige Entwicklung und unterstützen sie dabei, globalen Herausforderungen wirkungsvoll zu begegnen. adelphi leitet das Vernetzungs- und Transfervorhaben GRoWnet, das die GRoW-Forschungsaktivitäten begleitet. Es zielt darauf ab, Synergien zwischen den Verbundprojekten nutzbar zu machen, die Umsetzung der entwickelten Ansätze zu befördern und die Gesamtwirkung der Fördermaßnahme zu verstärken.

Pressekontakt
Claudia Weigel
Managerin Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit
weigel@adelphi.de
+49 30 89000068-920
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Wissenschaftliche Ansprechpartner:

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Projektleiterin GRoWnet
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Zu viel Salz hemmt die Immunabwehr

Johannes Seiler Dezernat 8 - Hochschulkommunikation
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Eine salzreiche Kost ist nicht nur schlecht für den Blutdruck, sondern auch für das Immunsystem. Diesen Schluss legt eine aktuelle Studie unter Federführung des Universitätsklinikums Bonn nahe. In Mäusen, die eine salzreiche Kost erhielten, verliefen demnach bakterielle Infekte erheblich schwerwiegender. Auch menschliche Probanden, die täglich sechs Gramm Salz zusätzlich zu sich nahmen, zeigten erhebliche Immundefizite. Diese Menge entspricht dem Salzgehalt zweier Fast-Food-Mahlzeiten. Die Ergebnisse erscheinen in der Fachzeitschrift „Science Translational Medicine".

Fünf Gramm pro Tag, nicht mehr: Das ist die Salzmenge, die Erwachsene laut Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation WHO maximal zu sich nehmen sollten. Sie entspricht etwa einem gestrichenen Teelöffel. Tatsächlich überschreiten viele Deutsche diesen Grenzwert aber deutlich: Nach Angaben des Robert-Koch-Instituts kommen Männer im Schnitt auf zehn und Frauen auf gut acht Gramm täglich.

Damit greifen wir erheblich ausgiebiger zum Salzstreuer, als uns gut tun dürfte. Denn Natriumchlorid - so der chemische Name - steigert den Blutdruck und erhöht so das Risiko für Herzinfarkt oder Schlaganfall. Doch nicht nur das: „Wir konnten nun erstmals nachweisen, dass eine übermäßige Salzzufuhr auch einen wichtigen Arm des Immunsystems schwächt", erklärt Prof. Dr. Christian Kurts vom Institut für Experimentelle Immunologie der Universität Bonn.

Der Befund kommt unerwartet, wiesen doch manche Studien gerade in die entgegengesetzte Richtung. So heilen Infektionen mit bestimmten Hautparasiten in Versuchstieren deutlich schneller aus, wenn diese eine salzreiche Kost zu sich nehmen: Die Makrophagen - Immunzellen, die Parasiten attackieren, fressen und verdauen - sind in Anwesenheit von Salz besonders aktiv. Aus dieser Beobachtung schlossen manche Mediziner auf eine allgemein immunfördernde Wirkung von Natriumchlorid.

Die Haut dient als Salzspeicher
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese Verallgemeinerung nicht zutrifft", betont die Erstautorin der Studie Katarzyna Jobin, die inzwischen an die Universität Würzburg gewechselt ist. Dafür gibt es zwei Gründe: Zum einen hält der Körper die Salzkonzentration im Blut und in den verschiedenen Organen weitgehend konstant. Ansonsten würden wichtige biologische Prozesse nicht funktionieren. Die einzige große Ausnahme ist die Haut: Sie fungiert als Salzspeicher des Körpers. Daher wirkt die zusätzliche Zufuhr von Natriumchlorid bei manchen Hauterkrankungen so gut.

An anderen Stellen im Körper kommt das zusätzlich mit der Nahrung aufgenommene Salz aber gar nicht an. Stattdessen wird es von den Nieren herausgefiltert und über den Urin ausgeschieden. Und hier kommt der zweite Mechanismus ins Spiel: Die Nieren verfügen über einen Natriumchlorid-Sensor, der die Salz-Ausscheidefunktion aktiviert. Als unerwünschte Nebenwirkung sorgt dieser Sensor allerdings auch dafür, dass sich im Körper so genannte Glukokortikoide anhäufen. Und die wiederum hemmen die Funktion der Granulozyten, des häufigsten Immunzelltyps im Blut.

Granulozyten zählen wie die Makrophagen zu den Fresszellen. Sie attackieren aber keine Parasiten, sondern vor allem Bakterien. Wenn sie das nicht in ausreichendem Maße tun, verlaufen Infektionen weitaus heftiger. „Das konnten wir in Mäusen mit einer Listerien-Infektion zeigen", erklärt Dr. Jobin. „Einige von ihnen hatten wir zuvor auf eine salzreiche Kost gesetzt. In Milz und Leber dieser Tiere zählten wir eine 100- bis 1.000fache Menge der krankmachenden Keime." Listerien sind Bakterien, die zum Beispiel in verunreinigten Lebensmitteln vorkommen und Fieber, Erbrechen und Blutvergiftungen auslösen können. Auch Harnwegsinfekte heilten bei salzreich ernährten Versuchsmäusen erheblich langsamer ab.

Auf das Immunsystem von Menschen scheint sich Natriumchlorid ebenfalls negativ auszuwirken. „Wir haben Freiwillige untersucht, die täglich sechs Gramm Salz zusätzlich zu sich nahmen", sagt Prof. Kurts. „Das entspricht etwa der Menge, die in zwei Fastfood-Mahlzeiten enthalten ist - also zwei Burgern und zwei Portionen Pommes frites." Nach einer Woche entnahmen die Wissenschaftler ihren Probanden Blut und untersuchten die Granulozyten. Die Immunzellen wurden deutlich schlechter mit Bakterien fertig, nachdem die Versuchspersonen begonnen hatten, sich salzreich zu ernähren.

Bei menschlichen Probanden führte die überreichliche Salzzufuhr zudem auch zu erhöhten Glukokortikoid-Spiegeln. Dass dies das Immunsystem hemmt, ist nicht überraschend: Das bekannteste Glukokortikoid Kortison wird traditionell eingesetzt, um Entzündungen zu unterdrücken. „Erst durch Untersuchungen in einem ganzen Organismus konnten wir die komplexen Regelkreise aufdecken, die von der Salzaufnahme zu dieser Immunschwächung führen", betont Kurts. „Damit zeigt unsere Arbeit auch die Grenzen reiner Zellkultur-Versuche auf."

Die Universität Bonn zählt deutschlandweit zu den führenden Hochschulen auf dem Gebiet der Immunologie. So ist an ihr das Exzellenzcluster ImmunoSensation angesiedelt, zu dessen Vorstand Prof. Kurts zählt. Es ist das einzige Exzellenzcluster in Deutschland zu diesem Themenfeld. An der Studie waren zudem Wissenschaftler der Universitätskliniken in Regensburg, Hamburg, Erlangen und Melbourne (Australien) beteiligt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christian Kurts
Institut für Experimentelle Immunologie
Universitätsklinikum Bonn
Tel. 0228/28711050
E-Mail: ckurts@uni-bonn.de

Originalpublikation:
Katarzyna Jobin, Natascha E. Stumpf, Sebastian Schwab, Melanie Eichler, Patrick Neubert, Manfred Rauh, Marek Adamowski, Olena Babyak, Daniel Hinze, Sugirthan Sivalingam, Christina K. Weisheit, Katharina Hochheiser, Susanne Schmidt, Mirjam Meissner, Natalio Garbi, Zeinab Abdullah, Ulrich Wenzel, Michael Hölzel, Jonathan Jantsch und Christian Kurts: A high-salt diet compromises antibacterial neutrophil responses through hormonal perturbation; Science Translational Medicine; DOI: 10.1126/scitranslmed.aay3850

Quelle: IDW 

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Kurzarbeitergeld: Tarifvertragliche Aufstockung auf bis zu 97 Prozent des Nettogehaltes

Rainer Jung Abt. Öffentlichkeitsarbeit
Hans-Böckler-Stiftung

WSI: Aktuelle Auswertung
Kurzarbeitergeld: Tarifvertragliche Aufstockung auf bis zu 97 Prozent des Nettogehaltes - Nur wenige Branchen mit Regelung

In der aktuellen Krisensituation ist die Kurzarbeit ein wesentliches Instrument zur Vermeidung von Arbeitsplatzverlusten. Allerdings geht Kurzarbeit für die Beschäftigten oft mit erheblichen Einkommenseinbußen einher. Nach dem Gesetz erhalten sie 60 Prozent (Eltern mit Kindern 67 Prozent) des vorherigen Nettogehaltes für die ausgefallene Arbeitszeit.

In einigen Branchen haben die Tarifvertragsparteien eigene Regelungen getroffen, um das Kurzarbeitergeld aufzustocken. Dies zeigt eine aktuelle Übersicht, die das WSI-Tarifarchiv der Hans-Böckler-Stiftung heute vorlegt. In den Tarifverträgen verpflichten sich die Arbeitgeber, einen Zuschuss zum staatlichen Kurzarbeitergeld zu zahlen, so dass die Beschäftigten zwischen 75 und 97 Prozent des Nettogehalts (bzw. bei der Deutschen Bahn: 80 Prozent des Bruttogehalts) erhalten (siehe auch die Übersicht in der pdf-Version dieser PM; Link unten).

Zu den Branchen mit entsprechenden tarifvertraglichen Aufstockungsregelungen gehören u.a. die holz- und kunststoffverarbeitende Industrie in Sachsen, der Groß- und Außenhandel in Nordrhein-Westfalen, das KFZ-Handwerk in Bayern und die chemische Industrie. Entsprechende Regelungen gibt es außerdem bei der Deutschen Bahn AG und der Deutschen Telekom. In der Metall und Elektroindustrie besteht eine flächendeckende Aufstockungsregelung in Baden-Württemberg, wo das Kurzarbeitergeld je nach Umfang der Kurzarbeit auf 80,5 bis 97 Prozent des Nettogehalts erhöht wird. Beim Volkswagen-Konzern wird das Kurzarbeitergeld in Abhängigkeit der Entgeltstufen auf 78 bis 95 Prozent erhöht, wobei Beschäftigte in den unteren Entgeltgruppen die höchsten Zuschläge erhalten. Schließlich wurde am gestrigen Dienstag noch eine neue tarifvertragliche Regelung für die Beschäftigten der Systemgastronomie getroffen, wonach das Kurzarbeitergeld auf 90 Prozent des Nettoentgeldes aufgestockt wird.

Nach Einschätzung, des Leiters des WSI-Tarifarchivs, Prof. Dr. Thorsten Schulten, wird jedoch insgesamt nur eine Minderheit der Tarifbeschäftigten von solchen Aufstockungsregelungen erfasst. „Insbesondere in den klassischen Niedriglohnsektoren gibt es oft keine tarifvertraglichen Zuschüsse zum staatlichen Kurzarbeitergeld", so Schulten. „Gerade Beschäftigte, mit geringem Einkommen können jedoch bei einem Nettoeinkommensverlust von 40 Prozent nicht lange über die Runden kommen. Für die Zeit der Corona-Krise sollte deshalb eine generelle Aufstockung des Kurzarbeitergeldes vorgenommen werden."

Vorbild für eine solche nationale Regelung könnte die unlängst in Österreich zwischen Gewerkschaften, Arbeitgebern und Regierung getroffene Vereinbarung sein. Dort wird derzeit gestaffelt nach Einkommenshöhe folgendes Kurzarbeitergeld gezahlt

- 90 Prozent vom Nettogehalt, bei einem monatlichen Bruttoentgelt von bis
zu 1.700 Euro
- 85 Prozent vom Nettogehalt, bei einem Bruttoentgelt zwischen 1.700 Euro
und 2.685 Euro
- 80 Prozent vom Nettogehalt, bei einem Bruttoentgelt von über 2.685 Euro

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Thorsten Schulten
Leiter WSI-Tarifarchiv
Tel.: 0211-7778-239
E-Mail: Thorsten-Schulten@boeckler.de

Rainer Jung
Leiter Pressestelle
Tel.: 0211-7778-150
E-Mail: Rainer-Jung@boeckler.de
Anhang
Die Pressemitteilung mit Grafik (pdf)
https://idw-online.de/de/attachmentdata79522.pdf

Quelle: IDW 

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Regelbare Biogasproduktion - Großtechnische ReBi-Pilotanlage erprobt

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

Forscher des Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) haben in Bad Hersfeld, am Standort der großtechnischen Versuchsbiogasanlage der Landesanstalt Landwirtschaft Hessen (LLH), erfolgreich eine Vorstufe zur Flexibilisierung der Gaserzeugung im Pilotmaßstab errichtet. Im Rahmen des Forschungsprojektes konnte die Möglichkeit der Regelbaren Biogasproduktion (ReBi) gezeigt werden. Parallel hat die Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst-Fachschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen das ReBi-Verfahren für den Einsatz von schwer vergärbarem Stroh gemeinsam mit leicht versauernden Substraten in einer Technikumsanlage untersucht.

Die konsequente Flexibilisierung von Biogasanlagen leistet einen wichtigen Beitrag zur Markt- und Netzintegration der Erneuerbaren Energien. Die bedarfsgerechte Stromerzeugung wird hierzu häufig über die Speicherung des Gases mit zusätzlichen Speicher- und BHKW-Kapazitäten realisiert. Die Flexibilität des Einspeisebetriebes ist somit von der Größe der Gasspeicher und der Reaktionsgeschwindigkeit der zusätzlich installierten BHKWs abhängig.

Mit der neuartigen Anlage zur Regelung der Biogasproduktion wird der zur Verstromung notwendige Biogasspeicherbedarf deutlich reduziert und die Flexibilität erhöht.

Die entwickelte ReBi-Anlage besteht aus einer Hydrolysestufe, einer Separation und einem Festbettfermenter. Der Hydrolysereaktor ermöglicht die Trennung der Prozessphasen „Hydrolyse/Säurebildung" und „Acetat-/Methanbildung" und dient der Erzeugung leicht abbaubarer Substrate mit geeigneten Säuremustern. Die anschließende Separation trennt das Hydrolysat in feste und flüssige Phase. Die abgetrennten Feststoffe werden in den Fermenter für die kontinuierliche Biogasproduktion eingebracht. Die flüssige Phase kann zeitlich gezielt in den Festbettreaktor mit erhöhter Bakteriendichte geleitet werden, was eine von der Verweilzeit entkoppelte, hoch flexible Biogasbildung ermöglicht.

Die vielversprechenden Ergebnisse des Vorgängerprojektes mit einer ReBi-Technikumsanlage wurden in den Betrieb einer großtechnischen Versuchsanlage in Bad Hersfeld überführt. Der Festbettreaktor konnte über einen Zeitraum von 3 Monaten angefahren werden und lieferte sehr gute Gasqualitäten mit Methangehalten von über 70 Vol.-%. Allerdings bereitete der Betrieb der Hydrolyse aufgrund hoher Pufferkapazitäten des eingesetzten Inokulums sowie eine sich mit der Zeit ausbildende Schwimmschicht Schwierigkeiten, so dass weitere Untersuchungen zur Ermittlung der Belastungsgrenzen des Festbettreaktors sowie zur Variation der organischen Belastung notwendig sind. Ein wirtschaftlicher Betrieb der ReBi-Anlage ist unter den aktuellen Rahmenbedingungen nur unter äußerst günstigen Standortbedingungen möglich.

Das Forschungsvorhaben wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtshaft (BMEL) durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert.
Weitere Informationen zum Projekt finden Sie in der Projektdatenbank der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) unter den Förderkennzeichen 22400114 und 22401815.

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Jessica Hudde
Tel.: +49 3843 6930-206
Mail: j.hudde@fnr.de

Weitere Informationen:
https://www.fnr.de/projektfoerderung/projektdatenbank-der-fnr/?__mstto=112
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22400114
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22401815

Quelle: IDW 

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Algenbeobachtung per Satellit

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

Giftige Algenblüten können erkannt werden
Mit einem neuen Algorithmus können Forscherinnen und Forscher des AWI jetzt aus Satellitendaten herauslesen, in welchen Meeresgebieten bestimmte Gruppen von Algen vorherrschen. Auch lassen sich giftige Algenblüten erkennen und die Folgen der Erderwärmung für das Meeresplankton bewerten. Damit können sie weltweit auf die Wasserqualität schließen und die Folgen für die Fischerei abschätzen.

Die winzigen Algen in den Ozeanen sind enorm produktiv. Sie bilden die Hälfte des Sauerstoffs, den wir atmen. Wie die Pflanzen an Land erzeugen sie mithilfe der Photosynthese energiereichen Zucker, von dem sie sich ernähren. Sie wachsen, teilen sich und bilden insgesamt gigantische Mengen an Biomasse, die die Basis allen Lebens im Meer ist. Von diesen Algen, dem sogenannten Phytoplankton, ernähren sich Kleinkrebse, Fisch- und Muschellarven, die ihrerseits von größeren Fischen gefressen werden. Mangelt es an Phytoplankton, fehlt allen anderen Meeresorganismen die Lebensgrundlage.

Weltweit gibt es viele verschiedene Gruppen von Phytoplankton, die in den Meeresökosystemen unterschiedliche Rollen spielen. Manche werden von Tieren besonders gern gefressen. Andere binden im Wasser bestimmte chemische Verbindungen oder Nährstoffe, womit sie ihrerseits einen großen Einfluss auf das Leben im Meer haben. Dann wieder gibt es Phytoplankton-Gruppen, die zu enormen Dichten heranwachsen können und auch giftige Substanzen bilden. Sind zu viele dieser Algen im Wasser, können Meerestiere, vor allem Fische, sterben. Das Phytoplankton im Meer spielt auch eine wichtige Rolle als CO2 Senke. Forscherinnen und Forscher interessieren sich daher sehr dafür, wie sich die Bestände der verschiedenen Phytoplankton-Gruppen weltweit entwickeln.

Mehr als Chlorophyll
Bislang aber war es kaum möglich, die Menge der verschiedenen Planktongruppen in den Meeren weltweit im Detail abzuschätzen. Zwar nehmen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bereits seit Jahrzehnten von Forschungsschiffen aus Wasserproben, um das Plankton zu bestimmen und zu zählen. Doch damit sind nur Stichproben möglich. Und selbst Satelliten, die seit rund 30 Jahren mit Sensoren die Ozeane abscannen, waren bislang keine perfekte Lösung. Denn bisher konnte man mithilfe der Satellitendaten sehr wohl die Menge des Pflanzenfarbstoffs Chlorophyll im Wasser messen - als ein Maß dafür, wie hoch die Konzentration von Algen im Wasser allgemein ist. Eine Differenzierung nach verschiedenen Algentypen war bislang aber schwierig. Zudem war es unmöglich, die Satellitendaten für eine Vorhersage des Algenwachstums in Meeresregionen zu nutzen.

Jetzt aber ist es einem internationalen Team um Hongyan Xi und Astrid Bracher vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) erstmals gelungen, mehr aus den Satellitendaten herauszuholen: Wie sie jetzt im Fachjournal Remote Sensing of Environment schreiben, haben sie in Zusammenarbeit mit der französischen Firma ACRI-ST und mit Unterstützung durch den europäischen Satellitendaten-Dienst Copernicus Marine Environment Monitoring Service einen neuen Algorithmus entwickelt, der aus den Daten die Information für fünf verschiedene bedeutende Phytoplankton-Gruppen herauslesen kann.

Reflektanz als Messgröße
Die Sensoren der Satelliten nehmen Licht verschiedener Wellenlängen wahr. Normalerweise verwendet man jene Wellenlängen, die die Farbe des Chlorophylls ausmachen. Hongyan Xi und ihre Kollegen aber nutzen die Wellenlängen-Information der Satelliten jetzt noch besser aus. Im Detail geht es um die Analyse der sogenannten Reflektanz, auch Reflexionsgrad genannt. Sie ist ein Maß dafür, wie viel des Sonnenlichtes, das auf die Erde trifft, ins All zurückgeworfen wird. Dieses reflektierte Licht ist das Ergebnis aus verschiedenen optischen Prozessen: Es wird von Wassermolekülen und Partikeln im Meer und in der Atmosphäre gestreut, gebeugt und verändert. „Und auch das Plankton, das ja bestimmte farbige Pigmente enthält, beeinflusst die Reflektanz", sagt Hongyan Xi. „Je nachdem, welche Algen und welche Pigmente im Wasser vorherrschen, ist die Reflektanz anders." Tatsächlich prägt jede der fünf verschiedenen Plankton-Gruppen dem reflektierten Licht quasi seinen eigenen Fingerabdruck auf. Der neu entwickelte Algorithmus ist in der Lage, diesen zu erkennen.

Aufwendiger Vergleich von Schiffs- und Satellitendaten
Diesem Erfolg ist eine enorme Fleißarbeit vorausgegangen. Denn zunächst musste das Team herausfinden, welches Reflektanzmuster für welche Algengruppe typisch ist. Die Forscher mussten dazu Satellitenmessungen mit Planktonproben kombinieren, die zur selben Zeit am selben Ort vom Schiff aus genommen worden waren. Glücklicherweise gibt es heute öffentlich zugängliche Datenbanken, in denen die Ergebnisse vieler Schiffsexpeditionen gespeichert sind. Die Archive verraten, an welchem Ort und zu welcher Zeit Wasserproben genommen wurden und welche Algenarten und -gruppen darin enthalten waren. Hongyan Xi und ihre Kollegen werteten rund 12.000 solcher Algendatensätze aus - und setzten jeden einzelnen in Beziehung zu Satellitenmessungen, die zur selben Zeit vom selben Ort gemacht worden waren. Damit konnten sie nachvollziehen, wie sich die Reflektanz bei bestimmten Algen veränderte.

Wasserqualität und giftige Algenblüten
Mit diesem Wissen war es dann möglich, den Algorithmus zu entwickeln. Dieser ist jetzt in der Lage, aus der Reflektanz-Information aus einem beliebigen Meeresgebiet weltweit auf die dort vorherrschenden Algengruppen zu schließen. Diese Information ist beispielsweise wichtig, um weiträumige Blüten giftiger Algen zu erkennen, sogenannte „Harmful algal blooms" (HABs). Auch sagt die Anwesenheit bestimmter Algen etwas über die Wasserqualität aus; Informationen, die für die Fischerei von Bedeutung sind. „Außerdem können wir künftig erkennen, ob sich die Verteilung des Phytoplanktons mit dem Klimawandel verändert", sagt Hongyan Xi. „Das ist wichtig, um die Folgen für die Ökosysteme abzuschätzen."

Die Studie ist unter folgendem Titel im Fachmagazin Remote Sensing of Environment erschienen:

Hongyan Xi, Svetlana N. Losa, Antoine Mangin, Mariana A. Soppa, Philippe Garnesson, Julien Demaria, Yangyang Liu, Odile Hembise Fantond, Astrid Bracher: Global retrieval of phytoplankton functional types based on empirical orthogonal functions using CMEMS GlobColour merged products and further extension to OLCI data, 2020, DOI: 10.1016/j.rse.2020.111704

Ihre wissenschaftlichen Ansprechpartnerinnen am Alfred-Wegener-Institut sind:
- Hongyan Xi, Tel. 0471 4831 2803 (E-Mail: hongyan.xi@awi.de) steht für Interviews in englischer Sprache zur Verfügung

- Astrid Bracher, Tel. 0471 4831 1128 (E-Mail: astrid.bracher@awi.de) steht für Interviews in deutscher und englischer Sprache zur Verfügung

Ihre Ansprechpartnerin in der Pressestelle des Alfred-Wegener-Instituts ist Ulrike Windhövel, Tel. 0471 4831-2008 (E-Mail: Ulrike.Windhoevel@awi.de).

Druckbare Bilder finden Sie in der Online-Version dieser Pressemitteilung: https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse.html

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.

Originalpublikation:
https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111704

Quelle: IDW 

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Sonnenstrom für Fassaden

Britta Widmann Kommunikation
Fraunhofer-Gesellschaft

Photovoltaikelemente befinden sich meist auf Hausdächern - schließlich ist dort die Sonneneinstrahlung am höchsten. PV-Elemente an Fassaden können die Energieversorgung jedoch sinnvoll ergänzen, wie Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP herausgefunden haben: Sie lassen sich ansehnlich integrieren und liefern 50 Prozent mehr Energie als bislang dort montierte Elemente. Selbst Betonwände sind geeignet.

Photovoltaikelemente gehören aufs Dach - schließlich bekommen sie dort am meisten Sonnenlicht ab. Doch dies ist nur die halbe Wahrheit: Sinnvoll ist es darüber hinaus, PV-Elemente an den Fassaden anzubringen. Zum einen gibt es dort viel ungenutzte Fläche, zum anderen kann der dort gewonnene Strom die Energieversorgung sehr gut ergänzen. Bislang wird diese Möglichkeit jedoch kaum genutzt: Die Sonne strahlt üblicherweise in einem ungünstigen Winkel auf die Fassaden, zudem sind die Elemente meist keine Verschönerung.

Schöne Fassaden mit Pfiff
Dass dies alles andere als ein KO-Kriterium ist, haben Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle im Projekt SOLAR.shell gezeigt - gemeinsam mit Architekten der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig): mit einer Solarfassade, die diese Probleme behebt. »Die Photovoltaikelemente, die in diese Fassade integriert sind, liefern bis zu 50 Prozent mehr Sonnenenergie als planar an Gebäudewänden angebrachte Solarmodule«, sagt Sebastian Schindler, Projektleiter am Fraunhofer CSP. »Und: Die Fassade macht auch optisch etwas her.« Die Idee und Entwürfe entwickelten die Architekten der Hochschule. Wie muss welches Photovoltaik-Element gekippt sein, damit es möglichst viel Sonnenstrahlung abbekommt? Wie groß sollten die Module sein, wie viele Solarzellen sollten sie optimalerweise enthalten? Die Ergebnisse wurden in einem 2x3 Meter großen Demonstrator aus Aluminium-Verbundplatten gezeigt, in den insgesamt neun Solarmodule eingelassen sind. Die Fraunhofer-Experten standen mit ihrem Know-how, Rat und Tat zur Seite. Die verwendeten Photovoltaikelemente stammen ebenfalls aus dem Fraunhofer CSP.

Solarmodule an Betonfassaden
Auch für Betonfassaden haben die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer CSP gemeinsam mit der HTWK Leipzig und der TU Dresden entsprechende Möglichkeiten entwickelt, Photovoltaikelemente zu integrieren. Genauer gesagt für Fassaden aus Carbonbeton: Dieser wurde von einem mehr als 150 Partner umfassenden Konsortium im Projekt »C³ - Carbon Concrete Composite« entwickelt. Statt Stahldrähte verleihen dabei Carbonfasern dem Beton die nötige Stabilität. »Am Fraunhofer CSP haben wir untersucht, wie sich Photovoltaikelemente am besten an solchen Carbonbeton-Fassaden anbringen lassen - wie man also den neuartigen Beton optimal mit der Gewinnung von Sonnenstrom kombinieren kann«, erläutert Schindler. Die Forscher haben dabei drei unterschiedliche Konzepte und Verfahren erarbeitet, um die PV-Elemente in die Fassadenteile zu integrieren: Entweder können die Solarmodule direkt mit in die Betonteile eingegossen oder auf die Betonplatten laminiert oder geklebt werden. Auch ist es möglich, die Module mit Druckknöpfen, Schraubverbindungen oder anderen Methoden an den Betonplatten zu befestigen - auf diese Weise lassen sie sich für Wartungen oder Reparaturen leicht abnehmen. »Wir konnten zeigen, dass alle drei Befestigungsmöglichkeiten technisch machbar sind«, fasst Schindler zusammen.

Eine Herausforderung besteht unter anderem darin, die Maßhaltigkeit der PV-Module mit den Fertigungsverfahren der Betonteile zu gewährleisten. Dies geschieht beispielsweise, indem eine Absenkung im Betonteil eingebracht wird, in die die Module perfekt hineinpassen. So bleiben die gewünschte Ausrichtung gegenüber der Sonneneinstrahlung und die Gesamtgestaltung erhalten. »Die Maßhaltigkeit sollte direkt mit im Betonteil implementiert sein«, sagt Schindler. Auch muss sichergestellt werden, dass die PV-Module nicht dort verschraubt werden, wo der Beton besonders dünn ist oder aber Carbonfasern liegen, was die Belastbarkeit des Fassadenteils beeinträchtigen würde. Das Projekt ist mittlerweile erfolgreich abgeschlossen.

SOLARcon: Betonfassaden 2.0
Im Nachfolgeprojekt SOLARcon - ebenfalls gemeinsam mit der HTWK Leipzig und der TU Dresden sowie zwei Unternehmenspartnern, gestartet im November 2019 - etablieren die Fraunhofer-Experten nun marktreife Lösungen für die Integration von PV-Modulen in Fertigbetonteile. Hält die Befestigung der Solarzelle dauerhaft? Um diese Frage zu beantworten, unterwerfen die Fraunhofer-Forscherinnen und -Forscher sowohl die PV-Komponente als auch die Schnittstelle zum Beton entsprechenden Langzeittests. Wie verhält sich die Schnittstelle bei verschiedenen Witterungsbedingungen? Was ergeben beschleunigte Alterungstests? Zusätzlich zu diesem experimentellen Ansatz stehen Simulationen auf der Agenda, genauer gesagt Finite-Elemente-Methoden. Über diese können die Experten beispielsweise berechnen, wie sich Beton und Verbindungsstelle zum PV-Element bei hohen Temperaturen aufheizen oder welche Wind- und Drucklasten auf das Solarmodul wirken.

Weitere Informationen:
https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2020/maerz/sonnenstrom-f...

Quelle: IDW 

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Optimierte Leitungsreinigung für Trinkwasserversorger

Christian Sander Referat für Kommunikation und Marketing, Team Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Technische Hochschule Köln

Um ihre Leitungsnetze von Verunreinigungen und Ablagerungen zu befreien, spülen Wasserversorger die Rohre bei Bedarf mit großen Mengen Wasser und hohem Energieaufwand. Im Forschungsprojekt IMProvT (Intelligente Messverfahren zur Prozessoptimierung von Trinkwasserbereitstellung) hat die TH Köln mit ihren Projektpartnern ein Verfahren entwickelt, das eine ressourcenschonende Reinigung der Leitungen und damit einen energieoptimierten Betrieb ermöglicht.

Der Wasserverbrauch pro Kopf ist seit den 1990er Jahren deutlich zurückgegangen. Daher sind heute viele Leitungsnetze überdimensioniert - gerade in Gebieten mit schrumpfender Bevölkerung. Die Folge sind Ablagerungen. „Die gängige Methode zur Reinigung ist es, die Leitungen mit einer großen Wassermenge und mit hohem Druck durchzuspülen. Dabei wird viel Energie verbraucht und das verwendete Waser kann aufgrund der hohen Trübung durch die abgelösten Verschmutzungen anschließend nicht mehr verwendet werden", erläutert Prof. Dr. Christian Wolf vom :metabolon Institut der TH Köln.

Zusammen mit Trinkwasserversorgern, Herstellern und Forschungsinstitutionen entwarfen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein Verfahren, das im laufenden Betrieb eingesetzt werden kann und deutlich ressourcenschonender ist. In mehreren Stufen wird die Fließgeschwindigkeit in den Leitungen erhöht und Verschmutzungen lösen sich. Durch rechtzeitiges, langsames und vorausschauendes Spülen wird verhindert, dass die Grenzwerte für die Trübung des Wassers überschritten werden. „In unseren Versuchen konnten wir nachweisen, dass diese Methode bei regelmäßiger Nutzung funktioniert. Das verwendete Wasser ist nicht kritisch verschmutzt und kann im Kreislauf bleiben", so Wolf.

Sensorpanel mit Plausibilitätsprüfung
Grundlage für eine energieoptimierte Steuerung der Trinkwasseraufbereitungs- und verteilungsanlagen ist eine umfangreiche Datenbasis. Darum wurde im Rahmen von IMProvT ein Multiparameter-Messpanel aufgebaut, das unter anderen den pH-Wert, die Trübung, die Temperatur und den Durchfluss in Trinkwasserversorgungsleitungen erfasst. Installiert an neuralgischen Punkten wie der Wasseraufbereitung oder den Hochbehältern, liefert es Informationen zur Wasserqualität, die bislang nicht online und nicht in hoher Auflösung zur Verfügung standen.

„Unsere Sensoren messen in einem schwierigen Umfeld. Verschmutzungen, das Abdriften der Technik oder Datenübertragungsfehler können fehlerhafte Messwerte erzeugen. Daher haben wir eine Plausibilitätsprüfung basierend auf Methoden der Künstlichen Intelligenz entwickelt", erläutert Wolf. Meldet einer der Sensoren einen ungewöhnlichen Wert, gleicht die Software diesen mit den Messungen der anderen Sensoren ab und gibt eine Bewertung ab, wie wahrscheinlich es sich um eine reale Veränderung, ein sogenanntes Event, oder um einen Fehler handelt. So wird eine hohe Messdatenqualität sichergestellt, die für eine Erkennung von Events zwingend notwendig ist.

Eventdetektion mit lernenden Algorithmen
Um die Entscheidung zwischen Event und Fehler zuverlässig treffen zu können, entwickelten die Kooperationspartner eine selbstlernende Künstliche Intelligenz. „Damit die Algorithmen Abweichungen vom Normalzustand erkennen können, wird ein statistisches Modell trainiert. Für das Training sind die Daten vieler Störungen und Events erforderlich. Diese kommen aber im realen Trinkwassernetz nur sehr selten vor. Daher haben wir synthetische Daten verwendet", erläutert Prof. Dr. Thomas Bartz-Beielstein vom Institut für Data Science, Engineering and Analytics der TH Köln.

Mithilfe einer Testanlage im Lehr- und Forschungszentrum :metabolon erzeugten die Forscherinnen und Forscher Störfälle und Sensorprobleme, wie sie auch in den realen Trinkwassernetzen vorkommen. Auf dieser Basis erlernten die Algorithmen, Ausreißer von Events zu unterscheiden. So kann das System jetzt beim Durchspülen der Leitungen aufgrund der gemessenen Trübung automatisch und zuverlässig erkennen, in welchem Maße die Ablagerungen entfernt werden, ob Veränderungen der Wasserqualität auftreten und wie sich diese im Trinkwassernetz fortpflanzen.

Das Forschungsvorhaben IMProvT wurde über drei Jahre vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Projektpartner waren das DVGW-Technologiezentrum Wasser, der Messgerätehersteller Endress + Hauser Conducta, das IWW Zentrum Wasser der Aggerverband, die Thüringer Fernwasserversorgung, die Landesversorgung Stuttgart sowie der Zweckverband Wasserversorgung Kleine Kinzig sowie die TH Köln mit dem Institut für Data Science, Engineering and Analytics und dem :metabolon Institut.

Die TH Köln zählt zu den innovativsten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften in Deutschland. Sie bietet Studierenden sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem In- und Ausland ein inspirierendes Lern-, Arbeits- und Forschungsumfeld in den Sozial-, Kultur-, Gesellschafts-, Ingenieur- und Naturwissenschaften. Zurzeit sind mehr als 26.000 Studierende in rund 100 Bachelor- und Masterstudiengängen eingeschrieben. Die TH Köln gestaltet Soziale Innovation - mit diesem Anspruch begegnen wir den Herausforderungen der Gesellschaft. Unser interdisziplinäres Denken und Handeln, unsere regionalen, nationalen und internationalen Aktivitäten machen uns in vielen Bereichen zur geschätzten Kooperationspartnerin und Wegbereiterin.

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Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Christian Sander
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pressestelle@th-koeln.de

Quelle: IDW 

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Überstunden erhöhen das Bluthochdruckrisiko

Dr. Bettina Albers Pressestelle Deutsche Hochdruckliga
Deutsche Hochdruckliga

Das Ergebnis einer neuen Studie [1] zeigt: Menschen, die mehr als 49 Stunden pro Woche arbeiten, sind gefährdeter, an Bluthochdruck zu erkranken. Zwar kann die Beobachtungsstudie „formal" keine Ursache-Wirkung-Beziehung nachweisen, aber sie wurde sorgfältig durchgeführt und das Ergebnis sollte nach Ansicht der Deutschen Hochdruckliga nun prospektiv untersucht werden. Sie empfiehlt Menschen, die viel arbeiten (müssen), besonders darauf zu achten, die bereits bekannten Risikofaktoren für Bluthochdruck zu minimieren - Übergewicht, Bewegungsmangel und ungesunde Ernährung - und in regelmäßigen Abständen ihre Blutdruckwerte überprüfen.

Überstunden treiben das Risiko für Bluthochdruck in die Höhe - so das Ergebnis einer kanadischen Auswertung von mehr als 3.500 Büroangestellten, die über fünf Jahre beobachtet wurden. Gerade das Risiko einer maskierten Hypertonie schien bei jenen, die viele Überstunden anhäuften, erhöht zu sein. Darunter versteht man, wenn beim Patienten normale Blutdruckwerte in der Arztpraxis gemessen werden, erhöhte Werte tagsüber am Arbeitsplatz oder in der Nacht vorliegen. Gerade diese Form des Bluthochdrucks ist besonders gefährlich, da sie häufig übersehen wird.

Stress gilt allgemeinhin als Risikofaktor für hohen Blutdruck und es gab bereits verschiedene Studien, die den Zusammenhang von Überstunden und Bluthochdruck untersuchten - doch die Ergebnisse waren sehr unterschiedlich. Eine Stärke der vorliegenden Untersuchung ist, dass sie nicht nur Einzelmessungen des Blutdrucks bei den Studienteilnehmern durchgeführt hatte, sondern auch Langzeitmessungen. „Die 24-Stunden-Blutdruckmessung ist deutlich aussagekräftiger als eine einzelne Blutdruckmessung beim Arzt, da sie auch eine maskierte Hypertonie erkennt, die sich in den meisten Fällen durch zu hohe Blutdruckwerte in der Nacht äußert", erklärt Prof. Dr. med. Ulrich Wenzel, Facharzt für Innere Medizin und Nephrologie am UKE Hamburg und Vorstandsvorsitzender der Deutschen Hochdruckliga DHL®. „Die Deutsche Hochdruckliga spricht sich daher dafür aus, möglichst bei allen Patienten eine 24-Stunden-Blutdruckmessung durchzuführen, nur so kann die Diagnose Bluthochdruck sichergestellt oder ausgeschlossen werden, einzelne Praxismessungen können hingegen zu fehlerhaften Einschätzungen führen."

In der vorliegenden Studie wurde die Rate der Studienteilnehmer mit durchweg erhöhten Blutdruckwerten (≥140/90 mm Hg in den Einzelmessungen und ≥135/85 mm Hg in den Langzeitmessungen) und jenen mit maskierter Hypertonie (<140/90 mm Hg in den Einzelmessungen und ≥135/85 mm Hg in den Langzeitmessungen) erhoben und in Relation zu den geleisteten Überstunden gesetzt. Im Ergebnis zeigte sich, dass Überstunden sowohl mit dem Risiko einer maskierten Hypertonie sowie einer anhaltenden Hypertonie assoziiert sind. Mehr als 49 Arbeitsstunden pro Woche (im Vergleich zu 35 Wochenstunden) erhöhten das Risiko einer maskierten Hypertonie um den Faktor 1,7 und das einer anhaltenden Hypertonie um den Faktor 1,6.

„Das sind interessante Daten", erklärt Wenzel. „Denn in Studien, die vorher keinen Zusammenhang gezeigt haben, waren keine Langzeitblutdruckmessungen durchgeführt worden. Das legt nahe, dass in diesen Untersuchungen die maskierten Bluthochdruckfälle übersehen worden sind und unterstreicht erneut die Wichtigkeit dieser Untersuchungsform."

Das eigentliche Studienergebnis möchte Wenzel noch vorsichtig interpretiert wissen. „Es handelt sich hier um Assoziationsdaten, nicht um eine randomisierte Studie. Zwar waren mögliche Einflussgrößen wie soziodemografische und Lifestyle-Merkmale herausgerechnet worden, aber diese Studienform kann keine klare Ursache-Wirkungskette belegen. Wir hoffen, dass nun randomisierte Studien zur Überprüfung folgen werden." Wie der Experte ausführte, war zwar nach Lebensalter, BMI, Nikotin- und Alkoholkonsum, Bildungsstand, Art der beruflichen Tätigkeit, körperliche Aktivität in der Freizeit sowie subjektive Arbeitsbelastung bzw. „Stress" adjustiert worden, aus der Studie geht aber beispielsweise nicht hervor, wie die Ernährungsgewohnheiten der Teilnehmer waren, also ob sich die Gruppe mit den vielen Arbeitsstunden wegen Zeitmangels weniger gesund ernährte, z.B. mehr Fastfood zu sich nahm, das sehr salzhaltig ist. Auch fehlt eine Adjustierung im Hinblick auf die Schlafzeiten, denn auch Schlafmangel geht Beobachtungsstudien zufolge mit einem höheren Bluthochdruckrisiko einher.

Solange der direkte Einfluss von Überstunden auf den Blutdruck nicht nachgewiesen ist, sieht Wenzel größeres Präventionspotenzial darin, die bekannten und wissenschaftlich belegten Risikofaktoren anzugehen. „Fettleibigkeit ist ein gewichtiges Problem in unserer Gesellschaft, das die Blutdruckwerte hochtreibt. Wer sein Körpergewicht auf Normalwerte reduziert und es konstant hält, sich gesund und salzarm ernährt und dreimal pro Woche Sport treibt, hat immens viel für seine Gesundheit getan. Menschen, die über eine längere Zeit Überstunden leisten (müssen), sollten nach Ansicht des Experten diese Präventionsempfehlungen besonders beherzigen. „A und O ist die regelmäßige Kontrolle der Blutdruckwerte, um eine Bluthochdruckerkrankung frühzeitig erkennen und behandeln zu können."

Für Menschen, die unsicher sind, wie hoch ihr persönliches Risiko für Bluthochdruck ist, bietet die Deutsche Hochdruckliga übrigens einen Online-Risikorechner an. Darin werden auch die Faktoren „Berufsstress" und „Erschöpfung" miteinbezogen, siehe https://www.hochdruckliga.de/hypertonie-risikorechner.html .

[1] Trudel X, Brisson C, Gilbert-Ouimet M et al. Long Working Hours and the Prevalence of Masked and Sustained Hypertension. Hypertension. 2020 Feb;75(2):532-538. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.119.12926.

Kontakt/Pressestelle
Dr. Bettina Albers
Jakobstraße 38
99423 Weimar
albers@albersconcept.de
Telefon: 03643/ 776423

Originalpublikation:
doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.119.12926.

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Ingwerextrakt hilft nicht zur Prophylaxe von Migräneanfällen

Dr. Bettina Albers Pressestelle der DGN
Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V.

Eine doppelblinde Placebo-kontrollierte Studie [1] untersuchte die Wirksamkeit von Ingwerextrakt zur Prophylaxe von Migräneanfällen. Im Vergleich zur Placebotherapie gab es keinen Vorteil - allerdings sank in beiden Studiengruppen die Häufigkeit schwerer Migräneanfälle. Laut DGN-Pressesprecher spricht das für einen Placeboeffekt in beiden Studienarmen. Helfen können Pestwurzextrakt (Petadolex), Mutterkraut sowie eine Kombination von Vitamin B2, Magnesium und Coenzym Q10. Eine nicht-medikamentöse Maßnahme, deren Wirkung wissenschaftlich belegt ist und die auch in den Leitlinien empfohlen wird, ist regelmäßiger Ausdauersport.

Laut Angaben der Deutschen Migräne- und Kopfschmerzgesellschaft e.V. [2] leiden ca. 10-15% der Bevölkerung an Migräne. Im Erwachsenenalter sind Frauen etwa dreimal häufiger betroffen als Männer. Standard der medikamentösen Migräne-Prophylaxe sind Betablocker, Kalziumkanal-Blocker, Antikonvulsiva oder Botulinumtoxin, wenn all diese Therapieoptionen wirkungslos bleiben (oder Kontraindikationen vorliegen), können gemäß neuer Leitlinienergänzung [3] auch moderne Antikörper zum Einsatz kommen. Letztere gehen mit relativ wenig Nebenwirkungen einher, haben aber das Manko, dass fast ein Drittel der Migränepatienten von vornherein gar nicht auf sie ansprechen. Die herkömmlichen Substanzklassen führen zu verschiedenen Nebenwirkungen, die oft die Therapietreue der Patienten beeinträchtigen. Bei etwa 38% der Betroffenen wäre eine Therapie zur Prophylaxe von Migräneanfallen aus medizinischer Sicht angeraten, aber nur etwa 3-13% unterziehen sich einer solchen Therapie, so eine Studie aus dem Vorjahr [4].

„Patienten fürchten Nebenwirkungen. Sanfte, nicht-medikamentöse Maßnahmen als Alternative zur medikamentösen Migräneprophylaxe stehen hoch im Kurs", erklärt Professor Dr. Hans-Christoph Diener, Pressesprecher der DGN. „Es macht daher Sinn, pflanzliche Präparate für die Migräneprophylaxe zu untersuchen."

Seit langem bekannt ist bekannt, dass Ingwer einen schmerzstillenden Effekt hat, weshalb eine aktuelle brasilianische Studie [1] in einem doppelblinden Placebo-kontrollierten Design ein Ingwerextrakt testete. 107 Patienten mit episodischer Migräne im Alter zwischen 18 und 60 Jahren, die ansonsten keine prophylaktische Therapie erhielten, wurden eingeschlossen und erhielten über drei Monate entweder das Ingwerextrakt (3x tägl. 200 mg) oder ein Placebo (1:1-Randomisierung). Die Patienten wurden einmal im Monat ärztlich konsultiert und mussten ein Schmerztagebuch führen. Wie sich zeigte, unterschied sich der Anteil der Patienten, die auf die Therapie ansprachen (definiert als eine Halbierung der Migräneanfälle bis zum Studienende), zwischen den Gruppen nicht. Ingwerextrakt war gegenüber Placebo nicht überlegen - insgesamt war in beiden Gruppen aber ein Rückgang der Migränetage mit starken Schmerzen (in der Verumgruppe um 42%, in der Placebogruppe um 39%) und des Schmerzmittelgebrauchs zur Behandlung der Attacken festgestellt worden. „Die vorliegende Studie gibt leider keinen Hinweis darauf, dass Ingwer in der Migräneprophylaxe wirksam ist. Sie zeigte keine Überlegenheit von Ingwer gegenüber Placebo. Zwar kam es in beiden Gruppen zu einem Rückgang der schweren Anfallstage und der Einnahme der Akutmedikation, doch wir von einem Placeboeffekt ausgehen, der in beiden Armen der verblindeten Studie eintrat."

Wie der Experte ausführt, gibt es bislang nur zwei Naturheilmittel mit nachgewiesener migräneprophylaktischer Wirkung: Pestwurzextrakt (Petadolex) und Mutterkraut. Pestwurzextrakt ist in Deutschland als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich. Mutterkraut war in den Studien als CO2-Extrakt untersucht worden und hatte sich als wirksam erwiesen. Doch in dieser Form wird Mutterkraut in Deutschland nicht vertrieben und der Einsatz anderer Formen wurde nicht geprüft und kann daher nicht empfohlen werden.

Erfolgreich im Hinblick auf die Schwere der Migräneattacken (wenn auch nicht auf die Häufigkeit), ist die Kombination von Vitamin B2, Magnesium und Coenzym Q10, das hatte bereits 2015 eine randomisierte Multicenterstudie aus Deutschland gezeigt [5].

Professor Dr. Peter Berlit, Generalsekretär der DGN, fasst abschließend zusammen: „Viele naturheilkundliche Mittel haben bisher enttäuscht und können eine medikamentöse Prophylaxetherapie nicht ersetzen. Es gibt aber eine nichtmedikamentöse Maßnahme, die nachweislich Wirkung hat, keine Nebenwirkungen, auch in den Leitlinien verankert ist, aber von Patienten häufig nicht genügend berücksichtigt wird: Regelmäßiger Ausdauersport kann die Anfallsfrequenz bei Menschen mit Migräne senken. Wir möchten Patienten ermuntern, das Potenzial dieser nachweislich wirksamen Intervention voll auszuschöpfen."

Literatur
[1] Laís Bhering Martins, Ana Maria dos Santos Rodrigues, Nayara Mussi Monteze et al. Double-blind placebo-controlled randomized clinical trial of ginger (Zingiber officinale Rosc.) in the prophylactic treatment of migraine. Cephalalgia 2019, 2019, https://doi.org/10.1177/0333102419869319
[2] http://www.dmkg.de/patienten/antworten-auf-die-wichtigsten-fragen-rund-um-den-ko...
[3] Diener H.-C., May A. et al., Prophylaxe der Migräne mit monoklonalen Antikörpern gegen CGRP oder den CGRP-Rezeptor, Ergänzung der S1-Leitlinie Therapie der Migräneattacke und Prophylaxe der Migräne, 2019, in: Deutsche Gesellschaft für Neurologie (Hrsg.), Leitlinien für Diagnostik und Therapie in der Neurologie. Online: www.dgn.org/leitlinien
[4] Ha H, Gonzales A. Migraine headache prophylaxis. Am Fam Physician 2019; 99:17-24
[5] Gaul C, Diener HC, Danesch U et al. Improvement of migraine symptoms with a proprietary supplement containing riboflavin, magnesium and Q10: a randomized, placebo-controlled, double-blind, multicenter trial. J Headache Pain. 2015; 16: 516. doi: 10.1186/s10194-015-0516-6.

Pressekontakt
Pressestelle der Deutschen Gesellschaft für Neurologie
c/o albersconcept, Jakobstraße 38, 99423 Weimar

Tel.: +49 (0)36 43 77 64 23
Pressesprecher: Prof. Dr. med. Hans-Christoph Diener, Essen
E-Mail: presse@dgn.org

Die Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V. (DGN)
sieht sich als wissenschaftliche Fachgesellschaft in der gesellschaftlichen Verantwortung, mit ihren über 10.000 Mitgliedern die neurologische Krankenversorgung in Deutschland zu sichern und zu verbessern. Dafür fördert die DGN Wissenschaft und Forschung sowie Lehre, Fort- und Weiterbildung in der Neurologie. Sie beteiligt sich an der gesundheitspolitischen Diskussion. Die DGN wurde im Jahr 1907 in Dresden gegründet. Sitz der Geschäftsstelle ist Berlin. www.dgn.org

Präsidentin: Prof. Dr. med. Christine Klein
Stellvertretender Präsident: Prof. Dr. med. Christian Gerloff
Past-Präsident: Prof. Dr. Gereon R. Fink
Generalsekretär: Prof. Dr. Peter Berlit
Geschäftsführer: Dr. rer. nat. Thomas Thiekötter
Geschäftsstelle: Reinhardtstr. 27 C, 10117 Berlin, Tel.: +49 (0)30 531437930, E-Mail: info@dgn.org

Originalpublikation:
doi.org/10.1177/0333102419869319

Quelle: IDW 

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Forschende ermitteln mit neuer Methode, wie widerstandsfähig einzelne Gewässer gegenüber Trockenheit sind

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

Hitze, Trockenheit und daraus resultierenden Niedrigwasserstände in Bächen, Flüssen und Seen prägten die Sommermonate der Jahre 2003, 2015 und 2018 in Europa. Auch im Sommer 2020 könnte wieder eine Niedrigwasserperiode entstehen. Forschende der Universität Freiburg haben in Kooperation mit den Universitäten Trier und Oslo/Norwegen in der Fachzeitschrift Hydrology and Earth System Sciences eine Methode vorgestellt, mit der besser ermittelt werden kann, wie anfällig Gewässer gegenüber Trockenheit sind.

„Wir sehen, dass verschiedene Gewässer sehr unterschiedlich auf ausbleibende Niederschläge reagieren", sagt der Autor der Studie Dr. Michael Stölzle von der Professur für Umwelthydrosysteme der Albert-Ludwigs-Universität. Der Kern der neu entwickelten Methode ist ein Filter-Algorithmus, der das Abflusssignal der Gewässer in schnellere und langsamere Komponenten einteilt: Erfolgt der Abfluss aus einem Gebiet schnell, weil zum Beispiel viel Oberflächenabfluss auftritt, kann das Gebiet häufig schlechter Wasser speichern und ist stärker abhängig von kontinuierlichen Niederschlägen und somit weniger widerstandsfähig gegenüber Trockenperioden. Dominieren hingegen langsame, also verzögerte Abflusskomponenten wie zum Beispiel aus Schnee- oder größeren Grundwasserspeichern, so können die Gewässer auch bei anhaltender Trockenheit länger stabile Abflüsse aufweisen. Mit Hilfe des Filters können die Forschenden zusätzlich bestimmen, nach wie vielen Tage eine schnellere Abflusskomponente aufhört, wesentlich zum Gesamtabfluss des Gewässers beizutragen.

„Das Filtern des Abflusssignals ist keine neue Idee", erklärt Stölzle, „aber es wurde häufig nur in eine schnelle und eine langsamere Abflusskomponente getrennt." In der vorgestellten Studie haben die Hydrologinnen und Hydrologen die bisherigen Filter erweitert, um drei oder vier Abflusskomponenten mit unterschiedlichen Verzögerungen zu identifizieren. Dadurch stellten sie fest, dass etwa alpine Gebiete nicht nur durch die Schneeschmelze im Sommer geprägt sind, sondern auch im Winter teils sehr stabile Abflussverhältnisse aufweisen. „Daraus schließen wir, dass es auch im steilen Hochgebirge wichtige Gebietsspeicher im Untergrund geben kann, die für einen kontinuierlichen Abfluss in unterliegende Gebiete sorgen können", sagt Stölzle.

Datengrundlage der Untersuchung waren Abflussdaten aus Gebieten in Baden-Württemberg und der Schweiz. Da für die neue Methode nur Abflussdaten benötigt werden, ist sie aber prinzipiell weltweit anwendbar und kann auch in der wasserwirtschaftlichen Praxis aufgegriffen werden. Die Forschenden schlagen vor, die Methode auf andere Variablen wie Grundwasserstände anzuwenden oder mit ihr Gletscher- und Schneeschmelzkomponenten zu berechnen.

„In Baden-Württemberg kann die vorgestellte Analysemethode künftig helfen, besser zu verstehen, wie empfindlich ein Einzugsgebiet gegenüber Trockenheit ist", erklärt Stölzle: „Unsere aktuelle Umfrage bei den Wasserbehörden verschiedener Landkreise hat gezeigt, dass künftig sowohl der Bewässerungsbedarf als auch die Anträge für genehmigte Wassernutzungen im Land zunehmen werden."

Originalpublikation:
Stölzle, M., Schütz, T., Weiler, M., Stahl, K., Tallaksen, L.M. (2020): Beyond binary baseflow separation: a delayed-flow index for multiple streamflow contributions. In: Hydrology and Earth System Sciences 24, S. 849-867. DOI: 10.5194/hess-24-849-2020

Kontakt:
Dr. Michael Stölzle und Prof. Dr. Kerstin Stahl
Professur für Umwelthydrosysteme
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-67432
E-Mail: michael.stoelzle@hydro.uni-freiburg.de
kerstin.stahl@hydro.uni-freiburg.de

Originalpublikation:
DOI: 10.5194/hess-24-849-2020

Quelle: IDW 

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Grüne Wasserstoffproduktion in Biogasanlagen

René Maresch M. A. Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

In dem Forschungsprojekt »HyPerFerment« will das Fraunhofer IFF in Magdeburg mit weiteren Partnern ein neues Verfahren zur mikrobiologischen Wasserstofferzeugung entwickeln. Ziel der Forscher ist es, diesen »grünen« Wasserstoff in industriellem Maßstab in Biogasanlagen zu erzeugen. So soll deren Wirkungsgrad erhöht und die dezentrale Versorgung mit regenerativ erzeugter Energie verbessert werden.

Wasserstoff wird als Energieträger einen wichtigen Platz im Energieversorgungssystem der Zukunft einnehmen. Die Herstellung des begehrten Stoffes kann auf unterschiedlichen Wegen geschehen. Bei der Wasserstoffelektrolyse etwa wird elektrischer Strom verwendet, um Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufzutrennen.

Ein anderer Weg ist die Fermentation. Wie bei einer Biogasanlage wird hier der Wasserstoff mittels Mikroorganismen aus Biomasse gewonnen. Bei der sogenannten Dunkelfermentation produzieren bestimmte anaerobe Bakterien und Pilzstämme unter Einsatz einer speziellen Prozessführung ohne Zwischenschritte Wasserstoff aus organischen Stoffen.

Kombinierte Produktion von Wasserstoff und Biogas
Dieses bislang noch wenig eingesetzte Verfahren soll in einem neuen Forschungsprojekt genauer untersucht und auf seine Anwendbarkeit im industriellen Maßstab getestet werden. Der Wirkungsgrad dieser Methode zur Wasserstoffherstellung ist zwar geringer als der anderer Verfahren. Das Ziel ist es jedoch, den Prozess zukünftig in bereits vorhandene Biogasanlagen zu integrieren und so deren Wirkungsgrad insgesamt zu verbessern. Langfristig soll dadurch der Ausbau dezentraler Infrastrukturen zur nachhaltigen Wasserstoffversorgung unterstützt werden.

Das Projekt mit dem Namen »HyPerFerment« (Mikrobiologische Verfahrensentwicklung zur Wasserstofferzeugung und -bereitstellung) ist zunächst auf zwei Jahre ausgelegt und wird von dem mikrobiologischen Labor MicroPro, dem Anlagenspezialisten Streicher Anlagenbau sowie dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg betrieben. In der ersten Phase wollen die drei Projektpartner die geeignetsten Stämme der benötigten Mikroorganismen auswählen und testen. Außerdem soll die anlagentechnische Umsetzung geplant und das Gesamtkonzept physiko-chemisch, technologisch und ökonomisch bilanziert und bewertet werden. In einer angeschlossenen zweiten Projektphase sind dann der Bau einer Pilotanlage und deren Felderprobung vorgesehen.

Das Projekt wird von der Investitionsbank Sachsen-Anhalt und mit Mitteln der Europäischen Union (EFRE) gefördert.

Weitere Informationen zum Forschungsprojekt unter: http://www.hyperferment.de

Die Fraunhofer-Gesellschaft arbeitet mit Nachdruck an Technologien zur Erzeugung, Wandlung und Nutzung von Wasserstoff als nachhaltiger Energieträger der Zukunft. In Sachsen-Anhalt forschen neben dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg auch das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle und das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP intensiv auf diesem Gebiet.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Torsten Birth
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Konvergente Infrastrukturen
Teamleiter Energie- und Ressourceneffiziente Systeme
Sandtorstr. 22, 39106 Magdeburg
Telefon: +49 391 40 90 355
E-Mail: torsten.birth@iff.fraunhofer.de

Weitere Informationen:
Weitere Informationen zum Forschungsprojekt unter: http://www.hyperferment.de

Quelle: IDW 

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Innovative Lösung für Verwertung organischer Abfälle in Paris

Dr. Claudia Vorbeck Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Zuschlag für ein deutsch-französisches Konsortium: Ab März 2020 werden die fünf Partner Tilia GmbH (Leipzig), GICON - Großmann Ingenieur Consult GmbH (Dresden), France Biogaz Valorisation (Strasbourg), Fraunhofer IGB (Stuttgart) und DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH (Leipzig) im Großraum Paris eine Pilotanlage mit neuen Verfahren zur gemeinsamen Behandlung von organischen Restabfällen und Klärschlämmen errichten und betreiben. Wenn sich das Pilotprojekt bewährt, soll nach diesem Konzept ab 2025 eine industrielle Großanlage unter anderem bis zu 76.000 Tonnen organischer Reststoffe pro Jahr umweltgerecht zu Biogas und Dünger verarbeiten.

Neues Vertragsmodell macht mehr möglich
Gestartet war das Projekt bereits 2017 mit einem neuen Vertragsmodell - die Innovationspartnerschaft. „Diese neue Art eines öffentlichen Auftrags ermöglicht es, Anforderungen und Bedürfnisse zu erfüllen, die der Markt und vorhandene Produkte oder Dienstleistungen bisher nicht abdecken konnten", sagt Christophe Hug, Geschäftsführer des Leipziger Dienstleisters Tilia. „Im Gegensatz zu üblichen Forschungsprojekten bleibt es aber nicht dabei, innovative Lösungen zu entwickeln - sie werden auch unmittelbar in der industriellen Praxis umgesetzt. Der Auftraggeber hat dann die Möglichkeit, bei mehreren Auftragnehmern mitzuarbeiten und verschiedene Wege zu testen, bevor er sich für eine Lösung entscheidet."

Für eine erste Labor- und Konzeptphase haben zwei kommunale Pariser Zweckverbände (Syctom und SIAAP) 2018 zunächst 4 Konsortien ausgewählt, technologische Konzepte für eine maximale Verwertungsquote der Abfallfraktionen zu entwickeln. Dies erfolgte zeitlich parallel im Sinne eines Wettbewerbs. Das in Phase 1 von der Leipziger Tilia geführte deutsch-französische Konsortium hatte im Ergebnis der ersten Projektphase ein innovatives Technologiekonzept aus verschiedenen Modulen präsentiert, mit denen eine maximale Umwandlung von organischem Kohlenstoff in den Energieträger Biomethan sowie eine Nährstoffrückgewinnung ermöglicht wird. Dafür wurden fast 8.000 Kilogramm organischer Reststoffe (Hausmüll, Klärschlamm, Pferdemist sowie Fett) analysiert und hunderte Tests durchgeführt.

Um die Machbarkeit und die Leistung des konzipierten Behandlungskonzeptes beweisen zu können, entwarf das Konsortium anschließend eine Pilotanlage, die eine spätere Großanlage im „Kleinen" darstellt. Grundlage für die Planung und Auslegung der Pilotanlage bildeten dabei die in den Laboren von DBFZ, Fraunhofer IGB und GICON ermittelten Versuchsergebnisse.

GICON®-Geschäftsführer Dr. Hagen Hilse beschreibt die Bedeutung eigener Forschung & Entwicklung: „GICON setzt seit der Firmengründung vor mehr als 25 Jahren auf die Entwicklung innovativer Technologien und hat dabei neben eigenen Forschungstätigkeiten eine enge Kooperation mit Forschungseinrichtungen aufgebaut. Dank unseres aufgebauten Know-hows und der vorhandenen Infrastruktur für Substratversuche konnten wir gemeinsam mit unseren Partnern eine passgenaue Lösung zur Behandlung und Weiterverwertung der Pariser Abfälle entwickeln. Das ist ein Musterbeispiel für anwendungsorientierte Forschung."

Vom Pilotprojekt zur industriellen Großanlage
Das Konzept hat offenbar überzeugt: Im Januar 2020 haben Syctom und SIAAP zwei Konsortien beauftragt, in Phase 2 der Innovationspartnerschaft eine Pilotanlage zu errichten, darunter das von Tilia geführte Konsortium. Für den Auftrag hatte auch die langjährige Erfahrung der deutschen Konsortiumsmitglieder bei der Methanisierung und Nährstoffrückgewinnung eine entscheidende Rolle gespielt. „Tilia verfügt über ein breites Wissen in der Konzipierung von innovativen technischen Lösungen sowie im Betrieb von Anlagen und gewährleistet die technisch-wirtschaftliche Integration", so Christophe Hug. „Als deutsch-französisches Unternehmen und dank ihrer Erfahrung bei der Zusammenarbeit mit Partnern aus unterschiedlichen Bereichen konnten wir auch den kooperativen Dialog und das Projektmanagement erfolgreich meistern."

Im März 2020 wird die Umsetzung des Pilotprojekts beginnen, wofür der Dresdner Ingenieurdienstleister GICON die übergreifende Generalplanung für die gesamte Pilotanlage übernimmt. Zunächst beschäftigt sich das Konsortium mit den detaillierten Planungen für die Pilotanlage, die aus mehr als 8 einzelnen technologischen Komponenten (Modulen) besteht und eine Behandlungskapazität von ca. 400 Tonnen pro Jahr erreichen wird.

Ab 2021 werden die Bauarbeiten in der Nähe von Paris starten. Anschließend werden alle Module zusammen in einer zwölfmonatigen Testphase betrieben. Dabei werden die optimalen Betriebsparameter sowie ein für alle innovativen Module aufeinander abgestimmtes Betriebsregime ermittelt. Aufbauend darauf erfolgt eine Validierung der Umsetzbarkeit und Leistungsfähigkeit des Behandlungskonzeptes für die industrielle Anlage.

Am Ende dieser Erprobungsphase werden die zwei Zweckverbände auf Basis der Versuchsergebnisse und der Leistungsfähigkeit der Pilotanlage entscheiden, ob das Konzept auch im industriellen Maßstab realisiert werden soll. Mit der industriellen Anlage könnten dann pro Jahr enorme Mengen organischer Reststoffe mit einem hohen Wertschöpfungsgrad verarbeitet werden - unter anderem bis zu 76.000 Tonnen aufbereiteter organischer Restabfall und erhebliche Mengen von Klärschlamm und Pferdemist.

Hintergrundinformation
Bei der Aufbereitung von Abfällen und Abwässern, entstehen verschiedene Reststoffe. In Frankreich ist deren Weiterverwertung, Entsorgung oder Rückführung mittlerweile stark reglementiert - teilweise sogar verboten. Lösungen zur stofflichen und energetischen Verwertung sind gefragt. So auch im Großraum Paris, wo die Verbände Syctom und SIAAP für Abfall- und Abwasserbehandlung zuständig sind. Um die strengen Vorgaben umzusetzen, haben sie ein gemeinsames Co-Behandlungs-Projekt aufgesetzt: „Cométha".

Über die Mitglieder des Konsortiums
Tilia ist ein im 2009 gegründetes deutsch-französisches Unternehmen. Basis war und ist die gemeinsame Vision einer erfolgreichen und nachhaltigen Zukunft der Versorgungsunternehmen. Tilia ist der Partner für Städte, Gemeinden, öffentliche und private Versorgungsunternehmen, Industrieunternehmen und Co-Investoren. Gemeinsam erarbeiten sie neuen Möglichkeiten, Projekte zu entwickeln, Investitionen zu tätigen, Arbeitsabläufe zu verbessern, Strategien zu definieren und den zunehmend komplexeren Herausforderungen in den Feldern Energie, Wasser und Umwelt zu begegnen. Das Tilia-Modell ist flexibel: Es reicht von der Beratung und Unterstützung im Projektmanagement bis hin zur gemeinsamen Umsetzung der Projekte. Bereits heute beschäftigt die Tilia zusammen mit ihren Tochtergesellschaften fast 150 Mitarbeiter und schaut auf über 500 Projekte in mehr als 20 Ländern zurück. Ein Großteil der heutigen Tilia-Aktivitäten findet in Deutschland und Frankreich statt.

France Biogaz Valorisation ist ein elsässisches Unternehmen, das sich auf die Entwicklung und den Bau von industriellen und landwirtschaftlichen Biogasanlagen spezialisiert hat. France Biogaz Valorisation unterstützt seine Kunden entlang der gesamten Wertschöpfungskette ihrer Projekte: Machbarkeit, Entwicklung, Verwaltung, Implementierung, Inbetriebnahme, Wartung und Monitoring der biologischen Prozesse.

Das DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH gehört der Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Das Forschungs­zentrum hat den Auftrag der Bundesregierung, die effiziente Nutzung von Biomasse als regenerativer Energie­träger der Zukunft im Rahmen angewandter Forschung theoretisch und praktisch voran zu treiben. Das wissen­schaftliche Bemühen zur Etablierung und Integration von Biomasse in die Reihe der bereits bestehenden Energieträger erfolgt unter Berücksichtigung technischer, ökologischer, ökonomischer, sozialer sowie energie­wirtschaftlicher Aspekte. Berücksichtigt werden hierbei alle Aspekte innerhalb der Nutzungskette, d.h. von der Produktion über die Bereitstellung bis zur Verteilung der Energie an den Endverbraucher. Über die theoretische und praktische Forschung im Bereich der energetischen Biomasseforschung hinaus, erarbeitet das DBFZ auch wissenschaftlich fundierte Entscheidungshilfen für die Politik. Derzeit arbeiten am DBFZ rund 140 wissenschaftli­che Mitarbeiter in den vier Forschungsbereichen.

Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB entwickelt und optimiert Verfahren, Technologien und Produkte für Gesundheit, Nachhaltige Chemie und Umwelt. Durch die Kombination biologischer und verfahrenstechnischer Kompetenzen gehören Komplettlösungen vom Labor- bis zum Pilotmaßstab zu den Stärken des Instituts. Forschungsschwerpunkte sind u. a. Wasser- und Abwasser­technologien, Membranen, Katalysatoren sowie regenerative Ressourcen, industrielle Biotechnologie und funktionale Materialien. Damit greift das IGB aktiv Herausforderungen einer zukunftsfähigen Gesundheitsversorgung, einer nachhaltigen Bioökonomie und klimaneutralen sowie ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft auf. Das Fraunhofer IGB ist eines von 72 Instituten und Forschungseinrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft, Europas führender Organisation für angewandte Forschung.

Die GICON - Großmann Ingenieur Consult GmbH ist ein unabhängiges Engineering- und Consultingunternehmen mit Sitz in Dresden. Der interdisziplinär erfahrene Mitarbeiterstab ist die Basis für ein umfassendes und dem Stand der Technik entsprechendes Beratungs- und Planungsangebot in den unterschiedlichsten Wirtschaftsbereichen. Hierzu zählen neben Ingenieurdienstleistungen auch gutachterliche Spezialleistungen sowie umfassende Sachverständigentätigkeiten. Die GICON - Großmann Ingenieur Consult GmbH ist in den Geschäftsbereichen Anlagen- und Bauplanung, Umwelt- und Genehmigungsplanung, Ökosysteme, Boden- und Gewässermanagement, Technische Informatik und Forschung/Technologieentwicklungen tätig.

Syctom, die Haushaltsabfallagentur im Großraum Paris, ist mit 10 Industrieanlagen der führende europäische öffentliche Betreiber für die Behandlung und Verwertung von Haushaltsabfällen. Sie verarbeitet und verwertet jährlich fast 2,3 Millionen Tonnen Haushaltsabfälle, die von fast 6 Millionen Einwohnern von 85 Gemeinden, darunter Paris, in fünf Departements der Region Paris erzeugt werden (~ 10 % der Haushaltsabfälle in Frankreich).

Das SIAAP (Syndicat Interdépartemental pour l'Assainissement de l'Agglomération Parisienne), Europas führender Betreiber öffentlicher Anlagen zur Abwasserentsorgung, ist der Verband, der das Abwasser von fast 9 Millionen Menschen in der Region Ile-de-France sowie Regen- und Prozesswasser entsorgt. Mit ihren 1700 Mitarbeitern reinigt die SIAAP 7 Tage die Woche, 24 Stunden am Tag, fast 2,5 Mio. m³ Wasser, welches durch 440 km Kanalleitungen transportiert und durch ihre sechs Kläranlagen behandelt wird.

Weitere Informationen:
https://www.igb.fraunhofer.de/de/presse-medien/presseinformationen/2020/innovati...

Quelle: IDW 

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Antibiotika: Städter und Kinder nehmen am meisten

Johannes Seiler Dezernat 8 - Hochschulkommunikation
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Städter nehmen mehr Antibiotika als Menschen auf dem Land; Kinder und Senioren greifen häufiger zu ihnen als Personen mittleren Alters; mit steigender Bildung sinkt die Antibiotika-Nutzung, allerdings nur in reichen Ländern: Das sind drei der auffälligeren Trends, die Forscher des NRW Forschungskollegs „One Health and urbane Transformation" an der Universität Bonn in einer aktuellen Studie identifiziert haben. Noch immer werden zu viele Antibiotika verabreicht. Mögliche Folge sind Resistenzen: Gegen manche Bakterien stehen kaum noch wirksame Medikamente zur Verfügung. Die Studie erscheint im International Journal of Hygiene and Environmental Health; sie ist aber bereits online abrufbar.

Die meisten Antibiotika werden von Patienten genommen, deren Erkrankung keinen Klinikaufenthalt erfordert. In Deutschland machen diese Fälle rund 85 Prozent aller Antibiotika-Verschreibungen aus; EU-weit liegt die Quote sogar noch etwas höher. Doch welche Faktoren fördern die Einnahme von Antibiotika im ambulanten Gesundheitssektor? Für diese Frage interessieren sich Wissenschaftler bereits seit einiger Zeit. Denn weitgehend unstrittig ist, dass insgesamt zu viele Antibiotika verabreicht werden. Das fördert die Bildung von Resistenzen und sorgt so dafür, dass diese eigentlich schärfsten Waffen gegen bakterielle Infektionen langsam stumpf werden.

Die aktuelle Studie fasst den momentanen Kenntnisstand zu dieser Problematik zusammen. Die beteiligten Wissenschaftler haben darin insgesamt 73 Publikationen zu den treibenden Faktoren der Antibiotika-Nutzung im ambulanten Sektor ausgewertet. „Dabei interessierten uns nicht nur individuelle Parameter wie Alter oder Bildung, sondern auch geographische Zusammenhänge sowie soziokulturelle Faktoren", erklärt Dennis Schmiege, der an der Universität Bonn (Zentrum für Entwicklungsforschung) unter Betreuung von Prof. Mariele Evers (Geographisches Institut) und Prof. Thomas Kistemann (Institut für Hygiene und Public Health) promoviert.

600 mögliche Einflussgrößen ausgewertet
Fast 600 Variablen hat er zusammen mit seinem Kollegen Dr. Timo Falkenberg ausgewertet und zu rund 45 Gruppen zusammengefasst. Für jede der Gruppen ist in der Übersichts-Arbeit aufgeführt, ob sie nach aktueller Studienlage als wesentliche Einflussfaktoren zu werten sind. Relativ gut belegt ist demnach, dass Kinder und Senioren häufiger Antibiotika schlucken als Menschen mittleren Alters. Ein höherer Bildungsstand wirkt dagegen eher bremsend. Allerdings kehrt sich dieser Zusammenhang in ärmeren Ländern um - „wahrscheinlich, weil es dort eher die besser ausgebildeten Menschen sind, die entweder Zugang zum Gesundheitssystem haben oder die sich den Besuch beim Arzt oder den Kauf eines Medikaments überhaupt leisten können", vermutet Schmiege.

Bei den geographischen Parametern sticht unter anderem die Diskrepanz zwischen Stadt und Land ins Auge: Einige der Veröffentlichungen zeigen, dass die Antibiotika-Nutzung in urbanen Gebieten höher ist. „Wir vermuten, dass das etwas mit dem besseren Zugang zu Arztpraxen und Apotheken zu tun hat", erläutert Schmiege. Tatsächlich scheint die Ärzte-Dichte ebenfalls zu den treibenden Faktoren zählen. Höhere Medikamenten-Preise reduzieren die verkaufte Antibiotika-Menge dagegen.

Noch vergleichsweise wenig untersucht ist, welche soziokulturellen Parameter die Antibiotika-Nutzung fördern. Einen gewissen Einfluss scheint demnach die nationale Kultur zu haben: So nehmen die Bürger „maskuliner" Gesellschaften, die als eher wettbewerbsorientiert gelten, im Schnitt mehr Antibiotika. Ähnlich sieht es in Gesellschaften aus, die klassischerweise eher darauf bedacht sind, Ungewissheiten zu meiden. „Insgesamt sehen wir in diesem Bereich aber noch deutlichen Forschungsbedarf", betont Dennis Schmiege.

An anderer Stelle zeigt die Studienlage ebenfalls eine deutliche Schieflage: Länder mit niedrigerem und mittlerem Einkommen sind gegenüber reicheren deutlich unterrepräsentiert - auch das ein Punkt, an dem zukünftige Forschungsprojekte Abhilfe schaffen sollten, meint der Wissenschaftler.

Die Studie wurde im Rahmen des NRW-Forschungskollegs „One Health and urbane Transformation" durchgeführt, welches ein vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes NRW finanziertes Graduiertenkolleg ist. Dieses wird von der Universität Bonn in Kooperation mit der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) und der United Nations University - Institute for Environment and Human Security (UNU-EHS) in Bonn durchgeführt. Weitere Informationen zum Forschungskolleg stehen auf der Webseite www.zef.de/onehealth.html zur Verfügung.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dennis Schmiege
Forschungskolleg „One Health and Urban Transformation"
Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF)
Universität Bonn
Tel. 0228/736719
E-Mail: d.schmiege@uni-bonn.de
www.zef.de/onehealth.html

Originalpublikation:

Dennis Schmiege, Mariele Evers, Thomas Kistemann und Timo Falkenberg: What drives antibiotic use in the community? A systematic review of determinants in the human outpatient sector; International Journal of Hygiene and Environmental Health; https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2020.113497

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Mehr als nur Strom: Mit den richtigen Rahmenbedingungen können Biogasanlagen eine Menge für die Gesellschaft leisten

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

THG-Einsparung, Nährstoffmanagement, Gewässer- und Artenschutz - Aktuelle Studie quantifiziert Zusatzleistungen und benennt Potenziale

Biogasanlagen gelten im Vergleich zu Windkraft- oder Photovoltaik-Anlagen als teure erneuerbare Energieerzeuger. Doch den höheren Kosten stehen auch eine Reihe von zusätzlichen Leistungen gegenüber: Die Anlagen können Treibhausgasemissionen aus Gülle und Mist einsparen, überschüssige Nährstoffe in wertvolle, handelbare Dünger umwandeln und organische Abfälle energetisch verwerten. Mit den richtigen Vorgaben zum Energiepflanzenanbau wären die „runden Bottiche" sogar Teil der Lösung für mehr Biodiversität und Gewässerschutz auf dem Acker.

In der Studie MakroBiogas haben Autoren des Instituts für Zukunftsenergie- und StoffstromSysteme (IZES), des Deutschen Biomasse-Forschungszentrums (DBFZ) und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) nun die zusätzlichen Biogas-Benefits genauer analysiert und quantifiziert. Es wird deutlich, in welchem Maße vielfältige Leistungen für die Gesellschaft wegzubrechen drohen, sollten die rund 9.000 Biogasanlagen in Deutschland nach dem Auslaufen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) keine ökonomische Perspektive mehr haben. „Es bedarf neuer Finanzierungskonzepte und Regularien für den Biogassektor, damit dessen positive Potenziale noch besser und auch in Zukunft zum Tragen kommen können", so das Fazit von Bernhard Wern vom IZES, Mitautor der Studie.

Die vielfältigen Zusatzleistungen von Biogasanlagen jenseits der Strom-, Wärme- und Methanerzeugung werden gesellschaftlich oft wenig wahrgenommen und finanziell nicht honoriert. Die Autoren von MakroBiogas sehen diese tatsächlichen oder potenziellen Leistungen vor allem in den Bereichen Nährstoffmanagement, Erosionsschutz, Fruchtfolgen, Biodiversität, Grünlandschutz, sowie in der Verwertung von Grünschnitt, Gülle und Mist oder der Entsorgung von Bioabfällen. Biogasanlagen verringern auch die klimaschädlichen Methanemissionen aus Rohgülle, die bei einer Vergärung in der Biogasanlage abgefangen und energetisch genutzt werden.

Wenn die auf 20 Jahre festgelegte EEG-Vergütungsdauer demnächst für immer mehr Biogasanlagen ausläuft, droht dementsprechend nicht nur ein Rückschritt bei der erneuerbaren Energieerzeugung - die Autoren prognostizieren bis 2035 einen Wegfall von 30 TWh erneuerbarem Strom, 15 TWh erneuerbarer Wärme aus Kraft-Wärme-Koppelung und 4,8 GW steuerbarer Leistung zum Ausgleich der schwankenden Wind- und Sonnenenergie - sondern eben auch bei den genannten Mehrwerten für die Gesellschaft.

Die Autoren der Studie plädieren dafür, den ökonomisch-regulatorischen Rahmen für Biogasanlagen anzupassen, damit diese ihre zusätzlichen Leistungen noch besser bzw. zum Teil überhaupt erst entfalten können. Ohne Biogasanlagen müssten viele der Dienstleistungen auf andere Weise erbracht und finanziert werden. Dies sollte bei der Diskussion über die Zukunft der Biogasanlagen stärker als bislang berücksichtigt werden.

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat die Erstellung der Studie „Analyse der gesamtökonomischen Effekte von Biogasanlagen (MakroBiogas)" über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Der Abschlussbericht steht auf fnr.de unter den Förderkennzeichen 22403616, 22406517 und 22406717 zur Verfügung.

Pressekontakt:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Nicole Paul
Tel.: +49 3843 6930-142
Mail: n.paul@fnr.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Bernhard Wern

Weitere Informationen:

https://www.fnr.de/projektfoerderung/projektdatenbank-der-fnr/
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22403616
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22406517
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22406717

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Nachhaltige Nutzung von CO2 mittels eines modifizierten Bakteriums

Dr. Björn Plötner Büro für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie

Einem Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm unter Leitung von Dr. Arren Bar-Even ist es gelungen, die Ernährung des Bakteriums E. coli so umzuprogrammieren, dass es Ameisensäure oder Methanol als einzige Nahrungsquelle nutzen kann. Diese einfachen organischen Verbindungen lassen sich sehr effizient durch elektrochemische Verfahren aus Kohlenstoffdioxid (CO2) herstellen, sodass dieses Treibhausgas zukünftig sinnvoll genutzt werden könnte und sein Beitrag am Klimawandel sinkt.

Neue Wege zur bioökonomischen Nutzung von CO2
Obwohl Kohlenstoffdioxid (CO2) nur einen Anteil von 0,04% der Luft darstellt, gehört es zu den Treibhausgasen, die mitverantwortlich sind für die Erderwärmung und den Klimawandel. Eine Möglichkeit zur Bekämpfung des Klimawandels besteht darin, CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen z.B. durch Aufnahme in Pflanzen, Algen oder Mikroorganismen, die durch Photosynthese Biomasse produzieren. Ein anderer Weg besteht darin das bei der Verbrennung oder anderen industriellen Produktionsprozessen entstehende CO2 aufzufangen und zu verwerten, es also zu recyceln bevor es in die Luft gelangt. Grundsätzlich besitzt CO2 das Potenzial, fossile Brennstoffe als Ausgangsmaterial für die Produktion von kohlenstoffbasierten Chemikalien, einschließlich Kraftstoffen, abzulösen. Ziel der gerade aktuell von der Bundesregierung verabschiedeten Bioökonomiestrategie ist es, biologische Ressourcen stärker zu nutzen und mit Hilfe biologischen Wissens und Innovationen unseren Bedarf an Rohstoffen, Produkten und Dienstleistungen zu decken. Diese Strategie beinhaltet auch die Möglichkeit Abfallprodukte wie CO2 zu verwerten um eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu etablieren. Eine Möglichkeit zur Verwertung von CO2 besteht darin, es in einfache Verbindungen zu überführen und diese als Nahrungsquelle für Mikroorganismen zu nutzen. Die Mikroorganismen wandeln die Stoffe wiederum in hochwertige Verbindungen um, die dann fossile Brennstoffe ersetzen könnten.

Einen solchen innovativen Ansatz verfolgten Forscher um Arren Bar-Even vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie. Ihre Idee dabei: die Einbringung eines neuen Stoffwechselweges in das Bakterium Escherichia coli (Kolibakterium), damit dieses sich statt wie üblich von Zuckern, ausschließlich von organischen Verbindungen wie Ameisensäure oder Methanol, ernährt. Beide Verbindungen können sehr effizient und kostengünstig aus CO2 hergestellt werden. Da E. coli sehr gut erforscht und einfach zu kultivieren ist, wird es für industrielle Produktionsverfahren, zum Beispiel zur Herstellung von Insulin oder Aminosäuren bereits jetzt schon eingesetzt. Gelingt es, E. coli mittels Ameisensäure oder Methanol zu kultivieren, könnte man einen Stoffkreislauf schaffen, der CO2 - über Ameisensäure und Methanol - in wertvollere Produkte überführt mit Hilfe von modifizierten Mikroorganismen.
Ihre Ergebnisse haben die Forscher aktuell im Fachjournal „nature chemical biology" veröffentlicht.

Entwicklung eines neuen Stoffwechselweges
Damit E. coli Ameisensäure in Biomasse umwandelt, waren einige wichtige Veränderungen nötig. So musste zunächst ein völlig neuer Syntheseweg für Glycin und Serin entworfen werden, welcher die Herstellung dieser Aminosäuren ausgehend von Ameisensäure sicherstellt. Weiterhin mussten die dafür benötigten Gene in das Bakteriengenom eingefügt werden. Die Wissenschaftler gliederten die benötigten Gene in vier Module. Das erste Modul bestand aus 3 Genen des Bakteriums Methylobacterium extorquens, mit denen die Verstoffwechselung der Ameisensäure startete. Das zweite Modul beinhaltete drei in E. coli natürlich vorkommende Gene, deren Ableserate (Expression) vielfach erhöht wurde. Die Einbringung von den ersten zwei Modulen führte dazu, dass E. coli in der Lage war, Ameisensäure in die Aminosäuren Glycin und Serin umzuwandeln. Das dritte Modul bestand wiederum aus zwei natürlicherweise in E. coli vorkommenden Genen, deren Expression erhöht wurde, damit als Endprodukt des neuen Synthesewegs Pyruvat gebildet wird. Dieser Stoff ist ein wichtiger Ausgangsstoff für viele weitere zentrale Stoffwechselwege, die letztendlich zur Produktion von Biomasse führen. Zu Guter Letzt wurde ein Gen aus dem Bakterium Pseudomonas sp. eingebracht, um die Energie für das Zellwachstum bereitzustellen (Modul 4).

Durch Evolution im Labor zu verbessertem Wachstum
Um die Wachstumsrate zu steigern, kultivierten die Forscher das mit allen Modulen ausgestattete Bakterium in Teströhrchen. Sobald die Zelldichte, nach etwa 3 - 6 Tagen, einen Schwellenwert überschritt, verdünnten Sie die Bakterien und starteten mit einer neuen Bakterienkultur den nächsten Wachstumszyklus. Auf diese Weise selektierten sie im Verlauf von 13 Zyklen Bakterien, deren Wachstum sich nach und nach deutlich gesteigert hatte. Dies konnte auf zwei einzelne Mutationen zurückgeführt werden, die während dieser „adaptiven Labor-Evolution" im E. coli Genom entstanden waren und die gesteigerte Wachstumsrate bedingten.
In einer ähnlichen Studie des Weizman-Instituts in Israel von November 2019, die in der Fachzeitschrift „CELL" erschienen ist und an der Arren Bar-Even als Kooperationspartner beteiligt war, wurde ein genetisch verändertes E. coli-Bakterium vorgestellt, dem es möglich war mittels Ameisensäure und CO2 zu wachsen. Im Vergleich mit der in „CELL" veröffentlichten Studie, ist die Wachstumsrate des aktuell beschriebenen modifizierten E. colis doppelt so hoch. Dieses Bakterium kann sogar mit Hilfe eines weiteren Enzyms, der sogenannten Methanol-Dehydrogenase, Methanol in Ameisensäure umwandeln, welche wiederum wie bereits beschrieben in Biomasse umgesetzt wird.

Somit haben die Forscher in ihrer eindrucksvollen Arbeit bewiesen, dass Bakterien durch genetische Modifikationen umprogrammiert werden können, um neue Nahrungsquellen zu nutzen. Dies stellt die Grundlage dafür dar, zukünftig weitere Organismen mit neuen Stoffwechselwegen auszustatten und diese industriell zu nutzen. Durch die weitere Entwicklung des Methanol- oder Ameisensäure-verzehrenden Bakteriums erhoffen sich die Forscher damit bald auch hochwertige Chemikalien herstellen zu können.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Arren Bar-Even
Email: Bar-Even@mpimp-golm.mpg.de

Originalpublikation:
https://doi.org/10.1038/s41589-020-0473-5

Quelle: IDW 

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Wie Grundwasser die Küstenökosysteme beeinflusst

Dr. Susanne Eickhoff Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

Forscher haben das erste Computermodell entwickelt, mit dem der Grundwasserstrom in die Weltmeere global verfolgt werden kann.

Grundwasser ist das größte Reservoir für Süßwasser, eine der wertvollsten natürlichen Ressourcen der Welt. Es ist lebenswichtig für Nutzpflanzen und als Trinkwasser für den Menschen. Es befindet sich direkt unter unseren Füßen in den Rissen und Poren des Bodens, der Sedimente und des Gesteins.

Unter der Leitung der Universität Göttingen hat eine Gruppe von Forschern, darunter auch der Geologe Nils Moosdorf vom Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT), das erste Computermodell entwickelt, mit dem der Grundwasserstrom in die Weltmeere global verfolgt werden kann. Die Ergebnisse der Studie sind kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen.

Die Analyse der Wissenschaftler zeigt, dass weltweit 20 Prozent der teils sehr empfindlichen Küstenökosysteme - wie Salzwiesen, Korallenriffe und Flussmündungen - von Schadstoffen bedroht sind, die durch den Grundwasserstrom vom Land ins Meer transportiert werden. Insbesondere in tropischen Regionen ist dies der Fall.

Die Forschenden bestimmten die Grundwasserströmung in den Küstenregionen weltweit, indem sie ein neu entwickeltes Computermodell mit einer globalen Datenanalyse der Topografie, der Grundwasserauffüllung und der Charakteristik der Gesteinsschichten unter der Oberfläche kombinierten. Sie zeigen, dass der Strom des Grundwassers in die Küstenmeere insgesamt auf globaler Skala im Vergleich zu dem von Flüssen gering ist. Er liegt bei etwa 80 km³ pro Jahr.

Aufgrund der berechneten Mengen stellen die Forscher frühere Behauptungen in Frage, dass der Süßwasserstrom den Kohlenstoff-, Eisen- und Silikathaushalt der Ozeane insgesamt signifikant beeinflusst. Die Auswirkungen des Grundwassers entlang der Küsten können jedoch lokal von großer Bedeutung sein.

Der Wasserstrom ist in verschiedenen Bereichen der Küstenlinie sehr variabel und kann lokal hoch genug sein, um als wichtige Süßwasserquelle zu fungieren, die an vielen Orten auf der Welt unverzichtbar ist. Auch gibt es Beobachtungen beispielsweise vor Tahiti und Mauritius, dass die Vermischung des Meerwassers mit dem frischen Grundwasser die lokale Meeresfauna unterstützt - vermutlich durch den Eintrag von Nährstoffen wie Stickstoff oder Phosphat.

Es gibt jedoch auch negative Auswirkungen der Grundwasserströme auf die Küstenökosysteme. Dazu gehört insbesondere ein Überschuss an Nährstoffen wie Stickstoff sowie Schadstoffe, die in den Erdboden versickern und dann ins Grundwasser gelangen. Für empfindliche Küstenökosysteme wie Korallenriffe ist dies eine Gefahr, etwa 15 % sind weltweit davon betroffen. Dabei stellen sich die Folgen nicht immer unmittelbar ein. Es kann Jahre oder sogar Jahrzehnte dauern, bis das schadstoffhaltige Süßwasser ins Meer abfließt.

„Spannend ist insbesondere, dass submariner Grundwasserabfluss, der in Deutschland kaum Aufmerksamkeit erfährt, in anderen Weltregionen deutlich relevanter ist", erklärt Nils Moosdorf. „So liegt über die Hälfte des globalen submarinen Grundwasserabflusses aus Küstenbereichen unmittelbar um den Äquator."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Nils Moosdorf
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)
Tel: 0421 - 23800 - 33
E-Mail: nils.moosdorf@leibniz-zmt.de

Originalpublikation:
Luijendijk, E., T. Gleeson, and N. Moosdorf (2020), Fresh groundwater discharge insignificant for the world's oceans but important for coastal ecosystems, Nat Commun, 11(1), 1260, doi:10.1038/s41467-020-15064-8.

Quelle: IDW 

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Neue Methode zur Entfernung von Öl aus Gewässern

Johannes Seiler Dezernat 8 - Hochschulkommunikation
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Öl stellt für Wasserlebewesen eine erhebliche Gefahr dar. Forscher der Universitäten Bonn und Aachen sowie der Heimbach-GmbH haben eine neue Methode entwickelt, solche Verunreinigungen zu beseitigen: Textilien mit speziellen Oberflächeneigenschaften schöpfen das Öl dabei passiv ab und transportieren es in einen schwimmenden Behälter. Als Vorbild dienten den Wissenschaftlern dabei Oberflächen aus dem Pflanzenreich. Die Studie ist nun in der Zeitschrift „Philosophical Transactions A" erschienen.

Der Video-Clip ist ebenso kurz wie beeindruckend: Die 18-sekündige Sequenz zeigt eine Pipette, aus der dunkel gefärbtes Öl in ein Glas Wasser tropft. Dann hält ein Forscher ein grünes Blatt an den Fleck. Binnen weniger Augenblicke saugt es das Öl von der Wasseroberfläche, ohne auch nur einen winzigen Rest zurückzulassen.

Der Star des Films, das grüne Blättchen, stammt vom Schwimmfarn Salvinia. Für Wissenschaftler ist er aufgrund der besonderen Fähigkeiten seiner Blätter hochinteressant. Denn die sind extrem wasserscheu: Untergetaucht hüllen sie sich in einen Luftmantel und bleiben so vollkommen trocken. Forscher nennen dieses Verhalten „superhydrophob", was sich mit „äußerst wasserabweisend" übersetzen lässt.

Die Salvinia-Oberfläche liebt aber Öl - das ist gewissermaßen eine Kehrseite der Superhydrophobie. „Die Blättchen können daher auf ihrer Oberfläche einen Ölfilm transportieren", erklärt Prof. Dr. Wilhelm Barthlott, Emeritus der Universität Bonn und ehemaliger Direktor des dortigen botanischen Gartens. „Und diese Eigenschaft konnten wir auch auf technisch herstellbare Oberflächen übertragen, etwa auf Textilien."

Funktionstextilien als „Saugrüssel"
Derartige superhydrophobe Stoffe lassen sich dann beispielsweise einsetzen, um Ölfilme effizient und ohne Einsatz von Chemie von Wasseroberflächen zu entfernen. Anders als andere Materialien, die zu diesem Zweck bislang genutzt werden, nehmen sie das Öl aber nicht in sich auf. „Stattdessen wandert es, einzig und allein getrieben von seinen Adhäsionskräften, auf der Oberfläche des Textils entlang", erklärt Barthlott. „Im Labor haben wir derartige Stoff-Bänder beispielsweise über den Rand eines auf dem Wasser treibenden Behälters gehängt. In kurzer Zeit hatten sie das Öl nahezu komplett von der Wasseroberfläche entfernt und in den Behälter transportiert." Den Antrieb liefert dabei die Schwerkraft; der Boden des Behälters muss deshalb unterhalb der Wasseroberfläche mit dem Ölfilm liegen. „Das Öl wird dann vollständig abgeschöpft - wie mit einem automatischen Fettlöffel für die Fleischbrühe."

Damit werden superhydrophobe Textilien auch für die Umwelttechnik interessant. Versprechen sie doch einen neuen Lösungsansatz für das drängende Umwelt-Problem zunehmender Ölverschmutzungen auf Gewässern. Auf dem Wasser schwimmende Ölfilme verhindern einerseits den Gasaustausch durch die Oberfläche. Andererseits sind sie für viele Pflanzen und Tiere bei Kontakt gefährlich. Da sich Ölfilme zudem schnell über große Oberflächen ausbreiten, können sie ganze Ökosysteme gefährden.

Reinigung ohne Chemie
Das neue Verfahren kommt ohne den Einsatz von Chemikalien aus. Von herkömmlichen Bindemitteln wird das Öl zudem einfach aufgesaugt und kann dann später meist nur noch verbrannt werden. Anders bei der Superhydrophobie-Methode: „Das in den schwimmenden Behälter abgeschöpfte Öl ist so sauber, dass es sich wiederverwenden lässt", erklärt Prof. Barthlott.

Das Verfahren ist nicht für großflächige Ölkatastrophen wie nach einem Tankerunglück gedacht. Aber gerade kleine Verschmutzungen - etwa durch Motoröl von Autos oder Schiffen, Heizöl oder Leckagen - sind ein drängendes Problem. „Besonders in stehenden oder langsam fließenden Gewässern werden auch geringe Mengen zu einer Gefahr für das Ökosystem", betont der Biologe. Dort sieht er denn auch das Haupteinsatzpotenzial der neuen Methode, die von der Universität Bonn zum Patent angemeldet wurde.

Im Prinzip zeigen viele Oberflächen superhydrophobes Verhalten, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß. Grundvoraussetzung ist zunächst einmal, dass das Material selbst wasserabweisend ist - zum Beispiel aufgrund einer Wachs-Beschichtung. Das allein reicht aber nicht aus: „Superhydrophobie basiert immer auch auf bestimmten Strukturen auf der Oberfläche wie etwa kleinen Haaren oder Warzen - oft in nanotechnologischer Dimension", sagt der Botaniker der Universität Bonn. Auch ihm ist zu verdanken, dass die Wissenschaft inzwischen sehr viel mehr über diese Zusammenhänge weiß als noch vor einigen Jahrzehnten.

Die Forschungsarbeiten werden von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt DBU gefördert. „Das hilft uns nun dabei, in Kooperation mit der RWTH Aachen gezielt öladsorbierende Materialien mit besonders guten Transporteigenschaften zu entwickeln", sagt Barthlott.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. em. Dr. Wilhelm Barthlott
Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen
Universität Bonn
Tel. 0228/732271 (Sekretariat)
E-Mail: barthlott@uni-bonn.de

Originalpublikation:
W. Barthlott, M. Moosmann, I. Noll, M. Akdere, J. Wagner, N. Roling, L. Koepchen-Thomä, M.A.K. Azad, K. Klopp, T. Gries & M. Mail (2020): Adsorption and superficial transport of oil on biological and bionic superhydrophobic surfaces: a novel technique for oil-water separation. Philosophical Transactions A., DOI: https://doi.org/10.1098/rsta.2019.0447

Weitere Informationen:

https://www.uni-bonn.de/neues/022-2020 Video

Quelle: IDW 

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Stress für die Seele ist eine Strapaze fürs Herz

Pierre König Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsche Herzstiftung e.V./Deutsche Stiftung für Herzforschung

Herzstiftung informiert über Zusammenhang zwischen Herzkrankheiten und seelischen Belastungen sowie Hilfsangebote für Betroffene

Stress und seelische Belastungen erhöhen den Blutdruck und langfristig auch das Risiko, eine Herzerkrankung zu bekommen. Umgekehrt können Herzerkrankungen die Seele stark belasten. Seit einigen Jahren widmet sich die Psychokardiologie verstärkt diesem Zusammenhang und bietet unterstützende Therapien und Gespräche für Herzpatienten an. „Das Erleben einer schweren organischen Herzkrankheit führt bei Betroffenen fast immer zu Todesängsten, auch wenn sie nicht immer bewusst wahrgenommen werden", sagt Prof. Dr. med. Christoph Herrmann-Lingen vom Wissenschaftlichen Beirat der Deutschen Herzstiftung und Direktor der Klinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie der Universitätsmedizin Göttingen in der Titelgeschichte der aktuellen Ausgabe „HERZ heute". Ausführliche Informationen über den Zusammenhang zwischen Herz und Psyche bietet die Herzstiftungs-Zeitschrift „HERZ heute" 1/2020, die kostenfrei unter 069 955128400 angefordert werden kann.

Wie Stress Herz und Gefäße belastet
Stress hat unmittelbaren Einfluss auf das vegetative Nervensystem: Herz und Atmung beschleunigen sich, die Muskeln werden stärker durchblutet, wir werden aufmerksamer und reizbarer. Für unsere Vorfahren war das überlebenswichtig, denn bei Gefahr mussten sie kämpfen oder fliehen. Auch heute ermöglicht uns diese Körperreaktion, in Gefahrensituationen schnell zu reagieren und die maximale Körperkraft einzusetzen. Der heutige Stress ist allerdings - anders als früher - nur selten mit Muskelaktivität verbunden und hält häufig länger an - mit gesundheitlichen Folgen: „Eine Aktivierung von Herz und Kreislauf ohne Muskelaktivität lässt den Blutdruck steigen", sagt Herrmann-Lingen. „Geschieht das über einen längeren Zeitraum, gewöhnt sich der Organismus an die zu hohen Werte. Eine Hochdruckerkrankung entwickelt sich." Auch die Blutgefäße verengen sich und verstopfen leichter, weil sich die Blutgerinnung bei Stress verändert. Fehlen die Erholungsphasen, belasten all diese Faktoren das Herz: „Langfristig können sich die Herzkranzgefäße stark verengen, es kann zu Schäden am Herzmuskel, Herzrhythmusstörungen bis hin zum Herzinfarkt oder Herzversagen kommen", so der Mediziner.
Allerdings sind nicht alle Menschen gleich anfällig für Stress. Genetische Faktoren sowie Erfahrungen in der Kindheit entscheiden mit, wie stressanfällig wir später als Erwachsene sind. Manche Menschen empfinden bereits den Gedanken oder die Erinnerung an eine emotional belastende Situation als Stress. Die Körperreaktionen sind dann die gleichen wie bei „echtem" Stress, obwohl die unmittelbare Gefahrensituation fehlt.

Teufelskreis aus Angst und Herzbeschwerden
Nicht selten erleben Betroffene bei Angst und Stress funktionelle Herzbeschwerden wie Herzrasen oder Herzstolpern, obwohl das Herz (noch) gesund ist. Eine rein körpermedizinische Behandlung bleibt dann erfolglos. Das verunsichert Betroffene und schränkt sie in ihrem Alltag ein. „Einige Patienten beobachten Puls, Blutdruck sowie Herzbeschwerden besonders genau und meiden positive Aktivitäten wie Sport, aus der - eigentlich unbegründeten - Sorge vor einem Herzinfarkt", berichtet Prof. Herrmann-Lingen. Auch eine tatsächlich bestehende Herzkrankheit kann die Psyche stark belasten. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn die Therapie mit zusätzlichen Belastungen einhergeht, etwa mit Schockabgaben eines implantierten Defibrillators oder häufigen Krankenhausaufenthalten. „In der Folge können sich Ängste und weitere psychische Probleme entwickeln, die wiederum das Herz belasten. Nicht selten kommt es zu einem Teufelskreis aus Herzkrankheit und psychischen Problemen."

Hilfsangebote der Psychokardiologie
Um diesen Teufelskreis gar nicht erst entstehen zu lassen, arbeiten viele kardiologische Akutkliniken inzwischen eng mit psychosomatischen Diensten zusammen. Sie bieten den Patienten schon während des Krankenhausaufenthaltes unterstützende Gespräche sowie Hilfe bei der weiteren Therapieplanung an. So ist es hilfreich, zusätzlich zur medizinischen Behandlung Informationsveranstaltungen sowie Kurse zur Stressbewältigung zu besuchen. Auch Gespräche mit anderen Betroffenen können nützlich sein. Nicht zuletzt hilft oft ein konsequentes körperliches Trainingsprogramm, wieder Vertrauen in Herz und Körper zu fassen. Weitere Infos zu den Hilfsangeboten und einen Patienten-Erfahrungsbericht bietet der Expertenbeitrag „Hilfe für das Herz - und für die Seele" von Prof. Herrmann-Lingen in HERZ heute 1/2020.

Rezensionsexemplar für Redaktionen
Ein Rezensionsexemplar der aktuellen Ausgabe von HERZ heute 1/2020 mit dem vollständigen Expertenbeitrag von Prof. Herrmann-Lingen sowie druckfähiges Bildmaterial erhalten Sie unter presse@herzstiftung.de oder per Tel. unter 069 955128114.

Aktuelle Ausgabe HERZ heute: Jetzt Probeexemplar anfordern!
Die Zeitschrift HERZ heute erscheint viermal im Jahr. Sie wendet sich an Herz-Kreislauf-Patienten und deren Angehörige. Mitglieder der Deutschen Herzstiftung erhalten die Zeitschrift der Deutschen Herzstiftung regelmäßig und kostenfrei. Ein kostenfreies Probeexemplar der neuen Ausgabe HERZ heute 1/2020 ist unter Tel. 069 955128400 oder per E-Mail unter bestellung@herzstiftung.de erhältlich.

Infos über bewährte Maßnahmen gegen Stress:
https://www.herzstiftung.de/Stress-Herz.html

Download-Link zu druckfähigem und honorarfreiem Bildmaterial (JPG):
www.herzstiftung.de/presse/bildmaterial/christoph-herrmann-lingen.jpg
Prof. Dr. med. Christoph Herrmann-Lingen

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

Originalpublikation:
Deutsche Herzstiftung (Hg.), HERZ heute, Ausg. 1/2020, Frankfurt a. M. 2020

Weitere Informationen:
https://www.herzstiftung.de/Stress-Herz.html
https://lwww.herzstiftung.de

Anhang
PM_5_DHS_Herz_und_Psyche

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Umweltradioaktivität: Bundesanstalt für Gewässerkunde veröffentlicht einzigartigen Datensatz

Martin Labadz Referat Öffentlichkeitsarbeit
Bundesanstalt für Gewässerkunde

Im Rahmen der Umweltüberwachung der Bundeswasserstraßen ist die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) seit mehr als 60 Jahren am Monitoring der Umweltradioaktivität beteiligt. Entstanden ist ein einzigartiger zeitlich und räumlich hoch aufgelöster Datensatz. Teile dieses Datensatzes haben Wissenschaftler der BfG jetzt zusammen mit Wissenschaftlern vom Deutschen Wetterdienst und dem Helmholtz Zentrum in München in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Hydrological Processes" veröffentlicht.

Der frei zugängliche Datensatz, der durch diese Zusammenarbeit entstanden ist, bietet durch seine hohe zeitliche und räumliche Auflösung einzigartige Möglichkeiten. Tritium ist ein oft und gern genutzter Indikator, um vielfältige hydrologische und hydrogeologische Fragestellungen zu beantworten. So kann zum Beispiel in Gebieten mit intensiver Wassernutzung oder spärlichem Wasserdargebot abgeschätzt werden, wieviel Niederschlag dem Grundwasser zufließt. Auch bei Fragen zum Verbleib von Stoffen in Gewässern kann Tritium helfen, Transportwege näher zu untersuchen. Gerade in Zeiten des Klimawandels sind diese Erkenntnisse von hoher wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Relevanz und damit besonders wertvoll.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Axel Schmidt (axel.schmidt@bafg.de)
Dr. Lars Düster (duester@bafg.de)

Originalpublikation:
Schmidt, A, Frank, G, Stichler, W, Duester, L, Steinkopff, T, Stumpp, C. Overview of tritium records from precipitation and surface waters in Germany. Hydrological Processes. 2020; 1- 5. https://doi.org/10.1002/hyp.13691

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Kurzes, intensives Training verbessert Gesundheit von Kindern

Ronja Münch Pressestelle
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Viele Kinder leiden unter Bewegungsmangel und haben in der Folge häufig gesundheitliche Probleme wie Übergewicht und Bluthochdruck. Dass sich dem mit simplen Methoden entgegenwirken lässt, zeigte ein Forschungsteam der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der Medical School Berlin (MSB). Sie integrierten ein hochintensives Intervalltraining (HIIT) in den regulären Sportunterricht und konnten innerhalb kürzester Zeit gesundheitliche Verbesserungen feststellen.

Beim hochintensiven Intervalltraining (HIIT) wechseln sich kurze Phasen intensiver körperlicher Belastung mit Erholungsphasen ab. „Je höher die Intensität ist, desto größer scheinen die Anpassungseffekte auch bei Kindern zu sein", sagt Dr. Sascha Ketelhut vom Institut für Sportwissenschaft der MLU. Es komme also weniger darauf an, sich sehr lange zu bewegen, sondern sich in kurzer Zeit möglichst intensiv zu bewegen. „Interessanterweise entspricht genau diese intermittierende Belastungsform dem natürlichen Bewegungsverhalten von Kindern", so Ketelhut. Kinder gehen nicht unbedingt längere Strecken Joggen. Vielmehr entspricht es ihrem natürlichen Spiel- und Bewegungsverhalten, dass sich intensive Belastungsphasen und kurze Erholungsphasen ständig abwechseln, wie beispielsweise bei Lauf- und Fangspielen.

Die Effekte von HIIT sind bei Erwachsenen gut untersucht, bei Kindern gibt es hierzu allerdings erst wenige wissenschaftliche Erkenntnisse außerhalb des Leistungssports. Ein Forschungsteam um Ketelhut integrierte die Methode daher in den regulären Sportunterricht von Drittklässlern. Die ersten 20 Minuten machten die Kinder statt des üblichen Schulsports bewegungsintensive Spiele wie Staffelläufe mit kurzen Sprints oder kurze Zirkeleinheiten, die immer wieder von kurzen Erholungszeiten unterbrochen wurden. „Wir haben dabei immer versucht, intensive Bewegungsformen auszuwählen, die aber zugleich Spaß machen", sagt Ketelhut. Die Trainingseinheiten wurden häufig mit Musik und Choreographien verbunden. Die Studie lief lediglich über drei Monate, konnte in dieser Zeit aber bereits eindeutige Effekte erzielen. Sowohl in der Ausdauerleistungsfähigkeit als auch beim Blutdruck zeigten sich signifikante Verbesserungen über den Versuchszeitraum hinweg. Damit könne gesundheitlichen Problemen auch langfristig vorgebeugt werden, so Ketelhut. „Hoher Blutdruck bei Kindern führt häufig zu hohem Blutdruck im Erwachsenenalter."

Die Ergebnisse sprechen dafür, HIIT in den regulären Sportunterricht zu integrieren, da diese Trainingsmethode effektiv, motivierend und kindgerecht zugleich sei, so Ketelhut. Das Training ist zudem sehr zeitökonomisch und lässt sich gut in das reguläre Schulsportcurriculum integrieren.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Sascha Ketelhut
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Institut für Sportwissenschaft
Telefon: +49 345 55-24435
E-Mail: sascha.ketelhut@sport.uni-halle.de

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1055/a-1068-9331

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Wie sicher vier- und sechsstellige Handy-PINs sind

Dr. Julia Weiler Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

Wie Nutzerinnen und Nutzer die PIN für ihr Handy wählen und wie man sie dazu bringen kann, eine sicherere Ziffernkombination zu verwenden, hat ein deutsch-amerikanisches Team von IT-Sicherheitsforschern untersucht. Sie stellten fest, dass sechsstellige PINs in der Praxis kaum mehr Sicherheit bringen als vierstellige. Außerdem zeigten sie, dass die Sperrliste, die der Hersteller Apple verwendet, um besonders häufige PINs zu verhindern, optimiert werden könnte und für Android-Geräte sogar sinnvoller wäre.

Philipp Markert, Daniel Bailey und Prof. Dr. Markus Dürmuth vom Horst-Görtz-Institut für IT-Sicherheit der Ruhr-Universität Bochum (RUB) kooperierten für die Studie mit Dr. Maximilian Golla vom Bochumer Max-Planck-Institut für Cybersicherheit und Schutz der Privatsphäre sowie Prof. Dr. Adam Aviv von der US-amerikanischen George Washington University. Die Ergebnisse, die sie vorab online stellten (https://arxiv.org/abs/2003.04868), präsentieren die Forscher im Mai 2020 auf dem IEEE Symposium on Security and Privacy in San Francisco.

Umfangreiche Nutzerstudie
In der Studie ließen die Wissenschaftler Nutzerinnen und Nutzer auf Apple- und Android-Geräten entweder vier- oder sechsstellige PINs vergeben und analysierten später, wie leicht diese zu erraten waren. Dabei gingen sie von einem Angreifer oder einer Angreiferin aus, die ihr Opfer nicht kennen und denen es egal ist, wessen Handy sie entsperren. Ihre beste Angriffsstrategie wäre es folglich, die wahrscheinlichsten PINs zuerst zu probieren.

Ein Teil der Probanden konnte die PIN in der Studie frei wählen. Andere konnten nur PINs wählen, die nicht auf einer Sperrliste standen. Versuchten sie eine der gesperrten PINs zu nutzen, erhielten sie eine Warnung, dass diese Ziffernkombination leicht zu erraten sei.

Für den Versuch nutzten die IT-Sicherheitsexperten verschiedene Sperrlisten, unter anderem die echte von Apple, die sie erhielten, indem sie einen Computer alle möglichen PIN-Kombinationen an einem I-Phone durchtesten ließen. Außerdem fertigten sie eigene unterschiedlich umfangreiche Sperrlisten an.

Sechsstellige PINs nicht sicherer als vierstellige
Die Auswertung ergab, dass sechsstellige PINs in der Praxis nicht mehr Sicherheit bringen als vierstellige. „Mathematisch gesehen besteht natürlich ein Riesenunterschied", sagt Philipp Markert. Mit einer vierstelligen PIN lassen sich 10.000 verschiedene Kombinationen bilden, mit einer sechsstelligen eine Million. „Aber die Nutzer haben Vorlieben für bestimmte Kombinationen, manche PINs werden besonders häufig genutzt, beispielsweise 123456 und 654321", erklärt Philipp Markert. Die Anwenderinnen und Anwender schöpfen das Potenzial der sechsstelligen Codes also nicht aus. „Scheinbar fehlt den Nutzern derzeit noch die Intuition, was eine sechsstellige PIN sicher macht", vermutet Markus Dürmuth.

Eine vernünftig gewählte vierstellige PIN ist vor allem deswegen ausreichend sicher, weil die Hersteller die Anzahl der Versuche beschränken, wie häufig man eine PIN eingeben darf. Apple sperrt das Gerät nach zehn falschen Eingaben komplett. Auf einem Android-Smartphone kann man nicht beliebig schnell hintereinander verschiedene Codes eingeben. „In elf Stunden schafft man es, 100 Zahlenkombinationen zu testen", erläutert Philipp Markert.

Sperrlisten können nützlich sein
Auf der Sperrliste von Apple für vierstellige PINs fanden die Forscher 274 Zahlenkombinationen. „Da man auf dem I-Phone aber eh nur zehn Rateversuche beim Eingeben der PIN hat, bringt die Sperrliste keinen Sicherheitsvorteil", resümiert Maximilian Golla. Hilfreicher wäre die Sperrliste laut den Wissenschaftlern auf Android-Geräten, da Angreifer dort mehr PINs durchprobieren könnten.

Die ideale Sperrliste müsste laut der Studie bei vierstelligen PINs ungefähr 1.000 Einträge umfassen und etwas anders zusammengesetzt sein als die Liste, die Apple derzeit nutzt. Die häufigsten vierstelligen PINs laut Studie sind: 1234, 0000, 2580 (die Ziffern erscheinen auf dem Zahlenblock senkrecht untereinander), 1111 und 5555.

Auf dem I-Phone können Nutzerinnen und Nutzer die Warnung, dass sie eine häufig verwendete PIN eingegeben haben, ignorieren. Das Gerät verhindert also nicht konsequent, dass Einträge von der Sperrliste ausgewählt werden. Auch diesen Aspekt nahmen die IT-Sicherheitsexperten in ihrer Studie unter die Lupe. Ein Teil der Probanden, die eine PIN von der Sperrliste eingegeben hatten, durfte nach der Warnung wählen, ob sie eine neue PIN eingeben wollten oder nicht. Die übrigen mussten eine neue PIN setzen, die nicht auf der Liste stand. Im Durchschnitt waren die PINs beider Gruppen gleich schwer zu erraten.

Sicherer als Entsperrmuster
Ein weiteres Ergebnis der Studie war, dass vier- und sechsstellige PINs zwar unsicherer als Passwörter sind, aber sicherer als Entsperrmuster.

Die beliebtesten PINs
Nutzerinnen und Nutzer überlegen sich PINs, die sie schnell eintippen können oder die sie sich gut merken können - zum Beispiel, weil der Klang der Ziffernfolge eingängig ist, sie einem besonderen Datum entspricht oder ein bestimmtes Muster auf der Tastatur ergibt. Auch Zahlencodes, die nach T9-Texterkennung ein bestimmtes Wort ergeben (etwa 5683 als Ziffernfolge für „love") kommen vor.

Die zehn beliebtesten vierstelligen PINs sind nach der aktuellen Studie: 1234, 0000, 2580, 1111, 5555, 5683, 0852, 2222, 1212, 1998 (sortiert nach absteigender Beliebtheit). Die beliebtesten sechsstelligen PINs: 123456, 654321, 111111, 000000, 123123, 666666, 121212, 112233, 789456, 159753

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Philipp Markert
Arbeitsgruppe Mobile Security
Horst-Görtz-Institut für IT-Sicherheit
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 28669
E-Mail: philipp.markert@rub.de

Dr. Maximilian Golla
Max-Planck-Institut für Cybersicherheit und Schutz der Privatsphäre
Tel.: +49 234 32 28667
E-Mail: maximilian.golla@csp.mpg.de

Originalpublikation:
Philipp Markert, Daniel V. Bailey, Maximilian Golla, Markus Dürmuth, Adam J. Aviv: This PIN can be easily guessed, IEEE Symposium on Security and Privacy (SP '20), San Francisco, USA, 2020

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Klima- und umweltschonende Technologie: Ammoniak als nachhaltiger Energieträger

Birte Vierjahn Ressort Presse - Stabsstelle des Rektorats
Universität Duisburg-Essen

Ein bisschen Wasser, etwas Stickstoff aus der Luft, und Strom aus dem Windpark: Ammoniak besteht aus leicht verfügbaren Rohstoffen, und es wird als grüner Energieträger gehandelt. Hocheffizient kann aus Ammoniak wiederum Wasserstoff hergestellt werden, um nutzbare Energie zu erzeugen. Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und des Zentrums für BrennstoffzellenTechnik GmbH (ZBT) entwickeln dafür eine innovative Anlage: den Ammoniak-Cracker.

NH3toH2, in Worten „Ammoniak zu Wasserstoff" lautet der Name des bis 2022 laufenden Projekts, an dessen Ende ein möglichst effizienter Cracker stehen soll, der direkt mit einer Brennstoffzelle gekoppelt werden kann. Im Labor des ZBT wird er entwickelt, Wissenschaftler des UDE-Lehrstuhls „Energietechnik" unterstützen dabei. Dafür setzen die Forscher Simulationsmodelle ebenso ein wie Untersuchungen an realen Prototypen. Idealerweise steht am Ende des Projekts eine Anlage, deren Bestandteile wie Reaktor, Brenner, Wärmetauscher und Isolierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Mittelpunkt der Technologie ist der Katalysator, für den in den kommenden Jahren der geeignetste Kandidat gefunden werden soll.

Energieversorgung ohne CO2
Ammoniak ist vielversprechend für eine nachhaltige, kohlenstofffreie Energieversorgung: Es kann aus leicht verfügbaren, günstigen Elementen hergestellt werden - künftig mit der Energie aus umweltverträglichen Quellen. Hierfür ließe sich Strom verwenden, der aus natürlichen Ressourcen kommt, sich aber bis heute nur unzureichend speichern lässt, z.B. aus großen Photovoltaikanlagen oder Windparks. Bei Bedarf kann flüssiges Ammoniak mithilfe des Crackers wieder in seine Bestandteile Wasserstoff und Stickstoff zerlegt werden. Das so erzeugte Gas setzt eine Brennstoffzelle in elektrische Energie um, als Abgas bilden sich wiederum nur Wasser, Stickstoff und Sauerstoff.

Solche ammoniakversorgten Brennstoffzellensysteme können beispielsweise klimaschädliche Dieselaggregate in Entwicklungs- und Schwellenländern ersetzen, in denen kein zuverlässiges elektrisches Netz vorhanden ist. Der Vorteil gegenüber einer direkten Nutzung von Wasserstoff: Ammoniak hat eine hohe Energiedichte, ist einfach zu transportieren und unkompliziert zu speichern. NH3 bietet somit gerade bei der Herausforderung Klimawandel ein enormes Potenzial, Treibhausgasemissionen zu verringern.

Das Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Florian Nigbur, Energietechnik, Tel. 0203/37 9-2109, florian.nigbur@uni-due.de
Michael Steffen, ZBT, Tel. 0203/7598-3033, m.steffen@zbt.de

Quelle: IDW 

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Zucker und Süßungsmittel: Lieber weniger süß als Zucker-Ersatz

Florian Klebs Hochschulkommunikation
Universität Hohenheim

Ernährungsfachgesellschaft mit Sitz an der Uni Hohenheim erklärt: Zucker nur im Übermaß ungesund, Süßungsmittel noch weitgehend unerforscht / SNFS Dialog in Berlin

Übermäßiger Zuckerkonsum ist gesundheitsschädlich. Doch wer Zucker reduzieren möchte, nimmt am besten weniger zuckerhaltige Lebensmittel zu sich. Anzuraten ist auch, die eigene Süßpräferenz, also die Schwelle der Wahrnehmung für Süßes, zu senken. Süßungsmittel als Zuckerersatz stellen nur die zweitbeste Lösung dar - zumal es hier noch viele offene Fragen gibt. Das rät die Ernährungsfachgesellschaft Society of Nutrition and Food Science (SNFS) mit Sitz an der Universität Hohenheim in Stuttgart. Im Rahmen der Veranstaltungsreihe „SNFS Dialog" diskutierten die Forscher am 6. Februar 2020 gemeinsam mit ausgewiesenen internationalen Experten an der Charité in Berlin über das Thema „Wo Mythen und Fakten weit auseinanderliegen: Zucker, Zuckeralkohole und Süßstoffe".

Vor allem versteckt in Lebensmitteln kann er ein Problem darstellen: Zucker hat einen schlechten Ruf. Doch die Kalorienbombe gilt andererseits auch als ein geschmackvoller Bestandteil von Lebensmitteln. Einen Ausweg scheinen zunächst Süßungsmittel darzustellen.

„Um Zucker und seine Alternativen ranken sich viele Mythen, die bisweilen von den Fakten weit entfernt sind", stellt Prof. Dr. Jan Frank fest, der als Ernährungswissenschaftler an der Universität Hohenheim und Vorsitzender der SNFS fungiert. „Auch Süßungsmittel sind gesundheitlich nicht unumstritten. Daher haben wir in unserer Veranstaltungsreihe SNFS Dialog den aktuellen Forschungsstand zu diesem Thema gemeinsam mit ausgewiesenen Experten zusammengefasst."

Nur ein Zuviel an Zucker ist schädlich
„Als Kernproblem beim Zuckerkonsum stellt sich - neben seiner Karies-fördernden Wirkung - die Kalorienzufuhr heraus", bestätigt auch Prof. em. Dr. Hannelore Daniel vom Lehrstuhl für Ernährungsphysiologie an der TU München. Die Produktgruppe der gesüßten Getränke sei besonders problematisch, warnt sie. „Denn hiermit erfolgt die Kalorienzufuhr schnell und in großen Mengen, aber nur mit geringem Sättigungssignal."

Doch sei Zuckerkonsum nicht per se schädlich, so die Wissenschaftlerin weiter. „Die metabolischen Folgen des Konsums von Saccharose, Glucose und Fructose sind nur bei einer insgesamt hyperkalorischen Ernährungsweise zu belegen, wenn man also mehr Kalorien zu sich nimmt als man benötigt." Würden dagegen die Zucker isokalorisch bei bedarfsdeckender Kalorienzufuhr ausgetauscht - beispielsweise gegen Fett mit ebenso viel Kalorien - gäbe es keine gesundheitsschädlichen Effekte.

Appell für weniger Zucker...
Der übermäßige Konsum von Zucker sollte grundsätzlich vermieden werden, warnt PD Dr. Anne Christin Meyer-Gerspach vom St. Claraspital / St. Clara Forschung AG in Basel: „Ein hoher Zuckerkonsum erweist sich als direkt gesundheitsschädigend für diverse Organsysteme und ist mitverantwortlich für Karies, Übergewicht, metabolisches Syndrom mit beeinträchtigter Glukosetoleranz bis zum Diabetes mellitus, Blutfettstörungen, Bluthochdruck, Leberverfettung und Herz-Kreislauferkrankungen. Ein Zuviel an Zucker stellt ein Risiko für unsere Gesundheit dar," fasst die Expertin zusammen.

Andererseits seien aber auch die Effekte von Zuckerersatzstoffen noch zu wenig erforscht: „Es fehlen zum Teil Humanstudien und insbesondere Langzeitstudien. Entscheidend ist aber, dass nicht alle Zuckeralternativen gleich wirken und hinsichtlich ihres Effekts auf beispielsweise den Stoffwechsel und die Darmgesundheit gesondert beurteilt werden müssen. Jede süß schmeckende Substanz besitzt ein einzigartiges Wirkprofil - es geht nun darum, den metabolen Effekt jeder einzelnen Substanz zu untersuchen. Nicht jede Substanz, die süß schmeckt, stellt sich automatisch als ungesundes Nahrungsmittel heraus. Es gibt sogar Substanzen, die zumindest im Tiermodell bei regelmäßigem Konsum positive Auswirkungen haben."

...und einen weniger süßen Geschmack der Lebensmittel
Ein weiterer entscheidender Punkt beim Verbraucher bezieht sich auf die Gewöhnung an den süßen Geschmack, was eine große Nachfrage nach süßen Lebensmitteln hervorbringt: „Das Ziel muss sein, nicht nur den Zucker in der Nahrung zu reduzieren, sondern vor allem den Verbrauchern ihre Vorliebe für süßen Geschmack abzugewöhnen", betont PD Dr. Meyer-Gerspach. „Dann kann man den Zucker mit einer breiten Palette von unterschiedlichen süß schmeckenden Substanzen ersetzen und dabei vermehrt auf natürlich vorkommende, gesündere Zuckerersatze wie Erythritol und Xylitol zurückgreifen."

Dass dieser Weg nicht einfach ist, hat ein Hohenheimer Forschungsteam bereits vor einigen Jahren festgestellt: Auf ein zu schnelles und zu deutliches Reduzieren des Zuckers reagieren die Geschmacksnerven negativ und signalisieren dem Körper, dass das Produkt nicht schmecke. Die Menschen nehmen daher eine deutliche Reduktion der Geschmacksstoffe nicht an und müssen erst langsam und schrittweise daran gewöhnt werden. https://www.uni-hohenheim.de/pressemitteilung?tx_ttnews[tt_news]=21571

Statt Süßungsmittel im Feingebäck: lieber weniger essen
Will man den Zuckeranteil von Lebensmitteln reduzieren, ohne den Süßgeschmack zu verringern, kann dies mit Süßungsmitteln wie Zuckeralkoholen oder Süßstoffen geschehen. Das hat jedoch Nachteile bei der Herstellung: Denn werden Süßstoffe verwendet, sind die eingesetzten Mengen im Vergleich zu Zucker gering, weshalb die fehlende Menge im Rezept durch andere Zutaten ersetzt werden muss. Bei Zuckeralkoholen besteht dieses Problem nicht: sie werden mengenmäßig wie Zucker verwendet.

Hinzu kommen weitere Faktoren, wie Univ. Lektor Dipl. Ing. Alfred Mar, Präsident der Internationalen Gesellschaft für Getreidewissenschaft und -technologie - Austria (ICC-Austria) und Lehrbeauftragter an der Universität für Bodenkultur, Wien, am Beispiel von sogenannten „Feinen Backwaren" erläutert. So seien die Süßungsmittel als Substrat für Hefe praktisch ungeeignet, das Gebäck bräunt nicht mehr so gut, aufgeschlagenes Eiweiß ist weniger stabil und die mikrobiologische Haltbarkeit verändert sich.

Zuckeralkohole hätten zudem einen weiteren Nachteil: „Mehrwertige Alkohole senken zwar den Zuckergehalt, nicht jedoch den Kohlenhydratgehalt. Zuckeralkohole liefern, im Vergleich zu Zucker, nur etwa 60 Prozent der Energie." Hinzu käme ein lebensmittelrechtliches Problem: „Süßungsmittel sind lebensmittelrechtlich nur eingeschränkt auf ‚Feine Backwaren für besondere Ernährungsbedürfnisse‘ und mit geregelten Höchstmengen zu verwenden", so der Experte. „Außerdem sind die Nährwerte der Ersatz-Zutaten mit einzukalkulieren. Insgesamt ermöglichen Zuckeralkohole und andere Süßungsmittel somit nur eine moderate Reduktion des Brennwertes von Lebensmitteln."

HINTERGRUND: Society of Nutrition and Food Science e.V. (SNFS)
Die Society of Nutrition and Food Science e.V. (SNFS) ist ein gemeinnütziger Verein mit Sitz an der Universität Hohenheim, der allen Personen, die ein Interesse an den Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften haben, eine gemeinsame Plattform bietet und die Forschung und Ausbildung in diesem Bereich voranbringen möchte. Die SNFS veröffentlicht wertfreie Stellungnahmen zu aktuellen, kontroversen Forschungsergebnissen aus den Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften. Außerdem veranstaltet sie internationale Kongresse, Dialogveranstaltungen, Workshops, Seminare sowie Symposien und ist Herausgeberin einer wissenschaftlichen Fachzeitschrift, NFS Journal (https://www.journals.elsevier.com/nfs-journal).

Weitere Informationen
SNFS-Homepage: http://www.snfs.org

Kontakt für Medien
Prof. Dr. Jan Frank, Universität Hohenheim, Leiter des Fachgebiets Biofunktionalität der Lebensmittel und Vorsitzender der SNFS
T 0711 459 24410, E info@snfs.org

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

Quelle: IDW 

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Neuer Methanrechner zur Optimierung von Biogasanlagen jetzt online verfügbar

Dipl.-Ing. agr. Helene Foltan Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB)

Im Projekt Opti-Methan (Förderung: BMEL/FNR) hat das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie einen Online-Rechner entwickelt, der eine genauere Berechnung der Methanbildung in bestehenden Biogasanlagen ermöglicht. Anlagenbetreiber können erstmals anstelle der üblichen Standardwerte auch die Daten der betriebseigenen Gasproduktion nutzen, um das Potential ihrer Anlage zu kalkulieren und noch besser auszuschöpfen.

Üblicherweise werden zur Planung neuer Biogasanlagen oder auch zur Bewertung bestehender Anlagen Standardwerte herangezogen, die zum Beispiel auf Gärtests mit bestimmten Substraten beruhen. Wichtig für die spezifische Abbauleistung sind unter anderem die Raumbelastung, also wie viel organische Trockensubstanz dem Fermenter pro Raum- und Zeiteinheit zugeführt wird, und die hydraulische Verweilzeit, also die Zeitdauer, die ein Substrat für den Abbau im Fermenter verbleibt. Die betriebsspezifischen Parameter blieben bislang unberücksichtigt.

„Unser neues Berechnungs-Tool erlaubt, auch Daten der eigenen Anlagenstruktur und Prozessgestaltung in das Modell zu integrieren", erläutert Projektleiterin Dr. Christiane Herrmann. „So lassen sich die spezifischen Eigenschaften der jeweiligen Anlage berücksichtigen. Insbesondere die Verweilzeit ist ein entscheidender Faktor, der sich auf die Methanbildung entlang der gesamten Prozesskette auswirkt."

„Mit Hilfe des Tools können wir die Umsetzung des Substrats besser bewerten, Schwachstellen in der Prozessführung erkennen und Maßnahmen definieren, die zu höherer Methanbildung oder Substratausnutzung in der Biogasanlage führen", beschreibt Dr. Christiane Herrmann die Vorteile des Tools. Auf Basis der Berechnungsergebnisse kann dann beispielsweise die Beschickung der Biogasanlage optimiert und dadurch die Methanausbeute im Fermenter erhöht werden. „Letztlich erreichen wir dadurch auch, dass der gelagerte Gärrest dann weniger klimaschädliches Methan emittiert", ergänzt die ATB-Wissenschaftlerin.

Der neue Methanrechner steht online kostenfrei zur Verfügung unter: http://www2.atb-potsdam.de/opti-methan/Rechner.html

An zehn landwirtschaftlichen Biogasanlagen an Standorten in fünf Bundesländern wurde das Berechnungsmodell im Projekt erfolgreich angewendet. Das Online-Tool ist derzeit nutzbar für mesophil betriebene Biogasanlagen mit Rührkesselreaktoren, die Mischungen aus nachwachsenden Rohstoffen und Wirtschaftsdüngern verwerten. Die Ergebnisse der Optimierungsberechnung können als PDF-Datei ausgegeben oder für die Weiternutzung zu einem späteren Zeitpunkt lokal gespeichert werden.
In den kommenden Monaten soll die Auswahl von Substraten noch erweitert werden und noch fehlende Elemente des Tools zur Planung neuer Anlagen (Punkt 2) ergänzt werden.

Das 2019 abgeschlossene Projekt „Optimierung der Methanausbeute in landwirtschaftlichen Biogasanlagen - Opti-Methan" (FKZ: 22404715) wurde aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) finanziell gefördert und vom Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) unterstützt.

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:
Dr. Christiane Herrmann - Projektleiterin Opti-Methan
E-Mail: cherrmann@atb-potsdam.de; Tel.: +49 331 5699-231

Originalpublikation:

Der Abschlussbericht des Projekts "Optimierung der Methanausbeute in landwirtschaftlichen Biogasanlagen (Opti-Methan)" steht als PDF auf dem Server der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe bereit: https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22404715

Quelle: IDW 

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Ansteckung mit dem Coronavirus: Am meisten gefürchtet sind andere Menschen - und Türklinken

Dr. Suzan Fiack Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)

Der „Corona-Monitor" des Bundesinstituts für Risikobewertung zeigt, wie die Bevölkerung in Deutschland die aktuelle Situation einschätzt
Welche Befürchtungen treiben die Menschen in Deutschland beim Thema neuartiges Coronavirus und Infektionsrisiko besonders um? Als einen wahrscheinlichen Übertragungsweg für den Krankheitserreger sehen sie hauptsächlich die Nähe zu anderen Menschen (81 Prozent) und verunreinigte Türklinken (61 Prozent) an. Dies zeigen erste Ergebnisse des „Corona-Monitors" des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR). „Künftig wollen wir jede Woche messen, wie die Bevölkerung in Deutschland das Risiko durch das neuartige Coronavirus wahrnimmt", sagt BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. „Wir hoffen, dass uns diese repräsentative Umfrage damit eine Art ‚Fieberkurve‘ liefert, aus der sich ablesen lässt, wie die Menschen das Risiko einschätzen und mit ihm umgehen."

BfR Corona MONITOR - Stand 24. März 2020
https://www.bfr.bund.de/cm/343/200324-bfr-corona-monitor.pdf

Die Befragten sehen ein vergleichsweise hohes Ansteckungsrisiko bei Bargeld (45 Prozent). Die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung des Corona-Virus durch Lebensmittel, Haustiere oder Kleidung wird hingegen meist als niedrig eingeschätzt.

32 Prozent der Befragten ergreifen bislang keine Maßnahmen, um sich oder ihre Familie vor einer Infektion mit dem Corona-Virus zu schützen. Rund zwei Drittel geben dagegen an, sich vor einer Ansteckung schützen zu wollen. Mit Abstand am häufigsten wird hier das Meiden der Öffentlichkeit genannt. Viele setzen zudem auf häufiges und gründliches Händewaschen, Abstand zu anderen Menschen sowie Desinfektionsmittel. Wurden die Interviewpartner vor die Wahl gestellt, sich entweder mit Wasser und Seife oder mit Desinfektionsmittel die Hände reinigen zu können, so entschied sich die überwiegende Mehrheit (84 Prozent) für Wasser und Seife. Trotz der Maßnahmen sind sich jedoch nur 28 Prozent sicher, dass sie sich vor einer Ansteckung schützen können.

Die gesundheitlichen Folgen einer Erkrankung am neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 wurden unterschiedlich eingeschätzt. Während 41 Prozent eher geringe Auswirkungen auf die eigene Gesundheit erwarten, schätzen 37 Prozent diese als durchaus bedeutsam ein. Das Coronavirus wird damit derzeit als bedrohlicher angesehen als eine Grippeerkrankung.

Die angeordneten Maßnahmen zur Eindämmung des Erregers werden insgesamt sehr positiv beurteilt: Mehr als 90 Prozent der Befragten bewerten Maßnahmen wie Schulschließungen, Quarantänemaßnahmen oder das Anfang der Woche angeordnete Kontaktverbot als gerechtfertigt. Das Schließen der meisten Geschäfte oder das Verhängen einer Ausgangssperre wurden von 86 bzw. 74 Prozent der Befragten als angemessen beurteilt.

Die überwiegende Mehrheit der Bevölkerung (72 Prozent) fühlt sich zudem gut über das Geschehen ins Bild gesetzt und informiert sich über Fernsehen, Internet und Printmedien. Von offiziellen Stellen wurde das Robert Koch-Institut am häufigsten als Informationsquelle genannt.

In der sich dynamisch verändernden Situation aktualisiert das BfR kontinuierlich seine FAQs zum Thema Coronavirus.

https://www.bfr.bund.de/de/kann_das_neuartige_coronavirus_ueber_lebensmittel_und...

Über den BfR Corona-Monitor
Der BfR Corona-Monitor ist eine wiederkehrende (mehrwellige) repräsentative Befragung zur Risikowahrnehmung der Bevölkerung in Deutschland gegenüber dem neuartigen Coronavirus. Seit dem 24. März 2020 werden dazu jeden Dienstag rund 500 zufällig ausgewählte Personen per Telefon unter anderem zu ihrer Einschätzung des Ansteckungsrisikos und zu den von ihnen getroffenen Schutzmaßnahmen befragt. Eine Zusammenfassung der Daten wird regelmäßig auf der Homepage des Bundesinstituts für Risikobewertung veröffentlicht. Mehr Informationen zur Methode und Stichprobe finden sich in den Veröffentlichungen zum BfR Corona-Monitor.

Über das BfR
Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) ist eine wissenschaftlich unabhängige Einrichtung im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Es berät die Bundesregierung und die Bundesländer zu Fragen der Lebensmittel-, Chemikalien- und Produktsicherheit. Das BfR betreibt eigene Forschung zu Themen, die in engem Zusammenhang mit seinen Bewertungsaufgaben stehen.

Quelle: IDW 

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Experte des Karlsruher Instituts für Technologie zur Corona-Pandemie: Gesellschaftliche und technische Folgen der Krise

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

Die Coronakrise hat Deutschland fest im Griff. Das Abstandhalten oder Social Distancing prägt unseren Alltag, privat wie beruflich. Digitale Technologien sind dabei eine große Hilfe, können analoge Kommunikation auf Dauer aber nicht ersetzen, sagt Armin Grunwald, Experte für Technikfolgenabschätzung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Gleichzeitig gelte es, uns unsere Abhängigkeit von Technologien und Wirtschaftsprozessen stärker ins Gedächtnis zu rufen: „Wir brauchen Pläne B - und Technologien, die nicht alles auf eine Karte setzen." Zudem warnt er davor, das drängende Klimaproblem aus den Augen zu verlieren.

Digitale Kommunikationstechnologien unterstützen uns derzeit dabei, die Folgen der Krise abzufedern. Kann die Technik auch helfen, noch größere ökonomische und gesellschaftliche Verwerfungen zu verhindern?
Armin Grunwald: Die Digitalisierung hilft sehr, in der Krise vieles aufrechtzuerhalten, was analog zurzeit nicht geht: vom Homeoffice mit Videokonferenzen bis zum Schulunterricht oder universitären Lehrbetrieb von zu Hause aus. Allerdings ist Technik nicht alles. Sie macht den Verlust von Gemeinschaft und die soziale Isolierung für eine gewisse Zeit zwar leichter erträglich, bleibt aber doch nur ein Ersatz für echte menschliche Begegnung. Für manche Zwecke wie organisatorische Besprechungen ist sie ein sehr guter, für andere wie Gottesdienste oder Live-Konzerte eher ein fader Ersatz.

Wird sich unser Arbeitsleben auch über die Krise hinaus dauerhaft verändern?
Grunwald: Wir lernen unter dem aktuellen Zwang viel schneller, mit den digitalen Werkzeugen umzugehen. Wir lernen, analoge und digitale Formate in ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen viel besser einzuschätzen. Das gilt für digitalen Unterricht genauso wie für berufliche Dinge oder auch private Kommunikation. Ich denke schon, dass wir mit dieser neu erworbenen oder stark vertieften Kompetenz bessere Kombinationen von analog und digital im Arbeitsleben auch auf Dauer behalten werden. Aber: Gerade komplexe inhaltliche Diskussionen funktionieren in der digitalen Ersatzkommunikation eher schlecht. So lebt unter anderem die Wissenschaft vom inhaltlichen Dialog, vom lebendigen Austausch, vom Brainstorming, von neuen Konstellationen, vom Streit um das beste Argument.

Neben dem Social Distancing werden auch technische Lösungen diskutiert, um die Pandemie einzudämmen, beispielsweise die Erhebung von Bewegungsprofilen. Welche unerwünschten Folgen müssen wir bei ihrem Einsatz im Auge behalten?
Grunwald: Totalkontrolle wäre aus Sicht mancher Wissenschaftler und Politiker eine schöne technische Lösung zur Überwachung und Isolierung, zum Beispiel auch von Gefährdern und Gefährdeten. Dann könnten die anderen weitgehend normal weiterleben. Dahinter stehen komplexe Abwägungen, für die es nicht einfach eine Bewertung nach richtig oder falsch gibt. Ich halte solche Überlegungen in Notstandszeiten - auch wenn wir dieses Wort nicht verwenden sollen - für legitim, wenn die Maßnahmen hart zweckgebunden und auf ein Minimum beschränkt werden, sowie ihre Durchführung streng überwacht wird. Das können mögliche Übergangslösungen sein, sobald das Social Distancing gelockert wird, um ein Wiederaufflackern der Virusausbreitung zu verhindern.

Die aktuellen politischen und gesellschaftlichen Kraftanstrengungen sind enorm: Ein Vorbild für die Bewältigung anderer globaler Herausforderungen wie der Klimakrise?

Grunwald: Die Coronakrise verringert die Umweltverschmutzung, die Wirtschaft runterzufahren, nützt dem Klima. Aber das ist nun wirklich keine Lösung! Ich befürchte, dass das gerade wieder erwachte Problembewusstsein zum Klimawandel erstmal weg ist. Auch einflussreiche Zeitungen schreiben schon, dass angesichts des Virus das Klima vielleicht doch nur ein Scheinproblem sei. Das ist gefährlich, denn das Klimaproblem bleibt und wird sich verschärfen.

Welche Schlüsse sollten wir aus der derzeitigen Situation ziehen? Muss Technologieentwicklung künftig verstärkt auf ihre Resilienz in Krisensituationen ausgerichtet sein?

Grunwald: Unbedingt müssen wir uns unsere krasse Abhängigkeit von Technologien und Wirtschaftsprozessen stärker ins Gedächtnis rufen. Ohne Strom und Internet, ohne globale Lieferketten und Mobilität bricht alles zusammen. Wir haben uns zu sehr daran gewöhnt, dass immer alles funktioniert. Ist ja auch bequem. So wurden auch Studien zu möglichen Virusepidemien weitgehend ignoriert. Wir brauchen viel stärker ein Bewusstsein, dass auch alles anders laufen könnte, auch wenn das unbequem ist und die abendliche Gemütlichkeit auf dem Sofa stört. Wir brauchen Pläne B für den Fall der Fälle. Und wir brauchen Technologien, die nicht alles auf eine Karte setzen. Das kann für Dezentralisierung sprechen, zum Beispiel in der Energiewende oder im Digitalbereich.

Die Expertise von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat derzeit einen hohen Stellenwert in der Bevölkerung und großen Einfluss auf politische Entscheidungen. Stehen wir vor grundsätzlichen Veränderungen bei der wissenschaftlichen Beratung von Politik und Gesellschaft?

Grunwald: An der Schnittstelle zwischen Politik und Gesellschaft laufen seit Jahrzehnten Veränderungen. Wissenschaft ist gefragt, steht aber auch unter Legitimationsdruck. Daran ändert die Krise nichts. Wissenschaft steht vielleicht noch ein wenig stärker in der gesellschaftlichen Verantwortung als zuvor. Aber da gehört sie auch hin, und das nicht nur als Virologie, sondern übergreifend.

Armin Grunwald ist Physiker und Philosoph. Am KIT leitet er das Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS). Als Leiter des Büros für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) in Berlin ist er seit vielen Jahren in der Politikberatung aktiv.

Für weitere Informationen stellt der Presseservice des KIT gern Kontakt zum Experten her.

Bitte wenden Sie sich an Margarete Lehné, Tel. 0721 608-21157, E-Mail an margarete.lehne@kit.edu, oder das Sekretariat, Tel. 0721 608-21105, E-Mail an presse@kit.edu

 

Quelle: IDW 

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Wie lang Coronaviren auf Flächen überleben und wie man sie inaktiviert

Meike Drießen Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

Wie lange leben Coronaviren auf Oberflächen wie Türklinken oder Krankenhausnachttischen? Mit welchen Mitteln lassen sie sich wirksam abtöten? Alle Antworten, die die Forschung zu solchen Fragen derzeit kennt, hat ein Forschungsteam aus Greifswald und Bochum zusammengestellt und am 6. Februar 2020 im Journal of Hospital Infection veröffentlicht.

Verbreitung über Tröpfchen, Hände und Oberflächen
Das neuartige Coronavirus 2019-nCoV macht weltweit Schlagzeilen. Da es keine spezifische Therapie dagegen gibt, ist besonders die Vorbeugung gegen Ansteckungen bedeutend, um die Krankheitswelle einzudämmen. Wie alle Tröpfcheninfektionen verbreitet sich das Virus auch über Hände und Oberflächen, die häufig angefasst werden. „Im Krankenhaus können das zum Beispiel Türklinken sein, aber auch Klingeln, Nachttische, Bettgestelle und andere Gegenstände im direkten Umfeld von Patienten, die oft aus Metall oder Kunststoff sind", erklärt Prof. Dr. Günter Kampf vom Institut für Hygiene und Umweltmedizin der Universitätsmedizin Greifswald.

Gemeinsam mit Prof. Dr. Eike Steinmann, Inhaber des Lehrstuhls für Molekulare und Medizinische Virologie der Ruhr-Universität Bochum (RUB), hatte er für ein geplantes Fachbuch bereits umfassende Erkenntnisse aus 22 Studien über Coronaviren und deren Inaktivierung zusammengestellt. „In der aktuellen Situation schien es uns das Beste, diese gesicherten wissenschaftlichen Fakten vorab zu veröffentlichen, um alle Informationen auf einen Blick zur Verfügung zu stellen", so Eike Steinmann.

Auf Oberflächen bis zu neun Tage lang infektiös
Die ausgewerteten Arbeiten, die sich unter anderem mit den Erregern Sars-Coronavirus und Mers-Coronavirus befassen, ergaben zum Beispiel, dass sich die Viren bei Raumtemperatur bis zu neun Tage lang auf Oberflächen halten und infektiös bleiben können. Im Schnitt überleben sie zwischen vier und fünf Tagen. „Kälte und hohe Luftfeuchtigkeit steigern ihre Lebensdauer noch", so Kampf.

Tests mit verschiedensten Desinfektionslösungen zeigten, dass Mittel auf der Basis von Ethanol, Wasserstoffperoxid oder Natriumhypochlorit gegen die Coronaviren gut wirksam sind. Wendet man diese Wirkstoffe in entsprechender Konzentration an, so reduzieren sie die Zahl der infektiösen Coronaviren binnen einer Minute um vier sogenannte log-Stufen, was zum Beispiel bedeutet von einer Million auf nur noch 100 krankmachende Partikel. Wenn Präparate auf anderer Wirkstoffbasis verwendet werden, sollte für das Produkt mindestens eine Wirksamkeit gegenüber behüllten Viren nachgewiesen sein („begrenzt viruzid"). „In der Regel genügt das, um die Gefahr einer Ansteckung deutlich zu reduzieren", meint Günter Kampf.

Erkenntnisse sollten auf 2019-CoV übertragbar sein
Die Experten nehmen an, dass die Ergebnisse aus den Untersuchungen über andere Coronaviren auf das neuartige Virus übertragbar sind. „Es wurden unterschiedliche Coronaviren untersucht, und die Ergebnisse waren alle ähnlich", sagt Eike Steinmann.

Originalveröffentlichung
Günter Kampf, Daniel Todt, Stephanie Pfaender, Eike Steinmann: Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and its inactivation with biocidal agents, in: Journal of Hospital infection 2020, DOI: 10.1016/j.jhin.2020.01.022

Pressekontakt
Prof. Dr. Eike Steinmann
Abteilung für Molekulare und Medizinische Virologie
Medizinische Fakultät
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 28189
E-Mail: eike.steinmann@rub.de

Prof. Dr. Günter Kampf
Institut für Hygiene und Umweltmedizin
Universitätsmedizin Greifswald
E-Mail: guenter.kampf@uni-greifswald.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Eike Steinmann
Abteilung für Molekulare und Medizinische Virologie
Medizinische Fakultät
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 28189
E-Mail: eike.steinmann@rub.de

Prof. Dr. Günter Kampf
Institut für Hygiene und Umweltmedizin
Universitätsmedizin Greifswald
E-Mail: guenter.kampf@uni-greifswald.de

Originalpublikation:
Günter Kampf, Daniel Todt, Stephanie Pfaender, Eike Steinmann: Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and its inactivation with biocidal agents, in: Journal of Hospital infection 2020, DOI: 10.1016/j.jhin.2020.01.022

Weitere Informationen:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0195670120300463?via%3Dihub - Originalveröffentlichung

Quelle: IDW 

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Rätsel um Recycling-Truppe im Meer gelöst

Dr. Fanni Aspetsberger Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

Der Stickstoffkreislauf im küstennahen Meer ist sehr wichtig für den Abbau von überschüssigen Nährstoffen, die aus den Flüssen ins Meer gespült werden. Trotzdem sind viele seiner Aspekte immer noch nicht ausreichend erforscht. Forschenden aus Bremen ist es nun gelungen, ein lange ungelöstes Rätsel in einem Schlüsselprozess des Stickstoffkreislaufs aufzuklären.

Einer fehlt - so lässt sich kurz das Mysterium beschreiben, das die Forschung lange beschäftigte. Konkret geht es dabei um die Nitrifikation, also die Umwandlung der Stickstoffverbindung Ammoniak erst in Nitrit und dann in Nitrat - ein wichtiger Teil des marinen Stickstoffkreislaufs. Im Meer sind diese zwei Prozesse ausgeglichen und der Großteil des verfügbaren Stickstoffs liegt als Nitrat, dem Endprodukt der Nitrifikation, vor. Wer den ersten Schritt dieser zweigeteilten Umwandlung im Meer ausführt, ist schon länger geklärt: Ammoniak oxidierende Archaea, die zu den häufigsten Organismen auf unserem Planeten zählen, verarbeiten das Ammonium zu Nitrit.

Den zweiten Part, die Verwandlung von Nitrit zu Nitrat, übernehmen Nitrit-oxidierende Bakterien, vor allem Nitrospinae. Da es von diesen Bakterien aber zehn Mal weniger gibt als von den Ammoniak-oxidierenden Archaea, vermuteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass es noch andere, unbekannte, aber sehr häufige Nitrit-Oxidierer geben muss.

Schneller wachsen, schneller sterben
Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie konnten dieses Mysterium zusammen mit Kolleginnen und Kollegen der Universität Wien sowie der University of Southern Denmark und des Georgia Institute of Technology jetzt lösen. „Wir zeigen mit unseren Daten, dass wir überraschenderweise vermutlich schon alle Mitspieler kennen", sagt Katharina Kitzinger, Erstautorin der Veröffentlichung, die Anfang Februar im Fachmagazin Nature Communications erschienen ist.

Bisher wurde hauptsächlich die Anzahl der am Prozess beteiligten Mikroben erhoben. Die Forschenden um Katharina Kitzinger haben dagegen auch die Biomasse der Mikroorganismen sowie die Wachstumsraten und Aktivität einzelner Zellen untersucht. Die Erklärung dafür, weshalb die Ammoniak-oxidierenden Archaea zehn Mal häufiger vorkommen als die Nitrospinae, liegt ihren Daten zufolge nicht wie bisher angenommen in der unterschiedlichen Größe der Mikroorganismen oder des langsameren Wachstums von Nitrospinae.

„Im Gegenteil, unsere Ergebnisse zeigen, dass die Nitrospinae deutlich aktiver sind und sehr viel schneller wachsen als die Ammoniak-oxidierenden Archaea. Nitrospinae sind somit deutlich effizienter als die Archaea", erläutert Kitzinger. Und fügt an: „An sich würde man daher erwarten, dass die Nitrospinae auch deutlich häufiger sind - dass dem nicht so ist, muss an ihrer sehr hohen Sterberate liegen. Damit lässt sich der ausgeglichene marine Nitrifikationsprozess erklären. Die Existenz weiterer, unbekannter Nitrit-Oxidierer in der Wassersäule des Ozeans, die zahlenmäßig bedeutsam sind, ist somit sehr unwahrscheinlich."

Stickstoff und Futter für Freunde
Gleichzeitig untersuchten die Forschenden, welche Stickstoffverbindungen die Partner Ammoniak-oxidierende Archaea und Nitrospinae für ihr Zellwachstum nutzen. „Während die Archaea fast ausschließlich Ammonium verwenden, nutzen Nitrospinae vor allem organischen Stickstoff, und zwar Harnstoff und Cyanat", sagt Kitzinger. „So konkurrieren die beiden Mikroorganismen nicht um dieselbe Stickstoffquelle." Vielmehr helfen sie sich gegenseitig: Die Nitrospinae spucken vermutlich nach der Aufnahme des organischen Stickstoffs wieder etwas Ammonium aus und stellen so wiederum die Energiequelle für ihre Freunde, die Archaea, zur Verfügung. Eine symbiotische Win-Win-Situation.

Die Daten stammen aus dem Golf von Mexiko, wo der Prozess der Nitrifikation durch den hohen Nährstoffeintrag aus Flüssen, wie dem Mississippi, sehr wichtig ist. „Die Zusammensetzung der am Prozess beteiligten Mikroorganismen ist aber weltweit sehr ähnlich", sagt Kitzinger. „Darum ist es sehr wahrscheinlich, dass unsere Erkenntnisse auf andere Meeresregionen übertragen werden können."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Katharina Kitzinger
Abteilung Biogeochemie
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen
Telefon: +49 421 2028-649
E-Mail: kkitzing@mpi-bremen.de

Dr. Hannah K. Marchant
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen
Telefon: +49 421 2028-630
E-Mail: hmarchan@mpi-bremen.de

Originalpublikation:
Katharina Kitzinger, Hannah K. Marchant, Laura A. Bristow, Craig W. Herbold, Cory C. Padilla, Abiel T. Kidane, Sten Littmann, Holger Daims, Petra Pjevac, Frank J. Stewart, Michael Wagner, Marcel M. M. Kuypers: Single cell analyses reveal contrasting life strategies of the two main nitrifiers in the ocean. Nature Communications, Februar 2020

DOI: 10.1038/s41467-020-14542-3

Quelle: IDW 

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Nach FSME-Höchststand 2018: Zahl der Erkrankungen gesunken - trotz hoher Zeckenaktivität

Florian Klebs Hochschulkommunikation
Universität Hohenheim

Neu eingewanderte Zecken, die hohe Zeckenaktivitäten vor allem in Baden-Württemberg und aktuelle Statistiken zu den jüngsten FSME-Erkrankungen sind Thema der Pressekonferenz an der Universität Hohenheim in Stuttgart. Um vor allem die neue tropische Zecke Hyalomma untersuchen zu können, hatten die Experten deshalb vor knapp einem Jahr um die Mithilfe der Bevölkerung gebeten und aufgefordert, Zecken einzusenden. Auf der Pressekonferenz am 17. Februar um 11 Uhr im Schloss der Universität Hohenheim präsentieren sie nun die Ergebnisse ihrer Untersuchung, gehen auf den allgemeinen Rückgang von FSME-Erkrankungen im Jahr 2019 ein und geben einen Ausblick auf ihre Forschung im Jahr 2020. Um Anmeldung mit dem beiliegenden Antwortfax oder per E-Mail an presse@uni-hohenheim.de wird gebeten.

Der Frühling rückt näher - und mit ihm auch die Zeckenzeit. Denn mit den ersten warmen Sonnenstrahlen gehen auch diese Krabbeltiere wieder verstärkt auf Nahrungssuche. Dabei können sie auf Mensch oder Tier gefährliche Krankheiten übertragen wie v.a. die sogenannte Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME).

Doch obwohl auch 2019 ein Jahr mit einer hohen Zeckenaktivität war, ist die Zahl der FSME-Erkrankungen in Baden-Württemberg deutlich, in Bayern aber nur in geringem Maß zurückgegangen, so Zeckenexpertin Prof. Dr. Ute Mackenstedt von der Universität Hohenheim. „Nachdem 2018 noch 607 Fälle von FSME-Erkrankungen gemeldet wurden, liegt die Zahl 2019 bei 462, also 145 Fälle weniger. Und die Ergebnisse zeigen, dass vor allem Baden-Württemberg für den Rückgang allgemein in Deutschland verantwortlich ist."

Nach Aufruf: Untersuchungsergebnisse der Tropenzecke Hyalomma
2018 warnten Experten neben der dramatisch hohen Zeckenaktivität auch vor einer Zunahme, tropischer Zecken in Deutschland, die eigentlich in Afrika, Asien und Südeuropa Zuhause sind: Arten der Zeckengattung Hyalomma.

„Das Besondere an Hyalomma ist ihr Jagdverhalten", so Zeckenexpertin Prof. Dr. Ute Mackenstedt von der Universität Hohenheim. „Anders als unsere heimischen Zecken wie der gemeine Holzbock klettert sie nicht an Gräsern oder Sträuchern hoch und lässt sich von Wildtieren oder Wanderern abstreifen. Hyalomma jagt ihre Beute aktiv, erkennt Warmblüter auf Distanzen von bis zu 10 Metern und kann sie über mehrere 100 Meter verfolgen."

Eine weitere Besonderheit, so Prof. Dr. Ute Mackenstedt, seien die Krankheiten, welche Hyalomma überträgt und die sich ebenfalls von unseren heimischen Arten unterscheiden. „In ihrem eigentlichen Verbreitungsgebiet ist Hyalomma dafür bekannt, den Erreger des sogenannten Krim-Kongo Hämorrhagischen Fiebers, des Arabisch Hämorrhagischen Fiebers und einer Form des Zecken-Fleckfiebers (Rickettsien) zu übertragen. Auf diese Erreger haben wir die eingesendeten Zecken untersucht."

Forschung an Brauner Hundezecke geht weiter
Ebenfalls im Fokus der Zeckenexperten: Die Braune Hundezecke (Rhipicephalus sanguineus). „Die Braune Hundezecke ist wie Hyalomma ebenfalls eine invasive Art, die eigentlich neben dem Mittelmeerraum und Nordafrika in vielen Teilen der Tropen und Subtropen heimisch ist", so Prof. Dr. Mackenstedt. „Sie liebt ein warmes und trockenes Klima, weshalb sie sich auch in unseren Wohnungen so wohl fühlt. Vor allem, wenn ein Hund in der Nähe ist."

Auch hier riefen die Wissenschaftler der Universität Hohenheim 2019 zur Mithilfe der Bevölkerung auf. „Insgesamt wurden uns 10 Fälle von Häusern bzw. Wohnungen bekannt, die zum Teil einen massiven Rhipicephalus-Befall aufwiesen."

Weitere Informationen
Zur Zeckenforschung an der Universität Hohenheim: https://zecken.uni-hohenheim.de/
Anmeldung und Informationen zum 5. Süddeutschen Zeckenkongress: https://www.zeckenkongress.de/programm/

Kontakt für Medien
Prof. Dr. Ute Mackenstedt, Universität Hohenheim, Leiterin des Fachgebiets Parasitologie
T 0711 459-22275, E Mackenstedt@uni-hohenheim.de

Zu den Pressemitteilungen der Universität Hohenheim
https://www.uni-hohenheim.de/presse

Anhang
Antwortfax
https://idw-online.de/de/attachment79261

Quelle: IDW 

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Der erste Tiny Forest Deutschlands entsteht in der Uckermark

Annika Bischof M.A. Hochschulkommunikation
Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde

Stefan Scharfe und Lukas Steingässer, beide Studenten an der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE), pflanzen einen Miniwald auf einer Wiese in Brandenburg. Die Idee: Mit diesem schnell wachsenden Mikrohabitat, einen Beitrag zum Klimaschutz leisten, der für andere leicht nachahmbar ist.

„Für uns ist es wichtig, selber ins Machen zu kommen", sagt Lukas Steingässer, der an der HNEE den Bachelor „International Forest Ecosystem Management " studiert. Gemeinsam mit 25 Freiwilligen wollen er und sein Kommilitone Stefan Scharfe verschiedene heimische Gehölze auf eine Fläche von 800 Quadratmetern in Zichow (Uckermark, Brandenburg) bringen. In diesem Frühjahr soll es losgehen. „Geplant sind 27 verschiedene Arten mit zirka 3000 Gehölzen anzupflanzen und so in kürzester Zeit ein möglichst strukturreiches, dem Standort angepasstes Waldökosystem zu erschaffen", sagt Stefan Scharfe, der den Master "Forest System Transformation" studiert.
Vorbild für den Wald der Vielfalt, wie die beiden das Projekt nennen, ist die Methodik des japanischen Biologen Akira Miyawaki. Seine Idee ist es, vor allem in urbanen Räumen auf Flächen, die mindestens so groß wie ein Tennisplatz sind, kleine Habitate anzulegen, die einen Beitrag zum Erhalt der Artenvielfalt, der Verbesserung der Luftqualität, sowie der Wasserhaltekapazität des Bodens leisten. In der Vergangenheit hat er bereits größere Konzerne wie Toyota dazu beraten und mit ihnen Kompensationsprojekte in Form von Tiny Forests erfolgreich umsetzt. „Innerhalb von drei Jahren entstanden so kleine Wälder im städtischen Raum, diese Systeme tragen sich nun selbst und benötigen kaum Pflege", erklärt Lukas Steingässer, der zur Akira-Miyawaki-Methode eine Bachelorarbeit schreiben und seine Erfahrungen aus Zichow einfließen lassen wird.

Auch in Europa gibt es in Frankreich und den Niederlanden erste Tiny Forests. „In Amsterdam haben wir uns einen bereits angeschaut, der dort prächtig gedeiht. Beeindruckt hat uns, die dortige Entwicklung. 2019 wurde dem niederländischen Naturbildungsinstitut aufgrund seiner umweltbildenden Maßnahmen mit dem Tiny Forest knapp zwei Millionen Euro zur Verfügung gestellt, um im Laufe dieses Jahres, 15 weitere zu realisieren", berichtet Lukas Steingässer. Das motiviere die beiden, auch in Deutschland dem Thema mehr Bekanntheit zu verleihen. Denn theoretisch könne jedermann Tiny Forests realisieren, soweit ihm/ ihr eine Fläche zur Verfügung steht. „Denkbar wäre, dass es langfristig Projekte im Bereich der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) gibt, bei dem Kinder und Jugendliche Tiny Forests auf ihren Schulhöfen oder ihren Schulorten anpflanzen. Gerade im urbanen Raum besteht ein dringendes Bedürfnis die Menschen für die Natur zu sensibilisieren", blickt Lukas Steingässer optimistisch in die Zukunft.

Unterstützung für „Wald der Vielfalt"
In Zichow werden schon bald die ersten Arbeiten beginnen. Zunächst wird auf der Fläche humusartige Biomasse eingebracht, um die Wasserhaltekapazität des Bodens zu verbessern. Zur Finanzierung der Pflanzaktion und der anschließenden Hege läuft noch bis zum 18.02.2020 eine Crowdfunding-Aktion https://www.startnext.com/walddervielfalt

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Stefan Scharfe
HNEE-Student im Master
„Forestry System Transformation"
Fachbereich für Wald und Umwelt
Telefon: 0176.96254567
Stefan.Scharfe@hnee.de

Lukas Steingässer
HNEE-Student im Bachelor International Forest Ecosystem Management
Fachbereich für Wald und Umwelt
Telefon: 01522.6220865
Lukas.Steingaesser@hnee.de

Weitere Informationen:
https://www.startnext.com/walddervielfalt zur Crowdfunding-Aktion
https://bit.ly/31HZlJ2 TED-Talk mit Shubhhendu Sharma
https://de.wikipedia.org/wiki/Akira_Miyawaki über Akira Miyawaki
http://www.hnee.de/K2155 Über den Studiengang International Forest Ecosystem Management (B.Sc.)
http://www.hnee.de/K6312 Über den Studiengang Forestry System Transformation (M.Sc.)

Quelle: IDW 

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Was Statine mit den Muskeln machen

Jana Schlütter Kommunikation
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

Wer Statine nimmt, leidet oft unter Nebenwirkungen wie Muskelkrämpfen und -schmerzen. Wie ein Team von MDC und Charité jetzt in „Scientific Reports" berichtet, beeinflussen die Cholesterinsenker in den Muskelzellen tatsächlich Tausende Gene. Die Zellen können dadurch schlechter wachsen und sich teilen.

Weltweit nehmen rund 20 Millionen Menschen Statine ein. Allein in Deutschland sind es fast fünf Millionen. Die Medikamente werden zur Senkung des Cholesterinspiegels verordnet, um Folgeerkrankungen wie Herzinfarkt oder Schlaganfall vorzubeugen. „Statine sind allerdings mit einer Reihe von Nebenwirkungen verbunden, weshalb viele Patientinnen und Patienten sie nicht zuverlässig einnehmen", sagt Professorin Simone Spuler, die Leiterin der MDC-Arbeitsgruppe Myologie und der Muscle Research Unit am ECRC (Experimental and Clinical Research Center), einer gemeinsamen Einrichtung des MDC und der Berliner Charité - Universitätsmedizin Berlin.

Zu den häufigsten unerwünschten Begleiterscheinungen der Statine gehören Muskelkrämpfe und -schmerzen. „Angesichts der Nutzen von Statinen für die Gesundheit der westlichen Weltbevölkerung werden diese Nebenwirkungen jedoch oft als vernachlässigbar eingestuft", sagt Spuler. Sie und ihr Team wollten es genauer wissen und herausfinden, was Statine konkret in den Muskelzellen auslösen. Zu diesem Zweck initiierten sie - allein mit DFG-Geldern und ohne Unterstützung der Pharmaindustrie - eine Studie, die jetzt im Fachblatt „Scientific Reports" erschienen ist.

Statine störten die Produktion von mehr als 900 Proteinen
Für ihre Untersuchung setzte die Gruppe um die Erstautorin der Studie, Dr. Stefanie Anke Grunwald von der Muscle Research Unit am ECRC, insgesamt 22 Populationen menschlicher Skelettmuskelzellen jeweils zwei verschiedenen Statinen aus: zum einem dem fettlöslichen Wirkstoff Simvastatin, zum anderen dem wasserlöslichen Wirkstoff Rosuvastatin. Anschließend untersuchten die Forscherinnen und Forscher, welche Gene in den Zellen jeweils angeschaltet waren und in Proteine umgesetzt wurden und welche nicht. Zudem analysierten sie den Stoffwechsel der Zellen und beurteilten ihren Zustand anhand morphologischer Kriterien.

„Aufgabe der Statine ist es, ein bestimmtes Enzym bei der Cholesterinbildung zu blockieren, das HMG-CoA", erklärt Grunwald. Es habe in der Vergangenheit einige Studien gegeben, die die Auswirkungen von Statinen auf den menschlichen Muskel beleuchten wollten. „Viele von ihnen fanden jedoch weder mit Muskelzellen noch mit menschlichen Zellen statt", sagt Grunwald Die Ausschaltung eines zentralen Enzyms habe komplexe Folgen - die sie und ihre Kolleginnen und Kollegen nun auch mit modernsten Computer-Modelling-Methoden beleuchtet haben.

„Die Ergebnisse waren hochinteressant", sagt Spuler. „Ganz offensichtlich üben Statine in der allgemein üblichen Wirkstoffmenge dramatische strukturelle, funktionelle und metabolische Effekte auf die Muskeln aus." Sie und ihr Team stießen in den untersuchten Zellen beispielsweise auf rund 2.500 Gene, die in Anwesenheit der Medikamente anders reguliert wurden als gewöhnlich. Dadurch war die Produktion von mehr als 900 Proteinen verändert: Sie wurden entweder in zu geringen oder zu großen Mengen hergestellt. Der Einfluss von Simvastatin war diesbezüglich höher als der von Rosuvastatin.

Die Zellen wuchsen nicht wie gewohnt
Beide Statine drosselten in den Muskelzellen nicht nur die Biosynthese von Cholesterin, sondern auch den Fettsäure-Stoffwechsel insgesamt sowie die Produktion von Eicosanoiden. Dabei handelt es sich um eine Gruppe hormonähnlicher Substanzen, die aus mehrfach ungesättigten Fettsäuren hervorgehen. Sie wirken sowohl innerhalb als auch außerhalb von Zellen als Signalmoleküle und sind in zahlreiche biologische Wirkmechanismen eingebunden. Unter anderen sind sie an der Entwicklung differenzierter Muskelzellen aus Muskelvorläuferzellen beteiligt. „Und sie sind auch in die Schmerzentstehung involviert. Das war für uns ein wichtiger Anhaltspunkt, dass wir hier auf der richtigen Spur sind", sagt Grunwald.

„Mithilfe funktioneller Analysen konnten wir bestätigen, dass die Entwicklung, das Wachstum und die Teilung der Skelettmuskelzellen durch die Statine beeinträchtigt werden", sagt Spuler. Sie und ihr Team fanden einen Weg, um die negativen Effekte der Medikamente etwas einzudämmen: „Die Gabe von Omega-3- oder Omega-6-Fettsäuren machte die Wirkungen von Simvastatin und Rosuvastatin teilweise rückgängig", berichtet die Wissenschaftlerin. Eine ergänzende Einnahme derartiger Präparate könne daher eine Möglichkeit sein, um einer Statin-Myopathie vorzubeugen oder sie zu behandeln.

Statine sind keine Life-Style-Pillen
„Dennoch sollten unsere Erkenntnisse meines Erachtens dazu führen, dass die Gabe von Statinen künftig sehr viel kritischer gesehen werden sollte, als es momentan der Fall ist", sagt Spuler. In vielen westlichen Ländern der Welt hätten sich die Cholesterinsenker fast schon zu einem Life-Style-Präparat entwickelt. „Das ist keinesfalls ein positiver Trend", sagt Spuler. Ihrer Ansicht nach sollten Ärzt*innen und Patient*innen sollten in jedem individuellen Fall den Nutzen und die möglichen Gefahren der Medikamente gut abwägen.

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:
Prof. Dr. Simone Spuler
Experimental and Clinical Research Center (ECRC)
Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) und Charité - Universitätsmedizin Berlin
Leiterin der Arbeitsgruppe „Myologie"
+49 30 450 5405 01 oder +49 30 450 5405 04
simone.spuler@mdc-berlin.de oder simone.spuler@charite.de

Originalpublikation:
Grunwald, Stefanie Anke et al. (2020): „Statin-induced myopathic changes in primary human muscle cells and reversal by a prostaglandin F2 alpha analogue", Scientific Reports, DOI: 10.1038/s41598-020-58668-2 .

Weitere Informationen:
https://www.mdc-berlin.de/de/spuler - Webseite der AG Spuler
https://www.mdc-berlin.de/de/ecrc - Klinische Forschung am ECRC

Quelle: IDW 

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Wasser ist ein knappes Gut

Jessica Bode Pressestelle
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

DBU fördert Fachdialog zum nachhaltigen Management der regionalen Wasservorkommen
Osnabrück. In den letzten Wochen hat es viel geregnet, und so manche Talsperre ist wieder voll. Doch gilt das auch für die Grundwasserspeicher? Das Helmholtz Zentrum für Umweltforschung meldet aktuell vor allem für Ostdeutschland immer noch moderate bis extreme Dürre für Bodenschichten mit mehr als 1,80 Metern Tiefe. „Ökosysteme, Trinkwasserversorgung sowie Land- und Forstwirtschaft haben unterschiedliche Ansprüche an das im ländlichen Raum verfügbare Wasser, die in Einklang gebracht werden müssen", sagt Alexander Bonde, Generalsekretär der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) zum Weltwassertag am 22. März. Gleichzeitig müsse auch der Hochwasserschutz berücksichtigt werden. Die DBU fördere mehrere regionale Projekte in Deutschland, die sich um diese Konfliktfelder drehen und Land- und Wasserwirtschaft, Naturschutz, Behörden und in Teilen auch Bergbau an einen Tisch bringen sollen - auch wenn das im Moment wegen der Corona-Krise nur sinnbildlich gemeint ist.

Dürre und Starkregen sind Auswirkungen des Klimawandels
Der Weltwassertag wurde von den Vereinten Nationen ausgerufen und findet seit 1993 unter einem jährlich wechselnden Motto statt, das dieses Jahr „Wasser und Klimaschutz" lautet. „Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ressource Wasser machen sich für die Bevölkerung natürlich vor allem dann bemerkbar, wenn sie sozusagen vor der eigenen Haustür passieren", so Bonde. Die Klimaforschung sei bereits so weit, dass untersucht werden könne, ob beispielsweise eine regionale Trockenperiode oder ein lokaler Starkregen durch den Klimawandel wahrscheinlicher wurde oder nicht. Ist zum Beispiel davon auszugehen, dass zunehmend mit Hochwasser zu rechnen ist, würden sich daraus konkrete Anpassungsstrategien wie der Bau von Deichen ableiten lassen.

Fläche nur begrenzt verfügbar - Nutzungskonflikte
„Fläche ist aber nur begrenzt verfügbar. Insofern müssen die häufig sehr unterschiedlichen Interessen abgewogen werden. Es muss mit den jeweiligen Akteuren vereinbart werden, wie die Fläche im ländlichen Raum genutzt wird - für sauberes Trinkwasser, geschützte Lebensräume wie Moore, land- und forstwirtschaftliche Zwecke oder beispielsweise auch als Überschwemmungsgebiet", so Bonde. Verschiedene Förderprojekte laufen dazu derzeit mit fachlicher und finanzieller Unterstützung durch die DBU. „Mit Fachdialogen wollen wir den Austausch der Projektträger unterstützen. Auch wenn wir aufgrund der Corona-Krise noch nicht beginnen konnten, planen wir weiterhin bis 2022 pro Jahr zwei mehrtägige Veranstaltungen, um dieses bundesweite Netzwerk aufzubauen", erklärt Dr. Volker Wachendörfer, DBU-Fachreferent Naturschutz.

Einzugsgebiet Hammbach in Nordrhein-Westfalen
So ist das Einzugsgebiet des Hammbachs im Raum Dorsten-Haltern beispielsweise mit einem der größten Grundwasservorkommen Nordrhein-Westfalens verbunden. Bei Trockenheit werde der hohe Bedarf für Trinkwasserversorgung, Landwirtschaft und Feuchtlebensräume zu einer Herausforderung. In einem Projekt des Unternehmens Lippe Wassertechnik (Essen) hätten sich alle Akteure aus Land- und Wasserwirtschaft sowie Naturschutz auf ein maßgeschneidertes Konzept geeinigt. Darin sei festgelegt worden, wie Wasserkontingente zukünftig optimal verteilt, Feuchtgebiete zum Beispiel durch das Aufstauen von Regenwasser stabilisiert sowie die landwirtschaftliche Bewässerung an trockenere Perioden angepasst werden könne.

Einzugsgebiet Weschnitz in Südhessen
An der im Odenwald entspringenden und bei Biblis in den Rhein mündenden Weschnitz in Südhessen unterstütze die DBU ein Projekt des Gewässerverbandes Bergstraße. Hier gehe es um Bürgerbeteiligung und um gemeinsam mit allen Akteuren zu entwickelnde Lösungen zum Hochwasser- und Gewässerschutz. Mit dem Vorhaben sollen die Maßnahmenplanung und -umsetzung für die Öffentlichkeit verständlicher vermittelt und eine höhere Akzeptanz für europarechtliche Bestimmungen in der Bevölkerung erreicht werden. Ziel ist es, möglichen Konflikten frühzeitig durch geeignete Informations-, Dialog- und Beteiligungsmaßnahmen entgegenzuwirken.

Grundwassergebiet „Hunte Lockergestein links" in Niedersachsen
In Niedersachsen werde ein Projekt der Universität Osnabrück durchgeführt, für das als Modellregion das Grundwassergebiet „Hunte Lockergestein links" gewählt wurde. Mit einer Gesamtfläche von rund 1.250 Quadratkilometern durchziehe es die Kreise Cloppenburg, Vechta und Osnabrück. Um für ein nachhaltiges Wassermanagement regional alle Nutzergruppen zu berücksichtigen, habe man starke Kooperationspartner mit ins Boot geholt: den Oldenburgisch-Ostfriesischen Wasserverband (Brake), die Niedersächsischen Landesforsten (Ganderkesee) sowie die Landwirtschaftskammer Niedersachsen (Oldenburg).

Weitere Informationen:
https://www.dbu.de/123artikel38600_2442.html
Online-Pressemitteilung

Quelle: IDW 

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Der Antarktis-Faktor: Modellvergleich offenbart zukünftiges Meeresspiegelrisiko

Jonas Viering Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Der Anstieg des Meeresspiegels durch den Verlust von Eismassen der Antarktis könnte schon in naher Zukunft zu einem erheblichen Risiko für den Küstenschutz werden, zeigt eine neue Studie eines Wissenschaftlerteams aus Deutschland, Frankreich, Belgien, Dänemark, der Schweiz, den Niederlanden, Japan, Australien, Neuseeland, Großbritannien und den USA. Allein durch den Beitrag der Antarktis könnte der globale Meeresspiegel in diesem Jahrhundert dreimal so stark ansteigen wie im letzten Jahrhundert, so das Ergebnis ihres umfassenden Vergleichs der aktuellsten Computermodelle aus aller Welt.

"Der 'Antarktis-Faktor' erweist sich als die größte Unbekannte, aber dadurch auch als das größte Risiko für den Meeresspiegel weltweit", sagt Leitautor Anders Levermann vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und dem Lamont-Doherty Erdobservatorium der Columbia University in New York. "Während wir in den vergangenen 100 Jahren einen Anstieg des Meeresspiegels um etwa 19 Zentimeter erlebt haben, könnte der Anstieg durch den Eisverlust allein der Antarktis innerhalb dieses Jahrhunderts bis zu 58 Zentimeter betragen. Mit dieser Risikoabschätzung liefert die Studie wichtige Informationen für den Küstenschutz: Der Beitrag der Antarktis zum Meeresspiegel wird mit großer Wahrscheinlichkeit nicht mehr als 58 Zentimeter betragen."

Bislang sind die thermische Ausdehnung des sich erwärmenden Meerwassers und die schmelzenden Gebirgsgletscher die wichtigsten Faktoren für den Anstieg des Meeresspiegels. Der jetzt in der Zeitschrift Earth System Dynamics der Europäischen Geowissenschaftlichen Union (EGU) veröffentlichten Studie zufolge wird der Anteil der Antarktis jedoch wohl absehbar zum wichtigsten Faktor werden. Alle Faktoren zusammen ergeben dann das Gesamtrisiko des Meeresspiegelanstiegs.

+++ Durch die große Ergebnisspanne ist die Schätzung sehr robust+++
Die Bandbreite der Schätzungen zum zu erwartenden Meeresspiegelanstieg durch den Faktor Antarktis ist recht groß. Geht man davon aus, dass der Ausstoß von Treibhausgasen sich wie bislang fortsetzt, liegt die von den Wissenschaftlern als "sehr wahrscheinlich" bezeichnete Spanne für dieses Jahrhundert zwischen 6 und 58 Zentimetern Meeresspiegelanstieg. Geht man dagegen von einer schnellen Emissionsreduktion aus, liegt sie zwischen 4 und 37 Zentimetern. Wichtig ist, dass der Unterschied zwischen einem Szenario mit unverändertem Treibhausgasausstoß und einem Szenario mit Emissionsreduktionen auf längeren Zeitskalen, also weiter in der Zukunft, wesentlich größer wird.

Die Forscher berücksichtigten in ihren Berechnungen eine ganze Reihe physikalischer Einflussfaktoren, von der Klimasensitivität auf die Treibhausgasemissionen über den Wärmetransport im südlichen Ozean bis hin zur Meeresströmung unter den Antarktischen Eisschelfen. Insgesamt waren 16 Eisschildmodellierungsgruppen mit 36 Forschenden aus 27 Instituten an dieser vom PIK koordinierten Studie beteiligt. Eine ähnliche Studie sechs Jahre zuvor musste sich noch auf die Ergebnisse von nur fünf Eisschildmodellen stützen. Diese Entwicklung spiegelt den Fortschritt und die zunehmende Bedeutung der Forschung zum antarktischen Eisschild wider.

+++ "Risiken für Küstenmetropolen von New York bis Mumbai, von Hamburg bis Shanghai" +++
"Je mehr Computersimulationsmodelle wir verwenden, die alle leicht unterschiedliche dynamische Repräsentationen des antarktischen Eisschildes sind, desto größer ist die Bandbreite der Ergebnisse, die wir bekommen - aber desto robuster sind auch die Schätzungen, die wir der Gesellschaft liefern können", sagt Sophie Nowicki, Ko-Autorin der Studie vom NASA Goddard Space Flight Center und eine Leitautorin des kommenden Berichts des Weltklimarats IPCC, die das übergreifende Eisschildmodell-Vergleichsprojekt ISMIP6 leitete. "Es gibt immer noch große Unsicherheiten, aber wir können unser Verständnis des größten Eisschildes der Erde beständig verbessern. Der Vergleich von Modellergebnisse ist ein wirkungsvolles Instrument, um der Gesellschaft die notwendigen Informationen für rationale Entscheidungen zu liefern."

Auf langen Zeitskalen - also in Jahrhunderten bis Jahrtausenden - hat der antarktische Eisschild das Potenzial, den Meeresspiegel um mehrere zehn Meter anzuheben. "Was wir mit Sicherheit wissen ist, dass das Verbrennen von Kohle, Öl und Gas die Risiken für die Küstenmetropolen von New York bis nach Mumbai, Hamburg oder Shanghai weiter in die Höhe treibt", erklärt Levermann.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
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:
https://doi.org/10.5194/esd-11-35-2020.

Weitere Informationen:
https://www.earth-syst-dynam.net/11/35/2020/

Quelle: IDW 

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Die Abschaffung von Bargeld ist eine Illusion

Jana Vennegerts Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
CENTRUM INDUSTRIAL IT (CIIT)

Wissenschaftler gehen den nächsten Schritt in Richtung intelligente Banknote

Mit Paypal, Kreditkarte oder sogar mit dem Handy: Heutzutage gibt es viele verschiedene Möglichkeiten in Geschäften zu bezahlen, denn der Trend der Digitalisierung nimmt auch im Alltag zu. Die beliebteste Bezahlmethode bleibt aber immer noch das Bargeld. Es ist zuverlässig, anonym, authentisch und wird dabei weltweit akzeptiert und verbreitet. „Das Bargeld-System" ist außerdem sehr robust gegenüber dem Ausfall von Infrastruktur zum Beispiel bei Störungen und schützt vor teilweise einfachem Kreditkartenbetrug. Doch auch die Banknote ist nicht zu einhundert Prozent sicher, denn es gibt immer wieder Fälschungen, die im Umlauf sind und nicht direkt erkannt werden.

Das Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) forscht mit einem Team von Wissenschaftlern der Arbeitsgruppe „Diskrete Systeme" unter der Leitung von Institutsleiter Professor Volker Lohweg nun seit zehn Jahren zu dem wichtigen Thema und beschäftigt sich mit der Produktion und Qualitätssicherung von Banknoten, dem Verschleiß sowie der Sicherheit an Bankautomaten. Sie wollen die einfache Banknote zu einer smarten Banknote entwickeln.

Die aktuellsten Forschungsergebnisse aus dem Projekt smartBN (smarte Banknote), dessen Name für „Intelligenter Schutz im Zahlungsverkehr durch smarte Banknoten" steht, präsentierte Professor Lohweg nun auf der Optical Document Security Conference (ODS) in San Francisco. Die ODS findet alle zwei Jahre statt und ist die weltweit wichtigste und größte Konferenz für das Fachgebiet der Dokumentensicherheit. Wie auch in den vergangenen Jahren, war das inIT aktiv an der Konferenz beteiligt und stellte ein Paper zur Realisierung intelligenter Banknoten vor. Diese sind in der Lage Daten zu speichern ohne die Anonymität der Nutzerinnen und Nutzer zu verletzten, weil sie mit chemischen Speichern ausgerüstet sind, die am Institut für Lebensmitteltechnologie (ILT.NRW) der Technischen Hochschule OWL entwickelt wurden. „Unsere Forschung zusammen mit Unternehmen zeigt weltweit das erste Mal einen ganzheitlichen Ansatz für moderne Banknoten der Zukunft auf, die mit ihrer Umwelt agieren, weil zum Beispiel Bankautomaten ihnen mitteilen, wann sie ausgezahlt wurden. Das funktioniert optisch und chemisch", erläutert Professor Hans-Jürgen Danneel, Leiter des ILT.NRW. Konsumenten und Automaten könnten die Banknote dann direkt zur Bestätigung der Echtheit nutzen und beispielsweise ablesen, wie alt sie ist.

Auch Lohweg ist sich der Beliebtheit des Bargeldes bewusst. „Die immer wieder geforderte Abschaffung des Bargeldes zugunsten elektronischer Zahlungssysteme erweist sich zunehmend als Illusion. Dennoch ist es unsere Aufgabe, Zahlungsmittel den aktuellen Trends anzupassen ohne die Anonymität aufzugeben. Die Banknote der Zukunft muss deshalb Eigenintelligenz aufweisen, indem sie als Produkt Informationen an verschiedenen Stellen selbst bekannt gibt, sei es am Bankautomaten oder am Verkaufspunkt", resümiert der anerkannte Experte für Dokumentensicherheit. Laut Lohweg sollen die im Forschungsprojekt smartBN entwickelten Verfahren, Banknoten in Zukunft flexibler einsetzbar machen, als bisher.

Die ODS bot vom 29. bis 31. Januar Experten aus dem Fachgebiet eine wichtige Möglichkeit des Austauschs. Professor Lohweg freut sich über die Wertschätzung der Forschungstätigkeiten, die das inIT mittlerweile auf der internationalen Fachkonferenz genießt

Quelle: IDW 

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DSM tritt der Deutschen Allianz Meeresforschung bei

Thomas Joppig Kommunikation
Deutsches Schifffahrtsmuseum - Leibniz-Institut für Maritime Geschichte

Das Deutsche Schifffahrtsmuseum / Leibniz-Institut für Maritime Geschichte (DSM) ist jetzt Mitglied der neu gegründeten Deutschen Allianz Meeresforschung (DAM) - einem Zusammenschluss der führenden Meeresforschungseinrichtungen in Deutschland.

Die DAM vermittelt in Politik und Gesellschaft Handlungswissen und -optionen zum Schutz und der nachhaltigen Nutzung von Küsten, Meeren und Ozeanen. Mit ihrem Fokus auf Lösungen und die Zukunft unterstützt die Allianz den notwendigen gesellschaftlichen Wandel hin zu mehr Nachhaltigkeit im Umgang mit Meeren und Ozeanen.

Das DSM ist nun neben Deutschen Meeresmuseum in Stralsund eines von zwei maritimen Museen, die der Allianz angehören. „Die Museen sind Experten darin, Wissen auf anschauliche und verständliche Weise für bestimmte Zielgruppen aufzubereiten", erklärte der Vorstandsvorsitzende der DAM, Prof. Dr. habil. Michael Bruno Klein. „Sie forschen aber auch selbst und können so einen doppelten Beitrag leisten, auf den wir uns sehr freuen und der für die DAM elementar ist."

Die Geschäftsführende Direktorin des DSM, Prof. Dr. Sunhild Kleingärtner, sieht in der Zusammenarbeit innerhalb der DAM ebenfalls großes Potential: „Über Meeresnutzung zu reden, bedeutet heute mehr denn je, über Verantwortung zu reden. Mit unserem Forschungsfeld Mensch und Meer und der Möglichkeit, Wissenschaft in Ausstellungen erlebbar zu machen, können wir viele Menschen erreichen, um sie für einen nachhaltigen Umgang mit den Meeren und Ozeanen zu sensibilisieren. Mit diesen Kompetenzen bringen wir uns gern in die DAM ein."

Pressekontakt:
Deutsches Schifffahrtsmuseum
Leibniz-Institut für Maritime Geschichte
Thomas Joppig
Leitung Kommunikation
T +49 471 482 07 832
joppig@dsm.museum

Das Deutsche Schifffahrtsmuseum / Leibniz-Institut für Maritime Geschichte
Die wechselvolle Beziehung zwischen Mensch und Meer zu erforschen und in Ausstellungen erlebbar zu machen - das hat sich das Deutsche Schifffahrtsmuseum / Leibniz-Institut für Maritime Geschichte (DSM) in Bremerhaven zur Aufgabe gemacht. Es ist eines von acht Leibniz-Forschungsmuseen in Deutschland. Mit seinen mehr als 80 Mitarbeitenden und Auszubildenden und rund 8000 Quadratmetern überdachter Ausstellungsfläche zählt es zu den größten maritimen Museen Europas. Zurzeit befindet sich das DSM im Wandel und verbindet eine Gebäudesanierung sowie den Bau eines Forschungsdepots mit einer umfassenden Neukonzeption aller Ausstellungs- und Forschungsbereiche. Während dieser bis 2021 andauernden Phase bleibt das Haus geöffnet - mit einem vielfältigen Programm, wechselnden Sonderausstellungen und Veranstaltungen. Auch die mehr als 600 Jahre alte Bremer Kogge und die Museumsschiffe im Außenbereich können weiterhin besichtigt werden.

Forschungsprojekte am DSM werden durch namhafte nationale und internationale Förderprogramme unterstützt. Als attraktiver Arbeitsort für junge und berufserfahrene Talente in der maritimen Forschung unterhält das DSM vielfältige Kooperationen mit Universitäten, Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen. Unterstützung erfährt das Museum nicht zuletzt von den fast 3000 Mitgliedern des "Fördervereins Deutsches Schifffahrtsmuseum e.V." Dieser sowie das "Kuratorium zur Förderung des Deutschen Schifffahrtsmuseums e.V." hatten einst die Eröffnung des Hauses im Jahr 1975 vorangetrieben und begleiten es nun auf seinem Zukunftskurs.

Weitere Informationen:
https://www.allianz-meeresforschung.de/news/neue-mitglieder-bei-der-dam/

Quelle: IDW 

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Komplexe biologische Systeme können nicht ohne Chaos existieren

Sissy Gudat Presse- und Kommunikationsstelle
Universität Rostock

Ein deutsch-russisches Wissenschaftlerteam unter Leitung der Universität Rostock hat erstmals Anzeichen von chaotischen Phänomenen in aquatischen Ökosystemen nachgewiesen, bei denen alle Randparameter unter streng kontrollierten Bedingungen stabil gehalten wurden. Bislang war solches Verhalten nur als Folge von Veränderungen äußerer Faktoren diskutiert worden. Den Biologen gelang es, die Ursachen dieses widersprüchlichen Phänomens, das sie als "Chaosparadoxon" bezeichneten, aufzudecken. Die Ergebnisse würden jüngst in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht

Ein gewisser Hang zur Unordnung liegt in der Natur des Lebens. Die chaotische Dynamik einzelner Elemente komplexer Systeme ist ein weit verbreitetes Phänomen und tritt sowohl im Gehirn von Epilepsie-Patienten als auch in sozialen Systemen auf. So ist z.B. bekannt, dass bei der Lösung von gesellschaftlichen Konflikten starke Oszillationen auftreten können. Auslöser ist in solchen Fällen die Trägheit beim Ausgleich der komplexen Wechselwirkungen zwischen Individuen und sozialen Gruppen mit unterschiedlichen und oft widersprüchlichen Meinungen, Ideen und Bedürfnissen. Ähnlich komplexe Beziehungen treten auch in aquatischen Ökosystemen auf die, im Gegensatz zu sozialen Systemen, für gezielte experimentelle Untersuchungen genutzt werden können.

„Um den vermehrt diskutierten Hinweisen auf chaotisches Verhalten zumindest einzelner Ökosysteme in einer Weise nachgehen zu können, haben wir parallel an mehreren Miniaturökosystemen Langzeitbeobachtungen durchgeführt und diese auch mehrfach wiederholt. Dabei wurden deren abiotische Randbedingungen konstant gehalten", erläutert Professor Schubert von der Universität Rostock. Die Forscher hätten dabei in einem Kraftakt für das ganze Team über zwei Jahre hinweg mehrfach wöchentlich die Artzusammensetzung, Nährstoffkonzentrationen und Leistungsparameter erfasst und sichergestellt, dass keine Störungen auftreten.

Ausgangspunkt der Untersuchungen war eine Organismengemeinschaft, die sich auf der Grundlage von natürlichem Plankton, das in den Küstengewässern der Ostsee gesammelt wurde, in den Miniaturökosystemen entwickelte. Die Gemeinschaft bestand aus Bakterien, Blaualgen, Kleinalgen und Zooplankton. Damit wurde ein Abbild einer Freiwassergesellschaft geschaffen, das Organismen verschiedener Ebenen des Nahrungsnetzes von Primärproduzenten über mehrere Konsumentenebenen bis hin zu Destruenten (Nährstoffendverbrauchern) umfasste.

„In der Natur bilden aquatische Tier- und Pflanzengemeinschaften komplexe Systeme. Die Organismen, die sie bewohnen, sind in der Regel kurzlebig, so dass bei Umweltveränderungen sehr schnell ein Wechsel im Artinventar erfolgt. Die hier untersuchten Planktongemeinschaften bestehen aus zahlreichen kleinen, weniger als zwei Millimeter großen Lebewesen, die in der Wassersäule schweben. Sie haben einen schnellen Generationswechsel, passen sich effektiv an Veränderungen in der Umwelt an und entwickeln sich schnell weiter", erklärt Irina Telesh, Doktorin der Biowissenschaften und leitende Forscherin am Zoologischen Institut der Russischen Akademie der Wissenschaften. Auch in diesem Fall erfordert die Aufdeckung der internen Mechanismen, die die komplexe Dynamik des Planktons in der Natur steuern, langwierige Forschung. Experimente zu chaotischem Verhalten in Ökosystemen sind daher äußerst selten.

Das Ergebnis der Arbeiten war zunächst eine riesige Datenmenge, für deren Analyse herkömmliche Verfahren zur Detektion chaotischen Verhaltens einer kritischen Analyse unterzogen werden mussten, um falsch-positive Ergebnisse erkennen und aussondern zu können. Es stellte sich heraus, dass in allen vier untersuchten Systemen und auf allen Ebenen des Nahrungsnetzes chaotische Episoden auftraten. Das entdeckte Phänomen wurde als „Chaos-Paradoxon" bezeichnet, da eigentlich Konstanz der abiotischen Umweltfaktoren auch Konstanz der Wechselwirkungen zwischen den Organismen zur Folge haben sollte, genau diese langandauernde Konstanz aber Auslöser für Veränderung der Dynamik des Systems war.

„Das Überraschendste ist, dass das Chaos gerade unter den stabilsten abiotischen Bedingungen am häufigsten auftrat. Es stellte sich heraus, dass selbst in den ausbalancierten Systemen ohne externe Störungen ein Leben ohne Chaoselemente unmöglich zu sein scheint", sagt Dr. Sergey Skarlato vom Institut für Zytologie der Russischen Akademie der Wissenschaften. Die Forscher erklären sich das so: unter variablen Bedingungen „löschen" sich kleine Bilanzungleichgewichte untereinander aus, bei konstanten Bedingungen aber können diese sich akkumulieren und letztlich zu Zusammenbrüchen führen.

Mit diesen Studien konnte gezeigt werden, dass selbst künstlich stabilisierte biologische Systeme komplexen chaotischen Transformationen unterliegen können. Die Unvorhersehbarkeit chaotischen Verhaltens mache es schwierig, die Entwicklung globaler Systeme auf allen Ebenen langfristig korrekt vorherzusagen. Deshalb sei die exakte Kenntnis über die Auslösefaktoren von Transformationen in der Ökologie grundlegende Voraussetzung für eine realitätsnahe Modellierung, ohne die eine belastbare Voraussage für das Verhalten von Ökosystemen unter veränderten Umweltbedingungen nicht möglich ist, lautet das Fazit der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

Die Forschungsarbeiten sind sowohl vom Internationalen Büro des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (IB-BMBF) als auch von der Russian Science Foundation unterstützt worden. Die Originalveröffentlichung des Teams von Mitarbeitern der Universität Rostock zusammen mit Kollegen des Zoologischen Institutes der Russischen Akademie der Wissenschaften und des Institutes für Zytologie der Russischen Akademie der Wissenschaften ist unter DOI: 10.1038/s41598-019-56851-8 zu finden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Hendrik Schubert
Universität Rostock
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Biowissenschaften
Lehrstuhl Ökologie
Tel.: +49 381 498-6070
E-Mail: hendrik.schubert@uni-rostock.de
Web: http://www.biologie.uni-rostock.de/oekologie/home.html

Originalpublikation:

DOI: 10.1038/s41598-019-56851-8

Quelle: IDW 

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Studie zeigt: Grippeimpfung ist für Leistungssportler empfehlenswert - auch bei intensivem Training

Friederike Meyer zu Tittingdorf Pressestelle der Universität des Saarlandes
Universität des Saarlandes

Vor Wettkämpfen zählt im Leistungssport jeder Trainingstag. Viele Sportärzte waren daher beim Thema Grippeimpfung bisher zurückhaltend aus Sorge vor Nebenwirkungen, aber auch weil sie vermuteten, dass diese bei Spitzensportlern nicht so gut wirkt. Dass genau das Gegenteil der Fall ist, konnte jetzt eine Forschergruppe an der Universität des Saarlandes um Sportmediziner Tim Meyer und die Immunologin Martina Sester nachweisen. Die für ihre Studie geimpften Leistungssportler zeigten eindeutige Immunabwehrreaktionen, die gegenüber einer „normalen" Kontrollgruppe sogar leicht erhöht waren.

Es gab zudem keinen Unterschied, ob die Impfung direkt nach dem Training oder einen Tag später verabreicht wurde. Und die Nebenwirkungen waren so gering ausgeprägt, dass keine einzige Trainingseinheit ausfallen musste. Im Rahmen der Studie erhielten 45 Athletinnen und Athleten am Olympia-Stützpunkt in Saarbrücken sowie 25 Personen einer gleichaltrigen Kontrollgruppe eine Impfung gegen die saisonale Grippe, die durch Influenzaviren ausgelöst wird.

Vor der Impfung sowie eine, zwei und 26 Wochen danach wurde das Blut der Versuchspersonen auf grippespezifische Zellabwehrreaktionen hin untersucht sowie auf Antikörper, die Influenzaviren neutralisieren können. „Zu unserer eigenen Überraschung stellte sich heraus, dass die Spitzensportler bei beiden Faktoren eine stärkere Reaktion zeigten als die Kontrollgruppe. Bisher war die landläufige Meinung, dass langfristiges intensives körperliches Training die Immunreaktion von Sportlern eher dämpfen würde", erläutert Tim Meyer, Professor für Sport- und Präventivmedizin der Saar-Universität.

Auch die Nebenwirkungen waren nach der Impfung bei allen Probanden mild, so dass die Leistungssportler in ihrem Trainingsprogramm nicht beeinträchtigt waren. „Wir haben zudem einen Teil der Versuchspersonen direkt nach ihrem Training geimpft und die anderen erst einen Tag später. Weder bei der Immunantwort der Athleten noch bei den nur geringfügigen Nebenwirkungen machte dies einen Unterschied", erklärt Tim Meyer. Das sei für Spitzensportler, die in Wettkampfzeiten meist täglich trainieren, von großer Bedeutung. „Wir leiten aus unseren Ergebnissen die Empfehlung ab, dass sich Leistungssportler gegen die saisonale Grippe impfen lassen sollten. Sie müssen nicht befürchten, in ihren ambitionierten Trainingseinheiten eingeschränkt zu werden und laufen damit weniger Gefahr, durch eine Grippeerkrankung für längere Zeit auszufallen", sagt Martina Sester, Professorin für Transplantations- und Infektionsimmunologie der Universität des Saarlandes.

Ihre wissenschaftlichen Ergebnisse konnte die interdiszplinäre Forschergruppe sowohl in einer renommierten Fachpublikation für Sportmedizin als auch einer internationalen Zeitschrift für Immunologie veröffentlichen. An der Universität des Saarlandes waren neben den Forscherteams von Tim Meyer und Martina Sester auch die Forschergruppe von Barbara Gärtner, Professorin für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene, beteiligt. Die Studie wurde vom Bundesinstitut für Sportwissenschaft finanziell gefördert.

Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Sie können Telefoninterviews in Studioqualität mit Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes führen, über Rundfunk-Codec (IP-Verbindung mit Direktanwahl oder über ARD-Sternpunkt 106813020001). Interviewwünsche bitte an die Pressestelle (0681/302-3610).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Tim Meyer
Institut für Sport- und Präventivmedizin
der Universität des Saarlandes
Tel. 0681/302-70400
Mail: tim.meyer@mx.uni-saarland.de

Prof. Dr. Martina Sester
Professur für Transplantations- und Infektionsimmunologie
der Universität des Saarlandes
Tel. 06841/16-23557
Mail: martina.sester@uks.eu

Originalpublikation:
Elite athletes on regular training show more pronounced induction of vaccine-specific T-cells and antibodies after tetravalent influenza vaccination than controls. In: Brain, Behavior and Immunity, Vol. 83, Januar 2020, S. 135-145

Timing of vaccination after training: immune response and side effects in athletes. In: Medicine & Science in Sports & Exercise, Januar 2020

Weitere Informationen:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889159119306518?via%3Dihub
https://journals.lww.com/acsm-msse/Abstract/publishahead/Timing_of_Vaccination_a...

Quelle: IDW 

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Neue Hauptdarsteller im Meeresboden: Eine bislang kaum beachtete Bakteriengruppe im Rampenlicht

Dr. Fanni Aspetsberger Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie

Von den Küsten bis in die Tiefsee ist in den Meeresböden unseres Planeten eine Bakteriengruppe besonders weit verbreitet: Die sogenannten Woeseiales, die sich möglicherweise von den Eiweiß-Überresten abgestorbener Zellen ernähren. Verbreitung, Vielfalt und Lebensweise dieser Bakterien beschreiben nun Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen und des Niederländischen Forschungsinstituts NIOZ im Fachmagazin The ISME Journal.

Marine Sedimente bedecken mehr als zwei Drittel der Oberfläche unseres Planeten. Dennoch sind sie gerade in den tieferen Regionen der Ozeane kaum erforscht. Die dort lebenden Bakterien sind für ihre Ernährung fast ganz auf das angewiesen, was in Form von Überresten von Organismen aus den oberen Wasserschichten in die Tiefsee rieselt. Je nachdem, wie sie dieses Material verarbeiten, verbleibt es für lange Zeit in den Tiefen des Meeres oder wandert als Kohlendioxid wieder zurück zur Oberfläche. Dadurch spielen die Bakterien der Meeresböden eine bedeutende Rolle beispielsweise für den weltweiten Kohlenstoffkreislauf und sind ein spannendes und wichtiges Forschungsobjekt.

Hauptdarsteller im Meeresboden
Das Forschungsteam um Christina Bienhold und Katy Hoffmann vom Bremer Max-Planck-Institut, sowie Pierre Offre, der mittlerweile am NIOZ auf der Insel Texel tätig ist, hat nun eine besonders vorherrschende Mikrobengruppe identifiziert und charakterisiert. „Zwar sind diese Bakterien schon länger in der Literatur bekannt", berichtet Bienhold. „Aber niemand schenkte ihnen bisher größere Aufmerksamkeit." Während das Team die Rolle dieser Gruppe in der Tiefsee untersuchte, beschäftigten sich andere Forschende am Bremer Max-Planck-Institut mit ihrer Bedeutung in Küstensedimenten. „Und erst jetzt wird klar, wie zahlreich und weit verbreitet die Woeseiales sind", so Bienhold weiter.

Beeindruckende 40 Millionen Zellen leben pro Milliliter Tiefseeboden - gemeinsam mit einer Milliarde anderer Bakterien. In einem Fingerhut voll Meeresschlamm finden sich demnach etwa 120 Millionen Exemplare der nun beschriebenen Bakteriengruppe. „Uns ist bisher keine andere Bakteriengruppe bekannt, die mit einer so hohen Anzahl von Zellen im Meeresboden vorkommt." Auf den gesamten Tiefseeboden hochgerechnet würde die weltweite Population der Woeseiales 5 x 1026 Zellen betragen, schätzen die Autoren. „Wenn man bedenkt, dass diese Schätzungen weder die Küstensedimente noch den tiefen Untergrund einschließen, könnte diese Bakteriengruppe zu den am häufigsten vorkommenden Mikroorganismen auf der Erde gehören", erklärt Bienhold.

Eine Gruppe mit vielfältigen ökologischen Rollen
In ihrer Studie stellen die Autorinnen und Autoren auch das bisherige Wissen über die Diversität und Verbreitung dieser Bakterien dar. Dieses basiert auf DNA-Sequenzdaten, die sich innerhalb der letzten zwei Jahrzehnte in öffentlichen Datenbanken angesammelt haben, beinhaltet aber auch eine Reihe neuer Daten, unter anderem vom arktischen Tiefseeboden an dem vom Alfred-Wegener-Institut betriebenen Langzeitobservatorium HAUSGARTEN. „Unsere Analysen zeigen, dass die Gruppe Woeseiales eine Vielzahl von Organismen mit unterschiedlichen Lebensweisen umfasst", erklärt Pierre Offre, Leitautor der Studie. „Zum Beispiel leben im gleichen Stück Meeresboden verschiedene Arten von Woeseiales und erfüllen vermutlich verschiedene ökologische Funktionen für den Lebensraum. Unsere Studie ist ein erster Leitfaden zur Ökologie dieser faszinierenden Gruppe."

Die nun vorliegenden Ergebnisse deuten zudem darauf hin, dass die Woeseiales sogenanntes proteinöses Material als Nahrung nutzen könnten, beispielsweise Reste von Zellwänden und Membranen oder andere Überreste abgestorbener Lebewesen. Proteine sind eine wichtige Quelle von Stickstoff - einem grundlegenden Nährstoff für alle Lebensformen - in marinen Sedimenten. Falls die Woeseiales-Bakterien diese Proteine tatsächlich abbauen können, wäre das ökologisch bedeutsam für die Verfügbarkeit von Stickstoff im Ökosystem Meeresboden. „Ich bin überzeugt davon, dass uns weitere Untersuchungen dieser Bakterien neue Einblicke in die Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe in marinen Sedimenten ermöglichen werden", schließt Offre, der auch mit seiner Arbeitsgruppe am NIOZ den ökologischen Erfolg dieser Mikroorganismen weiter erforscht.

Die hier vorgestellten Ergebnisse entstanden im Rahmen des Forschungsprojekt ABYSS unter Leitung von Antje Boetius, Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie und Direktorin am Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, das zwischen 2012 und 2018 von der Europäischen Forschungskommission gefördert wurde.
Weitere Informationen zu ABYSS finden Sie hier: https://erc.europa.eu/projects-figures/stories/life-deep-microbes-abyss

Behind the paper:
Lesen Sie mehr über die Arbeit hinter dieser Publikation im entsprechenden Blogpost von Christina Bienhold und Pierre Offre: https://naturemicrobiologycommunity.nature.com/users/348350-pierre-offre/posts/5...

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Christina Bienhold
HGF MPG Brückengruppe für Tiefseeökologie und -technologie
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen
Telefon: +49 421 2028-869
E-Mail: cbienhol@mpi-bremen.de

Originalpublikation:
Katy Hoffmann, Christina Bienhold, Pier Luigi Buttigieg, Katrin Knittel, Rafael Laso-Pérez, Josephine Z. Rapp, Antje Boetius, Pierre Offre (2020): Diversity and metabolism of Woeseiales bacteria, global members of marine sediment communities. The ISME Journal. Februar 2020.
https://doi.org/10.1038/s41396-020-0588-4

Weitere Informationen:
https://www.mpi-bremen.de/Page4361.html

Quelle: IDW 

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Deutsche Allianz Meeresforschung stellt sich vor

Eva Söderman Pressearbeit und Politische Kommunikation
Deutsche Allianz Meeresforschung e.V.

Interviewmöglichkeiten mit DAM Vorstand
Im vergangenen Jahr hat die deutsche Meeresforschung gemeinsam mit dem Bund und den norddeutschen Bundesländern Bremen, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen und Schleswig-Holstein die Deutsche Allianz Meeresforschung (DAM) gegründet.

Damit hat Deutschland eine der weltweit größten marinen Forschungsallianzen ins Leben gerufen, deren Ziel es ist, den nachhaltigen Umgang mit den Küsten, Meeren und Ozeanen durch Forschung, Datenmanagement und Digitalisierung, Infrastrukturen und Transfer zu stärken.

Die Allianz wächst kräftig: Zu den ursprünglich 13 Mitgliedseinrichtungen bei der Gründung sind sechs weitere hinzugekommen, die bei der Mitgliederversammlung am 12. Februar aufgenommen wurden. Dies zeigt: Die deutsche Meeresforschung ergreift mit der DAM die Chance, ihre gesellschaftliche Verantwortung wahrzunehmen und Beiträge zur Beantwortung politisch relevanter wissenschaftlicher Fragen zu leisten.

Weitere Informationen:
http://www.allianz-meeresforschung.de DAM Website
http://www.allianz-meeresforschung.de/news/die-dam-stellt-sich-vor/ Auftaktveranstaltung
http://www.allianz-meeresforschung.de/presse/ Pressekontakt

Quelle: IDW 

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Statement von Prof. Dr. Dr. h. c. Christoph M. Schmidt zum Corona-Maßnahmenkatalog der Bundesregierung

Sabine Weiler Kommunikation
RWI - Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung

„Einfrieren der sozialen und wirtschaftlichen Aktivitäten muss zwingend von stützenden wirtschaftspolitischen Maßnahmen begleitet werden, die Stimulierung der Nachfrage durch ein Konjunkturprogramm ist derzeit aber nicht sinnvoll" - in seinem Statement erläutert RWI-Präsident Christoph M. Schmidt, warum er die derzeitige Strategie der Bundesregierung für richtig hält, ein Konjunkturprogramm hingegen aktuell der epidemiologisch sinnvollen Strategie zuwiderlaufen würde.

• „Aus epidemiologischer Sicht ist die Strategie absolut richtig, die Sozialkontakte möglichst so einzuschränken, dass die Anzahl der Neuerkrankungen selbst in der noch ausstehenden Hochphase der Epidemie die Kapazitäten der Krankenhäuser im Hinblick auf Notfallbetten, Beatmungsplätze und Pflegepersonal nicht ausreizt. Würde die Kapazitätsgrenze erreicht, wäre das schwere Problem zu lösen, wie die knappen Plätze für lebenserhaltende Maßnahmen zugeteilt werden.

• Ein weitgehendes „Einfrieren" der sozialen und wirtschaftlichen Aktivitäten muss aber nicht nur gegen den unabweisbaren Versorgungsbedarf der Bevölkerung und die Aufrechterhaltung der öffentlichen Ordnung abgewogen, sondern zwingend auch von stützenden wirtschaftspolitischen Maßnahmen begleitet werden.

• Dass die Bundesregierung bei ihrem angekündigten Maßnahmenpaket dem Prinzip „Liquidität geht vor Rentabilität" folgen und dabei keine halben Sachen machen möchte, ist sehr zu begrüßen. Umfassende Liquiditätshilfen und Steuerstundungen sollen Unternehmen davor schützen, rein aus Gründen fehlender Liquidität in die Insolvenz zu gleiten. Erweiterungen beim Kurzarbeitergeld erlauben es ihnen, auch über die Durststrecke der fehlenden Nachfrage und ausbleibender Vorprodukte hinweg an ihren Arbeitnehmern festzuhalten.

• Dieses Vorgehen dürfte die aktuelle Unsicherheit reduzieren und Luft dafür verschaffen, mit den Folgeschäden der Krise mit kühlem Kopf umzugehen.

• Eine Stimulierung der gesamtwirtschaftlichen Nachfrage durch ein Konjunkturprogramm würde hingegen aktuell der epidemiologisch sinnvollen Strategie zuwiderlaufen. Welche Maßnahmen nach dem Abklingen der Pandemie ergriffen werden, sollte dann mit kühlem Kopf erwogen werden, wenn das Ausmaß der wirtschaftlichen Folgen und das Abklingen der Pandemie absehbar sind.

• Grundsätzlich ist die deutsche Volkswirtschaft für die Bewältigung der Corona-Epidemie besser gerüstet als andere Volkswirtschaften. Dazu tragen ein umfassender Versicherungsschutz, die Möglichkeit der Kurzarbeit sowie das System der Lohnfortzahlung im Krankheitsfall ebenso bei wie die Sozialpartnerschaft auf der betrieblichen Ebene. Zunehmend nutzen die Unternehmen zudem die technischen Möglichkeiten zu Home Office-Lösungen.

• Darüber hinaus hat der Abbau der gesamtwirtschaftlichen Schuldenstandsquote dafür gesorgt, dass hinreichende Puffer für ein entschiedenes fiskalisches Krisenmanagement vorhanden sind. Außerdem ist die die Schuldenbremse als zentrale fiskalische Richtschnur für Bund und Länder so intelligent ausgestaltet, dass in Notsituationen die notwendigen fiskalischen Spielräume jenseits der in normalen Zeiten geltenden Verschuldungsgrenzen gegeben sind."

Prof. Dr. Dr. h. c. Christoph M. Schmidt ist Präsident des RWI - Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung und Professor an der Ruhr-Universität Bochum. Von 2009 bis 2020 war er Mitglied des Sachverständigenrates zur Begutachtung der gesamtwirtschaftlichen Entwicklung, von März 2013 bis Februar 2020 dessen Vorsitzender.

Ihre Ansprechpartner/in dazu:
Sabine Weiler (Pressestelle), Tel.: (0201) 8149-213

Weitere Informationen:
http://Weitere aktuelle Informationen des RWI zu den Auswirkungen der Corona-Krise sind unter http://www.rwi-essen.de/presse/corona abrufbar.

Quelle: IDW 

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„Dr. Google": Online nach Krankheitssymptomen zu suchen, wirkt sich negativ auf Psyche aus

Gabriele Meseg-Rutzen Presse und Kommunikation
Universität zu Köln

Steigerung des Unwohlseins bereits nach fünf Minuten individueller Recherche / Veröffentlichung in Zeitschrift für Psychologie

Bereits eine kurze Internetsuche nach den empfundenen Symptomen kann die eigene Sorge, ernsthaft erkrankt zu sein, direkt steigern. Den Effekt von „Doktor Google" weist eine aktuelle Studie aus der Arbeitsgruppe um Professor Dr. Alexander Gerlach vom Lehrstuhl für Klinische Psychologie und Psychotherapie der Universität zu Köln nach. Die Studie erscheint in Ausgabe 02/2020 der Zeitschrift für Psychologie.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ließen vorrangig junge Erwachsene im Alter von durchschnittlich 23 Jahren fünf Minuten lang persönliche Symptome im Internet suchen. Obwohl in dieser Altersgruppe das Risiko für eine Krankheitsangststörung üblicherweise gering ist, gaben die Probanden direkt nach der Suche an, sich nun mehr Sorgen über ihre Gesundheit und die Krankheitssymptome zu machen. Dabei führte das Googeln zu größerer Besorgnis, wenn die Teilnehmerinnen und Teilnehmer bereits zuvor über eine negative Stimmung berichtet hatten. Die nachteiligen Folgen der Internetrecherche zeigten sich nicht nur, wenn Studienteilnehmer auf Internetseiten landeten, die über besonders gravierende Krankheiten informierten. Auch bei Webseiten mit zurückhaltenden, moderaten Auskünften zu Symptomen steigerte sich das Unwohlsein der Probanden.

Im Internet nach Symptomen und Krankheitsbildern suchen ist normal geworden. Ganze 46 Prozent der Deutschen geben an, regelmäßig im Internet Gesundheitsthemen zu recherchieren. Da Langzeitstudien weitgehend fehlen, können zurzeit zwar keine Aussagen über einen Beitrag von Internetrecherchen zur Entwicklung einer Krankheitsangststörung (ehemals „Hypochondrie") gemacht werden. Dass Recherchen sich negativ auf das psychische Wohlbefinden auswirken, konnte die Studie allerdings nun belegen.

Der Arbeitsgruppe um Professor Gerlach ist die Verzahnung von Wissenschaft und Therapie besonders wichtig. In der 2018 gegründeten Spezialambulanz für Krankheitsangst finden die Erkenntnisse aus aktueller Forschung direkte Anwendung. Unter www.Krankheitsangst.koeln finden Sie Informationen zum Behandlungsangebot und aktuellen Studien.

Inhaltlicher Kontakt:
Professor Dr. Alexander Gerlach
Lehrstuhl für Klinische Psychologie und Psychotherapie
+49 221 470-6290
alexander.gerlach@uni-koeln.de
Presse und Kommunikation:
Jan Voelkel
+49 221 470-2356
j.voelkel@verw.uni-koeln.de

Zur Publikation:
https://www.hf.uni-koeln.de/file/10825

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Forschende entdecken eine neue biochemische Verbindung, die Umweltschadstoffe abbauen kann

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

In Pflanzen, Pilzen, Bakterien und Tieren spielen Enzyme mit Flavin-Cofaktor eine wichtige Rolle: Als Oxygenasen bauen sie Sauerstoff in organische Verbindungen ein. So kann der Mensch beispielsweise Fremdstoffe besser ausscheiden. Bisher waren sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einig, dass solche flavin-abhängigen Oxygenasen Flavin-C4a-peroxid als Oxidationsmittel verwenden. Es entsteht, indem das C4a-Atom des Flavin-Cofaktors mit Luftsauerstoff (O2) reagiert, ehe eines der beiden Sauerstoffatome auf die Verbindung übertragen wird.

Ein Team um Dr. Robin Teufel vom Institut für Biologie II der Universität Freiburg hat herausgefunden, dass O2 auch mit dem N5-Atom des Flavin-Cofaktors zu Flavin-N5-peroxid reagiert. Die Forscherinnen und Forscher haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nature Chemical Biology" veröffentlicht.

Das neu entdeckte Flavin-N5-peroxid hat andere reaktive Eigenschaften als das Flavin-C4a-peroxid. Manche Bakterien brechen damit stabile chemische Verbindungen auf, darunter Umweltschadstoffe wie Dibenzothiophen, ein Bestandteil von Rohöl, oder Hexachlorbenzol, ein Pflanzenschutzmittel. Mittels Röntgenstrukturanalyse sowie mechanistischen Untersuchungen konnten die Wissenschaftler aufklären, wie die Bildung dieses Flavin-N5-peroxids auf enzymatischer Ebene gesteuert wird.

In Zukunft wollen Teufel und sein Team untersuchen, wie weit verbreitet diese neuartige Flavin-Biochemie in der Natur ist. Sie wollen zudem die Rolle, Reaktivität und Funktionsweise des Flavin-N5-peroxids besser verstehen. Mit ihrer Arbeit ermöglichen sie weitere Untersuchungen, um zukünftig die Funktionsweise von Flavinenzymen vorherzusagen oder mittels Biotechnologie zu verändern.

Robin Teufel untersucht mit seiner Arbeitsgruppe am Institut für Biologie II der Universität Freiburg enzymatische Reaktionen des bakteriellen Stoffwechsels.

Originalpublikation:
Matthews, A., Saleem-Batcha, R., Sanders, J.N., Stull, F., Houk, K.N., & Teufel, R. (2020): Aminoperoxide adducts expand the catalytic repertoire of flavin monooxygenases. In: Nature Chemical Biology. DOI:

Kontakt:
Dr. Robin Teufel
Institut für Biologie II
Tel.: 0761/203-97199
E-Mail: robin.teufel@zbsa.uni-freiburg.de

Originalpublikation:
https://www.nature.com/articles/s41589-020-0476-2

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Diabetesrisiko „Arbeitsplatz"? Welche Berufsgruppen besonders gefährdet für Diabeteserkrankungen sind

Christina Seddig Pressestelle
Deutsche Diabetes Gesellschaft

Eine aktuelle Studie aus Schweden1 untersuchte erstmals den unmittelbaren Zusammenhang zwischen Berufsbildern und Diabeteserkrankungen. Dabei fanden sie heraus, dass Männer und Frauen aus den Bereichen Berufskraftfahrt, Fabrikarbeit und Reinigungstätigkeit das höchste Risiko für einen Diabetes mellitus Typ 2 haben. Am wenigsten waren Informatiker betroffen. Mithilfe dieser Erkenntnisse können Risikogruppen rechtzeitig identifiziert und gezielte berufsmedizinische Präventionsmaßnahmen eingeleitet werden, um dem Diabetes samt seiner Neben- und Folgeerkrankungen entgegenzuwirken. Dies begrüßt die Deutsche Diabetes Gesellschaft (DDG).

In Deutschland sind derzeit über zwei Millionen Menschen mit Diabetes erwerbstätig. In wenigen Jahren werden bis zu drei Millionen Betroffene in verschiedensten Berufsfeldern beschäftigt sein.2 Die meisten von ihnen haben einen Diabetes Typ 2. „Es ist deshalb betriebs- und volkswirtschaftlich unumgänglich, bei möglichst vielen Menschen mit Diabetes die Arbeitsfähigkeit zu erhalten oder sie wieder in die betrieblichen Abläufe einzugliedern", betont Dr. med. Wolfgang Wagener von der Deutschen Rentenversicherung Rheinland und Vorsitzender des DDG Ausschusses Soziales. „Die Autoren der Studie zeigen uns konkret, in welchem beruflichen Umfeld wir Risikogruppen suchen müssen."

Der Kohorten-Studie lagen die Daten von rund 4,5 Millionen Schweden zugrunde, die aus dem nationalen Patientenregister in Schweden stammen. Miteinbezogen wurden alle zwischen 1937 und 1979 geborenen Einwohner Schwedens, die in den Jahren von 2001 bis 2013 berufstätig waren und zwischen 2006 und 2015 eine Diabetesdiagnose erhalten haben. Ziel war es, Berufe mit einem erhöhten Diabetesrisiko zu ermitteln. Das Ergebnis: 4,2 Prozent aller Schweden hatten 2013 einen Diabetes mellitus. Männer waren häufiger als Frauen erkrankt, darunter insbesondere Berufskraftfahrer und Fabrikarbeiter: Über sieben Prozent hatten einen Diabetes Typ 2. Bei Informatikern lagen mit 2,5 Prozent hingegen die wenigsten Erkrankungen vor.

Bei Frauen zeichnete sich ein ähnliches Bild ab: Überdurchschnittlich viele stoffwechselerkrankte Frauen arbeiteten als Fabrikarbeiterinnen, Reinigungskraft und Küchenassistentinnen. Im mittleren und gehobeneren Management tätige Frauen wiesen mit 1,2 Prozent die geringste Erkrankungsrate auf. Weiterhin zeigt die Untersuchung, dass das Diabetesrisiko mit dem Alter erheblich ansteigt: So hat fast jeder sechste über 55-jährige Berufskraftfahrer und jede zehnte Fabrikarbeiterin dieser Altersgruppe einen Diabetes.

„Bekannt war bisher, dass es einen sozioökonomischen Zusammenhang bei Diabeteserkrankungen gibt: Menschen mit einem geringen Bildungsniveau, schlechter Bezahlung und einem einfachen Beruf haben ein um 30 bis 40 Prozent erhöhtes Risiko für einen Typ-2-Diabetes", erklärt DDG Experte Dr. med. Kurt Rinnert, leitender Betriebsarzt bei der Stadt Köln. Die aktuelle Studie rückt darüber hinaus nun erstmals konkrete Berufsbilder in den Fokus, identifiziert sie als potentiellen Risikofaktor und sensibilisiert Betriebsärzte für unmittelbare Maßnahmen an den jeweiligen Arbeitsplätzen. „Arbeit ist das halbe Leben, wie der Volksmund besagt. Der Arbeitsplatz sollte daher so gestaltet sein, dass die Erkrankungswahrscheinlichkeit dort so gering wie möglich ausfällt", so der Herausgeber der DDG Berufsempfehlung „Diabetes und Arbeit".2

Zu den Risikofaktoren für einen Diabetes Typ 2 gehören Übergewicht, Mangel an Bewegung, erhöhte Blutfettwerte und Bluthochdruck. „Berufskraftfahrer sind durch die mit ihrer Arbeit einhergehende mangelnde Bewegung und dem häufig einseitigen, ungesunden Essen offensichtlich besonders gefährdet, an einem Diabetes zu erkranken. Zudem ist bekanntermaßen Schichtarbeit, die in Fabriken gehäuft vorkommt, ebenfalls ein Risikofaktor", erklärt Rinnert.

Die DDG fordert anlässlich der Studie, mehr Diabetes-Präventions-Programme bei Arbeitgebern zu implementieren. Beispielsweise sollten Berufskraftfahrer geeignete präventive, aber auch therapeutische Maßnahmen wie ausreichend Bewegung und gesunde Ernährung in ihren Tagesablauf einbauen können und Schichtarbeiter weniger wechselnde Schichten erhalten. „Um Betroffenen mehr Lebensqualität aber auch ein langes Berufsleben zu ermöglichen, muss die Arbeitsmedizin die Vermeidung von Neben- und Folgeerkrankungen, die zu frühzeitiger Berentung führen könnten, deutlicher in den Fokus nehmen", so DDG Präsidentin Professor Dr. med. Monika Kellerer.

Auf der Jahrespressekonferenz der DDG am 11. März 2020 in Berlin berichten Experten über Versorgungsstrukturen in der Diabetesbehandlung und was geschehen muss, um einen Notstand in der Diabetesversorgung in Deutschland zu verhindern. Darüber hinaus diskutieren sie, ob die rund 45 000 Hausarzt-Praxen ausreichend auf eine Diabetes-Epidemie vorbereitet sind und bilanzieren das Disease Management Programm (DMP). Zudem berichtet eine Patientin über ihre „Patient Journey".

Literatur:
1) Sofia Carlsson et al.: Incidence and prevalence of type 2 diabetes by occupation: results from all Swedish employees, Diabetologia (2020) 63:95-103, https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00125-019-04997-5.pdf

2) DDG-Berufsempfehlung „Diabetes und Arbeit"
https://www.deutsche-diabetes-gesellschaft.de/ueber-uns/ausschuesse-und-kommissi...

Deutscher Gesundheitsbericht Diabetes 2020
https://www.deutsche-diabetes-gesellschaft.de/fileadmin/Redakteur/Stellungnahmen...

Über die Deutsche Diabetes Gesellschaft (DDG):
Die Deutsche Diabetes Gesellschaft (DDG) ist mit mehr als 9.000 Mitgliedern eine der großen medizinisch-wissenschaftlichen Fachgesellschaften in Deutschland. Sie unterstützt Wissenschaft und Forschung, engagiert sich in Fort- und Weiterbildung, zertifiziert Behandlungseinrichtungen und entwickelt Leitlinien. Ziel ist eine wirksamere Prävention und Behandlung der Volkskrankheit Diabetes, von der fast sieben Millionen Menschen in Deutschland betroffen sind. Zu diesem Zweck unternimmt sie auch umfangreiche gesundheitspolitische Aktivitäten.

Deutsche Diabetes Gesellschaft (DDG)
Geschäftsstelle
Katrin Bindeballe
Albrechtstraße 9, 10117 Berlin
Tel.: 030 3116937-55, Fax: 030 3116937-20
bindeballe@ddg.info
http://www.deutsche-diabetes-gesellschaft.de

Weitere Informationen:
http://www.deutsche-diabetes-gesellschaft.de

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Tarifrunden: 2019 Kräftige Lohndynamik, neue Wahlmodelle bei Arbeitszeit, 2020 differenzierte Lage auf dem Arbeitsmarkt

Rainer Jung Abt. Öffentlichkeitsarbeit
Hans-Böckler-Stiftung

WSI-Tarifarchiv: Detaillierte Bilanz und Ausblick

Tarifrunden: 2019 Kräftige Lohndynamik und neue Wahlmodelle bei der Arbeitszeit - 2020 sehr differenzierte Lage auf dem Arbeitsmarkt

Die Tariflöhne sind 2019 im Durchschnitt um 2,9 Prozent gestiegen - so stark wie selten in den vergangenen beiden Jahrzehnten (siehe auch Abbildung 1 in der pdf-Version dieser PM; Link unten). Lediglich in den Jahren 2014 und 2018 hat es höhere Abschlüsse gegeben. Das zeigt der neue Tarifpolitische Jahresbericht des Wirtschafts- und Sozialwissenschaftlichen Instituts (WSI) der Hans-Böckler-Stiftung.

„Der seit einigen Jahren zu beobachtende Trend zu einer expansiveren Lohnentwicklung hat sich fortgesetzt", erklärt Prof. Dr. Thorsten Schulten, der Leiter des WSI-Tarifarchivs. Nachdem die Löhne in den 2000er-Jahren nur geringfügig gestiegen seien, hätten sie in den vergangenen Jahren den Rückstand teilweise aufgeholt. Real legten die Tarifvergütungen 2019 im Schnitt um 1,5 Prozent zu und damit etwas mehr als im Vorjahr, in dem die Verbraucherpreise stärker gestiegen waren. „Die kräftige Lohnentwicklung ist eine wichtige Voraussetzung dafür, dass der starke private Konsum die deutsche Wirtschaft bislang vor einer Rezession bewahrt hat", sagt Schulten.

Die Tarifrunde 2020, in denen die DGB-Gewerkschaften neue Vergütungstarifverträge für mehr als 10 Millionen Beschäftigte verhandeln, werde von einer „sehr differenzierten Lage auf dem Arbeitsmarkt" geprägt sein, erwartet Schulten. Im Sozial- und Gesundheitswesen und in verschiedenen Dienstleistungsbranchen, in denen zum Teil relativ niedrige Löhne gezahlt werden, herrscht großer Arbeitskräftemangel. Deshalb werde es in diesen Branchen vor allem um eine finanzielle Aufwertung gehen. Dagegen ist etwa die Metall- und Elektroindustrie mit unsicheren Konjunkturaussichten und, insbesondere in der Automobilherstellung, einem hohen Transformationsdruck konfrontiert. Vor diesem Hintergrund spielt die Beschäftigungssicherung neben einer weiteren Stärkung der Kaufkraft eine erhebliche Rolle. Das WSI-Tarifarchiv dokumentiert die Tarifrunde auch tagesaktuell im Webangebot der Stiftung (siehe Link unten).

- Zuschläge für Metaller und Pflegekräfte -

Ein besonders starkes Lohnplus verzeichnete 2019 die Metall- und Elektroindustrie mit nominal 4,1 Prozent. Ins Gewicht fällt hierbei vor allem das im Tarifabschluss von 2018 vereinbarte „tarifvertragliche Zusatzentgelt" in Höhe von 27,5 Prozent eines Monatsentgelt, das 2019 erstmals ausbezahlt wird. Hohe Zuwächse gab es 2019 auch in der Eisen- und Stahlindustrie mit 3,9 Prozent, beim öffentlichen Dienst der Länder mit 3,6 Prozent und im Bereich Gartenbau, Land- und Forstwirtschaft mit 3,4 Prozent (siehe auch Abbildung 2 in der pdf). In einigen Branchen wie zum Beispiel dem öffentlichen Dienst oder dem Einzelhandel haben die unteren Lohngruppen überdurchschnittlich hohe Zuschläge erhalten. In anderen Fällen wurden bestimmte Berufsgruppen deutlich aufgewertet, so erhielten etwa Pflegekräfte im öffentlichen Dienst der Länder eine Mindesterhöhung von 120 Euro pro Monat. Noch stärker profitierten Pflegekräfte der Universitätskliniken Freiburg, Heidelberg, Tübingen und Ulm: Je nach Erfahrungsstufe sah ihr gemeinsamer Tarifabschluss eine Lohnerhöhung zwischen 16 und 37 Prozent vor.

- Wahlmodelle für mehr Selbstbestimmung bei der Arbeitszeit -
Wie schon in den Jahren zuvor rückte das Thema Arbeitszeit stärker in den Mittelpunkt, zeigt die WSI-Analyse. Dabei ging es weniger um kollektive Arbeitszeitverkürzungen, sondern in erster Linie um mehr Selbstbestimmung. Besonders beliebt waren individuelle Wahlmöglichkeiten, bei denen die Arbeitnehmer selbst entscheiden können, ob sie mehr Geld oder mehr Freizeit wollen. „Die große Unterstützung und Akzeptanz bei den Beschäftigten hat dazu geführt, dass die Gewerkschaften in immer mehr Tarifbranchen entsprechende Forderungen erhoben haben", so Schulten. Vorreiter sei die Eisenbahn- und Verkehrsgewerkschaft (EVG) gewesen. Sie hatte bereits im Dezember 2016 bei der Deutschen Bahn AG einen Tarifvertrag vereinbart, nach dem die Beschäftigten zwischen einer Lohnerhöhung, einer Verkürzung der Wochenarbeitszeit oder mehr Jahresurlaub wählen konnten. Im jüngsten Tarifabschluss bei der Deutschen Bahn AG wurde dieses Modell noch einmal erweitert: Ab 2021 können sich die Bahnbeschäftigten zwischen 5,6 Prozent mehr Entgelt, zwei Stunden weniger Arbeit pro Woche oder zwölf zusätzlichen freien Tagen entscheiden. Auch bei der Deutschen Post AG und in der Metall- und Elektroindustrie wurde bereits 2018 die Wahl zwischen Entgelt- und Arbeitszeitkomponenten im Tarifvertrag festgeschrieben.

In der Tarifrunde 2019 wurde in der Eisen- und Stahlindustrie, bei den Banken und Versicherungen und in der chemischen Industrie über individuelle Wahlmöglichkeiten verhandelt. Während in der Eisen- und Stahlindustrie ein entsprechendes Modell vereinbart wurde, waren die Arbeitgeber bei den Banken nicht dazu bereit. Die Gewerkschaft ver.di setzte jedoch in einigen Firmentarifverträgen wie bei der Postbank oder der Sparda-Bank entsprechende Regelungen durch. Im November 2019 wurde schließlich in der chemischen Industrie das bislang umfassendste Tarifpaket geschnürt, wonach die individuellen Wahloptionen zukünftig neben Entgelt- und Arbeitszeitkomponenten auch noch eine Vielzahl anderer tarifvertraglicher Leistungen umfassen können.

- Problem: Arbeitgeber wollen sich seltener binden -
Insgesamt haben die DGB-Gewerkschaften 2019 für 8,4 Millionen Beschäftigte neue Tarifabschlüsse ausgehandelt. Weitere 12,8 Millionen Beschäftigte profitierten im vergangenen Jahr von Tarifverträgen, die in früheren Jahren vereinbart worden waren. Bei den im Jahr 2019 neu abgeschlossenen Verträgen lag die durchschnittliche Laufzeit bei 25,4 Monaten. Ein Problem ist und bleibt die rückläufige Tarifbindung: Weil sich weniger Arbeitgeber an Tarife gebunden fühlen, bleiben vielen Beschäftigten die Vorteile vorenthalten. Nach Daten des IAB-Betriebspanels arbeiteten im Jahr 2018 in Deutschland insgesamt nur noch 54 Prozent aller Beschäftigten in tarifgebundenen Betrieben, davon 46 Prozent in Unternehmen mit Branchentarifverträgen und 8 Prozent in Unternehmen mit Haus- und Firmentarifverträgen. Zwar gibt es unter den Unternehmen ohne Tarifvertrag eine relativ große Anzahl, die erklären, sich freiwillig an bestehenden Tarifverträgen zu orientieren. „Orientierung kann jedoch sehr Unterschiedliches bedeuten und geht in den meisten Fällen mit einer deutlichen Abweichung von Tarifstandards einher", so Schulten. Die Arbeitsbedingungen in nicht-tarifgebunden Unternehmen seien in der Regel schlechter als in Unternehmen mit Tarifvertrag. Im Durchschnitt verdienen laut einer WSI-Untersuchung Arbeitnehmer in Unternehmen ohne Tarifvertrag gut zehn Prozent weniger als vergleichbare Beschäftigte in tarifgebundenen Betrieben der gleichen Branche und ähnlicher Größe. Zugleich ist ihre Wochenarbeitszeit eine knappe Stunde länger.

- Unsichere Konjunktur wirft Schatten voraus -
Die Tarifrunde 2020 werde durch „unsicherere ökonomische Rahmenbedingungen geprägt sein", erklärt der WSI-Wissenschaftler. Dies gelte insbesondere für die Metall- und Elektroindustrie, deren Tarifverhandlungen bereits begonnen haben. Schon heute hätten zahlreiche Unternehmen der Branche einen Beschäftigungsabbau angekündigt. Dementsprechend werde die Frage der Arbeitsplatzsicherung in der kommenden Tarifrunde oben auf der Tagesordnung stehen. In anderen Bereichen herrsche dagegen weiterhin großer Arbeitskräftemangel, was den Spielraum für erhebliche Lohnerhöhungen vergrößere. Das gilt nach Analyse des Experten im Sozial- und Gesundheitswesen, aber auch in klassischen Niedriglohnbranchen wie der Landwirtschaft, dem Bäcker- und Friseurhandwerk oder dem Hotel- und Gaststättengewerbe.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Thorsten Schulten
Leiter WSI-Tarifarchiv
Tel.: 0211 / 77 78-239
E-Mail: Thorsten-Schulten@boeckler.de

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

Originalpublikation:
Quelle: Thorsten Schulten und das WSI-Tarifarchiv: Tarifpolitischer Jahresbericht 2019: Anhaltende Lohndynamik und neue tarifliche Wahlmodelle, Düsseldorf, Februar 2020. Download: https://www.boeckler.de/pdf/p_ta_jb_2019.pdf

Die PM mit Grafiken (pdf): https://www.boeckler.de/pdf/pm_ta_2020_02_19.pdf

Aktuelle Informationen zu Forderungen, Verhandlungen und Abschlüssen in der Tarifrunde 2020: https://www.boeckler.de/wsi-tarifarchiv_122759.htm

Quelle: IDW 

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Forschungsvorhaben analysieren Langfristperspektiven für Bioenergieanlagen nach 2020

Paul Trainer M.A. Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Biomasseforschungszentrum

Die Vergütung für Bestandsanlagen wurde mit der Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) im Jahr 2000 für die Dauer von 20 Jahren festgeschrieben. Daraus folgt, dass eine wachsende Anzahl von Bioenergieanlagen in den kommenden Jahren schrittweise aus der bisherigen Förderung fallen wird. In zwei Forschungsvorhaben wurde in den zurückliegenden zwei Jahren untersucht, welche Anschlussperspektiven für Bestandsanlagen vor diesem Hintergrund bestehen. Auf der Abschlusstagung beider Vorhaben am 19. Februar 2020 konnte ein erstes Fazit gezogen werden.

In den vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft finanzierten Forschungsvorhaben "Bioenergie - Potenziale, Langfristperspektiven und Strategien für Anlagen zur Stromerzeugung nach 2020" (BE20plus) und „Next Generation Biogasanlagen" (NxtGenBGA) wurde wissenschaftlich untersucht, welche Anschlussperspektiven für Bioenergie­anlagen bestehen, wenn diese nach 20 Jahren aus der bisherigen EEG-Förderung ausscheiden. Ziel war es vor diesem Hintergrund, einen Beitrag zu leisten, wie erhaltenswerte Bioenergieanlagen identifiziert und die Bedingungen für einen wirtschaftlichen Weiterbetrieb im Rahmen einer Gesamtsystembetrachtung verbessert werden können.

Im Fokus stand für die beteiligten Wissenschaftler insbesondere das Bemühen, technische Konzepte, Kosten und Erlöse, Treibhausgasemissionen und andere Umwelt- und Nachhaltigkeitseffekte für heutige und zukünftig mögliche Anlagenkonfigurationen zu untersuchen und diese mit verschiedenen Geschäftsfeldern zu verbinden. So wurden Strategien erstellt, die nach dem Auslaufen der ersten Vergütungsperiode (Post-EEG) erschließbar sind. Mit Hilfe eines Energiemarktmodells wurden zudem Effekte auf der Gesamtsystemebene analysiert und bewertet. Den Ansatz der Forschungsprojekte erläutert Martin Dotzauer vom DBFZ und Projektleiter von „BE20plus", wie folgt: „In den Forschungsprojekten wurden die Bioenergieanlagen im Stromsektor sowohl aus Betreibersicht als auch im Hinblick auf das Gesamtsystem untersucht. Das ist wichtig, damit die Rahmenbedingungen auch tatsächlich zu den energiepolitischen Ambitionen passen und Betreiber ihre Rolle im zukünftigen Energiesystem richtig einschätzen können."

Auf dem in Berlin stattgefundenen Abschlussworkshop am 19. Februar kamen beide Vorhaben übereinstimmend zu dem Ergebnis, dass die zukünftigen ökonomischen Rahmenbedingungen, d.h. der Einsatzstoffpreis für Brennstoffe und Substrate, der CO2-Preis und die allgemeine Preisentwicklung einerseits und die marktseitigen Erlösmöglichkeiten für die unterschiedlichen Leistungen von Bioenergieanlagen andererseits, einen entscheidenden Einfluss auf deren Überlebensfähigkeit ausüben. Systemisch werden Bioenergieanlagen im Strom- und Wärmesektor mit zunehmendem Ausbau erneuerbarer volatiler Energieträger wieder wichtiger, da die Anlagen eine bereits verfügbare Flexibilitätsoption darstellen, die bei wachsenden Anteilen von fluktuierendem Wind- und Solarstromanteilen für die Versorgungssicherheit erforderlich sind. Betriebskonzepten, die eine hohe technisch-ökonomische Gesamteffizienz aufweisen, sollte also trotz aktuell noch unzureichender Refinanzierung durch Markterlöse eine Übergangsperspektive für deren zukünftigen Beitrag zur Transformation des Energiesystems in Deutschland eingeräumt werden. Auch wenn diese hinsichtlich ihrer bloßen Gestehungskosten tendenziell kostenaufwändiger sind als die fluktuierenden Erzeugungsarten, so die Wissenschaftler.

„Vor allem flexible Biogasanlagen erfüllen zukünftig zunehmende Funktionen zur Aussteuerung von Unregelmäßigkeiten bei der regenerativen Energieerzeugung. Die bedarfsgerechte Strombereitstellung steht hier ganz vorne. So schneiden z.B. auch saisonale Flexibilitätskonzepte in unseren Untersuchungen recht günstig ab", resümiert Dr. Ludger Eltrop vom IER der Universität Stuttgart und Projektleiter von „NxtGenBGA". Martin Dotzauer vom DBFZ ergänzt: „Im Widerspruch zum systemischen Mehrwert der Bioenergie bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien ist ein Weiterbetrieb für den Großteil der Anlagen derzeit schwierig. Insbesondere der Teil, der weitergehende Anforderungen an die Umweltwirkung oder Effizienz nicht so einfach erfüllen kann, wird unter den gegenwärtigen Rahmenbedingungen wahrscheinlich nicht erfolgreich in die Post-EEG-Phase eintreten können. Das ist umso kritischer, da die Anlagen nach dem Atom- und Kohleausstieg insbesondere ab Mitte der 2030er Jahre gebraucht werden, wenn die Energiewende auf die Zielgerade einbiegt". Die Ergebnisse der Abschlussveranstaltung werden bis zum endgültigen Abschluss des Projektes zum 30. Juni 2020 in Handlungsempfehlungen für die Politik übersetzt.

Projektpartner:
IZES - Institut für ZukunftsEnergie- und Stoffströme
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ
Universität Stuttgart - Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung
Next Kraftwerke GmbH
Universität Hohenheim

Smart Bioenergy - Innovationen für eine nachhaltige Zukunft
Das Deutsche Biomasseforschungszentrum arbeitet als zentraler und unabhängiger Vordenker im Bereich der energetischen und stofflichen Biomassenutzung an der Frage, wie die begrenzt verfügbaren Biomasseressourcen nachhaltig und mit höchster Effizienz und Effektivität zum bestehenden und zukünftigen Energiesystem beitragen können. Im Rahmen der Forschungstätigkeit identifiziert, entwickelt, begleitet, evaluiert und demonstriert das DBFZ die vielversprechendsten Anwendungsfelder für Bioenergie und die besonders positiv herausragenden Beispiele gemeinsam mit Partnern aus Forschung, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Mit der Arbeit des DBFZ soll das Wissen über die Möglichkeiten und Grenzen einer energetischen und integrierten stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe in einer biobasierten Wirtschaft insgesamt erweitert und die herausragende Stellung des Industriestandortes Deutschland in diesem Sektor dauerhaft abgesichert werden - www.dbfz.de.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Martin Dotzauer
Tel.: +49 (0)341 2434-385
E-Mail: martin.dotzauer@dbfz.de

Dr. Ludger Eltrop (IER)
Tel.: +49 711 685-87816
E-Mail: ludger.eltrop@ier.uni-stuttgart.de

Pressekontakt:
Paul Trainer
Tel.: +49 (0)341 2434-437
E-Mail: paul.trainer@dbfz.de

Weitere Informationen:
https://www.dbfz.de/pressemediathek/presse/pressemitteilungen/pressemitteilung-1...

Quelle: IDW 

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Ein schwaches Herz schadet auch dem Gehirn

Verena Müller Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

Pumpt das Herz zu wenig Blut in den Körper, wird meist auch das Gehirn nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Bislang war jedoch unklar, wie sich das auf die Hirnstruktur auswirkt. Forscher des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften (MPI CBS) haben nun in Zusammenarbeit mit dem Herzzentrum Leipzig herausgefunden, dass darunter auch die graue Hirnsubstanz leidet.

Etwa 1,8 Millionen Menschen leiden in Deutschland an einer Herzschwäche, auch Herzinsuffizienz genannt. Die wirkt sich nicht nur auf die Leistungsfähigkeit der Patienten aus - sie sind schneller erschöpft und klagen über Atemnot bei Belastungen. Auch ihr Gehirn ist davon betroffen. Wissenschaftler des MPI CBS haben nun belegt, auch die Dichte der grauen Substanz sinkt. Besonders groß ist der Schaden nach einem Herzinfarkt.

„Je schwächer das Herz, desto geringer die Dichte der grauen Substanz", erklärt Matthias Schroeter, Leiter der Forschungsgruppe für Kognitive Neuropsychiatrie am MPI CBS, das zentrale Ergebnis der Studie. Besonders betroffen seien dabei das mittlere Stirnhirn und der sogenannte Precuneus innerhalb der Großhirnrinde sowie der Hippocampus. Diese Regionen verarbeiten vor allem Aufmerksamkeitsprozesse und Gedächtnisinhalte. Und nicht nur das: „Ein Abbau von grauer Substanz in diesen Bereichen kann die Entstehung von Demenz begünstigen", sagt Schroeter.

Untersucht haben die Wissenschaftler den Zusammenhang zwischen grauer Substanz und Herzfunktion an 80 Patienten des Herzzentrums Leipzig mithilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) und zweier Faktoren: Der Menge an Blut, die bei einem Herzschlag ausgestoßen wird, und der Konzentration eines bestimmten Hormons in der Blutbahn. Dabei zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Grad der Herzinsuffizienz und den Veränderungen in der grauen Substanz.

Als graue Substanz bezeichnet man im Gehirn die Gebiete, die vorwiegend aus den Zellkörpern der Nervenzellen bestehen. Die langen Enden der Nervenzellen, die Nervenfasern, bilden hingegen die weiße Substanz. Der bekannteste Teil der grauen Substanz ist die Großhirnrinde, die das Gehirn als äußerer, zwei bis fünf Millimeter dicker Mantel mit seinen zahlreichen Windungen umgibt. Hier werden die eigentlichen höheren geistigen Fähigkeiten des Menschen - von den Sinneseindrücken über Sprache bis zu Kreativität - verarbeitet.

„Bei einer Herzschwäche muss also auch bedacht werden, dass dabei die Hirnstruktur geschädigt wird", sagt der Mediziner. Frühere Studien hatten gezeigt, was dem Abbau am besten entgegenwirkt: Sport und soziale Aktivitäten. „Natürlich muss man auch die verminderte Herzfunktion selbst behandeln." Soll heißen: Die Ursachen wie Rauchen, Diabetes oder Adipositas angehen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dr. Matthias Schroeter
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig
0341 9724962
schroet@cbs.mpg.de

Originalpublikation:
Karsten Mueller, F. Thiel , F. Beutner, A. Teren, Tommaso Ballarini, Harald E. Möller, Kristin Ihle, Arno Villringer, and Matthias L. Schroeter (2020) Brain change with heart failure: Cardiac biomarker alterations and gray matter decline. Circulation Research

Weitere Informationen:
https://www.cbs.mpg.de/herzschwaeche-graue-substanz?c=7505
Zur Pressemitteilung auf der Seite des MPI CBS

Quelle: IDW 

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Regenrückhaltebecken bringen Artenvielfalt in den besiedelten Raum

Jessica Bode Pressestelle
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Doktorarbeit einer DBU-Stipendiatin zeigt: Management kann naturnahe Strukturen fördern
Osnabrück/Münster. Die weltweite Zunahme der Siedlungs- und Verkehrsfläche stellt eine der größten Herausforderungen für den Erhalt der biologischen Vielfalt dar. Allein in Deutschland hat sie sich nach Angaben des Statistischen Bundesamts von 1992 bis 2018 von rund 40.000 auf fast 50.000 Quadratkilometer ausgedehnt. Der enorme Flächenverbrauch führt dabei häufig zu einer Zerstörung naturnaher Lebensräume. Die Ergebnisse einer aktuellen Untersuchung belegen nun, dass städtische Regenrückhaltebecken bei naturnaher Gestaltung zum Erhalt der Biodiversität beitragen können. „Heutzutage gehört der Schutz der Artenvielfalt neben dem Klimaschutz zu den größten Herausforderungen. Auf kommunaler Ebene bieten sich gute Chancen beim Management von Regenrückhaltebecken", sagt Dr. Volker Wachendörfer, Fachreferent Naturschutz bei der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU). Im Zuge eines Stipendiums bei der DBU hatte Dr. Lisa Holtmann an der Universität Osnabrück über die Zusammenhänge promoviert.

An Regenrückhaltebecken mehr Pflanzenarten als an Kontrollgewässern
„Da städtische Gewässer aus Gründen des Hochwasserschutzes oder infolge industrieller Nutzung stark verändert wurden, sind auch ihre Ökosysteme in Mitleidenschaft gezogen worden. Mit dem Begradigen, Eindämmen und Betonieren der Bäche, Flüsse und Stillgewässer sowie der zunehmenden Flächenversiegelung steigt zudem die Hochwassergefahr in Siedlungsgebieten an", so Holtmann. Um dieser Entwicklung entgegenzuwirken, wurden in Mitteleuropa in den letzten Jahrzehnten verstärkt Regenrückhaltebecken angelegt. Im Rahmen der Doktorarbeit wurde die Vielfalt der Pflanzenarten an 35 Regenrückhaltebecken und 35 Kontrollgewässern in und um Münster (Westfalen) vergleichend analysiert. Die Ergebnisse dieser Untersuchung belegen, dass im Wasser lebende, salztolerante und gefährdete Pflanzen an den Regenrückhaltebecken in höheren Artenzahlen vorkamen als an den Kontrollteichen, die teilweise sogar extra zu Artenschutzzwecken angelegt worden waren.

Bei Anlage und Pflege der Becken Biodiversitätsschutz berücksichtigen
Entscheidend für eine höhere Pflanzenvielfalt sind nach Ansicht der Forscher vor allem kommunale Pflegemaßnahmen. „Wir gehen davon aus, dass das regelmäßige Management der Becken gute Bedingungen für gefährdete Pflanzenarten fördert", erläutert Prof. Dr. Thomas Fartmann, Leiter der Abteilung für Biodiversität und Landschaftsökologie an der Universität Osnabrück. Um optimalen Hochwasserschutz zu erreichen, werden alle paar Jahre die Sträucher und Bäume am Ufer beschnitten und die Teiche entschlammt. Die niedrige Krautschicht wird in der Regel jedes Jahr im Winter geschnitten. Dieses Eingreifen schaffe offenen Boden und lasse Licht an die dort vorhandenen Samen, die dann auskeimen und wachsen können. Bei der Anlage und Pflege von Regenrückhaltebecken sollten Belange des Biodiversitätsschutzes zukünftig verstärkt berücksichtigt werden.

Weitere Informationen:
https://www.dbu.de/123artikel38567_2442.html Pressemitteilung online

Quelle: IDW 

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Lässt sich Biogas in kleinen Anlagen direkt in Biomethan umsetzen?

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

Power-to-Gas als Flexibilisierungskonzept auch für landwirtschaftliche Biogasanlagen

Die Umwandlung von Kohlendioxid in Methan - das sogenannte Power-to-Gas-Verfahren - gilt als wirtschaftlich vergleichsweise attraktive Option zur Speicherung von Strom. Wird dafür das in Biogasanlagen entstehende CO2 genutzt, bieten sich eine Reihe von Vorteilen. Ob das jedoch auch mit kleineren, eher landwirtschaftlichen Anlagen gelingen kann, untersuchen jetzt Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, der regineering GmbH und der Technische Hochschule Ingolstadt. Gefördert werden sie dabei vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL).

Kohlendioxid fällt in Biogasanlagen als Bestandteil des Biogases vergleichsweise konzentriert an. In größeren Biogasanlagen werden deshalb Konzepte getestet und umgesetzt, die das Biogas durch sogenannte Methanisierung mit Hilfe von Strom aus Windkraftanlagen zu Biomethan aufwerten. Dieses Power-to-Gas-Verfahren speichert den erneuerbaren Strom quasi chemisch in Form von Bioerdgas, das über die Gasnetze bestens transportierbar ist.

Für die kleineren landwirtschaftlichen Biogasanlagen gilt die Aufbereitung und Einspeisung in das Gasnetz - sofern vor Ort überhaupt verfügbar - zurzeit jedoch noch als sehr aufwendig. Deshalb erarbeiten die Wissenschaftler aus Bayern ein neuartiges Konzept, bei dem das Biogas zwar methanisiert, dann aber direkt an der Anlage verwertet wird.

Konkret soll das Biogas aus dem Fermenter ausgeschleust und dessen CO2-Anteile im Nebenstrom katalytisch reduziert werden, wenn entsprechender Strom preisgünstig zur Verfügung steht. Anschließend gelangt das Biomethan zurück in die Gasblase. Dort steigt der Methananteil im Biogas und damit dessen Energiegehalt sukzessive an, was sich ideal mit flexibler, bedarfsgerechter Fahrweise der BHKWs kombinieren lässt.

Die Partner wollen zunächst die grundsätzliche Realisierbarkeit des Konzeptes testen, um es im nachfolgenden Schritt an realen Biogasanlagen umzusetzen. Gefördert werden sie dabei vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR). Informationen zu den Projekten stehen auf fnr.de unter den Förderkennzeichen 22035318, 2219NR277 und 2219NR279 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/projektdatenbank-der-fnr/
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22035318
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=2219NR277
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=2219NR279
https://www.fnr.de/projektfoerderung/ausgewaehlte-projekte/projekte/news/biometh...

Quelle: IDW 

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Beim Frühstück wird doppelt so viel Energie verbrannt wie beim Abendessen

Rüdiger Labahn Informations- und Pressestelle
Universität zu Lübeck

Unterschiedliche Kalorienverwertung je nach Tageszeit - Untersuchung der Sektion für Psychoneurobiologie der Universität zu Lübeck

Ein ausgiebiges Frühstück sollte einem üppigen Abendessen vorgezogen werden, um Übergewicht oder Blutzuckerspitzen bei Diabetes mellitus zu vermeiden. Das geht aus einer Studie der Sektion für Psychoneurobiologie der Universität zu Lübeck hervor.

Die Bedeutung der Tageszeit für den nahrungsinduzierten Energieumsatz, d.h. die Verbrennung von verzehrten Kalorien, wird seit Jahren widersprüchlich diskutiert. Außerdem ist unklar, ob eine mögliche tageszeitliche Variation des Energieumsatzes von der Menge aufgenommener Kalorien abhängt. Eine DFG-geförderte Studie der Sektion für Psychoneurobiologie hat nun unter der Leitung von Prof. Kerstin Oltmanns untersucht, ob die nahrungsinduzierte Thermogenese (NIT) bei identischen Mahlzeiten tageszeitlich variiert und ob diese Regulation auch nach kalorienarmen Mahlzeiten im Vergleich zu hochkalorischen erhalten bleibt.

In einer verblindeten, randomisierten Laborstudie erhielten 16 normalgewichtige Männer ein niederkalorisches Frühstück und ein hochkalorisches Abendessen in der einen Bedingung und umgekehrt in der anderen. Die NIT wurde mittels indirekter Kalorimetrie gemessen und Parameter des Glukosestoffwechsels bestimmt. Darüber hinaus wurden Hungergefühle und Appetit auf Süßigkeiten in den beiden Bedingungen miteinander verglichen.

Ernährungswissenschaftlerin und Studienleiterin Juliane Richter, M.Sc., erklärt: „Die Ergebnisse zeigen, dass eine identische Kalorienzufuhr sowohl nach hoch- als auch nach niederkalorischen Mahlzeiten zu einer 2,5-fach höheren NIT am Morgen im Vergleich zum Abend führt. Der Anstieg des Blutzucker- und Insulinspiegels war nach dem Frühstück im Vergleich zum Abendessen deutlich vermindert. Das niederkalorische Frühstück führte zu verstärkten Hungergefühlen, insbesondere auf Süßigkeiten, während des ganzen Tages."

Aus den Ergebnissen schlussfolgern die Wissenschaftler: Die Kalorienverbrennung nach einer Mahlzeit ist grundsätzlich am Morgen deutlich höher als am Abend. Dieser genetische Tagesrhythmus bleibt auch bei niederkalorischer Ernährung, z.B. während einer Diät um abzunehmen, erhalten. Darüber hinaus kann verstärkter Appetit auf Süßes nach einem niederkalorischen Frühstück zu gehäuftem Snacking im Tagesverlauf verführen. Nach dem Abendessen kommt es auch zu einem höheren Anstieg von Glukose und Insulin im Vergleich zum Frühstück. Daher sollte ein ausgiebiges Frühstück einem üppigen Abendessen vorgezogen werden, um Übergewicht oder Blutzuckerspitzen bei Diabetes mellitus zu vermeiden.

In einer Folgestudie soll nun das Ergebnis der Studie im Hinblick auf die Gewichtsabnahme bei Übergewichtigen untersucht werden. „Unsere Studie zeigt, dass der menschliche Energieumsatz morgens grundsätzlich höher ist als abends. Das ist genetisch bedingt und bei jedem so", erläutert Prof. Oltmanns. „Übergewichtige lassen häufig das Frühstück weg, weil sie abnehmen möchten, und essen abends eine große Hauptmahlzeit, wenn der Hunger übermächtig wird. Wir möchten nun nachweisen, dass es schon zu einer Gewichtsabnahme kommt, wenn man dieselbe Kalorienmenge hauptsächlich in der ersten Tageshälfte zu sich nimmt."

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Kerstin Oltmanns
Universität zu Lübeck
Leitung der Sektion für Psychoneurobiologie
Marie-Curie-Straße
23562 Lübeck
Telefon: +49 451 3101 7531
Fax: +49 451 3101 7540
E-Mail: oltmanns@pnb.uni-luebeck.de
www: http://www.pnb.uni-luebeck.de

Originalpublikation:
Richter J, Herzog N, Janka S, Baumann T, Kistenmacher A, Oltmanns KM: Twice as high diet-induced thermogenesis after breakfast vs dinner on high-calorie as well as low-calorie meals. J Clin Endocrinol Metab, 2020 Mar 1;105(3) [Epub ahead of print]

Weitere Informationen:
http://academic.oup.com/jcem/article/105/3/dgz311/5740411

Quelle: IDW 

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Warum verzichten wir? Studie zum Fasten.

Stephan Düppe Stabsstelle 2 - Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit
FernUniversität in Hagen

40 Tage ohne Alkohol oder Fleisch, keine Süßigkeiten an Wochentagen, auf das Auto oder auf die private Internetnutzung verzichten: Vor allem in den sieben Wochen vor Ostern entdecken immer mehr Menschen die neue Lust am Verzicht. Ob ab Aschermittwoch oder zwischendurch - Fasten liegt im Trend.
Aber warum verzichten wir eigentlich? Aus religiösen oder gesundheitlichen Gründen? „Das möchte ich herausfinden", sagt Dr. Patrick Heiser, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Lehrgebiet Soziologische Gegenwartsdiagnosen an der FernUniversität in Hagen. Pünktlich zur vorösterlichen Fastenzeit startet der Religionssoziologe eine Online-Befragung zum Fasten und sucht dafür Teilnehmende.

Mit dem Fasten ist eine jahrhundertealte Tradition verbunden. Aktuell steigt der Anteil an Menschen, die bewusst für eine bestimmte Zeit auf Lebensmittel und Konsumgüter verzichten. Auf eine Befragung im Auftrag der Krankenkasse DAK (2019) geht zurück: Knapp zwei Drittel der Bevölkerung in Deutschland haben mindestens einmal im Leben gefastet. Tendenz steigend. Und doch ist das Fasten in der Soziologie bisher kaum untersucht worden. Wer aus welchen Gründen fastet, wie und auf was verzichtet wird: Bislang liegen dazu kaum Daten vor.

Fasten und Religion
Dabei ist das Fasten bis heute Bestandteil aller Weltreligionen. „Ich vermute aber, dass es als religiöse Pflicht an Bedeutung verliert und zunehmend individuell gestaltet wird", sagt Heiser. „Das führt zu einer Pluralisierung der Fasten-Praktiken." Interessant ist für Heiser die Frage, welche Einstellung mit dem Verzicht auf Konsumgüter verbunden ist. „Fasten wird mit Ideologien verknüpft und dadurch mit Bedeutung versehen", erklärt der Wissenschaftler. „Heute ist der Verzicht, zum Beispiel auf Fleisch oder das Auto, auch Konsumkritik", sagt er mit Blick auf die politischen Debatten zur Einführung eines Veggie-Days in öffentlichen Kantinen und zum Umstieg auf öffentliche Verkehrsmittel.

Die Fasten-Studie ist ein Baustein bei Heisers Suche nach „religiösen Praktiken, die heute noch auf Resonanz stoßen und mitunter gar an Popularität gewinnen". Diese erforscht der Wissenschaftler im Zuge seiner Habilitation. Neben dem Fasten ist das Pilgern ein Thema, das in eine ähnliche Richtung geht. „Einerseits gibt es eine Tradition, die für Evidenz bürgt. Andererseits gestalten Menschen diese religiösen Praktiken heute individuell", sagt Heiser. „Pilgern und Fasten bewegen sich also zwischen individueller Gestaltung und religiöser Tradition. Beides ist wichtig, um die Popularität zu erklären."

Redaktion: Carolin Annemüller

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Patrick Heiser
FernUniversität in Hagen
Lehrgebiet Soziologie II - Soziologische Gegenwartsdiagnosen
E-Mail: patrick.heiser@fernuni-hagen.de
Tel.: 02331 987-4745
https://www.fernuni-hagen.de/soziologie/lg2/team/patrick.heiser.shtml

Weitere Informationen:
https://e.feu.de/fasten - Umfrage zum "Fasten in der späten Moderne". Teilnehmen können alle Interessierten unabhängig von Alter, Geschlecht und Religion. Die Umfrage läuft vom 26.02. bis 30.04.2020. Es handelt sich um eine anonyme Online-Befragung mit rund 30 Fragen.

Quelle: IDW 

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UV-Licht gegen störenden Unterwasserbewuchs - Innovatives Antifouling-System des IOW jetzt reif für Serienproduktion

Dr. Kristin Beck Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Der Bewuchs mit lebenden Organismen - sogenanntes Biofouling - ist ein großes Problem für jedes technische Gerät, das über lange Zeiträume unter Wasser einsatzfähig bleiben soll. Verkrustung mit Muscheln und Seepocken sorgt meist für mechanische Probleme, aber auch schon dünne Biofilme aus Algen und Bakterien können empfindliche Oberflächen und Messtechnik schädigen sowie Messungen verfälschen. Nach rund dreijähriger Entwicklungszeit wurde jetzt ein am IOW konzipiertes Antifouling-Gerät für die gewerbliche Produktion lizensiert, das erstmals mittels einer fokussierenden Linsenoptik das UV-Licht energieeffizienter LEDs bündelt und damit bestrahlte Flächen dauerhaft von Bewuchs frei hält.

Entwickelt wurde der neue Antifouling-UV-Strahler für den Dauereinsatz auf den drei autonomen MARNET-Messstationen, die das IOW mitten in der Ostsee zur Überwachung der Meeresumwelt für das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) betreibt. Unterwassermessfühler erfassen dort fortlaufend Temperatur, Salz- und Sauerstoffgehalt, Strömung sowie die Phytoplankton-Entwicklung mittels Chlorophyll-a-Fluoreszenzmessung.

„Ein entscheidender Faktor für gleichbleibend hohe Qualität von Unterwassermessungen im Langzeitbetrieb ist die effiziente Bekämpfung von Biofouling", sagt Robert Mars. Der IOW-Messtechnik-Experte leitet die technische Betreuung der Ostsee-MARNET-Stationen und ist Erfinder des neuen Antifouling-UV-Strahlers. „Organismen, die sich auf Messfühlern oder -flächen ansiedeln, beeinflussen die Sensorik erheblich, beispielsweise indem sie das Anströmen des Wassers behindern, das Messumfeld im Nahbereich der Sonden verändern, ihre Sensitivität abschwächen und vieles mehr. Ohne Antifouling dauert es - je nach Jahreszeit - zum Beispiel nur zwei bis vier Wochen, bis Algenbewuchs die Messung von Chlorophyll-a-Fluoreszenz massiv verfälscht", erläutert Mars das Problem. Da die Messstationen aber nur fünf- bis sechsmal im Jahr zur Wartung mit dem Schiff angelaufen werden können, war man bislang auf chemisches Antifouling oder wenig effektive mechanische Hilfen angewiesen. „Insbesondere seit die Tributylzinn-Verbindungen (TBT), ein hochtoxisches Antifouling-Mittel, 2008 EU-weit verboten wurden, ist der Bewuchs ein chronisches Problem in der Unterwassermesstechnik", so der IOW-Ingenieur.

Eine ungiftige Alternative ist der Einsatz von UV-C-Licht mit 200 - 280 Nanometern Wellenlänge. „Dieses wird schon länger zur Desinfektion eingesetzt - auch unter Wasser. Aber erst seit wenigen Jahren gibt es leistungsstarke UV-C-Leuchtdioden (LED), die im Vergleich zu traditionellen UV-Quecksilberdampflampen genau die Eigenschaften aufweisen, die wir für den Einsatz unter Extrembedingungen auf den MARNET-Stationen benötigen", schildert Robert Mars den Ansatzpunkt für seine Neuentwicklung. „Die UV-C-LEDs sind kompakt und robust, haben eine sehr lange Lebensdauer sowie ein schmales Emissionswellenlängenband genau im erwünschten Bereich, so dass nicht unnötig Leistung in anderen Wellenlängenbereichen verschwendet wird. Insgesamt sind die LEDs unglaublich energieeffizient, was für einen auf Batteriestrom angewiesenen Langzeitbetrieb essenziell ist", so Mars.

Gemeinsam mit Kollegen des IOW-Messtechnik-Teams und der Feinmechanischen Werkstatt des Instituts entwickelte und erprobte Robert Mars ab Frühjahr 2017 verschiedene Prototypen eines UV-Antifouling-Systems auf LED-Basis. Am Ende der Entwicklung, die in der finalen Umsetzungsphase vom BSH finanziert wurde, stand ein handliches Gerät mit widerstandsfähigem Titangehäuse und einer Kunststoffhalterung aus dem 3-D-Drucker, die schnell produziert und leicht an unterschiedliche Montagebedingungen angepasst werden kann. Vor allem aber bündeln erstmals Quarzglas-Linsen das UV-Licht, um der Unterwasser-Lichtstreuung entgegenzuwirken und die Strahlung effizient genau auf die Zielfläche zu lenken, wo sie gebraucht wird. Dabei können sowohl Punkt- als auch Flächenstrahler realisiert werden.

Der neue Antifouling-UV-Strahler des IOW ist bereits seit Juni 2019 auf allen drei MARNET-Stationen erfolgreich im Einsatz. „Er hat die intensive Erprobung mit Bravour bestanden hat", freut sich Mars. „Alle Zielflächen konnten durch Bestrahlung aus bis zu 1 Meter Entfernung komplett und nachhaltig bewuchsfrei gehalten werden. Die bestrahlte Sensorik, insbesondere das störungsanfällige Chlorophyll-Fluorometer, liefert dauerhaft sehr gute Daten und das Gehäuse trotzt erfolgreich den rauen Freilandbedingungen mitten in der Ostsee", zählt der IOW-Ingenieur die Erfolge des Entwicklungsprojektes auf.

Mittlerweile ist der Strahler auch zum Patent angemeldet, wobei der innovative Kern der Erfindung in der erstmalig verwendeten Linsenoptik liegt, die für den durchschlagenden Antifouling-Effekt entscheidend ist. „Unser System ist dadurch 100-mal effizienter als das einzige kommerzielle Produkt, das es für vergleichbare Anwendungen bislang auf dem Markt gibt", erläutert Robert Mars. Der IOW-Ingenieur geht davon aus, dass gerade in der Meeresforschung der Bedarf für ein derart handliches und flexibel einsetzbares Antifouling-Gerät groß ist. „Man kann sich