Mittwoch, Oktober 28, 2020
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Oktober 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
27.10.2020 Der Rest ist nicht alles – Für nachhaltige Biogaserzeugung ist mehr als Gärrestdüngung notwendig
25.10.2020 Größter CO2-Rückgang: Echtzeit-Daten zeigen die massiven Auswirkungen von Covid-19 auf die globalen Emissionen
24.10.2020 Auf die Wirkung kommt es an: Neues Verfahren spürt Schadstoffe anhand ihrer Effekte auf Organismen auf
23.10.2020 Kein Nachwuchs bei Dorsch und Hering – Wissenschaft alarmiert: Fischbeständen in der westlichen Ostsee droht Kollaps
22.10.2020 Korallenbleiche: Riff erholt sich schneller als gedacht
20.10.2020 Klimaschutz lässt sich sozialverträglich gestalten
19.10.2020 Künstliche Intelligenz zum Schutz des Grundwassers
16.10.2020 Im Meer schneit es Plastik
14.10.2020 Recycling von Klärschlamm 
12.10.2020 Exzellentes Bremer Wasser für piekfeine Bremer Getränke 
08.10.2020 Die globale Nahrungsmittelproduktion stellt eine zunehmende Bedrohung für das Weltklima dar 
07.10.2020 KI – Wegbereiter der Zukunft? 
06.10.2020 Arrokoth: Abflachen eines Schneemanns
04.10.2020 Energieumwandlung – Sonne tanken und im Dunkeln schwimmen
01.10.2020 Im Ostseeraum muss die Entsorgung nicht verwendeter Arzneimittel verbessert werden 
Gesundheit
26.10.2020 Der Entstehung von Darmkrebs auf der Spur: Wie Häm-Eisen aus rotem Fleisch gesunde Darmzellen schädigt
17.10.2020 Kurzsichtigkeit: Kinderaugen brauchen mehr Sonnenlicht
13.10.2020 Wie spät ist es auf der biologischen Uhr? 
11.10.2020 TU Berlin: Intervallfasten auch im Alter wirksam
09.10.2020 Übertragung von COVID-19: Aerosole deutlich infektiöser alsTränenflüssigkeit oder Bindehaut 
03.10.2020 Bayreuther Forscher: Tropische Naturschutzgebiete sind besonders stark von künftigen Klimaänderungen betroffen
Gesellschaft
21.10.2020 HU-Podcast: „Mose wurde viel kritisiert“
15.10.2020 HHL zeigt Meinungsbild zu umstrittener 50+1-Regel im Fußball 
10.10.2020 BMAS fördert interdisziplinäres Wissenschaftsteam 
05.10.2020 Hochschulmedizin Dresden erhält 7,5 Millionen Euro für COVID-19 Forschung
02.10.2020 Zufriedenheit im Homeoffice nimmt weiter zu
September 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
30.09.2020 Roboter auf der Blumenwiese und Gemüse von der Kläranlage
28.09.2020 Mit Bor und Bier Stickstoff reduziert
27.09.2020 Schwebstoffe in Bundeswasserstraßen: Neue Erkenntnisse zu Herkunft und Zusammensetzung 
24.09.2020 Laborstudie zu Toxizität: Produkte aus „Bioplastik“ keine unbedenkliche Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen
22.09.2020 Virtuelle Verleihung des UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020 
20.09.2020 Indischer Monsun ist nach Vulkanausbrüchen besser vorhersagbar 
17.09.2020 EU-Förderung: 9 Millionen Euro für Meeresforschung 
16.09.2020 Bildung alleine reicht nicht: Der Naturschutzpolitik gelingt es zu selten, das Verhalten der Menschen zu ändern
14.09.2020 Bioabfälle als wertvoller Rohstoff für Hightech-Produkte 
12.09.2020 Abwasser aus dem Bergbau aus Ressource nutzen 
08.09.2020 Die (un)sichtbare Dürre: TU Bergakademie Freiberg untersucht Auswirkungen auf Grundwasser und Wasserqualität
07.09.2020 Künstliche Intelligenz lernt kontinentale Hydrologie
05.09.2020 Plastikpartikel gelangen tief in den Boden 
02.09.2020 Neues Verfahren: Steroidhormone effizient aus Wasser entfernen 
Gesundheit
29.09.2020 Verbindung aus Calcium und Phosphat löst starke Entzündung bei Rheumapatienten aus
26.09.2020 Neue Studie aus Bayreuth: Auch gekochte Karotten können allergische Reaktionen auslösen
23.09.2020 Bei schlechtem und zu kurzem Schlaf sollte man immer auf eine berufliche Überlastung schauen 
18.09.2020 Sensormatte beugt Haltungsschäden vor 
15.09.2020 Weizen & Bekömmlichkeit: Backwaren sind wesentlich besser als ihr Ruf 
13.09.2020 Arzt-Patienten-Kommunikation: „Placebo-Effekte können den Verlauf von Krankheiten verbessern“ 
11.09.2020 Covid-19: Kläranlagen als Frühwarnsystem – TU Darmstadt analysiert das Erbmaterial von SARS-CoV-2 aus Abwasserproben 
10.09.2020 SARS-CoV-2-Viren im Abwasser: COVID-19 Überwachung und Abschätzung potenzieller Infektionsrisiken
09.09.2020 Küssen verboten: Abwehrmechanismus im Speichel stoppt Zika-Virus, aber nicht SARS-CoV-2
04.09.2020 Niedriger Blutdruck: Harmlos oder bedenklich für das Herz? 
03.09.2020 Veganismus: Vitamin B12 wird gut ergänzt, Jod ist das Sorgenkind 
Gesellschaft
25.09.2020 Wissen über Corona: Die Mehrheit der Bevölkerung hat sich gut informiert und ist dafür, „Fake News“ zu kennzeichnen 
21.09.2020 Das erste ägyptische Referenzgenom des Menschen
19.09.2020 UFZ-Modelle im Einsatz gegen die Afrikanische Schweinepest 
06.09.2020 TU intern: Ein Hundeleben und sein CO2-Fußabdruck
01.09.2020 Sicher musizieren in Zeiten von Corona 
August 2020
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
30.08.2020 Volle Kraft voraus: Startschuss für die Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg unter Beteiligung des CC4E der HAW Hamburg 
28.08.2020 Bessere Sicht für Tauchbojen
26.08.2020 Gärrückstände aus Biogasanlagen optimal verwerten – Jetzt zur Online-Fachtagung am 15.9.2020 anmelden! 
24.08.2020 Hitze und Starkregen – so passen sich Kommunen an den Klimawandel an
23.08.2020 Deutsches Hochwasserrisiko-Management ist nur selten naturbasiert 
21.08.2020 Wo ist das Wasser während einer Dürre? 
20.08.2020 Die Überdüngung der Ostsee beenden: Wirken die Maßnahmen? 
18.08.2020 Mit Biomarkern auf Zeitreise in Sachen „Blaualgen“: Ostsee-Sedimentarchive zeigen Auftreten und Häufigkeit seit 1860 
17.08.2020 Energieforschung für beste Spannung in den Stromnetzen 
13.08.2020 Hannoveraner Physikerteam entwickelt mobilen Schnelltest zur Erkennung von giftigen Blaualgen 
11.08.2020 Blaulichtschalter aus Algen steuert elektrische Erregung von Pflanzen 
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
31.08.2020 EAST – AFNET 4 Studie: Frühe rhythmuserhaltende Therapie verbessert Aussichten bei Vorhofflimmern
25.08.2020 TU Berlin: Coronavirus – Wissenschaftler*innen beantworten Fragen zu Aerosolen und richtigem Lüften von Innenräumen 
22.08.2020 Mundspülungen könnten Corona-Übertragungsrisiko senken 
19.08.2020 Überlastung der Sehnen im Sport – was ist zu tun? 
15.08.2020 Neue Erkenntnisse zur Evolution von bakteriellen Antibiotikaresistenzen 
12.08.2020 Wirkungsmechanismen von Antibiotikakombinationen entdeckt 
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
29.08.2020 Eigene Gesundheitsdaten souverän handhaben 
27.08.2020 Bundesweite Umfrage: Corona-Warn-App
16.08.2020 Technologien im Alltag von älteren Menschen 
14.08.2020 Rätselhafte Verdunklung von Beteigeuze: Der Staub lichtet sich 
10.08.2020 Vom städtischen Kanaldeckel bis zu monumentaler Architektur 
09.08.2020 Worst-case-scenario für den Katastrophenfall 
08.08.2020 Ältestes Enzym der Zellatmung isoliert 
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 Nervenschmerzen frühzeitig verhindern 
05.01.2020 Neue Wirkstoffe gegen multiresistente Keime 
03.01.2020 Artemisinin-Resistenz bei Malariaparasiten entschlüsselt 
Gesellschaft
19.01.2020 Wie das Gehirn Ereignisse vorhersagt 
14.01.2020 Der Partner-Pay-Gap ist weiter vorherrschend – Männer bleiben die Haupt-Brotverdiener in Doppelverdienerhaushalten 
11.01.2020 Immer gegen den Uhrzeigersinn 
09.01.2020 Nicht Ost-West macht den Unterschied, sondern oben und unten 
04.01.2020 Neues Jahr, mehr Gehalt? Wann sich der kritische Blick auf die Gehaltsabrechnung auszahlt, welche Informationen helfen 
01.01.2020 IAB-Arbeitsmarktbarometer: Arbeitsmarkt geht stabil ins nächste Jahr 

Der Rest ist nicht alles – Für nachhaltige Biogaserzeugung ist mehr als Gärrestdüngung notwendig

Ulrich Eidenschink Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ)
Reststoffe der Biogasvergärung werden als sogenannte Gärreste auf den Acker zurückgeführt. Ihr Einfluss auf die Bodeneigenschaften kann jedoch nur in großen Zeiträumen festgestellt werden. In einem zehnjährigen Forschungsprojekt haben das Technologie- und Förderzentrum (TFZ) und die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) untersucht, ob die Düngung mit Gärresten langfristig zur Nachhaltigkeit im Nutzungspfad Biogas beiträgt. Insgesamt wirkte sich die organische Düngung zwar positiv auf verschiedene Parameter aus. Die Rückführung von Gärresten reicht allerdings in intensiven Fruchtfolgen nicht aus, um einen ausgeglichenen Humushaushalt zu erreichen.

Zur Untersuchung von Humushaushalt, Bodenphysik und Bodenleben wurden an vier bayerischen Standorten Feldversuche mit Silomais und Winterweizen im jährlichen Wechsel durchgeführt.
Mit der Abfolge von Silomais und Winterweizen ohne Zwischenfruchtanbau wurde dabei eine intensive Bodenbewirtschaftung gewählt, um Einflussfaktoren von außen gering zu halten. Die rückgeführten Gärreste stammten aus Praxis-Biogasanlagen. In einer Versuchsvariante wurde repräsentativ für eine Silomaisverfütterung die Düngung mit Rindergülle untersucht.

Im Ergebnis war festzustellen, dass die Dichte und Vielfalt der Bodenlebewesen, wie z.B. Springschwänze und Milben, durch Gärrestdüngung nicht verringert wird. Eine Gärrestdüngung in angemessener Höhe ließ auch eine positive Wirkung auf die Regenwurmfauna erkennen. Allerdings profitierten Regenwürmer stärker von der Düngung mit Rindergülle, die mehr leicht verwertbare Kohlenstoffverbindungen enthält. Ebenso lässt die Düngung mit Gärresten keine Verschlechterung der Bodeneigenschaften erkennen: Die Stabilität der Bodenstruktur blieb erhalten, wie auch das Aufnahmevermögen für Niederschläge. Eine erhöhte Anfälligkeit für Verschlämmung und damit ein erhöhtes Erosionsrisiko waren nicht festzustellen.
Insgesamt zeigte sich allerdings ein genereller Rückgang der Humusgehalte, der vor allem der einseitigen und humuszehrenden Fruchtfolge aus Silomais und Winterweizen zuzuschreiben ist. Die Gärrestdüngung kann diesen Rückgang mindern und trägt bezogen auf die ausgebrachte Menge organischer Substanz zur Humusversorgung bei. Hinsichtlich der Humuswirkung führte die Düngung mit Gärresten und Rindergülle zu vergleichbaren Ergebnissen. In intensiven Fruchtfolgen reichen Gärreste allein jedoch nicht für eine nachhaltige Bodenbewirtschaftung aus.
Dr. Maendy Fritz, Projektkoordinatorin am TFZ, zieht als Fazit: „Das Gesamtsystem muss stimmen. Für eine nachhaltige Biogaserzeugung brauchen wir eine Fruchtfolge, die zu Betrieb und Standort passt. Diese sollte mit humusmehrenden Kulturen, Zwischenfrüchten oder Untersaaten ergänzt werden, um die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten.“

Das Projekt wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gefördert. Als Projektpartner waren das Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz und die Abteilung Qualitätssicherung und Untersuchungswesen von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft beteiligt sowie das Amt für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten Ansbach.

Der Forschungsbericht „Gärrest Bayern“ kann unter www.tfz.bayern.de kostenlos heruntergeladen werden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Maendy Fritz, Abteilungsleiterin Rohstoffpflanzen und Stoffflüsse am TFZ, Tel.: 09421 300 210

Originalpublikation:
https://www.tfz.bayern.de/mam/cms08/rohstoffpflanzen/dateien/tfz_bericht_67_gaerrest_geschuetzt.pdf

Quelle: IDW
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Der Entstehung von Darmkrebs auf der Spur: Wie Häm-Eisen aus rotem Fleisch gesunde Darmzellen schädigt

TU Kaiserslautern Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Technische Universität Kaiserslautern
Dass ein übermäßiger Verzehr von rotem Fleisch das Risiko erhöht, an Darmkrebs zu erkranken, ist bekannt. Die organische Verbindung „Häm-Eisen“ steht im Verdacht, für die krebsfördernde Wirkung verantwortlich zu sein. Ein Forscherteam der TU Kaiserslautern um Professor Jörg Fahrer ist es jetzt gelungen, die toxische Wirkung von Häm-Eisen in gesunden Darmzellen zu beschreiben. Dabei haben die Wissenschaftler*innen das Protein Hämoxygenase-1 (HO-1) als wichtigen Schutzfaktor identifiziert. Das Enzym baut freies Häm in der Zelle ab und verhindert so dessen schädigenden Effekt. Die Forschungsergebnisse sind kürzlich in der namhaften Fachzeitschrift Cell Death & Disease veröffentlicht worden.

Darmkrebs zählt zu den drei häufigsten Krebsarten weltweit. Gerade bei Menschen im jungen und mittleren Alter von 20 bis 50 Jahren ist in letzter Zeit ein kontinuierlicher Anstieg bei den Neuerkrankungen zu verzeichnen. Dies wird mit veränderten Ernährungsgewohnheiten in Zusammenhang gebracht – unter anderem dem übermäßigen Verzehr von rotem Fleisch.

Um zu verstehen, welche Rolle Häm-Eisen in diesem Kontext spielt, hat ein Team unter Leitung von Professor Fahrer aus der Lebensmittelchemie und Toxikologie an der TUK sowie am Institut für Toxikologie der Universitätsmedizin Mainz die Effekte der organischen Eisenverbindung auf gesunde Darmzellen und entartete Darmkrebszellen analysiert. Zudem haben sie untersucht, inwieweit sich das organische Häm-Eisen von anorganischen Eisenformen wie zum Beispiel Eisenchlorid in der möglichen toxischen Wirkung unterscheidet. Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit Wissenschaftler*innen der Universität Konstanz und der Universität Potsdam durchgeführt und durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft finanziell unterstützt.

Die Forscher*innen konnten zunächst zeigen, dass Häm-Eisen in physiologisch relevanten Konzentrationen, wie sie in unserem Darm auftreten können, die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies fördert und Schäden an unserem Erbgut, der DNA, verursacht (siehe Abbildung 1A). „Diese Effekte waren bei den anorganischen Eisenverbindungen nur gering ausgeprägt“, wie Dr. Nina Seiwert, Erstautorin der Studie und Postdoktorandin in der Arbeitsgruppe Fahrer, ergänzt. So führte Häm-Eisen, aber nicht das anorganische Eisen, zum Absterben der normalen Darmzellen, was auch in sogenannten Organoiden aus gesundem Darmgewebe bestätigt werden konnte. „Hierbei handelt es sich quasi um ein Miniorgan, das in Kulturschalen eingebettet in einer Matrix mit speziellem Nährmedium wächst“, wie Dr. Seiwert erläutert. Interessanterweise zeigten die Darmkrebszellen jedoch eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Häm-Eisen und überlebten trotz der Schäden.

Im weiteren Verlauf erforschte das Team die Antwort auf zellulärer Ebene und konnte zeigen, dass Häm-Eisen einen zellulären Sensor für oxidativen Stress aktiviert und dadurch in Darmzellen das Enzym HO-1 produziert wird (siehe Abbildung 1B). „HO-1 ist verantwortlich für den Abbau von Häm-Eisen zu anorganischem Eisen und weiteren Produkten“, wie Professor Fahrer erklärt. Um die Rolle der HO-1 genauer zu ergründen, bedienten sich die Wissenschaftler*innen pharmakologischer und molekulargenetischer Methoden. War die Produktion von HO-1 entsprechend deaktiviert, stieg die Konzentration reaktiver Sauerstoffspezies stark an, was zu vermehrten oxidativen DNA-Schäden und schlussendlich Zelltod führte.

„Zusammengenommen illustrieren diese Befunde, dass freies Häm-Eisen in Zellen toxisch wirkt und HO-1 eine ganz wichtige Schutzfunktion einnimmt“, so Professor Fahrer. Die Studie liefert so einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der toxischen Wirkung von Häm-Eisen in Darmzellen und zeigt auf, wie es als Bestandteil von rotem Fleisch die Entstehung von Darmkrebs begünstigen kann.

Publikation
Seiwert N, Wecklein S, Demuth P, Hasselwander S, Kemper TA, Schwerdtle T, Brunner T, Fahrer J. Heme oxygenase 1 protects human colonocytes against ROS formation, oxidative DNA damage and cytotoxicity induced by heme iron, but not inorganic iron. Cell Death Dis. 2020; 11(9):787.
doi: 10.1038/s41419-020-02950-8.
https://www.nature.com/articles/s41419-020-02950-8

Fragen beantwortet:
Prof. Dr. Jörg Fahrer
Lebensmittelchemie und Toxikologie
Fachbereich Chemie der TU Kaiserslautern
Tel.: 0631 205-2974
E-Mail: fahrer@chemie.uni-kl.de

Quelle: IDW
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Größter CO2-Rückgang: Echtzeit-Daten zeigen die massiven Auswirkungen von Covid-19 auf die globalen Emissionen

Jonas Viering Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Während der andauernden Corona-Pandemie konnte in der ersten Jahreshälfte 2020 ein beispielloser Rückgang der CO2-Emissionen festgestellt werden – stärker als während der Finanzkrise von 2008, der Ölkrise von 1979 oder sogar während des Zweiten Weltkriegs.

Ein internationales Forscherteam hat herausgefunden, dass in den ersten sechs Monaten dieses Jahres 8,8 Prozent weniger Kohlendioxid ausgestoßen wurden als im gleichen Zeitraum im Jahr 2019 – ein Rückgang von insgesamt 1551 Millionen Tonnen. Die bahnbrechende Studie bietet nicht nur einen viel genaueren Blick auf die Auswirkungen von COVID-19 auf den globalen Energieverbrauch als frühere Analysen. Sie macht auch Vorschläge, welche grundlegenden Schritte unternommen werden könnten, um das globale Klima nach der Pandemie dauerhaft zu stabilisieren.

„Was unsere Studie einzigartig macht, sind die akribisch, nahezu in Echtzeit gemessener Daten“, erklärt Hauptautor Zhu Liu vom Department of Earth System Science an der Tsinghua-Universität in Peking. „Durch die Berücksichtigung täglicher Zahlen, die die Forschungsinitiative Carbon Monitor gesammelt hat, konnten wir uns einen viel schnelleren und präziseren Überblick verschaffen – einschließlich Zeitreihen, die zeigen, wie der Emissionsrückgang mit den Lockdowns in den einzelnen Ländern korrespondiert hat. Im April, auf dem Höhepunkt der ersten Welle von Corona-Infektionen, als die meisten Länder ihr öffentliches Leben erheblich zurückfuhren, gingen die Emissionen sogar um 16,9 % zurück. Insgesamt führten die verschiedenen Ausbrüche zu Emissionssenkungen, die wir normalerweise nur kurzfristig an Feiertagen wie Weihnachten oder dem chinesischen Frühlingsfest erleben.“

Die Studie, veröffentlicht in der neuesten Ausgabe von Nature Communications, zeigt, welche Teile der Weltwirtschaft am stärksten betroffen waren. „Die größte Emissionsreduktion fand im Bereich des Landverkehrs statt“, erklärt Daniel Kammen, Professor und Vorsitzender der Energy and Resources Group sowie Professor an der Goldman School of Public Policy, University of California, Berkeley. „Vor allem aufgrund des weit verbreiteten Arbeitens von Zuhause gingen die CO2-Emissionen im Verkehr weltweit um 40% zurück. Im Gegensatz dazu trugen der Energie- und der Industriesektor mit -22 %, bzw. -17 % weniger zu diesem Rückgang bei, ebenso wie der Luft- und der Schifffahrtssektor. Überraschenderweise verzeichnete sogar der Wohnsektor einen kleinen Emissionsrückgang um 3 %: Das lag daran, dass aufgrund eines ungewöhnlich warmen Winters auf der Nordhalbkugel der Heizverbrauch zurückging, obwohl die meisten Menschen während des Lockdowns viel mehr zu Hause waren.“

Um dieses umfassende Bild zu zeichnen, stützten sich die Forscher bei ihren Schätzungen auf eine möglichst breite Palette von Daten: präzise, stündliche Datensätze der Stromerzeugung in 31 Ländern, täglicher Fahrzeugverkehr in mehr als 400 Städten weltweit, tägliche Passagierflüge, monatliche Produktionsdaten für die Industrie in 62 Ländern sowie Brennstoffverbrauchsdaten für Gebäudeemissionen in mehr als 200 Ländern.

Die Forscher ermittelten jedoch auch starke Rebound-Effekte. Mit Ausnahme eines anhaltenden Rückgangs der Emissionen aus dem Verkehrssektor erreichten die meisten Volkswirtschaften im Juli 2020, sobald die Sperrmaßnahmen aufgehoben wurden, wieder ihr gewohntes CO2-Niveau. Doch selbst wenn sie auf ihren historisch niedrigen Level verharrten, würde sich dies nur geringfügig auf die langfristige CO2-Konzentration in der Atmosphäre auswirken.

Daher betonen die Autoren, dass die einzig effektive Strategie zur Stabilisierung des Klimas nur eine Transformation des Industrie- und Handelssektors sein kann. „Dieser CO2-Rückgang ist zwar beispiellos, doch ein Rückgang menschlicher Aktivitäten kann nicht die Antwort sein“, sagt Ko-Autor Hans Joachim Schellnhuber, Gründungsdirektor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung. „Stattdessen brauchen wir umfassende strukturelle Veränderungen in unseren Energieproduktions- und -verbrauchssystemen. Individuelles Verhalten ist sicherlich wichtig, aber worauf wir uns wirklich konzentrieren müssen, ist die Verringerung der CO2-Intensität unserer globalen Wirtschaft.“

Artikel: Zhu Liu, Philippe Ciais, Zhu Deng, Ruixue Lei, Steven J. Davis, Sha Feng, Bo Zheng, Duo Cui, Xinyu Dou, Biqing Zhu, Rui Guo, Piyu Ke, Taochun Sun, Chenxi Lu, Pan He, Yuan Wang, Xu Yue, Yilong Wang, Yadong Lei, Hao Zhou, Zhaonan Cai, Yuhui Wu, Runtao Guo, Tingxuan Han, Jinjun Xue, Olivier Boucher, Eulalie Boucher, Frédéric Chevallier, Katsumasa Tanaka, Yimin Wei, Haiwang Zhong, Chongqing Kang, Ning Zhang, Bin Chen, Fengming Xi, Miaomiao Liu, François-Marie Bréon, Yonglong Lu, Qiang Zhang, Dabo Guan, Peng Gong, Daniel M. Kammen, Kebin He & Hans Joachim Schellnhuber (2020): Near-real-time monitoring of global CO2 emissions reveals the effects of the COVID-19 pandemic. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-020-18922-7.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Jonas Viering, presse@pik-potsdam.de

Originalpublikation:
https://doi.org/10.1038/s41467-020-18922-7

Weitere Informationen:
https://carbonmonitor.org

Quelle: IDW
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Auf die Wirkung kommt es an: Neues Verfahren spürt Schadstoffe anhand ihrer Effekte auf Organismen auf

Dominik Rösch Referat
Öffentlichkeitsarbeit
Bundesanstalt für Gewässerkunde

Arzneimittel, Pflanzenschutzmittel, Biozide, Wasch- und Reinigungsmittel: Die Vielfalt an schädlichen Stoffen ist enorm. Dementsprechend aufwändig und teuer ist deren Nachweis. Im Rahmen des gemeinsamen Forschungsprojektes TREES analysierten Forscher der Bundesanstalt für Gewässerkunde und der Hebräischen Universität in Jerusalem die Wirkungen von Mikroverunreinigungen in der Umwelt. Der Clou: Über die negativen Effekte auf die im Wasser lebenden Organismen werden die verantwortlichen Schadstoffe ermittelt. So können auch Schadstoffe und deren Abbauprodukte erkannt werden, die in der Umwelt bisher nicht als solche bekannt waren.

Die Zahl der industriell hergestellten Chemikalien hat sich in den letzten 20 Jahren mehr als verdreifacht und liegt heute bei mehr als 350.000 Substanzen. Gewässer werden in Europa standardmäßig auf ausgewählte Stoffe untersucht, die für Mensch und Umwelt gefährlich sind, wenn festgelegte Konzentrationen überschritten werden. Neben diesen sogenannten prioritären Stoffen gibt es aber noch viele weitere, zum Teil bislang unbekannte Schadstoffe, die unsere Gewässer gefährden. Zwischen Juni 2016 und Dezember 2019 entwickelten Forscher in dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem israelischen Wirtschaftsministerium (MOST) geförderten Projekt TREES (Tracking Effects of Environmental organic micro-pollutants in the Subsurface; FKZ: 02WIL1387) daher ein neues Verfahren zur effektbasierten Bestimmung organischer Schadstoffe.

Auf die Wirkung kommt es an
Der entscheidende Vorteil des Ansatzes im Projekt TREES besteht darin, dass sich problematische Substanzen anhand ihrer unerwünschten biologischen Effekte bestimmen lassen. Bisher wird in Umweltproben nach bekannten, in Listen festgelegten Schadstoffen gesucht („Ziel- oder target-Analytik“), um dann im nächsten Schritt auf das Gefahrenpotenzial einer Belastung zu schließen. Und so funktioniert die Innovation: Proben, die oft einen Cocktail bekannter und unbekannter Substanzen enthalten, werden durch ein spezielles Verfahren – die Dünnschichtchromatographie – getrennt. Nach der Trennung untersucht man die Oberfläche der Dünnschichtplatte mit verschiedenen biologischen Testverfahren. Getestet wird, ob die Probe gentoxische, dioxinähnliche, pflanzentoxische und eine Reihe verschiedener hormoneller Wirkungen hervorruft. Wenn der Test positiv verläuft, also die unerwünschten Effekte eintreten, kommen entsprechend wirkende Chemikalien in einer Probe vor. Auf Basis der verschiedenen Tests erzeugen die Forscher sogenannte Aktivitätsprofile. Diese lassen die Wissenschaftler gezielt auf die auslösende Stoffgruppe schließen – selbst wenn diese in der Umwelt zunächst noch gar nicht bekannt oder gelistet ist. Mit nachgeschalteten Analysen identifiziert man dann gezielt die verantwortlichen Schadstoffe. Das ist wesentlich effizienter, als grundsätzlich eine große Bandbreite von Schadstoffen zu messen.

Innovation für intensiv genutzte Wasserressourcen
„Die Ergebnisse haben vor allem für trockene Regionen einen hohen gesellschaftlichen Wert. Dort werden die Frischwasserressourcen knapper und künftig noch intensiver genutzt“, sagt Dr. Sebastian Buchinger, der TREES-Projektleiter an der BfG. „Das Vorgehen bietet die Chance, die Effizienz neuer Abwasserbehandlungsmethoden, wie zum Beispiel von Retentionsbodenfiltern zu optimieren oder die Gefährdung des Grundwassers,
z. B. im Einflussbereich einer Deponie, besser als bisher einzuschätzen“, erklärt Buchinger weiter. Die neu entwickelten Verfahren besitzen das Potenzial, die Wasserversorgung in Israel und seinen Nachbarstaaten, aber auch in Deutschland zu verbessern. Die Entwicklungen sind darüber hinaus ein wichtiger Beitrag zur Weiterentwicklung der EU-Wasserrahmenrichtlinie.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Georg Reifferscheid, Referat Biochemie, Ökotoxikologie, Bundesanstalt für Gewässerkunde, Am Mainzer Tor 1. 56068 Koblenz, Fon: 0261/1306 5176, E-Mail: reifferscheid@bafg.de

Weitere Informationen:
https://www.bafg.de/DE/Service/presse/2020-10-07_TREES_Bericht
Joint Final Report: TREES – Tracking Effects of Environmental organic micro-pollutants in the Subsurface

Quelle: IDW
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Kein Nachwuchs bei Dorsch und Hering – Wissenschaft alarmiert: Fischbeständen in der westlichen Ostsee droht Kollaps

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

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz Zentrums für Ozeanforschung in Kiel haben zusammen mit mehreren Berufsfischern in der Kieler Förde Untersuchungen zum Zustand und Laicherfolg von Dorsch und Hering im Frühjahr 2020 durchgeführt. Das Ergebnis ist erschreckend und alarmierend.

Nach Jahrzehnten der Überfischung sind die Bestände von Dorsch und Hering in der westlichen Ostsee so klein, dass sie während der Laichzeit nicht mehr ihr ganzes Laichgebiet mit Eiern versorgen können. Beim Hering liegt der Nachwuchs seit 2005 weit unter dem Mittel der vorherigen Jahre und nimmt kontinuierlich weiter ab. Seit 2018 empfiehlt deshalb der Internationale Rat für Meeresforschung (ICES) eine Einstellung der Heringsfischerei, dieser Rat wurde aber bisher von den politisch Handelnden nicht befolgt. Beim Dorsch ist in vier der letzten fünf Jahre der Nachwuchs ganz oder fast ganz ausgeblieben. Der Bestand besteht daher fast nur noch aus jetzt vierjährigen Dorschen, die sich noch nicht erfolgreich fortgepflanzt haben und die Hauptlast der Dorschfischerei tragen. „Wenn wir diesen Jahrgang ohne Ersatz verlieren, dann haben wir den Bestand verloren“ sagt Dr. Rainer Froese, Meeresökologe und Experte für Fischereiwissenschaft am GEOMAR.

Die zu kleinen Bestände sind zudem extrem schlecht auf den Klimawandel vorbereitet. Das zeigte sich in diesem Frühjahr, wo der ungewöhnlich warme Winter die meisten Fische dazu veranlasst hat, zu früh abzulaichen, bevor genügend Nahrung für die Larven vorhanden war. Aufgrund der zu kleinen Bestandsgrößen haben nur sehr wenige Fische zur richtigen Zeit am richtigen Ort abgelaicht. Die Larven dieser Fische hatten mit dem zusätzlichen Problem zu kämpfen, dass sich eingeschleppte Rippenquallen im warmen Wasser massiv vermehrt haben und mit den Fischlarven um das Plankton als Futter konkurrieren. „Wir hatten noch in keinem Jahr so viele Rippenquallen in unseren Proben wie jetzt“ sagt Meeresbiologin und Expertin für Heringslarven, Dr. Catriona Clemmesen vom GEOMAR. „Alle Anzeichen deuten daher darauf hin, dass es in diesem Jahr bei Dorsch und Hering keinen Nachwuchs geben wird.“

Auch die Fischer haben die Änderungen im Ökosystem bemerkt: „Um diese Jahreszeit müsste es eigentlich massenhaft Ohrenquallen und Feuerquallen geben“, sagt Erik Meyer, Berufsfischer aus Schönberg. „Stattdessen haben wir glasklares Wasser und Quallen gibt es nicht.“ Auch Oliver Eggerland, Berufsfischer aus Laboe, hat noch nie so wenig Jungfische gesehen wie in diesem Jahr. „Normalerweise sehe ich um diese Jahreszeit Schwärme von Jungheringen im Flachwasser. Jetzt ist nichts da.“

Aus Sicht der Fischer und der GEOMAR Wissenschaftler muss dringend gehandelt werden, um eine Katastrophe abzuwenden. Sie schlagen eine völlige Einstellung jeglicher Fischerei auf Dorsch und Hering vor, bis mehrfache erfolgreiche Fortpflanzung die Bestände dauerhaft abgesichert hat. „Es kann nicht angehen, dass wir jetzt die letzten Dorsche und Heringe wegfangen,“ sagt Thorsten Reusch, Professor am GEOMAR und Experte für evolutionäre Genetik. „Die wenigen Jungfische, die trotz der widrigen Bedingungen überlebt haben, besitzen offenbar solche Erbanlagen, die wir für die Zukunft der Bestände brauchen. Sie stammen von Eltern, die erst bei höheren Temperaturen zum Laichen kommen und deren Gene müssen unbedingt an die nächsten Generationen weitergegeben werden“, fügt er hinzu.

Die Fischer und Wissenschaftler haben sich mit ihren Beobachtungen an den Umweltminister von Schleswig-Holstein, Jan Philipp Albrecht, und an die Bundesministerin für Landwirtschaft, Julia Klöckner gewandt. In ihrem Appell weisen sie deutlich darauf hin, dass die Fischer in dieser Situation nicht allein gelassen werden können. Sie schlagen angemessene Abfindung vor für Fischer, die aussteigen wollen, und angemessene Unterstützung für Fischer, die im Beruf bleiben wollen. Fischerei auf Plattfische (Scholle, Flunder, Kliesche, Steinbutt, Glattbutt) ist weiterhin möglich, Beifang von Hering und Dorsch muss dabei aber strikt vermieden oder gering halten werden.

Auch ist es aus ihrer Sicht unbedingt erforderlich, die Auswirkungen der eingeschleppten Rippenquallen auf das natürliche Nahrungsnetz der Ostsee eingehend zu untersuchen. Vielleicht gibt es ja Möglichkeiten, einheimische Räuber oder Nahrungskonkurrenten der ungebetenen Gäste so zu fördern, dass die Ausbreitung der Rippenquallen eingedämmt werden kann.

Die Zeit für Maßnahmen zur Begrenzung der Fischerei auf Dorsch und Hering ist knapp: schon am 19. und 20. Oktober treffen sich die Landwirtschaftsminister der EU und beschließen die Fangquoten für das nächste Jahr.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Rainer Froese rfroese@geomar.de
Prof. Dr. Thorsten Reusch treusch@geomar.de

Quelle: IDW
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Korallenbleiche: Riff erholt sich schneller als gedacht

Sarah Batelka Hochschulkommunikation und -marketing
Universität Bremen

Wie schnell kann sich ein Riff von einer Korallenbleiche erholen? Schneller als gedacht – wenn der Mensch es in Ruhe lässt. So lautet das Fazit eines internationalen Forschungsprojekts unter Leitung der Abteilung Marine Ökologie der Universität Bremen in Partnerschaft mit der Seychelles Islands Foundation (SIF). Nur vier Jahre, nachdem bis zu zwei Drittel eines Riffs im Indischen Ozean beschädigt worden waren, entdeckten die Forschenden Erstaunliches: Große Teile der Korallen hatten sich erholt.

„Diese Erholungsgeschwindigkeit gehört zu den schnellsten, die jemals für Riffe beobachtet wurde“, sagt Christian Wild, Leiter der Arbeitsgruppe „Marine Ökologie“. Anna Koester, Doktorandin der Arbeitsgruppe, ist Erstautorin einer Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlicht wurde. Die Meeresökologin geht davon aus, dass die überraschend schnelle Erholung vor allem mit der besonderen Lage des Riffs zu tun hat: Das Forschungsteam untersuchte den Zustand der Korallen im Aldabra Atoll, einer kaum besiedelten und weit draußen im Indischen Ozean gelegenen Inselgruppe. „Dort spielen menschgemachte lokale Faktoren wie der Eintrag von Nährstoffen, die Meeresverschmutzung und die Überfischung so gut wie keine Rolle“, erläutert die Wissenschaftlerin. Das ideale Gebiet also, um herauszufinden, wie sich der Zustand geschädigter Riffe verändert, wenn sie keinen menschengemachten Stressfaktoren ausgesetzt sind.

Die Untersuchung der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigte: Die Riffe, die in der ausgedehnten Lagune des Aldabra Atolls liegen, erholten sich in weniger als vier Jahren von der globalen Korallenbleiche der Jahre 2015/2016. Damals waren bis zu zwei Drittel der Korallen beschädigt worden. Auch die Korallen auf der dem offenen Meer zugewandten Seite regenerierten sich schnell, wenn auch nicht ganz so rasch wie in der geschützten Lagune. „Sie sind der Strömung und den Wellen ausgesetzt, das scheint eine Rolle zu spielen“, sagt Koester. Deutlich langsamer ging es in tieferen Regionen voran: Im Gegensatz zu den Riffen im flachen Gewässer erholten sich die tiefer gelegenen Korallen nur schleppend.

Das Fazit von Koester und Wild: Wenn es gelingt, lokale Stressfaktoren wie den Eintrag von Nährstoffen entscheidend zu reduzieren, dann können sich Korallenriffe gut und schnell von einer Bleiche erholen und haben eine Chance, weiterzuleben. Trotzdem sei es essentiell, die Auslöser von Korallenbleichen, vor allem die Ozeanerwärmung, zu reduzieren. Denn nicht jedes Riff regeneriere sich gleich gut – vor allem in weniger geschützter Umgebung werde mehr Zeit benötigt. „Alle Modelle sagen voraus, dass die Frequenz von Korallenbleichen in Zukunft zunehmen wird“, betont Wild. Dann würden auch für die bis jetzt privilegierten Korallenriffe in der Lagune von Aldabra harte Zeiten anbrechen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
https://www.uni-bremen.de/marine-ecology

Originalpublikation:
Koester A, Migani V, Bunbury N, Ford A, Sanchez C, Wild C (in press): Early trajectories of benthic coral reef communities following the 2015/16 coral bleaching event at remote Aldabra Atoll, Seychelles. Scientific Reports
https://doi.org/10.1038/s41598-020-74077-x

Quelle: IDW
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HU-Podcast: „Mose wurde viel kritisiert“

Cordula de Pous Kommunikation, Marketing und Veranstaltungsmanagement
Humboldt-Universität zu Berlin

Ein Gespräch mit HU-Professorin Katharina Pyschny über Führungskonzepte im Alten Testament und ihre heutige Relevanz
Das Alte Testament kennt eine unglaubliche Bandbreite an Führungspersönlichkeiten und Führungskonzepten, sagt die Juniorprofessorin Katharina Pyschny vom Zentralinstitut für Katholische Theologie an der Humboldt-Universität zu Berlin. Das Institut feiert dieses Wintersemester seinen ersten Geburtstag. Anlass genug für Radiojournalistin Cora Knoblauch, um mit Prof. Katharina Pyschny über ihre Forschung zu sprechen.

Prof. Pyschny forscht zu Führungskonzepten im Alten Testament, wie diese literarisch legitimiert werden, wie sie sich zu realgeschichtlichen Institutionalisierungsprozessen im antiken Israel verhalten und welche Rolle sie für die heutige Zeit spielen könnten. In der neuen Podcastfolge beschreibt die Forscherin die Stärken und Schwächen im Führungsstil von Mose: „Der Schwiegervater von Mose erkennt, dass Mose total überfordert ist mit der Führungsaufgabe von morgens bis abends Recht zu sprechen“, so Pyschny.

Dabei liefere das AT ein konkretes Beispiel für Delegation – eines der vielen Dinge, die wir von Mose zum Thema Führung lernen können. Die Professorin erklärt auch, warum im Alten Testament eine Führungsperson nicht unbedingt steinalt sein musste. Dass das Ringen um Führung zum Volk Israel auf seinem Weg durch die Wüste dazugehört, ist eine weitere Einsicht aus dem Podcast, der dieses Mal vor dem Deutschen Bundestag aufgenommen wurde.

Dynamisches Konzept
Überrascht hat Prof. Pyschny die Erkenntnis, dass die alttestamentlichen Texte viele verschiedene Führungskonzepte miteinander in einen literarischen Diskurs bringen, ohne ein ideales Modell normativ vorzugeben.

Das Alte Testament sei nur eine von vielen (antiken) Quellen zum Thema Führung und man müsse bei der Überlegung nach der Anwendbarkeit auf die Gegenwart den historischen Kontext berücksichtigen, betont Pyschny. Allerdings werde schon in antiker Traditionsliteratur wie dem Alten Testament deutlich, dass „Führung ein dynamisches Konzept ist, es verändert die Führungsperson und die Personen, die geführt werden,“ so die Forscherin.

Mehr zu diesem Thema hören Sie auf der Podcast-Seite der HU: https://www.hu-berlin.de/de/podcampus

Dort finden sich auch alle bisherigen Folgen von „Humboldt Hören“ von „Licht, Atomen und Geheimdiensten“ bis „Was ist oder war der Islam?“.

Sie finden die Podcasts der Humboldt-Universität auch auf Spotify und Apple Podcasts.

Kontakt:
Hans-Christoph Keller
Pressesprecher der Humboldt-Universität zu Berlin
Tel.: 030 2093-12710
pr@hu-berlin.de

Quelle: IDW
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Klimaschutz lässt sich sozialverträglich gestalten

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

Die Klima- und Energiepolitik war bisher oft nicht optimal, was die sozialen Folgen angeht – also etwa die Lebensqualität des Einzelnen, die Verteilung des Wohlstands und der lokale Zusammenhalt. Das liegt nicht in der Natur der Sache, sondern lässt sich vermeiden, wie jetzt eine aufwendige Metastudie unter Leitung des Berliner Klimaforschungsinstituts MCC (Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change) belegt. Demnach gibt es inzwischen soziale Erfolgsstories für alle wichtigen Politikinstrumente, sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungsländern. Die Studie wurde jetzt in der renommierten Fachzeitschrift Environmental Research Letters veröffentlicht.

Mit einer systematischen Methode der Suche, Auswahl und Durchsicht der gesamten Forschung zu umgesetzter Klimapolitik untersuchten die Autoren, inwieweit Regierungen mit Klimaschutz zugleich positive soziale Ergebnisse erzielt haben. „Schlecht konzipierte Klimapolitik, die soziale Probleme verschärft, ist ein Geschenk für die Kohle- und Ölindustrie“, sagt William Lamb, Forscher in der MCC-Arbeitsgruppe Angewandte Nachhaltigkeitsforschung und Leitautor der Studie. „Dies gilt es unbedingt zu vermeiden – sonst nutzen deren Lobbyisten solche Fehlleistungen, um die Klimapolitik zurückzudrehen und die eigenen Folgekosten gering zu halten.“

Die Studie untersucht verschiedene Formen der Klimapolitik, wie etwa höhere Spritsteuern, CO2-Bepreisung im Energiesektor, Subventionen für Solarzellen, Hilfsprogramme für die Verbesserung von Energieeffizienz, Einspeisevergütungen für Grünstrom sowie Staudammbauten und andere Großprojekte. Für jedes Politikinstrument gibt es Beispiele für sozial unbedenkliche Umsetzung – etwa das „Warm Front Home Energy Efficiency Scheme“ in Großbritannien, das die Brennstoffkosten für Haushalte mit niedrigem Einkommen senkte. Aber auch von gescheiterten Projekten – etwa große Wasserkraft-Installationen in Südostasien mit schwerwiegenden Auswirkungen auf Lebensgrundlagen und Armut.

„Insgesamt ist unsere Studie Anlass zur Zuversicht“, bilanziert MCC-Forscher Lamb. „Denn wo der Kampf gegen die Erderwärmung nicht nur gut gemeint, sondern auch gut gemacht ist, lassen sich die vielzitierten Co-Benefits der Klimapolitik gut nachweisen. Wir können also ambitionierte Klima-Maßnahmen unterstützen, die auch soziale Fragen direkt angehen.“ Der Metastudie zufolge steckt die Forschung zu den umgesetzten Politik-Ansätzen allerdings noch in den Kinderschuhen. Insgesamt gibt es bislang relativ wenig relevante Literatur, der Großteil konzentriert sich auf die westlichen Industrieländer, und zudem liegt der Schwerpunkt eher auf Einzelmaßnahmen als auf der Politik insgesamt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
https://www.mcc-berlin.net/ueber-uns/team/lamb-william.html

Originalpublikation:
Lamb, W., Antal, M., Bohnenberger, K., Brand-Correa, L., Müller-Hansen, F., Jakob, M., Minx, J., Raiser, K., Williams, L., Sovacool, B., 2020, What are the social outcomes of climate policies? A systematic map and review of the ex-post literature, Environment Research Letters
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/abc11f

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

Quelle: IDW
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Künstliche Intelligenz zum Schutz des Grundwassers

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

Mit einem Modell für Vorhersagen will ein Forscherverbund aus Karlsruhe, an dem auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt ist, effizient und nachhaltig Nitrat im Grundwasser reduzieren. Dabei wird auf Künstliche Intelligenz (KI) gesetzt. So soll eine intelligente Entscheidungsunterstützung erreicht werden, bei der Rechner selbstständig lernen können – um entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Das Bundesumweltministerium (BMU) fördert im Rahmen der KI-Strategie Projekte, die mit Künstlicher Intelligenz ökologische Herausforderungen bewältigen (KI-Leuchttürme). Die Parlamentarische Staatssekretärin Rita Schwarzelühr-Sutter hat nun den Förderbescheid überreicht.

Hohe Nitratkonzentrationen im Grundwasser und ihre Konsequenzen für Mensch und Umwelt rücken in den letzten Jahren immer stärker ins Bewusstsein der Öffentlichkeit. Werden die auf den Feldern angebauten Kulturen nicht pflanzenbedarfsgerecht gedüngt, gelangt mehr Stickstoff in den Boden, als die Pflanzen aufnehmen können. Dadurch sickert der im Wasser gelöste Stickstoff als Nitrat bis ins Grundwasser. Etwa 70 Prozent des deutschen Trinkwassers werden aus Grundwasser gewonnen. Zu hohe Nitratwerte im Trinkwasser können zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen, sodass die Versorgungsunternehmen aufwändige Maßnahmen zur Nitratminderung ergreifen müssen. Die Überwachung der Wasserbeschaffenheit zeigt, dass der Zustand des Grundwassers vielerorts gefährdet ist.

Im Verbundprojekt „Nitrat-Monitoring 4.0 – Intelligente Systeme zur nachhaltigen Reduzierung von Nitrat im Grundwasser“ (NiMo 4.0) entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, unter anderem des KIT, ein intelligentes System, um mit wenigen Messstellen die räumliche und zeitliche Verteilung des Nitrats im Grundwasser besser verstehen und vorhersagen zu können. Mithilfe solcher Vorhersagen, die auf Verfahren des Maschinellen Lernens beruhen, soll eine intelligente Entscheidungsunterstützung erreicht werden, um optimale Standorte für zusätzliche Messungen zu finden und Programme zum Grundwasserschutz zielgerichtet zu gestalten. NiMo 4.0 wird im Rahmen der Initiative „KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen“ des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) als eines von bundesweit 28 Projekten mit insgesamt 2,478 Millionen Euro gefördert.

„Das BMU hat sich für die Förderung dieses Projektes entschieden, weil die Nitratproblematik für das Grundwasser in Deutschland eine ökologische Herausforderung darstellt“, erläutert die Parlamentarische Staatssekretärin Rita Schwarzelühr-Sutter (BMU) die Bewilligung bei der Übergabe des Zuwendungsbescheids an die Verbundpartner. „Der Einsatz intelligenter Software kann dabei helfen, ökologische und ökonomische Interessen der Gesellschaft, der Wasserversorgungsunternehmen sowie der Landwirtschaft miteinander zu vereinbaren. Dadurch sollen wegweisende Beispiele für intelligente Umwelttechnologien entstehen, die später eine große Breitenwirkung entfalten können.“

Interdisziplinäres Konsortium entwickelt Nitrat-Monitoring 4.0
Für dieses BMU-Verbundprojekt bündelt ein interdisziplinäres Konsortium mit Partnern aus der Grundlagen- und der anwendungsorientierten Forschung, aus Technologietransfer und Wirtschaft seine Kompetenzen: die Disy Informationssysteme GmbH (Projektleitung), eine Ausgründung des FZI Forschungszentrum Informatik und der Universität Karlsruhe, dem heutigen Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Abteilung Hydrogeologie des Instituts für Angewandte Geowissenschaften (AGW) des KIT, das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB mit seinen Standorten Karlsruhe und Ilmenau und das DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) mit seinen Standorten Karlsruhe und Dresden. Die entwickelten Lösungsansätze werden in zwei wasserwirtschaftlich bedeutenden Pilotregionen prototypisch implementiert und demonstriert: in den Einzugsgebieten des Zweckverbands Landeswasserversorgung in Baden-Württemberg und des Wasser- und Abwasser-Zweckverbands Niedergrafschaft in Niedersachsen.

Das AGW am KIT ist in Deutschland führend in der Forschung zur Anwendung Künstlicher Intelligenz für hydrogeologische Fragestellungen und verfügt über langjährige Erfahrung in der Analyse und Beurteilung von Schadstoffen im Grundwasser. Im Projekt bringt das AGW seine Expertise vor allem bei der KI-gestützten Modellierung der Nitratverteilung im Grundwasser mit neuronalen Netzen ein. Zudem übernimmt es die fachlich-wissenschaftliche Gesamtkoordination des Projekts.

Das Fraunhofer IOSB unterstützt die KI-gestützte Datenauswertung im Projekt insbesondere mit einem Vorgehensmodell zum systematischen Einsatz von Maschinellen Lernverfahren sowie einem Vorhersagemodell für die Nitratgehalte im Grundwasser, um Auffälligkeiten in Messwerten frühzeitig zu entdecken. Außerdem hat das IOSB einen Arbeitsschwerpunkt bei der Gestaltung einer intelligenten Sensordateninfrastruktur. Hier soll speziell der vom IOSB mitgestaltete, leichtgewichtige Standard SensorThings API des Open Geospatial Consortium (OGC) eingesetzt und weiterentwickelt werden, der sowohl die Anbindung neuer Sensoren als auch die Integration bestehender Datenbanken erleichtert.

Das TZW verbindet Forschung und Praxis in Form von Expertisen, Studien und Prüfungsleistungen für die gesamte Wasserbranche. Ein Schwerpunkt der Aktivitäten liegt auf der wissenschaftlichen Beratung von Wasserversorgungsunternehmen. Hierbei spielen das Ressourcenmanagement und das Problemfeld „Grundwasserschutz und Landwirtschaft“ eine zentrale Rolle. Am TZW liegen umfassende Praxiserfahrungen mit Grundwassermonitoring, mit der Analyse von großen Datenmengen und Datenbeständen zur Nitratbelastung in den deutschen Rohwasserressourcen vor. Über ein Online-Portal, das das TZW in Zusammenarbeit mit Disy aufgebaut hat, können Wasserversorger Daten zur Grund- und Rohwasserbeschaffenheit für regionale und überregionale Auswertungen bereitstellen. Im Projekt NiMo 4.0 bearbeitet das TZW die Themen Optimierung von Grundwassermessnetzen und Werkzeuge zur Überwachung der Grundwasserbeschaffenheit im täglichen Betrieb.

Die Disy Informationssysteme GmbH, die das Verbundprojekt koordiniert, führt die verschiedenen wissenschaftlich-technischen Lösungsbeiträge in prototypischen Softwarelösungen zur intelligenten Datenanalyse und zu benutzerfreundlichen Entscheidungsunterstützungssystemen zusammen. Entwicklungsschwerpunkte sind hier effiziente Datenvisualisierungen und effektive Benutzerschnittstellen für Endanwender sowie moderne Dateninfrastrukturen, die sich in die existierende Softwarelandschaft der Anwender gut einbetten lassen. „Wir freuen uns sehr auf dieses anspruchsvolle Projekt zu einem Thema mit großer ökologischer Bedeutung“, ist Disy-Geschäftsführer Claus Hofmann stolz auf das Gewinnen dieser Förderung in einem stark umkämpften Ideenwettbewerb. „NiMo 4.0 wird auch Disy dabei helfen, modernste Methoden der Data Science und der Künstlichen Intelligenz für den Umweltschutz einzusetzen und weiterzuentwickeln.“

Weitere Informationen: https://nimo-projekt.de/

Weitere Pressekontakte:
KIT: Johannes Wagner, Pressereferent, Tel.: +49 721 608-41175,
E-Mail: johannes.wagner@kit.edu
Disy: Dr. Wassilios Kazakos, Leiter Marketing, Business Development, Tel.: +49 721 1 6006-000,
E-Mail: presse@disy.net
Fraunhofer IOSB: Ulrich Pontes, Presse und Kommunikation, Tel.: +49 721 6091-301
E-Mail: ulrich.pontes@iosb.fraunhofer.de
TZW: Dagmar Uhl, Öffentlichkeitsarbeit, Tel: +49 721 9678-233,
E-Mail: dagmar.uhl@tzw.de

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 verantwor-tungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissen-schaft 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: https://www.kit.edu/kit/presseinformationen.php

Anhang:
Künstliche Intelligenz zum Schutz des Grundwassers

Quelle: IDW
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Kurzsichtigkeit: Kinderaugen brauchen mehr Sonnenlicht

Giulia Roggenkamp Pressestelle
Stiftung Kindergesundheit

Stiftung Kindergesundheit informiert über die Zunahme von Sehproblemen und über Möglichkeiten der Vorbeugung Das Tragen einer Brille gehört zum Alltag vieler Kinder in Deutschland. Die Mehrzahl von ihnen benötigt die Sehhilfe wegen einer Kurzsichtigkeit, berichtet die Stiftung Kindergesundheit in einer aktuellen Stellungnahme. Bis zum Ende der Grundschulzeit werden in Deutschland heute rund 15 Prozent aller Kinder kurzsichtig. Der Anteil der Kurzsichtigen steigt bis zum Alter von 25 Jahren auf rund 45 Prozent. Während die Kurzsichtigkeit in vielen Regionen Ostasiens in den letzten Jahren stark zugenommen hat, ist die Rate in Deutschland nach Erhebungen augenärztlicher Fachgesellschaften in den letzten 15 Jahren unter den Jugendlichen zumindest vorerst konstant geblieben.

Dabei gibt es jedoch einen klaren Trend: Je länger ein Kind eine Schule besucht, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, kurzsichtig zu werden. Damit nicht genug: Je höher der Abschluss der Ausbildung in Schule, Studium und Beruf, desto kurzsichtiger werden die Menschen.

„Bei der Geburt sind Kinderaugen in der Regel weitsichtig“, berichtet Kinder- und Jugendarzt Professor Dr. Berthold Koletzko, Vorsitzender der Stiftung Kindergesundheit. „Das ändert sich dann im Laufe des Größenwachstums des Augapfels. Dieses Wachstum endet bei der sogenannten Normalsichtigkeit um das sechste bis neunte Lebensjahr. Wächst das Auge aber weiter in die Länge, kommt es zur Kurzsichtigkeit, fachlich Myopie genannt“.

Wenn das Kind oft die Augen zukneift
Ist der Augapfel zu lang, schneiden sich die Strahlen, die aus der Ferne kommen, dann nicht auf, sondern schon vor der Netzhaut und werden als verschwommenes Bild ins Gehirn weiter gemeldet. Kurzsichtige Kinder versuchen deshalb, die unscharfen Bilder, die ihre Augen ihnen liefern, mit einem einfachen Kunstgriff zu verbessern: Sie kneifen die Augen zum besseren Sehen zu.

Der Grund: Durch die zugekniffenen Lider verkleinert sich die Pupille und die Trennschärfe steigt an, etwa so wie beim Fotografieren die Tiefenschärfe durch Verkleinerung der Blende erhöht wird. Dieser typischen Angewohnheit verdankt die Kurzsichtigkeit übrigens ihren medizinischen Namen: Das dabei entstehende Blinzelgesicht nannten die alten Griechen Myops, daher der Fachterminus Myopie.

Probleme beim Lesen und Rechnen
Eine Kurzsichtigkeit fällt meistens erst dann auf, wenn ein Kind Gegenstände oder Personen in der Ferne immer später als andere erkennt. Es schreibt zum Beispiel falsch von der Wandtafel ab, verwechselt Zahlen oder Buchstaben, reibt sich oft die Augen und klagt über Kopfschmerzen. Professor Berthold Koletzko: „Man sollte sich hüten, ein Kind als unaufmerksam, unterdurchschnittlich begabt oder dumm anzusehen, bevor seine Sehfähigkeit genau untersucht worden ist“.

Kurzsichtigkeit liegt oft in der Familie: Sind die Eltern selbst kurzsichtig, besteht auch für das Kind das Risiko, kurzsichtig zu werden. Ist nur ein Elternteil kurzsichtig, liegt dieses Risiko bei etwa 30 Prozent, bei zwei kurzsichtigen Eltern bei 60 Prozent. Allerdings können auch normalsichtige Eltern stark kurzsichtige Kinder bekommen.

Wichtiger jedoch als die genetische Veranlagung erweisen sich Umwelteinflüsse wie Bildung, Beruf und Freizeitgestaltung auf die Entwicklung von Kurzsichtigkeit, betont die Stiftung Kindergesundheit. Es ist mittlerweile unstrittig, dass Sehgewohnheiten einen Einfluss auf das Wachstum des Auges ausüben können. Menschen, die im Kindesalter und als junge Heranwachsende über Jahre hinweg viel lesen, haben ein größeres Risiko, kurzsichtig zu werden. Dabei spielen sowohl die Lesedauer, als auch der Leseabstand und die Beleuchtung beim Lesen eine Rolle. Als ungünstig gelten das ununterbrochene Lesen über 30 Minuten hinweg und das „Lesen mit der Nase“ mit einem Abstand der Augen vom Text unter 30 Zentimeter.

Täglich hinaus ins Freie!
Eine besondere Rolle bei der Entstehung und Fortschreiten der Kurzsichtigkeit spielt das Tageslicht, hebt die Stiftung Kindergesundheit hervor. Eine Reihe von Untersuchungen belegt, dass Kinder umso seltener kurzsichtig werden, je mehr sie im Freien spielen. Beim längeren Aufenthalt an der frischen Luft schaut das Auge meist in die Ferne und nicht auf Objekte in der Nähe.

Eine Metaanalyse bisheriger Studien ergab, dass schon zwei Stunden tägliche Aktivitäten bei Tageslicht das Auftreten der Kurzsichtigkeit halbieren. 40 Minuten zusätzlicher Aufenthalt im Freien minderten die Zunahme der Kurzsichtigkeit um etwa 20 Prozent.

Dabei spielt weniger die Intensität der Sonnenstrahlung eine Rolle als die Dauer des Aufenthalts unter freiem Himmel, betonen augenärztliche Experten. Schon relativ geringe Intensitäten des Lichts um 1000 Lux und darüber, die etwa der Umgebungshelligkeit unter Bäumen entsprechen, zeigen einen Effekt. Auch der Anteil der ultravioletten Strahlen scheint keine besondere Bedeutung zu haben.

Nach 30 Minuten Lesen 10 Minuten Pause
Aufgrund dieser Erkenntnisse haben die Erziehungsbehörden des chinesischen Inselstaates Taiwan bereits vor zehn Jahren besondere Regeln für Schulkinder eingeführt. Eine der dortigen Richtlinien lautet „Tien Tien 120“ und empfiehlt jeden Tag zwei Stunden Aufenthalt im Freien. Die zweite sogenannte „30-10-Regel“ besagt, dass das Lesen alle 30 Minuten für zehn Minuten unterbrochen werden sollte. Das Befolgen dieser zwei einfachen Regeln konnte die Häufigkeit der Kurzsichtigkeit bei taiwanesischen Kindern tatsächlich nachweislich verringern.

Für eine weitere Studie in Taiwan wurden 693 Erstklässler rekrutiert. 267 von ihnen sollten sich ein Jahr lang mindestens elf Stunden pro Woche im Freien aufhalten. Die restlichen Kinder behielten ihre Lebensgewohnheiten bei. Das Ergebnis nach einem Jahr: Die Kinder der Frischluft-Gruppe benötigten schwächere Brillen als die Kinder der Kontrollgruppe und hatten ein um 54 Prozent niedrigeres Risiko für eine rasch fortschreitende Kurzsichtigkeit.

Der Einfluss von Lichtmangel auf die Entstehung von Kurzsichtigkeit wurde auch bei Kindern westlicher Länder eindeutig belegt. So zeigte eine US-amerikanische Studie, dass jede Stunde Aufenthalt pro Woche bei Tageslicht das Risiko um circa zehn Prozent senkt. Eine australische Studie mit über 1.300 Teilnehmern ergab dagegen, dass sich die Wahrscheinlichkeit für Kurzsichtigkeit verdoppelt, wenn man weniger als 30 Minuten täglich dem Tageslicht ausgesetzt ist.

„Heilen“ lässt sich eine Kurzsichtigkeit nicht, betont die Stiftung Kindergesundheit: Ist der Augapfel zu lang, schrumpft er nicht wieder. Ist Kurzsichtigkeit einmal vorhanden, bleibt sie bestehen und nimmt sogar bis ins Erwachsenenalter zu. Kurzsichtigkeit lässt sich aber mit Brillen oder Kontaktlinsen gut korrigieren und kann in einem gewissen Umfang auch eingedämmt werden.

Genaue Diagnose durch den Augenarzt
Entdeckt der Kinder- und Jugendarzt bei einer der Vorsorge-Untersuchungen Hinweise auf Augenfehler oder Sehstörungen, wird er das Kind zur genauen Abklärung der Diagnose zum Augenarzt schicken. Dieser leitet die notwendige Behandlung ein. Zum Ausgleich der Kurzsichtigkeit bekommt das Kind eine Brille mit Zerstreuungslinsen (Konkav- oder Minusgläsern) verordnet. Diese Gläser sind in der Mitte dünner als am Rand und bewirken, dass sich die Lichtstrahlen erst weiter hinten auf der Netzhautebene vereinigen.

Kinder und Jugendliche haben bis zum 18. Lebensjahr Anspruch auf eine Brille auf Kosten der gesetzlichen Krankenkassen. Voraussetzung ist die Verordnung durch einen Augenarzt. Ab dem 14 Lebensjahr besteht ein erneuter Anspruch nur dann, wenn sich die Sehstärke um mehr als 0,5 Dioptrien verändert. Kindern stehen Kunststoffgläser zu, wenn sie im Vorschulalter sind oder jünger als 14 Jahre sind und die Sehfähigkeit um mehr als plus oder minus fünf Dioptrien beeinträchtigt ist. Wenn die Kunststoffgläser notwendig sind, um am Schulsport teilnehmen zu können, kommt die gesetzliche Krankenversicherung ebenfalls für die Kosten auf.

Eltern sollten das Kind stets zum Tragen der Brille ermuntern, empfiehlt die Stiftung Kindergesundheit: Es kann mit der Brille erwiesenermaßen konzentrierter Arbeiten und ermüdet weniger schnell, wenn es gut sieht.

Eine Kinderbrille sollte leicht, klein und lustig sein
Weil Kinder ihre Brille ständig tragen sollten, kommt es besonders auf den bequemen und korrekten Sitz an. Die Brille darf also nicht rutschen, damit sie exakt zentriert bleibt. Je kleiner die Fassung ist, desto weniger schränkt die Brille die Bewegungsfreiheit ein. Eine Kinderbrille sollte nicht breiter sein als das Gesicht. Besonders wichtig: Die Glasmitte gehört vor die Pupillenmitte.

Bei der Auswahl der Brille für ihr Kind sollten sich die Eltern nicht von den Modevorstellungen von Erwachsenen leiten lassen, empfiehlt die Stiftung Kindergesundheit. „Die Brille muss dem Kind gefallen, damit sie auch gern getragen wird“, sagt Professor Berthold Koletzko. Kinderbrillen müssen stabil sein, gut sitzen und nicht rutschen. Die richtige Kinderbrille hat Kunststoffgläser, sitzt richtig fest vor den Augen auf der Nase und ist leicht, klein und lustig.

Quelle: IDW

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Im Meer schneit es Plastik

Jan Steffen Kommunikation und Medien
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Jedes Jahr landen rund vier Prozent des an Land anfallenden Plastikmülls im Meer. Während die Wege der größeren Plastikstücke bereits gut nachvollzogen werden können, gibt das Schicksal des Mikroplastiks im Meer der Wissenschaft noch Rätsel auf. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel konnten jetzt erstmals in einer Studie modellieren, wie und wo biologische Prozesse Mikroplastik von der Oberfläche in tiefere Schichten des Wassers transportieren. Diese Prozesse könnten für den Großteil des Mikroplastiktransports verantwortlich sein, so die Studie, die jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Scientific Reports erschienen ist.

Die Verschmutzung unserer Meere durch Plastikmüll ist ein Problem, das mittlerweile viel Beachtung erhält. Um es lösen zu können, ist es wichtig, genau nachzuverfolgen, wie viel Plastik sich in den Ozeanen befindet und wie es sich bewegt. Doch bei Untersuchungen dazu fiel Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern auf, dass ein Teil des Plastiks zu verschwinden schien: Die Menge an Kunststoff, die tatsächlich an der Meeresoberfläche gefunden wurde, war deutlich geringer als erwartet. Das gilt vor allem für Mikroplastik. Es hat maximal einen Durchmesser von fünf Millimetern, manchmal sind es aber auch nur einige Mikrometer. Es gelangt entweder durch direkten Eintrag ins Meer, zum Beispiel über den Wind, Flüsse oder Schiffe, oder es entsteht, wenn größere Plastikteile im Wasser durch Umwelteinflüsse zerfallen.

Während sich an der Meeresoberfläche weniger Mikroplastik als erwartet findet, konnte es schon in der Arktis und im Marianengraben, dem tiefsten bekannten Punkt der Erde, nachgewiesen werden. Es bleibt allerdings die Frage, wie es dort hingelangt. Forscherinnen und Forscher vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel haben versucht, diese Frage zu beantworten. Dafür haben sie erstmals modelliert, wie biologische Prozesse, Mikroplastik in die Tiefe tragen, zum Beispiel über den sogenannten Meeresschnee. Die Forschungsgruppe simulierte dafür die Bewegungen von Mikroplastik in den Ozeanen innerhalb eines Erdsystemmodells. Die Ergebnisse wurden jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.

Es gibt verschiedenen Wege, wie Mikroplastik in die tieferen Schichten des Ozeans gelangen kann. Der wohl offensichtlichste Grund ist der Auftrieb: Hat das Plastik keinen Auftrieb, sinkt es zum Meeresboden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fanden nun aber heraus, dass eine große Menge des Mikroplastiks auch aufgrund biologischer Prozesse von der Oberfläche nach unten befördert wird.

Dafür verantwortlich ist vor allem das Plankton, das nah an der Oberfläche lebt. Seine Ausscheidungen, abgestorbene Zellen oder ganze Organismen und anderes organisches Material verbinden sich mit dem Mikroplastik und sinken wie Schneeflocken langsam in die Tiefe. Dort dienen sie Bakterien als Futter. So wird das Plastik von seinem Transportmittel befreit und treibt entweder in der Tiefe weiter oder steigt wieder zur Oberfläche auf. „Auf den ersten Blick scheint dieser Transportweg also ziemlich ineffektiv zu sein. Unsere Studie zeigt, dass von zwei, in manchen Regionen sogar von drei auf diesem Weg gebundenen Plastikteilen nur eines in wirklich die Tiefe sinkt, der Rest verbleibt an der Oberfläche“, sagt Dr. Karin Kvale vom GEOMAR, Hauptautorin der Studie. Der Prozess ist jedoch so weit verbreitet, dass er genug Plastik aus den oberen Schichten des Wassers entfernt, um das fehlende Plastik dort zu erklären. „Der sogenannte ‚Marine Schnee‘ hat so also einen großen Einfluss auf die globale Mikroplastikverteilung“, erklärt die Modelliererin weiter.

Genaue Modellierungen der biologischen Prozesse mit Mikroplastik in einem Erdsystemmodell bieten außerdem die Möglichkeit, Prognosen darüber zu treffen, wie sich diese Zusammenhänge in Zukunft ändern könnten, wenn der Klimawandel Ozeanzirkulation und Ökosysteme beeinflusst. Dr. Kvale betont: „Zu verstehen, wie Plastik sich durch unsere Ozeane bewegt, ist grundlegend wichtig, um mit der zunehmenden Verschmutzung der Meere umzugehen und die Auswirkungen von Mikroplastik auf marine Ökosysteme auf einer globalen Ebene zu begreifen.“

Originalpublikation:
Kvale K, AEF Prowe, C-T Chien, A Landolfi, A Oschlies (2020): The global biological microplastic particle sink. Scientific Reports. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-72898-4

Weitere Informationen:
http://www.geomar.de Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Quelle: IDW

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HHL zeigt Meinungsbild zu umstrittener 50+1-Regel im Fußball

Eva Echterhoff Media Relations
HHL Leipzig Graduate School of Management

Die 50+1-Regel ist eine der umstrittensten Regelungen im deutschen Fußball. Professor Dr. Henning Zülch von der Handelshochschule Leipzig (HHL) sieht sie als einen Grundpfeiler der Erfolgsgeschichte des deutschen Fußballs und seiner Fankultur. In einem Arbeitspapier zeichnet die HHL ein Bild der öffentlichen Meinung zu dem deutschen Sonderweg 50+1.

Prof. Dr. Henning Zülch (HHL):
„In der öffentlichen Meinung zeigt sich, dass es ein klares Votum für den Erhalt der 50+1-Regel in Deutschland gibt. Indes muss die Regelung ihre Gestalt wechseln. Sie muss modifiziert werden, um der Realität und den finanziellen Bedürfnissen der Klubs gerecht zu werden.“

Basierend auf diesem Meinungsbild und vor dem Hintergrund der aktuellen Entwicklungen werden Handlungsempfehlungen erarbeitet.

Prof. Dr. Henning Zülch (HHL):
„Ich sehe die aktuellen Entwicklungen im europäischen Fußball in diesem Zusammen-hang als besorgniserregend an. Wer die hohen Ablösesummen nicht zahlen kann, wird langfristig nicht wettbewerbsfähig sein. So wird der Ruf nach einer Öffnung der Bundesli-ga für strategische Investoren immer lauter werden – auch oder gerade während der Corona-Krise.“

Die 50+1-Regel
Sie besagt (vereinfacht), dass ein strategischer Investor die Mehrheit der Kapitalanteile an einem Fußballklub erlangen kann, aber nie die Stimmrechtsmehrheit. Die Mehrheit der Stimmrechte – und damit die Kontrolle – liegt ausschließlich in den Händen der Mitglieder des Vereins selbst. Primäres Ziel ist es, durch die Regel, die sportlichen Interessen der Vereine und ihrer Mitglieder zu stärken gegenüber dem Wirtschafts-Interesse der Investoren. Gerade mit Blick auf den Umgang mit seiner wichtigsten Stakeholdergruppe, den Fans, ist diese Regel einzigartig, da sie das Fanwohl als eines der höchsten Güter behandelt, die die Marke Bundesliga besitzt.

Fragen an Professor Dr. Henning Zülch (HHL)
1. Warum muss sich die 50+1-Regel verändert werden?
HZ: Die 50+1-Regel verfolgt das Ziel, dass ein Investor zwar die Mehrheit der Kapi-talanteile an einer Fußball-Kapitalgesellschaft erlangen kann, indes nicht die Stimmrechtsmehrheit und damit die Kontrolle über den Klub. Diese soll weiterhin in den Händen des e.V. liegen und damit bei den Mitgliedern. Indes gibt es zahlreiche Ausnahmen von der 50+1-Regel, welche die Regel als solche immer unglaubwürdiger mit Blick auf die o.g. Zielsetzung machen. So wird z.T. von der „Lex Wolfsburg“ und „Lex Leverkusen“ gesprochen. RB Leipzig und dessen Gründung sowie Namensgebung werden in diesem Zusammenhang auch stets angeführt (vgl. Abschnitt II.3.).

2. Wie sollte die 50+1-Regel verändert werden?
HZ: Die 50+1-Regel sollte in ihrer Idee beibehalten aber modifiziert werden. Die Kinderkrankheiten, also die etablierten Ausnahmeregelungen, müssen abgeschafft werden. Konkret ergeben sich vier Handlungsfelder bzw. Ansatzpunkte zur Veränderung. Das sind: die Verringerung der Mindestförderdauer von 20 Jahren, die Verringerung der Sperr-Anteile, eine striktere Anlegerkontrolle und die Stärkung der Mitgliedermitbestimmung (vgl. hierzu Abschnitt IV.).

3. Was fürchten die Fans bei unbeschränkter Macht eines Investors?
HZ: Die Fans fürchten bei Kontrollausübung eines Investors, dass er nicht im Einklang mit den Idealen und Werten des Klubs die Geschicke lenkt. Der deutsche Fußball lebt von seiner Fankultur und der Stadionatmosphäre wie kein anderes Land. Diese Kultur ist gewachsen, kultiviert und imagebildend durch ihre Fans. Einem Investor wird zunächst abgesprochen, dass er diese Kultur bewahren will. Vielmehr wird er als Bedrohung angesehen, so dass Kontrollausübung durch einen Investor um jeden Preis zu vermeiden sei. Indes wird sich der Erfolg eines Klubs künftig nicht ohne strategische Investoren einstellen; sie sind eine Grundvoraussetzung und müssen mit den Grundwerten und der Strategie des Klubs im Einklang stehen. Hierfür gilt es, Akzeptanz durch Dialog zu schaffen. Die 50+1-Regel bzw. ihre modifizierte Fassung kann als Kompromiss zwischen Fanwohlmaximierung und wirtschaftlicher Professionalisierung angesehen werden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Henning Zülch, Lehrstuhl für Rechnungswesen, Wirtschaftsprüfung und Controlling

Originalpublikation:
Das Arbeitspapier erhalten Sie als Download unter
https://www.hhl.de/app/uploads/2020/06/hhlap0186.pdf

Weitere Informationen:
http://www.hhl.de
https://www.hhl.de/de/fakultaet-forschung/prof-dr-henning-zuelch/

Quelle: IDW

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Recycling von Klärschlamm

Christian Ernst Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Technische Universität Clausthal

Das Bundesforschungsministerium fördert das innovative Verbundprojekt „KlimaPhoNds“, das maßgeblich vom Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum (CUTEC) der TU Clausthal umgesetzt wird, mit 4,6 Millionen Euro. Beginn des Forschungsvorhabens ist in diesem Oktober.

Klärschlamm ist ein wertvoller Energie- und Rohstoffträger. Im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft muss es das Ziel sein, sämtliche Ressourcen aus dem Klärschlamm zu nutzen. Hierzu gehört nicht nur Phosphor, sondern zum Beispiel auch Stickstoff, Metalle und Mineralstoffe, aber auch die im Klärschlamm gebundene Energie. Das Projekt „KlimaPhoNds“ zielt auf eine vollständige energetische und rohstoffliche Klärschlammverwertung und der Realisierung von Stoffkreisläufen für Magnesium, Stickstoff und insbesondere Phosphor.

„Wir werden dazu mehrere Innovationen im großtechnischen Maßstab umsetzen, um die Klimaneutralität und Ressourceneffizienz des entwickelten Konzeptes nachzuweisen“, sagt Professor Michael Sievers. Der Leiter der Abteilung Abwasserverfahrenstechnik im Forschungszentrum CUTEC der TU Clausthal wird das Projekt koordinieren, das am 1. Oktober beginnt und auf fünf Jahre ausgelegt ist. Auch die CUTEC-Abteilungen Thermische Prozesstechnik sowie Ressourcentechnik und -systeme bringen sich in das Vorhaben ein. An der TU Clausthal passt das Vorhaben ideal zum neuen Leitthema Circular Economy – nachhaltige Kreislaufwirtschaft. Industriepartner sind die Parforce Engineering & Consulting GmbH, Lukson AG und Knoke-Industrie-Montage GmbH.

Im Hinblick auf eine zukunftsweisende Industriegesellschaft wird das neue klimafreundliche, rohstoffeffiziente Konzept am Beispiel der Kläranlage Northeim – auch die Stadt Northeim ist Projektpartner – entwickelt und umgesetzt. „Die Klimafreundlichkeit beruht auf einer innovativen, nahezu wärmeneutralen Trocknung von Klärschlamm und dessen energetischer Verwertung“, so Professor Sievers. Zur verbesserten Ressourceneffizienz tragen die stoffliche, reststofffreie Nutzung des getrockneten Klärschlamms sowie mehrere Materialkreisläufe für Phosphor, Stickstoff und Magnesium bei. Voraussetzung für das Konzept ist eine vermehrte biologische Phosphorelimination bei der Abwasserbehandlung.

Das als Magnesium-Ammonium-Phosphat anfallende Fällungsprodukt wird zentral mit einer thermischen Behandlung (Kalzinierung) und Zugabe von Säure nahezu reststofffrei in die drei Wertstoffe Ammoniakwasser, Magnesiumchlorid und Phosphorsäure veredelt. Phosphorsäure soll in hochwertiger Qualität der chemischen Industrie insbesondere für die Düngemittelherstellung zur Verfügung gestellt werden. Das beim Parforce-Verfahren anfallende Nebenprodukt Magnesiumchlorid geht zur Kläranlage Northeim zurück und wird anhand von Vergleichsversuchen mit kommerziellen Produkten bewertet. Das Ammoniakwasser wird auf dessen Nutzung zur Düngemittelherstellung oder zur Entstickung von Verbrennungsabgasen untersucht.

Die Produktion phosphatarmen Klärschlamms ermöglicht eine flexible energetische und auch stoffliche Verwertung, die meist mit niedrigeren Kosten verbunden ist. Dank dem erstmaligen Einsatz einer sogenannten Wirbelschichtverdampfungstrocknung, das heißt einer Klärschlammtrocknung bei Überdruck und unter reiner Wasserdampfatmosphäre, erfolgt eine besonders effiziente Wärmerückgewinnung und eine nahezu wärmebilanzneutrale Volltrocknung. Um trotz des Zusatzaufwandes für die Ressourcenschonung eine Emissionsminderung des gesamten CO2 zu erreichen, kann der getrocknete Klärschlamm als Brenn- und Zuschlagstoff in der Zementindustrie verwertet oder als Zusatzbrennstoff in Kraftwerken genutzt werden.

Gefördert wird das Projekt durch die Maßnahme „RePhoR – Regionales Phosphor Recycling“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Die Maßnahme ist Teil des Programms „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Michael Sievers
Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum der TU Clausthal
Abteilung Abwasserverfahrenstechnik
E-Mail: michael.sievers@cutec.de

Weitere Informationen:
https://www.klimaphonds.de/

Quelle: IDW

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Wie spät ist es auf der biologischen Uhr?

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

Interdisziplinäres Forschungsteam der Friedrich-Schiller-Universität Jena, des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut – und des Universitätsklinikums Jena wird mit 4,5 Millionen Euro von der Carl-Zeiss-Stiftung gefördert

„Man ist so alt wie man sich fühlt.“ Wie diese häufig gebrauchte Redensart deutlich macht, bestimmt nicht allein die Spanne der bisher verstrichenen Lebenszeit das Alter eines Menschen. Vielmehr hängt das biologische Alter von zahlreichen Faktoren ab und unterliegt dabei – so wie es die Redensart sagt – auch psychologischen Einflüssen. Daher kann es durchaus sein, dass sich Alternsgenossen im körperlichen und geistigen Altersempfinden unterscheiden: Nicht gar so selten wirkt ein jung gebliebener Geist positiv auf die körperliche Fitness und umgekehrt.

Wie sich das biologische Alter definiert und exakt bestimmen lässt und welche Faktoren die komplexen Alternsprozesse von Menschen beeinflussen, das herauszufinden ist das Ziel des neuen Forschungsprojekts IMPULS der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Das Projektteam wird bei seinem Forschungsvorhaben in den kommenden fünf Jahren von der Carl-Zeiss-Stiftung im Rahmen des Förderprogramms „Durchbrüche“ mit rund 4,5 Mio. Euro unterstützt. Das gab die Stiftung heute (8. Oktober) bekannt.

Ganzheitlicher Blick auf den Alternsprozess
IMPULS steht für „Identifizierung und Manipulation der physiologischen und psychologischen Uhren der Lebensspanne“. In ihrem Projekt wollen die Forschenden also nicht nur herausfinden, wie „spät“ es auf der biologischen Uhr eines Menschen aktuell ist. „Wir wollen auch wissen, ob und wie sich durch Manipulation der biologischen Uhr das Altern insgesamt verzögern lässt“, erläutert Christoph Englert, Sprecher des Verbundprojekts. Der Professor für Molekulare Genetik der Universität Jena und Forschungsgruppenleiter am Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) – sagt, dass Alternsprozesse durch individuelle Faktoren moduliert werden, wie Ernährung, Lebensstil und persönliche Altersbilder. „Wir wollen durch die Verknüpfung von Physiologie und Psychologie einen neuen Blickwinkel auf das Altern entwickeln.“

Konkret wollen die Projektpartner in Studien am Menschen aber auch an verschiedenen Modellorganismen neue Kriterien auf molekularer und neurobiologischer Ebene für die Altersbestimmung ermitteln. Zudem sollen die Auswirkungen physiologischer Faktoren auf das Altern untersucht werden, beispielsweise der Einfluss von Sport auf die Gehirnalterung oder von Ernährung auf alternsbedingte Entzündungen. Ob sich psychologischer Stress oder das persönliche Alternserleben auf die biologische Uhr auswirken, wollen die Forschenden u. a. mit Hirnstrukturmessungen aufklären. Und nicht zuletzt sind ethische Implikationen der möglichen Ergebnisse Teil des Forschungsprojekts: Was bedeutet es, wenn sich Lebenserwartung und alternsbedingte Krankheiten künftig präziser vorhersagen lassen? Wie verändert sich der gesellschaftliche Blick aufs Alter, wenn wir es zukünftig auch biologisch und nicht rein chronologisch definieren können?

Zum Projektteam gehören neben Alternsforschern auch Expertinnen und Experten aus Biochemie und Epigenetik, Medizin, Neuro- und Ernährungswissenschaft, Pharmazie, Epidemiologie, Bioinformatik, Biostatistik, Psychologie und Sozialwissenschaften.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christoph Englert
Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI)
Beutenbergstraße 11, 07745 Jena
Tel.: 03641 656042
E-Mail: christoph.englert@leibniz-fli.de

Quelle: IDW

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Exzellentes Bremer Wasser für piekfeine Bremer Getränke

Melisa Berktas Corporate Communications & Public Relations
Jacobs University Bremen gGmbH

Normalerweise werden in der Abteilung für Rohstoff und Umweltforschung der Jacobs University Bremen kritische Hochtechnologie-Metalle in Gesteinen, Lagerstätten und verschiedensten Umweltproben untersucht. Diese Grundlagenforschung ermöglicht es nun der Getränkemittelindustrie, die Qualität des verwendeten Wassers in Bezug auf Spuren von Arzneimittelrückständen und anderen Schadstoffen zu beurteilen.

Im Rahmen einer Kooperation mit der Bremer Brennerei „Piekfeine Brände“, einem Hersteller von Spirituosen wie Edelbränden, Gin und Whisky, wurde das Wasser, das in den verschiedenen Produktionsschritten verwendet wird und das letztlich im fertigen Produkt steckt, auf seine Gehalte an Seltenen Erden hin untersucht. Das Wasser, so das Ergebnis, ist von allerbester Qualität.

„Gibt es im verwendeten Wasser Rückstände von Arzneimitteln, Körperpflegeprodukten oder Zuckerersatzstoffen, die über Kläranlagen in die Umwelt gelangt sind, dann enthält dieses Wasser immer auch Spuren des Hochtechnologie-Metalls Gadolinium, das als Kontrastmittel bei MRT-Untersuchungen verwendet wird,“ erklärt Michael Bau, Professor für Geowissenschaften an der Jacobs University, der mit seiner Arbeitsgruppe diese Methode entwickelt hat. Ungewöhnlich hohe Konzentrationen von Gadolinium im Vergleich zu den anderen Seltenen Erden sind ein Beleg für die Anwesenheit sogenannter „abwasserbürtiger“ Stoffe. Dies sind Substanzen, die in den Klärwerken nicht aus dem Abwasser entfernt werden können und selbst im gereinigten Abwasser noch vorhanden sind. Neben Gadolinium-Kontrastmitteln sind dies auch Arzneimittelrückstände, illegale Drogen und chemische Verbindungen, die in Körperpflegeprodukten und Nahrungsmitteln verwendet werden.

„Nachdem wir die sehr empfindliche Methode an Cola-Getränken aus Schnellrestaurants erfolgreich erprobt hatten, ergab sich durch die Kooperation mit den Bremer `Piekfeinen Bränden` nun die Gelegenheit, diese neue High-Tech Methode auch in einem anderen Bereich der Nahrungsmittelindustrie anzuwenden“, sagt Dr. Dennis Krämer, Postdoktorand im Bereich der Geowissenschaften an der Jacobs University.

„Wir freuen uns natürlich sehr über die erstklassige Qualität unseres Bremer Wassers und danken Professor Bau und seinem Team der Jacobs University für die intensive Arbeit und aufschlussreichen Ergebnisse“, führt die Gründerin und Inhaberin der Brennerei Piekfeine Brände, Birgitta Schulze van Loon, weiter aus.

Und Michael Bau ergänzt: „Dass die Qualität des Bremer Wassers hinsichtlich Mikroverunreinigungen deutlich besser ist, als die des Wassers in anderen deutschen Städten und Regionen wie zum Beispiel Berlin, München oder Düsseldorf, zeigt, dass die Bremer sauberes Leitungswasser bekommen, das sie bedenkenlos trinken können. Es bestätigt auch, dass Bremen ein exzellenter Produktionsstandort für die Nahrungs- und Getränkemittelindustrie ist. Und dass ein Hersteller seine Produkte freiwillig auf chemische Fremdstoffe hin untersuchen lässt, ist natürlich ein schönes Beispiel für proaktiven Verbraucherschutz.“

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
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Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Fragen beantwortet:
Prof. Dr. Michael Bau
Professor of Geosciences
Email: m.bau@jacobs-university.de

Anhang
Erläuterungen
https://idw-online.de/de/attachment80952

Quelle: IDW

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TU Berlin: Intervallfasten auch im Alter wirksam

Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin

Kurzzeitfasten führt auch bei älteren Menschen zu einer bedeutsamen Abnahme von Körpergewicht und Bauchumfang
Ob Esspausen von mindestens 16 Stunden täglich, das sogenannte „Intervallfasten“, wirklich zu einer Gewichtabnahme führen, wollten Studierende des TU-Gasthörerstudiums BANA wissen – und führten eine wissenschaftliche Pilot-Studie unter Real-Life-Bedingungen durch. Resultat: Die Hälfte der 74 Teilnehmer*innen hatte nach vier Wochen bis zu sechs Kilo abgenommen. Die Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Ernährung & Medizin veröffentlicht. Außerdem wurden die BANA-Forschenden eingeladen, ein Poster auf der Jahrestagung der Deutschen Adipositas-Gesellschaft e. V. vom 8. – 10. Oktober in Leipzig zu präsentieren.

Intervallfasten werden heute verschiedene Fastenvarianten genannt, vom stundenweisen Fasten innerhalb eines Tages bis zum tageweisen Fasten innerhalb einer Woche. Allen ist eine mittlerweile nachgewiesene gesundheitsfördernde Wirkung gemeinsam, von der Gewichtsabnahme über eine Stoffwechsel-Umstellung bis hin zur sogenannten Autophagie, einem intrazellulären Selbstreinigungsprozess, für dessen umfassende Beschreibung der Japaner Yoshinori Ohsumi 2016 mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet wurde.

Ohne Aufwand und ohne Kosten abnehmen bietet langfristigen Erfolg
„Bei jungen Erwachsenen ist derzeit die 16:8-Methode sehr populär“, erklärt Dr. Franz-Werner Dippel, einer der Autoren der Studie. „Wir wollten prüfen, ob sich das Intervallfasten auch für ältere Menschen eignet, was bisher nicht untersucht ist.“ Ganz wichtig war dem Team ein pragmatischer Ansatz für die Durchführung des Fastens, denn, so Dippel, ausschlaggebend für den langfristigen Erfolg einer Ernährungs- beziehungsweise Fastenintervention sei die möglichst niedrigschwellige Einbindungsmöglichkeit des Fastenmaßnahme in den Alltag. „Sie sollte keine Kosten verursachen, keinen besonderen Aufwand darstellen oder invasive Maßnahmen beinhalten und sich gut in den Tagesablauf integrieren lassen. Auch haben wir auf die Erfassung von Energiegehalt und Zusammensetzung der Nahrung sowie auf die Dokumentation des Bewegungsverhaltens verzichtet.“ Erfasst wurden während der Studie auch Parameter wie Blutdruck, Puls oder Urinzusammensetzung.

Fastenzeiten von mehr als 14 Stunden an 97 Prozent aller Studientage
Insgesamt 74 Probanden mit einem Durchschnittsalter von 64,3 Jahren, sowohl normal- als auch übergewichtige Personen, nahmen an der Studie teil. Die Fastentagebücher zeigten: An 97 Prozent aller Studientage wurden Fastenzeiten von mehr als 14 Stunden oder mehr erreicht. Die Gewichtsdifferenzen lagen schließlich zwischen minus sechs bis plus ein Kilogramm. Eine Gewichtsreduktion von ein bis zwei Kilogramm monatlich gilt gemäß den Leitlinien der Deutschen Adipositas-Gesellschaft als gesundheitlich unbedenklich und ist auch aus medizinischer Sicht von Bedeutung. „Das Studienergebnis erfüllt damit die allgemeinen Anforderungen an eine erfolgreiche Ernährungsintervention und kann deshalb als guter Abnehmerfolg für die untersuchte Altersgruppe gewertet werden“, freut sich Franz-Werner Dippel, der selbst promovierter Medizinbiologe ist und in der Industrie und der klinischen Forschung tätig war. Er und das achtköpfige Autorenteam der Ernährungsstudie hatte sich im letzten der vier regulären BANA-Semester mit dem Thema „Entzündungen“ beschäftigt und den Einfluss verschiedener Faktoren auf Entzündungsprozesse untersucht, wie zum Beispiel Schlaf, Stress, Bewegung, Ernährung und Fasten.

BANA-Studium an der TU Berlin – lebenslanges Lernen und bürgerschaftliches Engagement
Die Autor*innen der Studie sind Studierende des Gasthörerstudiums BANA an der TU Berlin (Berliner Modell: Ausbildung für nachberufliche Aktivitäten). Es handelt sich um ein viersemestriges Weiterbildungsangebot für Menschen ab 45 Jahren, das einen unmittelbaren Zugang zu neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen ermöglicht. BANA ist nicht nur ein Angebot für lebenslanges Lernen, sondern fördert auch mit seinen Projekten bürgerschaftliches Engagement und bietet die drei Schwerpunkte „Stadt“, „Umwelt“ sowie „Gesundheit und Ernährung“. Angesiedelt ist es in der Zentraleinrichtung Wissenschaftliche Weiterbildung und Kooperation der TU Berlin (ZEWK) und wird geleitet von Dr. Gabriele Schaepers-Feese.

Die Veröffentlichung in Ernährung & Medizin (Thieme-Verlag) ist zu finden unter:
https://doi.org/10.1055/a-1115-9709

Das informative Poster auf der Website der Deutschen Adipositas-Gesellschaft e. V.:
https://dag-kongress.de/poster/

Weitere Informationen erteilen Ihnen gern:
Dr. Franz-Werner Dippel
Sprecher des Autorenteams zur BANA-Studie „Intervallfasten“
E-Mail: franz-werner.dippel@t-online.de
Tel.: 0172 6501845

Dr. Gabriele Schaepers-Feese
Technische Universität Berlin
Zentraleinrichtung Wissenschaftliche Weiterbildung und Kooperation (ZEWK)
Wissenschaftliche Leitung BANA
E-Mail: g.schaepers-feese@tu-berlin.de
Tel.: 030 314-22034

Quelle: IDW

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BMAS fördert interdisziplinäres Wissenschaftsteam

Martina Diehl Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Resilienzforschung gGmbH

Forscherteam untersucht finanzielle Schocks durch Corona für private Haushalte
Neben starken Einschnitten im gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Leben birgt die Corona-Pandemie für viele Menschen auch finanzielle Schwierigkeiten. Das gilt vor allem für einkommensschwache Bevölkerungsgruppen oder für Personen, die durch ihre Berufswahl ökonomisch besonders von der Pandemie betroffen sind. Wie die Menschen in Deutschland mit finanziellen Schocks durch die Corona-Pandemie umgehen, untersucht nun ein interdisziplinäres Forscherteam der Universität Mannheim, des ZEW Mannheim und des Leibniz-Instituts für Resilienzforschung Mainz. Die Projektpartner vereinen dabei die Perspektiven der Wirtschaftspädagogik (Prof. Dr. Carmela Aprea, Universität Mannheim), der Haushaltsökonomie (Prof. Dr. Tabea Bucher-Koenen, ZEW Mannheim) sowie der psychologischen Resilienzforschung (Prof. Dr. Klaus Lieb und Dr. Donya Gilan, Leibniz-Institut für Resilienzforschung Mainz).

„Uns interessiert besonders, wie Menschen Entscheidungen unter hoher Unsicherheit und Komplexität treffen, nachdem sie von einem finanziellen Schock erfasst wurden. Denn daraus lässt sich ableiten, mit welchen sozial- und bildungspolitischen Maßnahmen sich die betroffenen Haushalte effektiv und nachhaltig unterstützen lassen“, erklärt Prof. Dr. Carmela Aprea, Universität Mannheim.

„Zu den allgemeinen psychischen und gesellschaftlichen Folgen der Corona-Pandemie wird bereits geforscht. Doch gibt es bisher nur sehr wenige Forschungsdaten zu den finanziellen Herausforderungen und deren mittel- bis langfristigen Folgen für Haushalte und Gesamtwirtschaft“, sagt Prof. Dr. Tabea Bucher-Koenen, Leiterin des Forschungsbereichs „Internationale Finanzmärkte und Finanzmanagement“ am ZEW Mannheim und Professorin an der Universität Mannheim.

„Für uns besteht eine zentrale Aufgabe darin, individuelle und strukturelle Handlungsempfehlungen zu entwickeln, um Bürgerinnen und Bürger in solchen Situationen gezielt stärken und unterstützen zu können“, erklärt Prof. Dr. Klaus Lieb, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Leibniz-Instituts für Resilienzforschung. „Denn die Betroffenen sind einem erhöhten Armutsrisiko ausgesetzt, das sie an den Rand der Gesellschaft drängen kann.“ Und Dr. Donya Gilan, Leibniz-Instituts für Resilienzforschung Mainz, ergänzt: „Psychische Gesundheit ist stark von der psychosozialen Lage eines Menschen abhängig. Gerade finanzielle Nöte treiben Menschen in psychische Erkrankungen wie beispielsweise Angsterkrankungen, Depressionen oder auch Suchterkrankungen, weil oft psychische Bewältigungsstrategien im Umgang mit solchen Sorgen fehlen. Dauerstress ist dann vorprogrammiert und soziale Stigmata die Folge“.

Finanziert wird das Forschungsvorhaben aus Mitteln des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales (BMAS) in einem Projektzeitraum von 1. September 2020 bis 31. August 2021. Das Ministerium hat es als eines von zwölf Projekten mit Corona-Fokus in das Fördernetzwerk Interdisziplinäre Sozialpolitikforschung (FIS) aufgenommen. Ausgewählt wurden die Vorhaben hinsichtlich ihrer Eignung, auf wissenschaftlicher Basis die Grundlage zur Bewältigung der Corona-Pandemie zu schaffen.

Kontakt
Univ.-Prof. Dr. Klaus Lieb
Leibniz-Institut für Resilienzforschung (LIR) gGmbH

Tel.: +49 6131 8944824
E-Mail: klaus.lieb@lir-mainz.de

Martina Diehl
Kommunikation & Presse
Leibniz-Institut für Resilienzforschung (LIR) gGmbH

Tel.: +49 6131 89448-06
E-Mail: martina.diehl@lir-mainz.de
https://www.lir-mainz.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Univ.-Prof. Dr. Klaus Lieb, Leibniz-Institut für Resilienzforschung

Quelle: IDW

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Übertragung von COVID-19: Aerosole deutlich infektiöser alsTränenflüssigkeit oder Bindehaut

Kerstin Ullrich Pressestelle
Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft

SARS-CoV-2 ist hochgradig infektiös und wird hauptsächlich durch das Einatmen von Tröpfchen oder Aerosolen übertragen. Können sich Menschen aber auch über die Augen mit dem Virus infizieren? Einige Berichte weisen darauf hin, dass eine Ansteckung über die Schleimhäute, einschließlich der Bindehaut, möglich sei. Auf der heutigen Kongress-Pressekonferenz zum Kongress der DOG Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft (DOG) diskutierten Experten, ob die Bindehaut oder der Tränenfilm Eintritts- oder Austrittspforten für das Virus sein können. Der DOG Kongress findet bis 11. Oktober 2020 online statt.

Können sich Menschen auch über die Bindehaut oder Tränenflüssigkeit mit SARS-CoV-2 infizieren? Und inwiefern könnten mit dem Coronavirus infizierte Patienten andere Menschen über ihre Tränen anstecken? „Derartige Übertragungswege würden erhebliche Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit haben und weitere Schutzmaßnahmen notwendig machen“, sagt Professor Dr. Dr. med. Clemens Lange, Klinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum Freiburg. Es gebe vereinzelt Studien, die auf eine solche Übertragungskette hinweisen.

So hatten in Untersuchungen etwa sieben Prozent der COVID-19-Patienten subjektive Augenbeschwerden. Bei etwa einem Prozent wurden Zeichen einer Bindehautentzündung (Konjunktivitis) beobachtet. „Einige Studien postulieren, dass das Virus in diesen Fällen das Auge als Eintrittspforte genutzt habe“, so Lange. Auch wird der Tränenfilm als ein möglicher Überträger diskutiert. „Reibt man sich beispielsweise die Augen mit COVID-19-kontaminierten Händen, wäre eine Übertragung auf die Nasenschleimhaut oder die Atemwege denkbar“, so Lange. Umgekehrt könnten infizierte Patienten das Virus über ihre Tränenflüssigkeit auf gesunde Menschen übertragen.

„Betrachtet man abschließend die derzeitige Studienlage, weist jedoch nichts darauf hin, dass wir die Augen als bedeutsame Eintritts- oder Austrittspforte des Virus betrachten müssen“, stellt Lange fest. Ein Zusammenhang zwischen der in Studien beobachteten Bindehautentzündung bei der COVID-19-Erkrankung kann bislang nicht eindeutig ermittelt werden. „Es könnte sich auch um ein SARS-CoV-2 unabhängiges Phänomen handeln, das zum Beispiel im Zuge einer intensivmedizinischen Behandlung oder der generalisierten Entzündungsreaktion im Körper von COVID19 Patienten auftritt“, erklärt Lange. Darüber hinaus sei noch nicht eindeutig geklärt, ob die Zellen der Augenoberfläche, wie zum Beispiel die der Bindehaut, den SARS-CoV-2-Rezeptor ACE2 in klinisch relevantem Maße exprimieren und damit für eine Infektion anfällig sind. Eine aktuelle Untersuchung an der Universitäts-Augenklinik Freiburg sowie histologische Untersuchungen anderer Kliniken haben weder eine wesentliche Expression von ACE2 in der Bindehaut noch einen Zusammenhang zwischen einer COVID-19-Infektion und einer Bindehautentzündung nachweisen können.

Auch sei der Übertragungsweg über die Tränenflüssigkeit eher unwahrscheinlich. „Der regelmäßige Lidschlag des Auges sowie die geringe Augenoberfläche dürften verhindern, dass ausreichend Viren ins Auge gelangen können“, so Lange. Und dazu, ob Infizierte über ihre Tränen gesunde Menschen anstecken könnten, gibt es auch keine eindeutigen Hinweise: „Bei Patienten mit COVID-19-Erkrankung enthält der Tränenfilm nur sehr selten Virus-RNA“, erklärt Lange. Eine Ansteckung über die Tränenflüssigkeit sei daher auch erst einmal auszuschließen.

„Obwohl wir derzeit eher keine Infektion über das Auge befürchten müssen, sind weitere Untersuchungen notwendig, um Aufschluss über die tatsächliche Infektiosität und mögliche Orte der Virusvermehrung zu erhalten“, betont Professor Dr. med. Hans Hoerauf, Präsident der DOG und Direktor der Augenklinik der Universitätsmedizin Göttingen. Es sei Klinikpersonal trotz des offenbar geringen Risikos dringend anzuraten, bei einer intensivmedizinischen Versorgung von an COVID-19 Erkrankten mit einer In- oder Extubation die Augen durch eine Brille vor einer Übertragung des Coronavirus zu schützen.

„Alles in allem betrachtet, dürfte bei augenärztlichen Untersuchungen von Aerosolen aus den Atemwegen ein deutlich höheres Infektionsrisiko mit COVID-19 ausgehen als von Tränenfilm und Augenoberfläche der Patienten“, resümiert DOG-Experte Lange.

Quelle: IDW

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Die globale Nahrungsmittelproduktion stellt eine zunehmende Bedrohung für das Weltklima dar

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

Laut den Autoren einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht wurde, gefährden die steigenden Lachgasemissionen die Erreichung der Klimaziele und der Ziele des Pariser Abkommens.

Der weltweit zunehmende Einsatz von Stickstoffdüngemitteln bei der Nahrungsmittelproduktion erhöht die Konzentration von Lachgas in der Atmosphäre – eines Treibhausgases, das 300-mal wirksamer ist als Kohlendioxid und länger als ein Menschenleben in der Atmosphäre verbleibt.

Die Studie, die von einem internationalen Konsortium von 57 Wissenschaftlern aus 14 Ländern und 48 Forschungseinrichtungen durchgeführt wurde, wobei dem IIASA eine Schlüsselrolle zukam, wurde von der Auburn University (Alabama, USA) im Rahmen des Global Carbon Project und der International Nitrogen Initiative koordiniert. Ziel der Forscher war es, die bisher umfassendste Bewertung aller Quellen und Senken des potenten Treibhausgases Distickstoffmonoxid (Lachgas) zu erstellen.

Die Ergebnisse weisen auf einen alarmierenden Trend hin, der sich auf den Klimawandel auswirkt: Distickstoffmonoxid ist gegenüber dem vorindustriellen Niveau um 20% angestiegen, und sein Wachstum hat sich in den letzten Jahrzehnten aufgrund von Emissionen aus verschiedenen menschlichen Aktivitäten beschleunigt.

„Die dominierende Triebkraft für den Anstieg des atmosphärischen Lachgas kommt aus der Landwirtschaft, und die wachsende Nachfrage nach Nahrungs- und Futtermitteln für Tiere wird die globalen Lachgasemissionen weiter erhöhen“, erklärt der Erstautor der Studie, Hanqin Tian, Direktor des International Center for Climate and Global Change Research an der School of Forestry and Wildlife Sciences der Auburn University und Andrew Carnegie Fellow. „Es besteht ein Konflikt zwischen der Art und Weise, wie wir die Menschen ernähren, und unserem Ziel, das Klima zu stabilisieren“.

Die Studie stellte auch fest, dass die größten Beiträge zu den globalen Lachgasemissionen aus Ostasien, Südasien, Afrika und Südamerika stammen. Emissionen infolge der Verwendung von Kunstdünger dominieren die Freisetzungen in China, Indien und den USA, während Emissionen aus der Ausbringung von Viehdung für die Freisetzungen in Afrika und Südamerika verantwortlich sind, so die Studie. Die höchsten Wachstumsraten bei den Emissionen finden sich in den Schwellenländern, insbesondere in Brasilien, China und Indien, wo die Pflanzenproduktion und der Viehbestand zugenommen haben. Das überraschendste Ergebnis der Studie war jedoch, dass die derzeitigen Trends bei den Lachgasemissionen nicht mit den Klimazielen des Pariser Abkommens vereinbar sind.

„Die gegenwärtigen Emissionen entsprechen einem globalen Temperaturanstieg über 3°C, das ist das Doppelte des Temperaturziels des Pariser Abkommens“, erklärt Robert Jackson, Professor und Koautor an der Stanford University und Vorsitzender des Global Carbon Project.

Laut dem Koautor der Studie, Wilfried Winiwarter, Senior Research Scholar im IIASA Air Quality and Greenhouse Gases Program und ehemaliger Direktor des europäischen Zentrums der International Nitrogen Initiative, gibt es jedoch Möglichkeiten, diese Emissionen zu verringern.

„Europa ist die einzige Region in der Welt, die in den letzten zwei Jahrzehnten die Lachgasemissionen erfolgreich reduziert hat“, erklärt Winiwarter. „Strategien zur Reduzierung von Treibhausgasen und Luftverschmutzung in Industrie- und Landwirtschaft und zur Optimierung der Effizienz des Düngemitteleinsatzes haben sich als wirksam erwiesen. Dennoch werden weitere Anstrengungen erforderlich sein, sowohl in Europa als auch weltweit“.

„Diese Studie zeigt, dass wir jetzt ein umfassendes Verständnis des Lachgashaushalts einschließlich der Klimaauswirkungen haben“, fügt die Studienleiterin Rona Thompson, eine leitende Wissenschaftlerin des norwegischen Instituts für Luftforschung, hinzu. „Wir sind in der Lage, Maßnahmen zur Reduzierung der Lachgasemissionen zu bewerten und zu quantifizieren, und viele dieser Maßnahmen werden auch die Wasser- und Luftqualität verbessern, was sowohl der menschlichen Gesundheit als auch den Ökosystemen zugutekommt.“

Der Co-Leiter der Studie, Josep „Pep“ Canadell, leitender Wissenschaftler im Climate Science Center der in Australien ansässigen Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation und geschäftsführender Direktor des Global Carbon Project, stimmt zu, dass die Forschung bedeutend und dringend ist.

„Diese neue Analyse fordert ein umfassendes Überdenken der Art und Weise, wie wir Stickstoffdünger weltweit verwenden und verschwenden, und drängt uns zu nachhaltigeren Praktiken in der Art und Weise, wie wir Lebensmittel produzieren, einschließlich der Reduzierung von Lebensmittelabfällen“, stellt er fest. „Diese Ergebnisse unterstreichen die Dringlichkeit und zeigen die Möglichkeiten, globale Lachgasemissionen zu verringern, um die schlimmsten Klimaauswirkungen zu vermeiden“.

Referenz
Tian H, Xu R, Canadell JG, Thompson RL, Winiwarter W, Suntharalingam P, Davidson EA, Ciais P, et al. (2020). A comprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks. Nature DOI: 10.1038/s41586-020-2780-0

IIASA Kontakte:
Mitautor
Wilfried Winiwarter
IIASA Air Quality and Greenhouse Gases Program
Tel: +43 2236 807 479
winiwart@iiasa.ac.at

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

Quelle: IDW

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KI – Wegbereiter der Zukunft?

Susanne Just Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universitätsklinikum Würzburg

Künstliche Intelligenz in der Medizin: Mit diesem Thema beschäftigt sich eine öffentliche Veranstaltung des Uniklinikums Würzburg und der Akademie Domschule Würzburg. Sie findet statt am Freitag, 16. Oktober 2020. Interessenten können wahlweise persönlich oder online teilnehmen.

Das Thema „Künstliche Intelligenz“ ist omnipräsent: Hoffnungsträger für eine sicherere Medizin und gleichzeitig mit einer tiefen Verunsicherung in der Gesellschaft verbunden. Diese resultiert nicht selten aus mangelnden Informationsangeboten über die Chancen und Risiken der neuen Informationstechnologie.

Hier setzt die Veranstaltung an: Gemeinsam mit der Akademie Domschule Würzburg richtet das Uniklinikum Würzburg den Blick auf die Möglichkeiten, die Künstliche Intelligenz für die Versorgung von Patienten bereithält: zum einen aus medizinischer Sicht, zum anderen aus ethischer. Welchen Stellenwert wird die Künstliche Intelligenz künftig im medizinischen Alltag einnehmen und wie kann sie verantwortungsvoll im Sinne von Patienten und Ärzten eingesetzt werden?

Eingeladen sind Alle, die sich für die Medizin der Zukunft interessieren. Vorkenntnisse sind nicht erforderlich.
Aufgrund der aktuellen Bedingungen findet das Format als Hybrid-Veranstaltung statt: Interessenten können persönlich teilnehmen (bis zu 27 Personen) oder online.

Referentinnen und Referenten sind:
Prof. Dr. Prof. h.c. Andreas Dengel (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz)
Prof. Dr. Elisabeth Gräb-Schmidt (Eberhard Karls Universität Tübingen, Mitglied im Deutschen Ethikrat)
Dr. Markus Krebs (UKW, Comprehensive Cancer Center Mainfranken)
Prof. Dr. Thorsten Bley (UKW, Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie)
Prof. Dr. Laura Schreiber (UKW, Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz)
Dr. Martin Reich (UKW, Neurologische Klinik und Poliklinik).

Grußworte sprechen die Bayerische Ministerin für Digitales Jutta Gerlach, der Ärztliche Direktor des UKW Prof. Dr. Georg Ertl sowie Oberbürgermeister Christian Schuchardt.

Nach den Impulsvorträgen findet eine Podiumsdiskussion statt, an der sich die Teilnehmer persönlich oder online über einen Chat beteiligen können.

Termin: Freitag, 16. Oktober 2020, 17:00 bis 20:00 Uhr, Deutsches Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI) am UKW

Anmeldung: für eine Teilnahme (persönlich oder online) bei der Akademie Domschule Würzburg
Telefon 0931 386-43 111
info@domschule-wuerzburg.de
www.domschule-wuerzburg.de

Anmeldeschluss: 15.10.2020, 12 Uhr
Nach Eingang der Anmeldung erhalten Online-Teilnehmer einen Zugangslink zur Veranstaltung. Für Rückfragen
bietet das Uniklinikum eine offene Telefonsprechstunde am Donnerstag, 15.10.2020, von 15-17 Uhr unter der Rufnummer: 0931 201-56159 an.

Anhang
Flyer zur Veranstaltung „KI in der Medizin“
https://idw-online.de/de/attachment80944

Quelle: IDW

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Arrokoth: Abflachen eines Schneemanns

Dr. Birgit Krummheuer Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

Erst im Laufe von einigen Millionen Jahren hat Arrokoth, auch bekannt unter dem Spitznamen Ultima Thule, seine bizarre, pfannkuchenflache Form erhalten.

Das transneptunische Objekt Arrokoth, auch genannt Ultima Thule, an dem die NASA-Raumsonde New Horizons am Neujahrstag 2019 vorbeiflog, könnte seine Form in den ersten 100 Millionen Jahren seit seiner Entstehung stark verändert haben. In der heutigen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Astronomy schlagen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter Leitung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen vor, dass Arrokoths aktuelle Gestalt, die an einen zerquetschten Schneemann erinnert, erst nach und nach durch das Verdunsten leichtflüchtiger Gase entstanden ist. Ihre Rechnungen könnten helfen zu verstehen, was der aktuelle Zustand von Körpern vom äußeren Rand des Sonnensystems über ihre ursprünglichen Eigenschaften aussagt.

Die vielen Millionen Brocken, die den Kuipergürtel jenseits der Umlaufbahn des Neptuns bevölkern, haben bisher noch nicht viele ihrer Geheimnisse preisgegeben. In den 80er Jahren durchquerten zwar die Raumsonden Pioneer 1 und 2 sowie Voyager 1 und 2 diese Region – allerdings ohne Kameras an Bord. Erst die NASA-Raumsonde New Horizons sendete Bilder vom äußersten Rand des Sonnensystems zur Erde: im Sommer 2015 vom Zwergplaneten Pluto und dreieinhalb Jahre später vom etwa 30 Kilometer großen transneptunischen Objekt Arrokoth. Noch nicht offiziell benannt, trug der Körper damals den Spitznamen Ultima Thule in Anlehnung an den gleichnamigen nördlichsten Landpunkt der Erde. Schließlich ist der transneptunische Brocken der am weitesten von der Sonne entfernte Körper, der je von einer Raumsonde besucht und abgelichtet wurde.

Besonderes Aufsehen erregte in den Tagen nach dem Vorbeiflug die sonderbare Gestalt von Arrokoth. Der Körper besteht aus zwei miteinander verbundenen Teilen – wahrscheinlich als Ergebnis eines langsamen Zusammenstoßes -, von denen der kleinere leicht, der größere stark abgeflacht ist. So entsteht der Eindruck eines zerquetschten Schneemanns. In ihrer aktuellen Veröffentlichung gehen die Forscherinnen und Forscher aus China, Deutschland und den USA der Frage nach, wie es zu dieser Form kommen konnte. Eine auffällige Zweiteilung ist zwar auch von einigen Kometen bekannt. Für die pfannkuchenartige Abflachung von Arrokoth hingegen gibt es bisher kein weiteres Beispiel. Sah Arrokoth bereits von Anfang an so aus? Oder hat sich seine Form erst nach und nach entwickelt?

„Wir stellen uns den Kuipergürtel gerne als Region vor, in der die Zeit seit der Geburt des Sonnensystems weitestgehend stillgestanden hat“, erklärt Dr. Ladislav Rezac vom MPS, einer der beiden Erstautoren der aktuellen Veröffentlichung. Mehr als vier Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt, haben die Bewohner des Kuipergürtels seitdem sozusagen tiefgekühlt und unverändert überdauert, so die gängige Auffassung. Die Aufnahmen von Arrokoth stellen diese Vorstellung auf eine harte Probe – sowohl wegen seiner offenbar glatten Oberfläche ohne Hinweise auf viele Einschlagskrater, als auch wegen seiner sonderbar flachen Form. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Sonnensystem vor 4,6 Milliarden Jahren aus einer Scheibe aus Staub entstand: Die Teilchen ballten sich zu immer größeren Klumpen zusammen; diese stießen zusammen und verschmolzen zu noch größeren Körpern. „Es gibt bisher keine Erklärung, wie aus diesem Prozess ein solch flacher Körper wie Arrokoth hervorgehen könnte“, so Rezac.

Eine andere Möglichkeit wäre, dass Arrokoth in seiner Geburtsstunde eine gewöhnlichere Gestalt hatte: ein zusammengesetztes Gebilde aus einem kugelförmigen und einem leicht abgeflachten Körper. Frühere Studien deuten darauf hin, dass in der Region, in der sich Arrrokoth befindet, während der Entstehung des Sonnensystems flüchtige Stoffe wie Kohlenmonoxid und Methan auf Staubkörnern gefroren und diese dann größere Brocken bildeten. Nach der Entstehung Arrokoths, als sich der Staub gelichtet hatte, ermöglichte die Sonneneinstrahlung höhere Temperaturen; die gefrorenen, flüchtigen Stoffe sublimierten rasch von den entstandenen Brocken.

„Damit ein Körper seine Form so extrem verändern kann wie Arrokoth, muss seine Rotationsachse in einer besonderen Weise ausgerichtet sein“, erklärt Rezac. Im Gegensatz zur Rotationsachse der Erde liegt die von Arrokoth fast parallel zur Bahnebene. Während des 298 Jahre dauernden Umlaufs ist so jeweils eine Polarregion des Körpers fast die Hälfte der Zeit ununterbrochen der Sonne zugewandt, während die andere der Sonne abgewandt ist. Die Regionen am Äquator und in den unteren Breitengraden hingegen sind das ganze Jahr über von tageszeitlichen Schwankungen geprägt.

„Dadurch heizen sich die Pole am stärksten auf, so dass gefrorene Gase von dort am effizientesten entweichen. Das führt zu einem starken Massenverlust“, sagt Dr. Yuhui Zhao vom Purple Mountain Observatorium der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Der Abflachungsprozess begann höchstwahrscheinlich schon früh in Arrokoths Evolutionsgeschichte und verlief vergleichsweise rasch auf einer Zeitskala von etwa einer bis 100 Millionen Jahren. Danach dürfte sich der Vorrat an sehr leichtflüchtigen Stoffen in den oberflächennahen Schichten erschöpft haben. Darüber hinaus wiesen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach, dass die in dieser Phase induzierten Drehmomente die Rotationseigenschaften von Arrokoth nicht wesentlich verändert haben dürften.

Wie viele weitere ‚abgeflachte Schneemänner‘ sich im Kuipergürtel befinden, ist unklar. „Das hängt in erster Linie davon ab, ob die Rotationsachse eines Körpers ähnlich geneigt ist wie die von Arrokoth, und von der Menge leichtflüchtiger Stoffe in der Nähe der Oberfläche“, so Rezac. Es ist anzunehmen, dass selbst Objekte wie Arrokoth beträchtliche Mengen an superflüchtigen Stoffen enthielten. Beispielsweise enthält Pluto aufgrund seiner Größe und stärkeren Schwerkraft auch heute noch Kohlenmonoxid, Stickstoff und Methan. Bei kleineren Körpern wären diese flüchtigen Stoffe längst ins All entwichen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Ladislav Rezac
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
E-Mail: Rezac@mps.mpg.de

Originalpublikation:
Y. Zhao, L. Rezac et al.:
Sublimation as an effective mechanism for flattened lobes of (486958) Arrokoth,
Nature Astronomy, 5. Oktober 2020

Quelle: IDW

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Hochschulmedizin Dresden erhält 7,5 Millionen Euro für COVID-19 Forschung

Holger Ostermeyer Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden

BMBF fördert Konzeptentwicklung von Uniklinikum und Medizinischer Fakultät der TU Dresden zu optimalem Pandemie-Management der stationären Patientenversorgung. Mit dem Ziel, in möglichst kurzer Zeit Erkenntnisse über die Formen und Ursachen von COVID-19 ebenso verfügbar zu machen, wie erfolgversprechende Therapien und sowohl flächendeckende als auch effiziente Versorgungsstrukturen, fördert das Bundesforschungsministerium 13 Verbundprojekte des „Nationalen Forschungsnetzwerks der Universitätsmedizin zu Covid-19″. Eines der geförderten Projekte heißt „EViPan Unimed“, das der Hochschulmedizin Dresden angesiedelt ist und gemeinsam mit der Universitätsmedizin Frankfurt bearbeitet wird.

Das Projekt beschäftigt sich wissenschaftlich damit, ein praxisnahes, auf regionale Gegebenheiten zugeschnittenes Management der stationären Versorgung von Patienten auch in einer Pandemie zu entwickeln, zu testen und zu implementieren. Das Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden hat dazu bereits im Frühjahr 2020 sein wissenschaftliches wie praktisches Know-how bei diesem Thema unter Beweis gestellt. Leuchtturmprojekte waren die im Auftrag des Freistaats Sachsen eingerichtete „Zentrale Krankenhaus-Leitstelle Corona Dresden/Ostsachsen“ und das „Dresdner Informations- und Prognosetool für Erkrankungsverlauf und Bettenauslastung in Sachsen (DISPENSE)“.

Die Abkürzung EViPan Unimed steht für „Entwicklung, Testung und Implementierung von regional adaptiven Versorgungsstrukturen und Prozessen für ein evidenzgeleitetes Pandemiemanagement koordiniert durch die Universitätsmedizin“. Unter der wissenschaftlichen Leitung des Zentrums für Evidenzbasierte Gesundheitsversorgung (ZEGV) – einer gemeinsamen Einrichtung des Dresdner Uniklinikums und der Medizinischen Fakultät der TU Dresden -, sowie der Universitätsmedizin Frankfurt arbeiten in dem Forschungsverbund zu diesem Thema 26 weitere Universitätsklinika und externe Institutionen zusammen. In dem Projekt sichten die Wissenschaftler die Erfahrungen aus regionalen, nationalen und internationalen Pandemiemanagementkonzepten und führen es zu einem prototypischen Modell zusammen.

„Mit der am Uniklinikum konzipierten und betriebenen Krankenhaus-Leitstelle haben wir in den damals schwierigsten Wochen der Pandemie unter Beweis gestellt, dass es mit neuen, intelligent gestalteten Strukturen durchaus möglich ist, die vorhandenen Kapazitäten von 33 regionalen Klinken optimal zu steuern und so einen Kollaps des Systems zu verhindern“, sagt Prof. Michael Albrecht, Medizinischer Vorstand des Dresdner Uniklinikums. Die Leitstelle hat in den vergangenen Monaten gezeigt, wie sich die Verteilung der Patienten bedarfsorientiert und in Abhängigkeit des Schweregrades der Erkrankungen zentral zu managen ist. Auch der Aspekt einer heimatnahen Unterbringung ließ sich dabei berücksichtigen. „Auf diese Weise ist es während der Pandemie gelungen, die Überlastungen einzelner Kliniken zu vermeiden und deren Kapazitäten bedarfsgerecht anzupassen. Dieses erfolgreiche Vorgehen ist einer der Gründe, warum die Hochschulmedizin Dresden mit ihrem Projektantrag erfolgreich war. Ein weiterer Erfolgsfaktor ist, dass die Hochschulmedizin Dresden mit dem ZEGV bereits seit gut zehn Jahren über eine Forschungsinstitution verfügt, die evidenzbasierte Konzepte der Gesundheitsversorgung auf hohem wissenschaftlichen Niveau entwickeln und evaluieren kann“, fährt Prof. Albrecht fort.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Jochen Schmitt
Direktor des Zentrums für Evidenzbasierte Gesundheitsversorgung (ZEGV)
Tel. 0351/ 4 58 64 95
E-Mail: jochen.schmitt@uniklinikum-dresden.de
www.uniklinikum-dresden.de/zegv

Weitere Informationen:
https://www.uniklinikum-dresden.de/de/das-klinikum/jahresberichte/corona-jahresb…
https://www.uniklinikum-dresden.de/de/das-klinikum/universitaetscentren/zegv/new…
https://www.bmbf.de/de/karliczek-netzwerk-universitaetsmedizin-startet-vertiefte…

Quelle: IDW

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Energieumwandlung – Sonne tanken und im Dunkeln schwimmen

LMU Stabsstelle Kommunikation und Presse
Ludwig-Maximilians-Universität München

Mikroschwimmer nennt man kleine Partikel, die sich aktiv schwimmend fortbewegen. Dazu brauchen sie einen Treibstoff wie Licht. Ein Team vom Exzellenzcluster e-conversion unter Leitung von LMU-Chemikerin Bettina Lotsch hat ein Aufladeprinzip entwickelt, mit dem sie nun auch im Dunkeln vorankommen. Das macht sie für die Medizin interessant.

Der Begriff Mikroschwimmer umfasst alle aktiv schwimmenden, wenige Mikrometer großen Teilchen von Spermien über Bakterien bis hin zu künstlichen Partikeln. Entsprechend vielfältig sind ihre Antriebsarten und Energiequellen. Ein prominentes Beispiel sind Partikel aus Halbleitermaterialien. Sie bewegen sich dank chemischer Reaktionen mit ihrer Umgebung, gewinnen ihre Energie dabei durch die Absorption von Licht. Im Dunkeln war daher bislang Schluss mit der Fortbewegung. Ein Team vom Exzellenzcluster e-conversion unter Leitung von LMU-Chemikerin Bettina Lotsch hat die Partikel jetzt mit einer raffinierten Ladefunktion ausgestattet, die sie auch ohne Licht weiterschwimmen lässt.

Diese Fähigkeit macht sie für den Wirkstofftransport interessant. Hier bringen kleinste Partikel Wirkstoffe gezielt an ihren Einsatzort wie Gewebe im menschlichen Körper. Die neuen Mikroschwimmer bringen dafür beste Voraussetzungen mit. Sie bewegen sich dank des internen Ladespeichers bis zu 30 Minuten ohne zusätzliche externe Energiequelle. Zusätzlich können die aus weitgehend biokompatiblen Materialien bestehenden Partikel aufgrund ihrer porösen organischen Struktur auch mit Wirkstoffen beladen werden. Auch ihr Einsatz in der Umwelttechnik zur autonomen Aufbereitung von Abwasser wäre denkbar.

Metall-Mützen bringen Mikroschwimmer in Schwung
In dem Forschungsprojekt arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der LMU München und von zwei Stuttgarter Max-Planck-Instituten zusammen. Federführend sind dabei die Gruppen der e-conversion Wissenschaftlerin Bettina Lotsch, Chemie-Professorin an der LMU und Direktorin am MPI für Festkörperforschung, sowie von Metin Sitti am MPI für Intelligente Systeme. Das Geheimnis des Antriebs und der Energiespeicherung liegt sowohl in den ungewöhnlichen Speichereigenschaften des Halbleitermaterials, zudem haben die Mikroschwimmer zwei unterschiedliche Seiten, die maßgeschneidert zusammenarbeiten. Die eine Seite besteht aus dem auf Kohlenstoff basierenden Halbleitermaterial Poly(Heptazin-Imid) – PHI. „Es ist das erste „nachhaltige Sonnenbatterie-Material“, das die Funktionen von Solarzelle und Batterie koppelt“, sagt Filip Podjaski, Mitarbeiter von Bettina Lotsch und einer der beiden Erstautoren der Publikation. „Man kann es günstig und in großen Mengen aus nachwachsenden Rohstoffen und sogar aus Urin herstellen. Und es ist erstaunlich robust und vielseitig einsetzbar.“ Die zweite Hälfte der PHI-Kugel ist mit Platin oder auch Gold überzogen. Diese Metalle sind gezielt gewählte Katalysatoren, die durch Oberflächenreaktionen eine effiziente Ankopplung an die Umgebung ermöglichen und so den Vortrieb stark beeinflussen.

Im Englischen sprechen die Fachleute von caps, also von einer Art Kugeln, die eine Mütze tragen. Während die Halbleiter-Hälfte Sonnenenergie tankt und angeregte Elektronen und Elektronenlöcher erzeugt, hilft die Metall-Mütze bei der Ladungstrennung. Wie funktioniert jetzt aber das Schwimmen und Speichern? Im Regelfall reagieren nun die Elektronen und die Elektronenlöcher mit Wasser oder mit hinzugefügten Treibstoffen wie Alkoholen oder Wasserstoffperoxid. Durch die zweigeteilte Struktur laufen diese Oberflächenreaktionen unsymmetrisch ab, auf einer Seite stärker, auf einer schwächer. Die dabei erzeugten Konzentrationsunterschiede der Produkte sind letztendlich für den Vortrieb verantwortlich.

Winzige Solar-Batterie
Schon unter Beleuchtung in Wasser bewegen sich die Testpartikel vergleichsweise schnell, die Zugabe von Alkohol hat aber einen klar anregenden Effekt auf alle untersuchten Partikelformen. Anders sieht es in 0,5% Wasserstoffperoxid aus. Während mit Gold überzogene Partikel hier eine sehr hohe Aktivität aufweisen, bewegen sich die Mikroschwimmer mit Platin relativ langsam. Was auf den ersten Blick ein Nachteil scheint, erklärt, warum nur diese Kombination zu einem aufladbaren Mikroschwimmer führt. Platin ist ein exzellenter Elektrokatalysator, der Wasserstoffperoxid mit einer ähnlich hohen Rate umsetzt wie das Halbleitermaterial PHI. Es fehlt daher der Konzentrationsunterschied, der die Mikroschwimmer sonst antreibt.

Zunächst scheint auch das Speichern ein Problem zu sein. Denn wie in einem Tank mit Löchern reagieren viele frisch angeregte Elektronen sofort mit ihrer Umgebung und gehen für die Speicherung somit verloren. Der organische Halbleiter und das Platin sind gemeinsam aber so aktiv, dass ein Überschuss an angeregten Elektronen entsteht, die stabilisiert und somit gespeichert werden können. Das Verhältnis von Ladezeit zu Bewegungsdauer wäre für Standard-Elektroautos traumhaft: 30 Sekunden Sonnenbaden reichen für bis zu 30 Minuten Schwimmen im Dunkeln.

Beide Lösungsmittel, Alkohol und Wasserstoffperoxid, schließen eine Anwendung in menschlichem Gewebe auf den ersten Blick aus. Bettina Lotsch und ihr Team sind jedoch schon einen Schritt weiter. „Im Körper gibt es auch andere Stoffe, die ein Schwimmen und Aufladen erlauben“ erklärt die Chemikerin. „Wir untersuchen aktuell die entsprechenden Möglichkeiten der organischen Mikroschwimmer und erste Ergebnisse zeigen, dass Schwimmen, Aufladen und sogar der Transport von Wirkstoffen unter physiologischen Bedingungen machbar ist.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Bettina Valeska Lotsch
Department Chemie
Ludwig-Maximilians-Universität München
Butenandtstr. 5-13, Haus D
81377 München
Tel.: +49 (0)89 2180-77429

Originalpublikation:

Carbon nitride-based light-driven microswimmers with intrinsic photocharging ability. V Sridhar, F Podjaski, J Kröger, A Jiménez-Solano, B-W Park, B V Lotsch, M Sitti. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 2020 (first published online Sept 21, 2020).
DOI: 10.1073/pnas.2007362117

Quelle: IDW

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Bayreuther Forscher: Tropische Naturschutzgebiete sind besonders stark von künftigen Klimaänderungen betroffen

Christian Wißler Pressestelle
Universität Bayreuth

Die Naturschutzgebiete der Erde sind das Rückgrat für die Bewahrung globaler Biodiversität. Vom künftigen Klimawandel sind sie in sehr unterschiedlicher Weise betroffen. Detaillierte Kenntnisse der Klimawandelfolgen vor Ort können daher zum Management von Schutzgebieten und zum Erhalt ihrer ökologischen Leistungen wesentlich beitragen. Darauf macht eine biogeografische Studie der Universität Bayreuth in der Zeitschrift „Diversity and Distributions“ aufmerksam. Sie beruht auf Klimaprognosen für mehr als 130.000 Naturschutzgebiete weltweit.

Für ihre neue Studie haben Prof. Dr. Carl Beierkuhnlein und Dr. Samuel Hoffmann am Lehrstuhl für Biogeografie insgesamt 137.735 Naturschutzgebiete in sechs Kontinenten untersucht. Im Mittelpunkt stand dabei die Frage, welchen Abweichungen von den derzeitigen Klimabedingungen diese Gebiete in den kommenden fünf Jahrzehnten ausgesetzt sind und wie dadurch Pflanzen- und Tierarten vor Ort gefährdet werden. „Pauschale Prognosen zum Klimawandel reichen nicht aus, um dem drohenden weiteren Verlust an Biodiversität entgegenzutreten. Dies kann nur gelingen, wenn wir mehr darüber wissen, welche lokalen Klimaänderungen – beispielsweise in Naturschutzgebieten – durch globale Tendenzen verursacht werden. Wie unsere Studie eindrucksvoll belegt, können diese lokalen Auswirkungen schon in räumlich benachbarten Gegenden sehr verschieden ausfallen“, sagt Beierkuhnlein.

Besonders starke lokale Klimaänderungen sind bis 2070 vor allem in Schutzgebieten tropischer Länder zu erwarten. Diese haben heute für den Erhalt weltweit gefährdeter Pflanzen- und Tierarten eine große Bedeutung und stehen unter hohem Druck, weil sie von den Menschen intensiv genutzt werden. Einige von ihnen liegen in Gebirgen hoch über dem Meeresspiegel. Hier werden die Temperaturen infolge des Klimawandels voraussichtlich spürbar ansteigen. Folglich werden einige gefährdete Arten wahrscheinlich versuchen, in höhere und deshalb kühlere Gebirgsregionen auszuweichen. Dort aber könnte die Gefährdung einzelner Arten schnell ansteigen, weil in der Höhe weniger Ressourcen verfügbar sind. „Für wandernde Arten könnten sich höhere Gebirgslagen als Sackgasse erweisen“, erklärt Hoffmann.

Die neue Studie zeigt aber auch: Schutzgebiete, in denen künftige Klimaverhältnisse besonders stark von der Gegenwart abweichen, haben einige Eigenschaften, die sich vorteilhaft auf den Erhalt von Arten auswirken können. Sie sind oft sehr groß, weisen sehr unterschiedliche Landschaftsprofile auf und bieten daher vielfältige Umweltbedingungen. Zudem sind sie durch direkte menschliche Eingriffe wenig belastet und kaum durch Verkehrswege zerschnitten. Diese Umstände begünstigen die Anpassungsfähigkeit von Arten, beispielsweise durch genetischen Austausch und höhere Ressourcenverfügbarkeit. Zudem können manche Arten, die aufgrund von Klimaänderungen zum Verlassen ihrer angestammten Lebensräume gezwungen sind, infolge der landschaftlichen Vielfalt bereits in ihrer Nachbarschaft neue Habitate finden. Deshalb kann ein über lokale Klimaveränderungen gut informiertes Management dazu beitragen, Folgen des Klimawandels in Naturschutzgebieten abzumildern.

Prognosen des globalen Klimawandels sind immer mit Unsicherheiten behaftet. Deshalb haben die Bayreuther Forscher bei ihrer Untersuchung der Naturschutzgebiete mit zehn verschiedenen globalen Modellen des Klimawandels gearbeitet. Zudem haben sie zwei deutlich voneinander abweichende Szenarien der globalen Treibhausgas-Emissionen in ihre Beurteilungen einbezogen. In jedem der untersuchten Naturschutzgebiete wurden kleine quadratische Flächen mit einer Größe von rund einem Quadratkilometer untersucht. Charakteristische Eigenschaften dieser „Zellen“ wurden anschließend ins Verhältnis zu prognostizierten klimatischen Änderungen gesetzt, die auf globaler Ebene bis 2070 zu erwarten sind. Zu diesen Eigenschaften zählen beispielsweise die Höhe über dem Meeresspiegel, das Landschaftsprofil, Niederschläge und Temperaturen, die dort lebenden Pflanzen- und Tierarten sowie Eingriffe seitens der Menschen. Mit diesen Untersuchungen ist es den Bayreuther Forschern gelungen, lokale Klimawandeleffekte auf kleinstem Raum abzuschätzen.

Forschungsförderung:
Die Bayreuther Studie wurde aus dem EU-Projekt ECOPOTENTIAL gefördert, dem bisher größten EU-Projekt zu Ökosystemen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Samuel Hoffmann
Lehrstuhl für Biogeografie
Universität Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 / 55-2299
E-Mail: samuel.hoffmann@uni-bayreuth.de

Prof. Dr. Carl Beierkuhnlein
Lehrstuhl für Biogeografie
Universität Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 / 55-2270
E-Mail: carl.beierkuhnlein@uni-bayreuth.de

Originalpublikation:
Samuel Hoffmann, Carl Beierkuhnlein: Climate change exposure and vulnerability of the global protected area estate from an international perspective. Diversity & Distributions (2020), DOI: https://doi.org/10.1111/ddi.13136

Quelle: IDW

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Zufriedenheit im Homeoffice nimmt weiter zu

Margret Hornsteiner Dialog
Bayerisches Forschungsinstitut für Digitale Transformation bidt

Die zunehmende Nutzung von Homeoffice im Zuge der Coronakrise hält an. Das zeigt eine Folgebefragung des Bayerischen Forschungsinstituts für Digitale Transformation (bidt) zur Verbreitung und Akzeptanz von Homeoffice in Deutschland. Bereits im März hatte das bidt in einer Studie gezeigt, wie sehr sich das Arbeiten von zu Hause aus verbreitet hat.

• Publikation „Digitalisierung durch Corona?“ des bidt veröffentlicht
• Homeoffice wird weiterhin häufiger und intensiver genutzt als vor der Krise
• Zufriedenheit der Berufstätigen im Homeoffice ist weiter gestiegen
• Wunsch nach mehr Homeoffice auch nach der Coronakrise ist stark ausgeprägt

Auch Monate nach dem Beginn der Coronakrise ist die Verbreitung von Homeoffice deutlich höher als zuvor. Das Bayerische Forschungsinstitut für Digitale Transformation (bidt) führte im März und Juni repräsentative Kurzbefragungen unter erwachsenen Internetnutzerinnen und -nutzern in Deutschland unter Nutzung von Google Surveys durch. Die Analyse der Befragungen zeigt:

• Die Nutzung von Homeoffice ist in der Coronakrise nachhaltig gestiegen. Derzeit arbeiten 39 % der erwachsenen berufstätigen Internetnutzerinnen und -nutzer in Deutschland zumindest ab und zu im Homeoffice. Im März waren es 43 %, während es vor der Krise 35 % der Befragten waren.
• Die Intensität der Nutzung von Homeoffice ist deutlich gestiegen. Im Juni befanden sich rund 32 % der Befragten mindestens mehrmals pro Woche im Homeoffice. Vor der Krise war dies nur bei 23 % der Befragten der Fall.
• Die Zufriedenheit mit dem Homeoffice ist hoch. 85 % der Homeoffice-Nutzerinnen und -Nutzer geben an, mit ihrer Situation zufrieden zu sein.
• Die Nutzung der im Homeoffice eingesetzten Technik macht der Mehrheit keine Schwierigkeiten. Nur 12 % der Befragten geben an, Probleme damit zu haben.
• 69 % der befragten Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer, die dies bei ihrer Tätigkeit grundsätzlich für möglich halten, wünschen sich auch nach der Coronakrise mehr Homeoffice als zuvor.
• Die Befürchtung, dass Arbeitgeber nach der Krise die Homeoffice-Möglichkeiten wieder beschränken, ist weitverbreitet. 55 % der Befragten gehen davon aus.
• Der Großteil der deutschen Erwerbstätigen ist jedoch nach wie vor nicht im Homeoffice. 61 % arbeiten nicht von zu Hause. Der Großteil von ihnen gibt an, dass dies bei ihrer Tätigkeit generell nicht möglich sei.

„Die Arbeitgeber- und Arbeitnehmerseite sollten die coronabedingte Forcierung von Homeoffice als Chance sehen. Nun gilt es über den langfristigen Einsatz flexibler Arbeitsformen zu verhandeln“, sagt Dr. Roland Stürz, einer der Autoren der Studie. Dabei gelte es die Vorzüge von Homeoffice mit den Vorteilen der Präsenzarbeit zu verknüpfen.

„Arbeiten wird flexibler werden“, sagt bidt-Direktor Professor Dietmar Harhoff und betont den damit verbundenen Innovationsschub in Unternehmen: „Flexible Arbeitsmodelle werden nun zu einer verstärkten Digitalisierung von Prozessen, zur Verbesserung der Effizienz und damit zu Produktivitätssteigerungen führen.“

Anhang:
Infografiken als pdf
Quellenangabe bei Verwendung der Grafiken bzw. der Daten:
bidt – Bayerisches Forschungsinstitut für Digitale Transformation: Repräsentative Kurzbefragung von berufstätigen Internetnutzerinnen und -nutzern in Deutschland unter Nutzung von Google Surveys, März und Juni 2020

Autorin und Autoren der Studie:
Dr. Roland A. Stürz (bidt Think Tank)
Christian Stumpf (bidt Think Tank)
Ulrike Mendel (bidt Think Tank)
Prof. Dietmar Harhoff, Ph.D. (bidt-Direktorium, Max-Planck-Institut für Innovation und Wettbewerb)

Das Bayerische Forschungsinstitut für Digitale Transformation (bidt) ist ein Institut der Bayerischen Akademie der Wissenschaften und trägt dazu bei, die Entwicklungen und Herausforderungen des digitalen Wandels besser zu verstehen. Das Institut fördert herausragende interdisziplinäre Forschung und liefert als Think Tank Entscheidungsträgern in Politik und Wirtschaft evidenzbasierte Empfehlungen, um die digitale Transformation erfolgreich zu gestalten. Das bidt fördert zudem den offenen Dialog zwischen Forschung und Gesellschaft.
www.bidt.digital

Pressekontakt:
Margret Hornsteiner
Abteilungsleiterin Dialog
Tel.: +49 (0)89 5402356-30
E-Mail: presse@bidt.digital

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Ansprechpartner zur Studie:
Dr. Roland A. Stürz
Abteilungsleiter Think Tank
Tel.: +49 (0)89 5402356-20
E-Mail: roland.stuerz@bidt.digital

Originalpublikation:

Roland A. Stürz, Christian Stumpf, Ulrike Mendel, Dietmar Harhoff: Digitalisierung durch Corona?Verbreitung und Akzeptanz von Homeoffice in Deutschland: Ergebnisse zweier bidt-Kurzbefragungen. bidt Analysen und Studien September 2020
DOI: 10.35067/xypq-kn62

Weitere Informationen:

https://www.bidt.digital/studie-homeoffice2/ Link zur Studie „Digitalisierung durch Corona?Verbreitung und Akzeptanz von Homeoffice in Deutschland“
https://www.bidt.digital/studie-homeoffice-interview/ Interview „Homeoffice lohnt sich für Unternehmen“

Anhang
Infografiken zur Kurzbefragung des bidt zur Nutzung von Homeoffice in Deutschland
https://idw-online.de/de/attachment80689

Quelle: IDW

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Im Ostseeraum muss die Entsorgung nicht verwendeter Arzneimittel verbessert werden

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

Die korrekte Sammlung und Entsorgung von ungenutzten Medikamenten kann zur Reduzierung der Emissionen von Arzneimitteln in die Ostsee beitragen und ist vergleichsweise leicht umzusetzen. Der Umgang mit ungenutzten Medikamenten wird jedoch in den einzelnen Ostseeanrainerstaaten unterschiedlich gehandhabt. Vergleichbare Informationen zu bestehenden Rücknahme- und Entsorgungspraktiken lagen bisher nicht vor. Das Projekt CWPharma hat nationale Rücknahme- und Entsorgungspraktiken untersucht und daraus Empfehlungen („good practices“) abgeleitet.

Das Projekt CWPharma, ein von der EU im Rahmen des Interreg-Programms „Baltic Sea Region“ finanziertes und vom finnischen Umweltforschungsinstitut SYKE geleitetes Verbundvorhaben, hat daher die nationalen Rücknahme- und Entsorgungspraktiken nicht verwendeter Arzneimittel aus verschiedenen Anwendungsbereichen (z.B. Haushalt, Krankenhäuser, Tiermedizin) untersucht und daraus entsprechende Empfehlungen („good practices“) abgeleitet.
„Wir haben die aktuellen Vorgehensweisen in Dänemark, Estland, Finnland, Deutschland, Lettland, Litauen, Polen, Russland und Schweden bewertet. Das Ziel ist, die nationalen Rücknahme- und Ent-sorgungsmethoden zu verbessern und auf diese Weise die Arzneimittelemissionen in die Ostsee zu reduzieren“, sagt Experte Jukka Mehtonen vom finnischen Umweltinstitut SYKE.

Häufiges Problem ist die unsachgemäße Entsorgung von Arzneimitteln
Die Rückgabe nicht verwendeter Arzneimittel an Sammelstellen wird in den Ostseeländern sehr unterschiedlich gehandhabt. Der Anteil der Bürger, die nicht verwendete Arzneimittel an bestimmte Sammelstellen zurückgeben, liegt zwischen 10 und 70 Prozent. Etwa 16 bis 80 Prozent der Befragten entsorgen nicht verwendete Medikamente über den Hausmüll und 3 bis 30 Prozent entsorgen sie über die Toilette oder Spüle (s. Tabelle 1). Informationen bezüglich der Menge an ungenutzten Tier-arzneimitteln stehen seltener zu Verfügung und deren Entsorgung ist meist schlechter organisiert, als dies in der Humanmedizin der Fall ist.
Der häufigste Grund für die unsachgemäße Entsorgung von Arzneimitteln aus Haushalten ist die Unkenntnis über die Umweltfolgen sowie fehlende Informationen über umweltverträgliche Entsorgungsmöglichkeiten. Die getrennte Erfassung von ungenutzten Arzneimitteln aus Haushalten ist in einigen Ländern kaum bzw. überhaupt nicht organisiert (z.B. Russland). In anderen Ländern wie z.B. Lettland, Litauen und Polen funktioniert die getrennte Sammlung nur mangelhaft. In Deutschland wird Hausmüll überwiegend verbrannt. Daher wird den Verbrauchern geraten, nicht verwendete Arzneimittel direkt im Hausmüll zu entsorgen. In Regionen, in denen der Hausmüll nicht verbrannt wird, wird den Verbrauchern eine Entsorgung über mobile Sammelfahrzeuge oder Recyclingzentren empfohlen. Eine leicht verständliche Übersicht für Deutschland ist unter der Webadresse https://arzneimittelentsorgung.de/home zu finden.

Wie können die Emissionen von durch eine korrekte Entsorgung von Arzneimittelwirkstoffen reduziert werden?
Das Projekt CWPharma hat 21 bewährte Verfahrensweisen zur Rücknahme und Entsorgung von ungenutzten Medikamenten sowie Maßnahmen zur Förderung eines bewussteren Gebrauchs von Medikamenten im Ostseeraum ermittelt. Bei einer möglichen Umsetzung auf nationaler Ebene müssen nationale Rechtsvorschriften entsprechend berücksichtigt werden. Die identifizierten Verfahrensweisen entsprechen der Forderung nach einem EU-weiten strategischen Ansatz für eine effiziente Risikominderung.

– Eine der wichtigsten Empfehlungen lautet, den Bürgern zu ermöglichen, alle nicht verwendeten Medikamente (sowohl die verschriebenen als auch die rezeptfreien) an dafür vorgesehenen Sammelstellen abgeben zu können. Dies kann beispielsweise der Ort sein, an dem sie gekauft wurden (z.B. Apotheke) oder an Recyclinghöfen. Dieses Vorgehen ist leicht verständlich und leicht umsetzbar. Gleiches sollte auch für Arzneimittel gelten, die für Haustiere verwendet werden.

– In den Ostseeanrainerstaaten werden pharmazeutische Abfälle aus Krankenhäusern vor Ort gesammelt und direkt zu den entsprechenden Abfallbehandlungsanlagen geliefert. Dieselbe Vorgehensweise wird auch für Gesundheitseinrichtungen wie Privatkliniken, Altersheime und Firmen, die häusliche Pflege anbieten, empfohlen.

– Bezüglich der Entsorgung von Tierarzneimitteln wird empfohlen, dass Landwirte bei tierärztlichen Untersuchungen auf ihrem Hof die Möglichkeit erhalten sollten, ungenutzte Tierarzneimittel an den Tierarzt zurückzugeben, der wiederum die Kosten für Sammlung und Abfallentsorgung in Rechnung stellen kann. Fallen jedoch große Mengen an ungenutzter Tiermedizin an, sollten die Landwirte die Entsorgung der Tiermedizin analog zu Apotheken und Krankenhäusern selbst organisieren. Geringe Mengen sollten auch an die für Privathaushalte vorgesehenen Sammelstellen abgegeben werden dürfen.

– Umweltauswirkungen von Arzneimittelemissionen sowie die korrekte Entsorgung von ungenutzten Arzneimitteln sollten über gezielte Informationskampagnen für Bürger, Ärzte, Tierärzte und Landwirte vermittelt werden.
Beispiel für Deutschland: https://www.bmu.de/richtigentsorgenwirkt/wie-werden-arzneimittel-richtig-entsorg…

– Zur Behandlung von separat gesammelten Arzneimitteln und anderen pharmazeutischen Abfällen wird generell eine Hochtemperaturverbrennung bei etwa 1.100-1.300°C empfohlen.

Weitere Empfehlungen aus dem CWPharma Projekt sind:
– Medikamente sollten nicht unnötig genutzt bzw. verschrieben werden.
– Apothekenpersonal und Tierärzte sollten Kunden bei Abgabe von Medikamenten über die richtige Entsorgung ungenutzter Medikamente informieren.

Nächste Projektschritte:
Im Herbst 2020 wird das Projekt CWPharma Empfehlungen („good practices“) für eine effektive Kommunikation der Umweltrelevanz von Arzneimittelrückständen geben. Ebenso sollen Empfehlungen zur Zulassungspraxis von Anlagen in der Arzneimittelproduktion unter besonderer Berücksichtigung von Umweltaspekten veröffentlicht werden. Darüber hinaus wird ein Leitfaden zur weitergehenden Abwasserbehandlung mit dem Ziel einer Entfernung von Arzneimittelrückständen („4. Reinigungsstufe“) erstellt. Abschließend wird ein Aktionsplan mit politischen Empfehlungen zur Reduzierung der Emissionen von Arzneimitteln in die Ostsee vorgestellt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Michael Stapf, Kompetenzzentrum Wasser Berlin, tel. +49 30 536 53823

Noora Perkola, Finnish Environment Institute, tel. +358 295 251 507, noora.perkola@ymparisto.fi
www.cwpharma.fi

Originalpublikation:
https://www.kompetenz-wasser.de/wp-content/uploads/2020/09/200910_cwpharma_kwb_p…

Weitere Informationen:

http://www.swedishepa.se/Hazards/Pharmaceuticals
https://helcom.fi/action-areas/industrial-municipal-releases/pharmaceuticals/
http://medsdisposal.eu/

Quelle: IDW

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Roboter auf der Blumenwiese und Gemüse von der Kläranlage

Luisa Gierke Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ)

Am 12. September 2020 fand die gemeinsame Veranstaltung von dem Futurium mit der Fördermaßnahme Agrarsysteme der Zukunft statt. Hier diskutieren namhafte Wissenschaftler*innen zum Thema: Kreislaufwirtschaft statt Verschwendung von Ressourcen. Die Kombination aus Natur und Hightech kann dabei helfen, die Zukunft nachhaltiger zu gestalten. Abfallstoffe können zum Beispiel zu Rohstoffen werden, um Nahrungsmittel und Energie zu produzieren.

Wissenschaftler*innen arbeiten auf Hochtouren, um diese Kombination aus Natur und Hightech bald möglich zu machen. Wie kann diese Umstellung genau aussehen? Wie viel kann die Bioökonomie leisten, um auf lange Sicht Kreisläufe nachhaltig zu schließen? Forscher*innen aus zwei Projekten der Agrarsysteme der Zukunft stellen ihre Visionen zur Diskussion. Dabei sind auch die Besucher*innen des Futuriums gefragt: Wie wäre es für Sie, wenn Drohnen das Wachstum von Nutzpflanzen überwachen und Tomaten mit Nährstoffen aus der Kläranlage groß geworden sind?

Website der Agrarsysteme der Zukunft: https://www.agrarsysteme-der-zukunft.de

Pressekontakt:
Luisa Gierke | E-Mail: gierke@igzev.de | Telefon: 033701 / 78 100

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Philip Albers | E-Mail: albers@igzev.de | Telefon: 033701 / 78 162

Anhang
Pressemitteilung_Roboter_auf_der_Blumenwiese_und_Gemüse_von_der_Kläranlage
https://idw-online.de/de/attachment80711

Quelle: IDW

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Verbindung aus Calcium und Phosphat löst starke Entzündung bei Rheumapatienten aus

Peggy Darius Stabsstelle Universitätskommunikation / Medienredaktion
Universität Leipzig

Wissenschaftler der Universität Leipzig haben entdeckt, dass Calcium im Zusammenspiel mit Phosphat starke Entzündungen bei Rheumapatienen auslösen kann. Die Erkenntnis eröffnet neue Therapieansätze bei rheumatischen und chronisch entzündlichen Erkrankungen. Das Ergebnis hat eine Forschergruppe der Medizinischen Fakultät um Studienleiter Prof. Dr. Ulf Wagner aktuell in der Fachzeitschrift „nature communications“ veröffentlicht.

„Ein entzündungsfördernder Effekt von Calcium-Ionen war bisher bei chronischer Bronchitis und Adipositas erforscht worden, der Nachweis bei Rheuma ist völlig neu. Mit dieser Entdeckung ist es nun möglich, neue Therapieansätze bei rheumatischen und chronisch entzündlichen Erkrankungen zu entwickeln“, sagt Wagner, Leiter der Arbeitsgruppe „Experimentelle Rheumatologie“ an der Klinik und Poliklinik für Endokrinologie, Nephrologie, Rheumatologie am Universitätsklinikum Leipzig, der das Ergebnis gemeinsam mit Dr. Elisabeth Jäger, Supriya Murthy und PD Dr. Manuela Rossol publiziert hat.

Winzige Nanopartikel, enorme Entzündungsreaktion
Die Arbeitsgruppe „Experimentelle Rheumatologie“ der Leipziger Universitätsmedizin hatte bereits in der Vergangenheit entdeckt, dass eine erhöhte lokale Calciumkonzentration zu einer sehr starken Entzündungsreaktion mit nachfolgender Gewebszerstörung beitragen kann. In einer neuen Arbeit wurde der dafür verantwortliche Mechanismus bei Rheuma weiter aufgeklärt. Neben Calcium spielt auch Phosphat eine wichtige Rolle. Bei erhöhten Konzentrationen dieser Ionen bilden sich Calcium-Phosphat-Nanopartikel aus, welche trotz ihrer winzigen Größe enorme Entzündungsreaktionen in Immunzellen auslösen können.

Bei rheumatoider Arthritis (RA), einer der häufigsten rheumatologischen Autoimmunerkrankungen, an welcher circa ein Prozent aller Menschen im Laufe ihres Lebens erkranken, führen diese Nanopartikel in Verbindung mit Calcium-Ionen zu einer deutlich stärkeren Entzündungsreaktion als bei Gesunden. Das geht mit der Produktion potenter Botenstoffe einher. Diese spielen bei rheumatischen Erkrankungen eine vordergründige Rolle. Ihre medikamentöse Blockade ist die wirkungsstärkste Form der Behandlung der RA.

Erhöhte lokale Calciumkonzentration ausschlaggebend
Die durch Calcium-Ionen getriggerte Aufnahme von Calcium-Phosphat-Nanopartikeln kann bei Rheuma zu Gelenkentzündungen führen. Die treibende Kraft ist jedoch immer eine erhöhte Calciumkonzentration in der Umgebung entzündeter Gelenke, während die Calciumaufnahme oder die systemische Regulation des Calciumspiegels keine Rolle zu spielen scheint. Die bei der Erkrankung auftretende Freisetzung von Calcium und Phosphat aus dem Knochen infolge von Knochenentkalkung beziehungsweise -zerstörung kann dazu beitragen, dass die Erkrankung chronisch wird. Zusammenhänge zwischen Verkalkung und Entzündung werden aber auch bei anderen entzündlichen Erkrankungen wie der Arteriosklerose vermutet.

Calcium und Phosphat sind die wichtigsten Elemente des Knochens, werden dort ständig eingebaut oder bei Bedarf wieder freigesetzt. Rheumatische Erkrankungen und Osteoporose gehen häufig mit einem Verlust von Calcium aus dem Knochen einher, während die Ablagerung von Calcium in anderen Geweben wie der Niere, den Arterien oder dem Bindegewebe eine krankhafte Veränderung mit häufig schweren Konsequenzen darstellt. Insbesondere die Verkalkung von Blutgefäßen führt zu deren Zerstörung und kann die Ursache oder eine Begleiterscheinung von Herz-Kreislauferkrankungen wie Herzinfarkt oder Schlaganfall sein.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Ulf Wagner
Leiter der Arbeitsgruppe „Experimentelle Rheumatologie“ an der Klinik und Poliklinik für Endokrinologie, Nephrologie, Rheumatologie am Universitätsklinikum Leipzig
T: 0341/ 97 24702
ulf.wagner@uniklinik-leipzig.de

Originalpublikation:

https://www.nature.com/articles/s41467-020-17749-6

Quelle: IDW

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Mit Bor und Bier Stickstoff reduziert

Gunnar Bartsch Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Die industrielle Umwandlung von Stickstoff in Ammonium liefert Dünger für die Landwirtschaft. Würzburger Chemiker haben diese Umwandlung nun bei Raumtemperatur, niedrigem Druck und mit leichten Elementen erreicht.

Die Menschheit ist auf das Ammonium in synthetischem Dünger angewiesen, um ihre Ernährung zu sichern. Doch die Herstellung von Ammonium aus Stickstoff ist äußerst energieintensiv und erfordert den Einsatz von Übergangsmetallen.

Einer Forschungsgruppe der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg ist es nun gelungen, Stickstoff bei Raumtemperatur, niedrigem Druck und ohne Übergangsmetalle in Ammonium umzuwandeln. Das berichtet ein Team unter Leitung des JMU-Wissenschaftlers Professor Holger Braunschweig in der Zeitschrift Nature Chemistry.

Ein neuer Werkzeugkasten für die Stickstoffbindung
Die industrielle Herstellung von Ammonium, das so genannte Haber-Bosch-Verfahren, erfordert hohe Temperaturen und Drücke. Sie verbraucht schätzungsweise etwa zwei Prozent der gesamten auf der Erde erzeugten Energie. Dieser Prozess stützt sich auf Übergangsmetalle, das sind relativ schwere und reaktive Atome.

Im Jahr 2018 gelang dem Team von Professor Braunschweig die Bindung und chemische Umwandlung von Stickstoff mit Hilfe eines Moleküls, das nur aus leichteren, nichtmetallischen Atomen besteht. Ein Jahr später demonstrierte es mit einem ähnlichen System die erste Kombination von zwei Stickstoffmolekülen im Labor. Diese Reaktion war zuvor nur in der oberen Erdatmosphäre und unter Plasmabedingungen beobachtet worden.

Der Schlüssel zu diesen beiden Entdeckungen war die Verwendung von Bor, dem fünftleichtesten Element, als Atom, an das der Stickstoff bindet. „Nach diesen beiden Entdeckungen war klar, dass wir ein ganz besonderes System in den Händen hatten“, sagt Braunschweig.

Einfach Wasser hinzufügen
Obwohl dieses System Stickstoff bindet und umwandelt, fehlte noch die Hälfte der Puzzleteile.

„Wir wussten, dass die vollständige Umwandlung von Stickstoff in Ammonium eine große Herausforderung darstellen würde, da sie eine komplexe Abfolge chemischer Reaktionen erfordert, die oft nicht miteinander kompatibel sind“, erklärt der JMU-Professor.

Der Durchbruch gelang mit einfachsten Reagenzien: Spuren von Wasser, die in einer Probe zurückblieben, reichten aus, um eine Folge von Reaktionen zu fördern, die das Team bis auf einen einzigen Schritt an das Ziel „Ammonium erzeugen“ heranbrachte. Später wurde entdeckt, dass die Schlüsselreaktionen mit einer festen Säure so durchgeführt werden konnten, dass die Reaktionen in einem einzigen Reaktionskolben bei Raumtemperatur nacheinander ablaufen konnten.

Ammonium mit Bier herstellen
Als das Team erkannt hatte, dass die Reaktion selbst mit einfachen Reagenzien wie Wasser zu funktionieren schien, wiederholte es sie mit dem Bier der örtlichen Brauerei Würzburger Hofbräu. Zu ihrer Freude konnten die Chemiker auch damit die Vorstufe von Ammonium erzeugen.

„Dieses Experiment haben wir aus Spaß gemacht. Aber es zeigt, wie tolerant das System gegenüber Wasser und anderen Verbindungen ist“, erklärt Postdoc Dr. Marc-André Légaré, der die Studie initiiert hatte.

„Die Reduktion von Stickstoff zu Ammonium ist eine der wichtigsten chemischen Reaktionen für die Menschheit. Dies ist zweifellos das erste Mal, dass sie mit Bier gemacht wurde, und es ist besonders passend, dass dies in Deutschland passiert ist“, sagt Dr. Rian Dewhurst, Akademischer Oberrat und Koautor der Studie.

Viel Arbeit zu erledigen
Diese Ergebnisse sind zweifellos aufregend, aber noch weit von der Anwendung in der industriellen Produktion von Ammonium entfernt. Es muss noch ein Weg gefunden werden, um den gesamten Prozess energieeffizient und wirtschaftlich zu gestalten.

Trotzdem demonstriert die Entdeckung, dass auch leichtere Elemente selbst die größten Herausforderungen in der Chemie meistern können. „Hier gibt es noch viel zu tun, aber Bor und die anderen leichten Elemente haben uns schon so oft überrascht. Sie sind eindeutig zu so viel mehr fähig“, sagt Holger Braunschweig.

Förderer
Diese Forschungsarbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Alexander-von-Humboldt-Stiftung und dem Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada finanziell unterstützt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Holger Braunschweig, Institut für Anorganische Chemie und Institut für Nachhaltige Chemie & Katalyse mit Bor, Universität Würzburg, T +49 931 31-85260, h.braunschweig@uni-wuerzburg.de

Originalpublikation:
One-Pot, Room-Temperature Conversion of Dinitrogen to Ammonium at a Main-Group Element. Marc-André Légaré, Guillaume Bélanger-Chabot, Maximilian Rang; Rian D. Dewhurst, Ivo Krummenacher, Rüdiger Bertermann, Holger Braunschweig. Nature Chemistry, 14 September 2020, DOI: 10.1038/s41557-020-0520-6; https://www.nature.com/articles/s41557-020-0520-6.

Quelle: IDW

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Schwebstoffe in Bundeswasserstraßen: Neue Erkenntnisse zu Herkunft und Zusammensetzung

Martin Labadz Referat Öffentlichkeitsarbeit
Bundesanstalt für Gewässerkunde

Schwebstoffe sind ein wichtiger Bestandteil unserer Gewässer. Wissenschaftler der Bundesanstalt für Gewässerkunde und der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn haben jetzt mit langjährigen Datenreihen die Dynamik und Quellen der Schwebstoffe in den Bundeswasserstraßen untersucht und sind zu überraschenden Ergebnissen gekommen.

In einer kürzlich in der Fachzeitschrift Earth Surface Dynamics erschienenen Publikation untersuchen Wissenschaftler der BfG und der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn mögliche Quellen und Transportwege von Schwebstoffen in den Bundeswasserstraßen. Die BfG verfügt durch die fachliche Begleitung und Auswertung des WSV-Schwebstoffdauermessnetzes über einen einzigarten Datensatz, der bis in die 1960er Jahre zurückreicht. Mehr als 750 000 Datenpunkte von 62 Messstellen im gesamten Bundesgebiet haben die Forscher analysiert. Zusätzlich flossen die seit 1997 durchgeführten Messungen zum organischen Anteil der Schwebstoffe an zwei Messtellen an Mosel und Rhein in die statistischen Analysen ein. Die Ergebnisse zeigen: Wie zunächst erwartet nimmt mit steigendem Durchfluss – also der Wassermenge, die in einer bestimmten Zeit an einer Stelle im Fluss vorbeifließt – die Schwebstoffkonzentration zu, und bei sinkendem Durchfluss wieder ab. In einigen Fällen ist diese Abnahme aber nicht eindeutig zu beobachten, was bislang als Ausnahme angesehen wurde. Die Daten zeigen jedoch, dass dieser Effekt häufiger auftritt als bislang angenommen. Und an einigen Stellen nahm die Schwebstoffkonzentration mit Abnahme der Wassermenge sogar zu. Verantwortlich hierfür sind Algen.

Thomas Hoffmann, einer der Autoren der Studie: „Der Anteil an organischem Material in den Schwebstoffen spielt hierbei eine zentrale Rolle. Bei geringen Abflüssen, wenn diese zum Beispiel im Sommer bei hohen Wassertemperaturen auftreten, steigt die Algenkonzentration und somit auch der Anteil an organischen Schwebstoffen. Bei hohen Abflüssen ist dagegen der mineralische Anteil größer.“ Denn: Ergiebige Niederschläge oder auch Starkregenereignisse führen zu einem hohen Eintrag von ausgewaschenen Böden und somit mineralischem Material in das Gewässer.

Mit diesen neuen Erkenntnissen könne man nun die Quellen der Schwebstoffe besser bestimmen und unterscheiden, so Hoffmann. Und das hilft auch der WSV, der für die Baggermaßnahmen zuständigen Behörde. Durch gezielte Maßnahmen bereits an der Quelle könnten die Schwebstoffmengen reduziert werden, bevor diese im Gewässer für die WSV zum Problem werden.

Da das Klima in Deutschland immer wärmer wird, nehmen auch die Trockenphasen und somit das Auftreten von Niedrigwasser zu. Auch Starkniederschläge dürften zukünftig vermehrt auftreten. Und beide Effekte können zu erheblichen Schwebstoffeinträgen direkt aus dem Fluss oder aus dessen Einzugsgebiet führen. Wie sich die Abflussverhältnisse in den Bundeswasserstraßen genau entwickeln, lässt sich jedoch derzeit nicht eindeutig vorhersagen.

Die Veröffentlichung ist zum freien Download ab sofort auf der Internetseite der Fachzeitschrift Earth Surface Dynamics verfügbar.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Thomas Hoffmann, BfG (thomas.hoffmann@bafg.de)

Originalpublikation:
Hoffmann, T. O., Y. Baulig, H. Fischer and J. Blöthe (2020). „Scale breaks of suspended sediment rating in large rivers in Germany induced by organic matter.“ Earth Surf. Dynam. 8(3): 661-678.DOI: 10.5194/esurf-8-661-2020.

Weitere Informationen:
https://www.bafg.de/DE/07_Nachrichten/20200921_Schwebstoffe.html auf der BfG Nachrichtenseite

Quelle: IDW

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Neue Studie aus Bayreuth: Auch gekochte Karotten können allergische Reaktionen auslösen

Christian Wißler Pressestelle
Universität Bayreuth

Der Verzehr roher Karotten löst bei vielen Menschen Allergien aus. Entgegen einer weit verbreiteten Auffassung können aber auch gekochte Karotten diesen Effekt haben. Dies hat ein Forschungsteam der Universität Bayreuth jetzt herausgefunden. Zwar nimmt das Allergen der Karotte, Dau c 1 genannt, im hocherhitzten Zustand eine für Allergiker ungefährliche Struktur an. Doch sobald die Temperatur sinkt, kehrt es weitgehend in seine natürliche Struktur zurück. In der Zeitschrift „Molecular Nutrition & Food Research“ stellen die Wissenschaftlerinnen ihre Studie vor.

„Die Ergebnisse unserer Untersuchungen sprechen eindeutig dafür, dass Patienten, die sensibel auf das Allergen der Karotte reagieren, generell auf den Verzehr von Karotten verzichten sollten. Das Erhitzen der Karotten zerstört nicht oder nur unvollständig die Proteinstrukturen, die allergische Reaktionen verursachen können“, sagt Prof. Dr. Birgitta Wöhrl vom Lehrstuhl Biochemie IV der Universität Bayreuth.

„Die Gefahr, dass Allergie-Patienten eine allergische Reaktion entwickeln, ist nicht nur beim Verzehr von frisch gekochten Karotten oder von Karotten aus der Konservenbüchse gegeben. Sie besteht auch dann, wenn Nahrungsmitteln Karottenextrakt beigemischt wird“, ergänzt Thessa Jacob M.Sc., Erstautorin der Studie und Doktorandin am Lehrstuhl Biochemie IV.

Das natürliche Karottenallergen Dau c 1 ist eigentlich eine Mischung aus mehreren, strukturell sehr ähnlichen Proteinen. Diese sogenannten Isoallergene wurden im Labor einzeln in Bakterien hergestellt. Sowohl das Proteingemisch des natürlichen Dau c 1 als auch die einzelnen Isoallergene wurden bei Temperaturen bis maximal 95 Grad Celsius daraufhin untersucht, wie sich ihre Strukturen bei steigenden und fallenden Temperaturen ändern. Dabei zeigte sich, dass die natürliche Mischung und fast alle einzelnen Isoallergene nach einer Abkühlung auf 25 Grad Celsius erneut in der Lage sind, Allergien zu verursachen. Trotz der vorausgegangenen Erhitzung können die im Organismus von Allergie-Patienten vorhandenen Antikörper allergische Reaktionen hervorrufen. Zwar ist diese Fähigkeit in einigen Fällen schwächer ausgeprägt als vor der Erhitzung, aber grundsätzlich bleibt sie erhalten.

„Es ist das erste Mal, dass die Dau c 1-Isoallergene einer derart umfangreichen Testreihe unterzogen wurden. Die separate Untersuchung der strukturähnlichen Moleküle war uns besonders wichtig, um festzustellen, welche der Isoallergene unter den getesteten Bedingungen Immunreaktionen auslösen“, sagt Thessa Jacob.

Die Tests zeigten deutlich, dass die strukturelle Stabilität des Karottenallergens nicht allein von der Höhe der Temperatur abhängt. Wichtig ist ebenso der durch den pH-Wert ausgedrückte Säuregrad. Von besonderem Interesse ist der pH-Wert 3, der sich im Magen typischerweise nach der Nahrungsaufnahme einstellt. Bei diesem Säuregrad und bei normaler Raumtemperatur können, wie sich herausgestellt hat, zumindest einige Epitope trotz des vorherigen Erhitzens weiter existieren. Epitope sind diejenigen molekularen Teilstrukturen, an denen das Immunsystem von Allergie-Patienten das jeweilige Allergen erkennt, so dass eine allergische Reaktion erfolgt.

Bei ihren Strukturuntersuchungen haben die Forscherinnen vor allem die Magnetresonanzspektroskopie (NMR) sowie die CD-Spektroskopie auf dem Bayreuther Campus eingesetzt. Bei weiteren Analyseverfahren erhielten sie Unterstützung vom Paul-Ehrlich-Institut in Langen und von der Nano Temper Technologies in München.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Thessa Jacob M.Sc.
Lehrstuhl Biochemie IV – Biopolymere
Universität Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 55 3869
E-Mail: thessa.jacob@uni-bayreuth.de

Prof. Dr. Birgitta Wöhrl
Lehrstuhl für Biochemie IV – Biopolymere
Universität Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 55 3541
E-Mail: birgitta.woehrl@uni-bayreuth.de

Originalpublikation:
Thessa Jacob et al.: Food Processing Does Not Abolish the Allergenicity of the Carrot Allergen Dau c 1: Influence of pH, Temperature, and the Food Matrix. Molecular Nutrition & Food Research (2020), DOI: https://doi.org/10.1002/mnfr.202000334

Quelle: IDW

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Wissen über Corona: Die Mehrheit der Bevölkerung hat sich gut informiert und ist dafür, „Fake News“ zu kennzeichnen

Nicole Siller Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Bildungsforschung

Auch nach dem sogenannten „Lockdown“ gibt die Mehrheit der Befragten Anfang Juni 2020 an, sich weiterhin über das aktuell grassierende Coronavirus sowie die allgemeinen Entwicklungen der Lage auf dem Laufenden gehalten zu haben – Ältere mehr noch als Jüngere. Insgesamt zeigt die Bevölkerung sich gut informiert. Sie nehmen Fehlinformationen als weit verbreitet wahr und sind dafür, solche „Fake News“ zu kennzeichnen. Das sind die Ergebnisse einer jüngst vom Max-Planck-Institut für Bildungsforschung und dem Robert Koch-Institut veröffentlichten Studie zum Informationsverhalten und Wissensstand der Bevölkerung in Deutschland während der ersten Monate der Corona-Pandemie.

Das Coronavirus ist in den Medien wie in privaten Gesprächen im Familien- und Freundeskreis oder am Arbeitsplatz omnipräsent. Seit Beginn der Pandemie sind wir einer beispiellosen Informationsflut ausgesetzt: von täglichen Infektionszahlen, über Informationen zu Symptomen, Risiken, Verhaltensempfehlungen und öffentlich geltenden Regeln, bis hin zu persönlichen Erfahrungsberichten oder globalen Vergleichen. Unklar ist, wie die Bevölkerung mit dieser Informationsflut umgegangen ist und wie sich das Informationsverhalten mit dem Rückgang der Infektionszahlen und den Lockerungen der flächendeckenden Maßnahmen Anfang Juni veränderte. So musste die Bevölkerung Anfang Juni damit rechnen, dass Risiken sich regional unterscheiden und Maßnahmen punktuell an das aktuelle Infektionsgeschehen angepasst werden.

Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung und des Robert Koch-Instituts haben sich deshalb mit dem Informationsverhalten der deutschen Bevölkerung während der ersten Monate der Corona-Pandemie beschäftigt und sich auf folgende Fragen konzentriert: (1) Wie informierte sich die Bevölkerung nach eigenen Angaben zu Beginn der Lockerungsphase Anfang Juni rund um das Coronavirus und wie hat sich das Verhalten nach eigenen Angaben im Vergleich zu Anfang März verändert? (2) Über welche Themen, aus welchen Gründen und über welche Quellen informierte sich die Bevölkerung? (3) Wie ging die Bevölkerung mit Fehlinformationen um? (4) Wie nahm die Bevölkerung Risiken rund um das Coronavirus wahr und wie gut war sie zu den beiden Zeitpunkten der Befragung informiert? Um diese Fragen beantworten zu können, führten die Wissenschaftler*innen im Juni 2020 eine querschnittliche Online-Studie durch. In dieser befragten sie 1.107 Teilnehmer*innen im Alter zwischen 18 und 69 Jahren zu ihrem Informationsverhalten Anfang März und Anfang Juni. Die Daten der Stichprobe sind nicht repräsentativ, da die Internetnutzung von älteren Menschen im Allgemeinen geringer ist. Allerdings wurde die Stichprobe so gezogen, dass sie der Verteilung von Alter, Geschlecht und Bundesland in der deutschen Bevölkerung entspricht.

Der Anteil der Befragten, der angab, sich rund um das Coronavirus zu informieren, ist insgesamt hoch. Für die Lockerungsphase Anfang Juni war der Anteil mit 78 Prozent nur etwas geringer als für Anfang März mit 86 Prozent. Dabei gibt es allerdings deutliche Altersunterschiede: Von den 18 bis 29-Jährigen gab rund ein Drittel an, sich eher nicht oder überhaupt nicht rund um das Coronavirus zu informieren, aber nur 10 Prozent der 60 bis 69-Jährigen. „Das muss nicht zwangsläufig problematisch sein, da die allgemeine Informiertheit sehr hoch zu sein scheint. Es wird dann zum Problem, wenn die durch das Coronavirus weniger gefährdeten Jüngeren durch Uninformiertheit Risikogruppen wie Ältere oder Personen mit Vorerkrankungen gefährden oder wenn neue Erkenntnisse und Maßnahmen nicht mehr zu allen Bevölkerungsgruppen durchdringen. Das muss weiter beobachtet werden“, erläutert Erstautorin Christina Leuker. Sie ist assoziierte Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung und wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Wissenschaftskommunikation am Robert Koch-Institut.

Anfang Juni informierten sich die Befragten vornehmlich über die allgemeine Entwicklung der Lage, wie zum Beispiel zu Änderungen öffentlich geltender Regeln (87%) oder zu Fortschritten medizinischer Behandlungs- und Testmethoden (78%). Informationen zum persönlichen Risiko und zum Umgang mit dem Virus sind Anfang Juni dagegen von geringerem Interesse als zu Beginn der Pandemie Anfang März. Während sich das Themeninteresse verschoben hat, blieben die Gründe sich zu informieren vor und nach dem sogenannten „Lockdown“ konstant: Die meisten Befragten informierten sich Anfang Juni wie Anfang März, um über Veränderungen der aktuellen Situation auf dem Laufenden zu bleiben und um von neuen Anordnungen zu erfahren.

Von einem Großteil der Befragten wurden dabei Fehlinformationen als weit verbreitet wahrgenommen: 59 Prozent der Befragten gaben an, mehrmals pro Woche bis mehrmals am Tag auf solche „Fake News“ zu stoßen. Als Quelle wurden am häufigsten die sozialen Medien genannt (73%). Das ist möglicherweise problematisch, da etwas über die Hälfte der Befragten angab, soziale Medien zu nutzen, um sich rund um das Coronavirus zu informieren. 75 Prozent der Befragten befürworteten es, falsche und irreführende Informationen zu kennzeichnen und auf eine Richtigstellung hinzuweisen. Aber auch das direkte persönliche Umfeld wurde als Quelle von Fehlinformationen wahrgenommen. Um unsichere Informationen zu prüfen, gab etwa die Hälfte der Befragten an, auf Suchmaschinen und entsprechende Webseiten zurückzugreifen. Dagegen fragten nur 23 Prozent jemanden aus ihrem Haushalt.

Gesundheitliche Risiken wurden je nach Altersgruppe unterschiedlich bewertet. Unter den Befragten zwischen 60 und 69 Jahren war die Sorge vor schweren gesundheitlichen Folgen im Falle einer Infektion im Vergleich zu den Befragten zwischen 18 und 29 Jahren deutlich höher (61% im Vergleich zu 24%). Zudem hält zum Zeitpunkt der Befragung über die Hälfte dieser jüngeren Altersgruppe eine Infektion bei einer Person ihres Alters und Geschlechts für unwahrscheinlich. Dies ist problematisch: Wenn die Wahrscheinlichkeit sich zu infizieren unterschätzt wird, können Jüngere zur Ansteckungsgefahr für andere werden.

Alle Altersgruppen verfügten über einen soliden Wissensstand zu den Themen „geltende Anordnungen“, „Infektion und Behandlung“, „Kontrolle der Epidemie“, „Risikogruppen“ und „Übertragung“ (71% bis 85% richtige Antworten je nach Themengebiet). Systematische Wissenslücken bestanden allerdings bei einigen Sachverhalten: 62 Prozent wussten beispielsweise nicht, dass stark übergewichtige Personen zur Risikogruppe zählen. Hier besteht nach Ansicht der Studienautor*innen weiterer Kommunikationsbedarf. Auch sollten passende Strategien für Personen entwickelt werden, die sich mit der Zeit weniger informieren oder nur bestimmte Quellen in Betracht ziehen, um einer möglichen Informationsermüdung entgegenzuwirken und aktuelle Maßnahmen weiterhin wirksam zu kommunizieren.

Noch im September soll es eine zweite Befragung zum Informationsverhalten geben. „Wir möchten herausfinden, ob die Menschen informationsmüde werden oder ob sie sich wieder vermehrt informieren – auch vor dem Hintergrund, dass sich das Leben im Herbst wieder vermehrt in Innenräumen abspielen wird und damit das Ansteckungsrisiko steigt“, sagt Studienautorin Nadine Fleischhut, Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Forschungsbereich Adaptive Rationalität des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung. Die zweite Befragung wird aber auch neue Fragen behandeln, zum Beispiel wie sehr sich die Menschen an aktuelle Verhaltensregeln halten und wie sie das Verhalten anderer wahrnehmen.

Leuker, C., Hertwig, R., Gumenik, K., Eggeling, L. M., Hechtlinger, S., Kozyreva, A., Samaan, L., Fleischhut, N. (2020). Wie informiert sich die Bevölkerung in Deutschland rund um das Coronavirus? Umfrage zu vorherrschenden Themen und Gründen, dem Umgang mit Fehlinformationen, sowie der Risikowahrnehmung und dem Wissen der Bevölkerung rund um das Coronavirus. Berlin: Max-Planck-Institut für Bildungsforschung. doi:10.17617/2.3247925.

Bei der vorliegenden Veröffentlichung handelt es sich um einen Preprint, der noch nicht peer-reviewed ist. Die Studie ist Teil von mehreren Erhebungen, die dann gesammelt als wissenschaftliche Publikation eingereicht werden sollen. Alle Daten und Schlussfolgerungen sind als vorläufig zu betrachten und unterliegen ständiger Veränderung. Die aktuellen Auswertungen sind vor allem deskriptiv; es können keine Aussagen über Ursache und Wirkung getroffen werden.

Weitere Informationen:
https://www.mpib-berlin.mpg.de/1130241/2020-09-16-pm-corona

Quelle: IDW

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Laborstudie zu Toxizität: Produkte aus „Bioplastik“ keine unbedenkliche Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen

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

Sogenanntes „Bioplastik“ gilt als umweltfreundliche Alternative zu konventionellen, erdölbasierten Kunststoffen. Es kann aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden oder kompostierbar sein oder sogar beides. Aber sind diese Biomaterialien weniger bedenklich als herkömmliches Plastik, was ihre chemische Zusammensetzung betrifft? Nein, lautet das Ergebnis der bisher umfassendsten Laborstudie dazu, die heute in der Zeitschrift Environment International erschienen ist.

Wissenschaftler*innen um die Forschungsgruppe PlastX haben dafür Alltagsprodukte aus unterschiedlichen Materialien untersucht: Der Anteil an Produkten aus Biomaterialien, der schädliche Chemikalien enthält, ist genauso hoch wie bei Produkten aus erdölbasiertem Plastik.

Plastikprodukte stehen massiv in der Kritik. Schon ihre Herstellung aus fossilem Brennstoff gilt als wenig nachhaltig, das globale Plastikmüllproblem ist ungelöst, und wegen schädlicher Substanzen wie Bisphenol A geraten Alltagsprodukte aus Plastik immer wieder in die Schlagzeilen. Auf der Suche nach Alternativen werden vermehrt neue Materialien entwickelt, die vorteilhaftere ökologische Eigenschaften aufweisen sollen. Dazu gehören Biokunststoffe. Sie umfassen biobasierte Materialien wie Bio-Polyethylen, die aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, und sogenannte bioabbaubare Materialien, die unter natürlichen Umweltbedingungen abbaubar sind wie Polymilchsäure (PLA). Auch pflanzenbasierte Produkte, die aus natürlichen Polymeren wie Cellulose bestehen, zählen zu den neuen Lösungen. Aber sind diese Biomaterialien, die als nachhaltige Alternative zu konventionellem Plastik vermarktet werden, hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung weniger bedenklich?

Drei von vier Produkten enthalten Chemikalien, die in Zelltests negativ auffallen
Dieser Frage ist die Forschungsgruppe PlastX unter der Leitung des ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung gemeinsam mit der Technisch-Naturwissenschaftlichen Universität Norwegen und der Goethe-Universität Frankfurt in einer Laborstudie nachgegangen. Es ist die bisher umfassendste Studie, in der Biokunststoffe und pflanzenbasierte Materialien auf ihre chemische Zusammensetzung und Toxizität hin untersucht und mit herkömmlichen Kunststoffen verglichen wurden. „Um mögliche schädliche Effekte der Chemikalienmischung zu analysieren, haben wir die Substanzen aus den Produkten herausgelöst und in Zelltests eingesetzt“, erklärt Lisa Zimmermann, die Erstautorin der jetzt veröffentlichten Studie. „Die Ergebnisse zeigen, dass die biobasierten bzw. bioabbaubaren Materialien keinesfalls weniger bedenklich sind. Drei Viertel aller untersuchten Produkte enthielten schädliche Chemikalien,“ sagt Zimmermann. „Schädlich heißt in diesem Fall, dass Substanzen toxisch auf Zellen wirken oder hormonähnliche Effekte hervorrufen. Zum gleichen Ergebnis kamen wir bei herkömmlichen Kunststoffen; auch hier enthielten drei von vier getesteten Produkten in diesem Sinne schädliche Chemikalien.“

Chemikalienmix aus bis zu 20.000 Substanzen in Biomaterialen
Unter den 43 untersuchten biobasierten und bioabbaubaren Produkten waren Einweggeschirr, Schokoladenverpackungen, Trinkflaschen, Weinkorken und Zigarettenfilter. Die Untersuchung der Chemikalienmischungen mittels chemischer Analytik zeigte, dass sich in 80 Prozent der Produkte mehr als tausend Substanzen befanden, in einzelnen Produkten sogar bis zu 20.000. „Die pflanzenbasierten Produkte aus Cellulose oder Stärke enthielten dabei die meisten Chemikalien. Auch waren diese am toxischsten, sprich hatten negative Auswirkungen in Zelltests,“ erläutert die Ökotoxikologin.

Vom Rohmaterial zum Endprodukt: Gesamttoxizität steigt
In der Studie wurde einerseits deutlich, dass die untersuchten Endprodukte eine breitere Palette an Substanzen enthielten und eine höhere Toxizität aufwiesen als die Rohmaterialien, aus denen sie hergestellt werden. Der Grund: Beim Prozessieren vom Rohmaterial zum Endprodukt werden neue Substanzen hinzugegeben oder gebildet. Andererseits zeigte jedes biobasierte und bioabbaubare Produkt eine „individuelle“ chemische Zusammensetzung. „Das macht es nahezu unmöglich, allgemeingültige Aussagen zur Sicherheit bestimmter Materialien zu treffen,“ erklärt Co-Autor Martin Wagner von der Universität Trondheim. „Eine lebensmittelechte Tüte aus Bio-Polyethylen kann toxische Substanzen enthalten, ein Weinkorken aus dem gleichen Material muss das nicht zwangsläufig und umgekehrt.“

Chemische Sicherheit von Plastik sollte auf die politische Agenda
Die Studienergebnisse zeigen: „Für Verbraucher*innen ist nicht nachvollziehbar, ob sie im Alltag mit bedenklichem Plastik in Berührung kommen – egal ob konventionell oder „bio“, sagt Carolin Völker, die die Forschungsgruppe PlastX leitet. Die Ökotoxikologin plädiert deshalb dafür, dass die Unbedenklichkeit der verwendeten Substanzen garantiert und somit schon bei der Entwicklung neuer Materialien berücksichtigt wird. „Gerade, weil es einen Trend zu Biomaterialien gibt, gilt es jetzt, die chemische Sicherheit von herkömmlichen Kunststoffen ebenso wie von biobasierten und bioabbaubaren Alternativen auf die politische Agenda zu setzen“, sagt Völker. Da bisher nicht bekannt sei, welche Auswirkungen der Chemikalienmix in den Kunststoffen konkret auf Mensch und Natur hat, seien zudem weitere Studien im Zuge der Risikoforschung zu Plastik und seinen Alternativen dringend notwendig. Zelltests gäben erste Hinweise, reichten aber allein noch nicht aus, um die Gesundheits- und Umweltauswirkungen umfassend zu bestimmen. „Um wirklich ganzheitlich bessere Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen zu entwickeln, müssen neben der chemischen Sicherheit zusätzlich auch ökologische und soziale Aspekte berücksichtigt werden, wie beispielsweise Treibhausgasemissionen, Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion und Kreislauffähigkeit“. Auch hier sei beim „Bioplastik“ noch viel Luft nach oben, meint Völker.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Lisa Zimmermann
SÖF-Nachwuchsgruppe PlastX am
ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung
L.Zimmermann@bio.uni-frankfurt.de

Originalpublikation:
Are bioplastics and plant-based materials safer than conventional plastics? In vitro toxicity and chemical composition. Lisa Zimmermann, Andrea Dombrowski, Carolin Völker, Martin Wagner (2020). Environment International, https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.106066

Weitere Informationen:

http://www.isoe.de
http://www.plastx.org

Anhang
„Bioplastik“ ist keine unbedenkliche Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen
https://idw-online.de/de/attachment80748

Quelle: IDW

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Bei schlechtem und zu kurzem Schlaf sollte man immer auf eine berufliche Überlastung schauen

Romy Held Pressestelle
Deutsche Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM)

Die Corona-Pandemie fordert uns einiges ab – auch eingefahrene Strukturen zu überdenken. In der Arbeitswelt hat sich im letzten halben Jahr schon jede Menge verändert. Dass man hier dran bleiben und langfristig noch flexibler werden muss, findet der Schlafmediziner Prof. Dr. Helmut Frohnhofen. „Benötigen wir neue Arbeitszeitmodelle und müssen wir von bisherigen Modellen wegkommen?“ Er ist in diesem Jahr einer der Organisatoren der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM), die – wie so viele Kongresse derzeit – digital vom 29. bis 31. Oktober stattfindet. Das Kongressmotto lautet „Schlaf und Arbeit“.

Die DGSM ist schon seit vielen Jahren bemüht, ein Bewusstsein für die Gefährlichkeit von unzureichendem Schlaf in der Bevölkerung zu schaffen. Es gibt eine Vielzahl von spannenden Studienerhebungen innerhalb der Gesellschaft zur Rolle beruflicher Faktoren für die individuelle Schlafqualität, zu flexibleren Arbeitszeitmodellen, Anforderungen für eine zumutbare Schichtarbeit, Sekundenschlaf oder Lichtverschmutzung. „Von der Physiologie des Körpers her brauchen wir ausreichend Schlaf, sonst steigt u.a. unsere Fehlerquote und unsere Stimmung wird schlechter. Mit der zunehmenden Digitalisierung und Globalisierung steigen die Erfordernisse an uns und verlangen eine unserer Physiologie entgegenstehende Leistungsfähigkeit – nicht nur auf Arbeit“, warnt Prof. Frohnhofen. Eine klassische Risikokonstellation stelle etwa eine junge Familie mit Kindern dar, wo beide arbeiten, vielleicht noch ein Haus bauen. Da sei unzureichender Schlaf vorprogrammiert durch eine Überbelastung. „Andere Arbeitszeitmodelle, wie etwa von weniger Stunden, die sich auf unterschiedliche Tageszeiten verteilen beispielsweise, könnten hier einen enormen Druck von den Menschen nehmen“, sagt Helmut Frohnhofen.

Bei schlechtem oder zeitlich zu wenig Schlaf sollte man immer auch auf eine berufliche Überlastung schauen. Nicht selten führen Überforderung und Stress in dem Falle zu einer psychischen Überlastung wie z.B. einem Burnout. „Sehr viele Studien belegen, dass zu wenig Schlaf Hauptrisikofaktor für die Entwicklung eines Burnouts ist. Körperliche Erschöpfung und verminderte Leistungsfähigkeit – zwei eindeutige Phänomene bei Burnout – gehen also auch eindeutig auf unzureichenden Schlaf zurück“, erklärt der Schlafmediziner und Psychologe Markus B. Specht. Was kann man tun, um dem vorzubeugen? „Das Wichtigste, was jeder tun kann, ist sich die Frage zu stellen: Hole ich mir im Alltag, also täglich, genug Erholung als Gegenpart zum auftretenden Stress“, so Specht. 15 Minuten würden da fürs erste bereits ausreichen, in denen man sich einer kleinen Auszeit vom Alltag widme. Dies könne eine Entspannungsübung sein, eine Runde um den Block gehen oder eine Sporteinheit. Auf der Presseseite der DGSM-Jahrestagung (siehe unter Links) findet sich ein Beispiel für eine Atemübung.

Bei Menschen, deren Schlaf zu falschen Zeiten stattfindet, gerät die innere Uhr leicht aus dem Takt. Diese steuert, wann biochemische Vorgänge am optimalsten stattfinden sollten – sei es der Schlaf, die Wirksamkeit von Medikamenten oder die Verarbeitung von Nährstoffen. Den Einfluss von Licht und Nahrung auf die innere Uhr untersucht der Neurobiologe Prof. Dr. Henrik Oster. Licht wirkt auf Taktgeber im Gehirn, während die Nahrung Uhren in peripheren Organen wie Leber und Niere stark beeinflussen kann. „Bei Schichtarbeitern wird daraus leicht ein Problem: Sie sehen nachts Licht, was die Zentraluhr beeinflusst, und essen zudem häufig zu eher ungewöhnlichen Zeiten, was dann wiederum die Organuhren verstellt. Dadurch arbeiten die uhrengesteuerten Funktionen in den verschiedenen Organen nicht mehr optimal zusammen. Konsequenz ist u.a. eine Schieflage im Energiestoffwechsel – wir nehmen leichter zu oder entwickeln sogar ernsthafte metabolische Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes. Das Risiko dafür ist bei Schichtarbeitern um rund ein Drittel erhöht“, stellt Prof. Oster die Sachlage dar.
Anhand experimenteller Studien an Mäusen konnte seine Studiengruppe die Wirkung von Licht und Nahrung auf spezifische Gewebsrhythmen unterscheiden. Dabei zeigte sich, dass die Funktion einzelner Gewebsuhren oft gar nicht so entscheidend für den Energiestoffwechsel ist. „Die Koordination der Netzwerkrhythmik scheint die entscheidende Stellschraube zu sein. Das ist aus medizinisch-therapeutischer Sicht wiederum sehr interessant, weil es evtl. gar nicht nötig ist, zur Rhythmusstabilisierung die Zentraluhr zu erreichen. Über die Netzwerk-Kommunikation wird diese auch aus der Peripherie indirekt beeinflusst“, fasst Henrik Oster die neuen Erkenntnisse zusammen.

Im Programm der virtuellen DGSM-Jahrestagung gibt es zu den genannten und vielen weiteren Themen Vorträge, die den aktuellen Wissensstand darstellen. Zum Bereich „Schlaf und Arbeit“ sind u.a. die folgenden Symposien zu nennen:
• Symposium 6 (Eulensymposium): „Schlaf, Fatigue und Unfallrisiko: von der Arbeitsumgebung zu biomathematischen Modellen und zurück“ (29.10.2020, 20:30-21:30)
• Hauptsymposium: „Schlaf und Arbeit“ (30.10.2020, 08:45-10:15)
• Symposium 12: „Zeitgeber-Schlichtung: Ein Schlüssel zu gesundem Schlaf und gesunder Arbeit“ (30.10.2020, 10:45-12:15)
• Symposium 23: „Schlaf und Arbeit bei Familien“ (31.10.2020,08:30-10:00)
• Symposium 25: „Auswirkungen des Arbeitens gegen die Uhr“ (31.10.2020, 10:15-11:45)
Das gesamte Programm der Jahrestagung können Sie unter www.dgsm-kongress.de einsehen.

Medienvertreter sind sehr herzlich zur virtuellen Teilnahme am gesamten Kongress eingeladen. Akkreditieren Sie sich dazu bitte auf der Presseseite der Kongress-Homepage (siehe unter Links) oder über den Pressekontakt. Es wird auch eine Online-Pressekonferenz angeboten, zu der Sie in Kürze noch weitere Informationen erhalten. Selbstverständlich können Sie auch individuelle Gesprächstermine mit Referenten, der Tagungsleitung oder dem DGSM-Vorstand vereinbaren. Auch dazu bitten wir, sich an den Pressekontakt zu wenden.

Pressekontakt:
Conventus Congressmanagement
Romy Held
Carl-Pulfrich-Straße 1, 07745 Jena
Tel.: 03641/3116280
E-Mail: romy.held@conventus.de

Weitere Informationen:
http://www.dgsm.de
http://www.dgsm-kongress.de
https://www.dgsm-kongress.de/allgemeine-informationen/presse/ Hier können Sie sich akkreditieren
https://www.dgsm-kongress.de/allgemeine-informationen/presse/den-atem-spueren/ Atemübung zur Stressbewältigung

Quelle: IDW

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Virtuelle Verleihung des UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020

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

Die Wissenschaft steht in diesem Jahr in besonderem Maße im Fokus der Öffentlichkeit. Umso wichtiger ist es, Informationen fundiert und gleichzeitig verständlich zu kommunizieren. Diesen Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft zu fördern, ist Ziel des vom Fraunhofer UMSICHT ausgelobten UMSICHT-Wissenschaftspreis. Die diesjährige Preisverleihung findet am 2. Oktober virtuell statt. Wir laden sie herzlich zu der Veranstaltung ein, um sich über aktuelle Themen und Trends in der Wissenschaft und Wissenschaftskommunikation zu informieren.

Bereits zum 11. Mal wird in diesem Jahr der UMSICHT-Wissenschaftspreis in den Kategorien Wissenschaft und Journalismus vergeben. Die Preisträger sind Menschen, die wissenschaftliche Ergebnisse aus den Bereichen Umwelt-, Verfahrens- und Energietechnik – den Kernthemen des Fraunhofer UMSICHT – auf eine herausragende Weise der Gesellschaft zugänglich machen. Aus den zahlreichen Bewerbungen hat die Jury, ausgewählte Wissenschaftler*innen, Unternehmer*innen, Selbständige, Journalisten sowie PR-Fachleute, die besten Beiträge ausgewählt und in einer Shortlist veröffentlich.

Verständliche Kommunikation von Wissenschaft im UMSICHT-Podcast
Doch worum geht es bei den eingereichten Beiträgen? Was verbirgt sich hinter Titeln wie »Cyberfossiler Kapitalismus« oder »Stoffe mit Helfersyndrom«? Wann ist z. B. Wasserstoff konkurrenzfähig, oder wie können wir mehr Elektromobile auf die Straße bringen? Im neuen UMSICHT-Podcast kommen die potenziellen Preisträger*innen zu Wort und informieren kompakt und verständlich über ihre Arbeiten. Eine gute Möglichkeit also, sich über aktuelle Themen und Trends in der Wissenschaft und Wissenschaftskommunikation zu informieren.

Bekanntgabe der Preisträger*innen
Im Rahmen der Preisverleihung am 2. Oktober, von 13 bis 13.30 Uhr, werden die Gewinner*innen des diesjährigen UMSICHT-Wissenschaftspreis bekanntgegeben. Aufgrund der aktuellen Situation findet die Veranstaltung online statt. »Auch, wenn wir den persönlichen Kontakt sehr schätzen und die vergangenen Preisverleihungen immer auch ein Ort für Netzwerken und direkten Informationsaustausch waren, freuen wir uns, mit dem Online-Format eine gute Alternative bieten zu können«, sagt Prof. Görge Deerberg, Geschäftsführer des UMSICHT-Fördervereins. Er betont zudem, dass dieser Rahmen auch Personen die Teilnahme ermöglicht, die sonst nicht dabei sein könnten.
Teilnahme

Die Teilnahme an der virtuellen Preisverleihung ist ohne vorherige Anmeldung möglich. Der Link zur Veranstaltung wird im Vorfeld auf der Internetseite des UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020 bekanntgegeben.

Partner, Spender und Sponsoren:
AGR mBH
Energieversorgung Oberhausen AG
HATECHNO – Hoffmann angewandte Technologien GmbH
Loick Bioenergie GmbH
Meier-Ebbers – Architekten und Ingenieure
ML Power Tech GmbH
PLANiT-DIGITAL
Sparkasse Oberhausen

Weitere Informationen:
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/messen-veranstaltungen/2020/umsicht-wissens…
Internetseite des UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/messen-veranstaltungen/2020/umsicht-wissens…
Pressemitteilung
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/presse-medien/podcasts/umsicht-wissenschaft…
Podcast zum UMSICHT-Wissenschaftspreis 2020

Quelle: IDW

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Das erste ägyptische Referenzgenom des Menschen

Rüdiger Labahn Informations- und Pressestelle
Universität zu Lübeck

Multiethnische Unterschiede: Genetische Risikofaktoren lassen sich nicht einfach von einer Population auf eine andere übertragen

Alle Menschen sind gleich, und doch ist jeder Mensch einzigartig. Das liegt zum Teil an Erziehung und Umwelt, aber größtenteils auch an der Herkunft unserer Gene, die in der DNA, dem Bauplan des Lebens, kodiert sind. Die genetische Ausstattung des Menschen unterscheidet sich weltweit und bestimmt nicht nur das Aussehen, sondern auch die Anfälligkeit für Krankheiten und das Ansprechen auf Medikamente. Um diese Unterschiede zur Entwicklung einer individuellen Präzisionsmedizin zu untersuchen wurden in den letzten Jahren verschiedene Projekte zur Populationsgenetik in Europa, Nordamerika, Asien und dem südlichen Afrika ins Leben gerufen. Eine sogenannte Genomreferenz für die rund 250 Millionen in Nordafrika fehlte bisher.

Um diesen weißen Fleck auf der Weltkarte der Humangenetik zu füllen, hat ein deutsch-ägyptisches Team unter der Leitung von Saleh Ibrahim und Hauke Busch von der Universität zu Lübeck zusammen mit Mohamed Salama von der American University in Kairo und Universität Mansoura das erste ägyptisch-nordafrikanische Referenzgenom erstellt. Dazu wurden mittels neuester Alignmentmethoden mehr als 270 Milliarden DNA-Basen zu einem de novo Genom eines neuzeitlichen Ägypters zusammengesetzt. Dieses Referenzgenom haben die Wissenschaftler dann um einem umfassenden Katalog der genetischen Variation von mehr als 100 Ägyptern ergänzt.

Weißer Fleck auf der Weltkarte der Humangenetik gefüllt
Die Ergebnisse des deutsch-ägyptischen Teams deuten darauf hin, dass genetische Risikofaktoren, die bisher in Genomen europäischer Herkunft gefunden wurden, sich nicht einfach auf die ägyptische Population übertragen lassen. Die Unterschiede in der Häufigkeit und der Kombination genetischer Varianten unterstreichen die Notwendigkeit multiethnische Genomreferenzen zu erstellen.

„Dieses Projekt hat bereits jetzt eine Fülle von Informationen geliefert“, sagt die leitende Bioinformatikerin der Studie, Dr. Inken Wohlers. „Wir können nicht nur die modernen Ägypter als genetische Vermittler zwischen Europa, Asien und Afrika bestätigen, sondern auch eine gemeinsame Abstammung mit Menschen vom Mittelmeer bis zum Schwarzen Meer bis hin zum Viktoriasee in Zentralafrika. Die Studie wird die Diagnose seltener Krankheiten und die genetische Risikoabschätzung von Volkskrankheiten, insbesondere für Ägypter und Nordafrikaner, verbessern. Darüber hinaus können unsere Erfahrungen mit den neuesten Sequenziertechnologien und Algorithmen wieder in laufende, internationale Sequenzierungsprojekte in der ganzen Welt einfließen“.

Die Ergebnisse dieser ersten Studie ihrer Art können sofort genutzt werden, um die persönliche Genomik und die Genetik seltener und häufiger Krankheiten eingehend zu untersuchen. Sie wird den Weg zu einem besseren Verständnis der ägyptischen, afrikanischen und globalen Genomlandschaft für die Präzisionsmedizin weiter ebnen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Saleh Ibrahim: saleh.ibrahim@uni-luebeck.de
Prof. Hauke Busch: hauke.busch@uni-luebeck.de
Prof. Mohamed Salama: mohamed-salama@aucegypt.edu

Originalpublikation:
An integrated personal and population-based Egyptian genome reference. Inken Wohlers, Axel Künstner, Matthias Munz, Michael Olbrich, Anke Fähnrich, Verónica Calonga-Solís, Caixia Ma, Misa Hirose, Shaaban El-Mosallamy, Mohamed Salama, Hauke Busch, Saleh Ibrahim. Nature Communications. DOI https://doi.org/10.1038/s41467-020-17964-1

Weitere Informationen:
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17964-1

Quelle: IDW

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Indischer Monsun ist nach Vulkanausbrüchen besser vorhersagbar

Jonas Viering Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Große Vulkanausbrüche können dazu beitragen, die Vorhersagbarkeit des indischen Monsun zu verbessern – die Regenzeit ist für die Landwirtschaft und damit für die Ernährung von einer Milliarde Menschen von entscheidender Bedeutung. Was paradox erscheint, weil Vulkanausbrüche so unregelmäßig sind, ist tatsächlich auf eine stärkere Wechselwirkung zwischen dem Monsun über weiten Teilen Südostasiens und dem El-Niño-Phänomen immer nach einer Eruption zurückzuführen. Dies konnte jetzt ein indisch-deutsches Forscherteam durch die Kombination von Daten aus meteorologischen Beobachtungen, Computersimulationen und geologischen Archiven wie Korallen und Eiskernen aus vergangenen Jahrtausenden zeigen.

Eine Synchronisation des Monsuns mit dem stärksten Typus der natürlichen Klimavariabilität, dem El Niño, macht es leichter, die Stärke der saisonalen Niederschläge auf dem indischen Subkontinent vorherzusagen.

„Die winzigen Partikel und Gase, die ein großer Vulkan in die Luft schleudert, gelangen in die Stratosphäre und halten sich dort für einige Jahre. Die vulkanischen Teilchen in der Stratosphäre hindern einen Teil der Sonnenstrahlen daran, die Erdoberfläche zu erreichen, und dadurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit eines El-Niño-Ereignisses im nächsten Jahr“, sagt R. Krishnan vom Indischen Institut für Tropenmeteorologie. „Weniger Sonnenschein bedeutet weniger Wärme und damit eine Veränderung der Temperaturunterschiede zwischen der Nord- und Südhalbkugel, was sich wiederum auf die großen Luftströme und die Regenfälle auswirkt. Die Datenanalyse zeigt nun, dass große Vulkanausbrüche das gleichzeitige Auftreten warmer El-Niño-Ereignisse über dem Pazifik und eine Verminderung des indischen Monsuns in einem Jahr eher fördern – oder umgekehrt kühle La-Niña-Ereignisse über dem Pazifik in Verbindung mit einem Übermaß an Monsunregen in Indien.“

Der indische Monsun hängt stark von der El-Niño / Südlichen Oszillation ab (ENSO) – einem Klimaphänomen im tropischen Pazifik, dessen spanischer Name „der Junge“ bedeutet und sich auf das Christkind bezieht, weil bei seinem Auftreten das Wasser in der Nähe von Südamerika oft in der Nähe von Weihnachten am wärmsten ist. „Die Synchronisierung zwischen dem tropischen Pazifik und dem indischen Monsun verändert sich im Laufe der Zeit, wobei die vom Menschen verursachte globale Erwärmung einer der Faktoren ist, der die exakte Vorhersage des Monsuns verschlechtert“, sagt Norbert Marwan vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Dies bestätigt eine Hypothese, die unsere Kollegen Maraun und Kurths vor 15 Jahren aufgestellt haben. Die neuen Erkenntnisse zeigen jetzt einen neuen, zusätzlichen Weg für Monsunvorhersagen auf, die für die landwirtschaftliche Planung in Indien von entscheidender Bedeutung sind.“ Frühere Forschungsarbeiten des PIK verbesserten bereits die Monsunvorhersage für Jahre ohne Vulkanausbrüche.

Die Ergebnisse könnten auch zur Weiterentwicklung von Klimamodellen beitragen und auch bei der Einschätzung der regionalen Auswirkungen von ‚Geo-Engineering‘-Experimenten helfen. Um die globale Erwärmung durch vom Menschen verursachte Treibhausgase zu reduzieren, denken manche Wissenschaftler über eine Verringerung der Sonnen-Einstrahlung nach. Dabei würde im Grunde wie bei einem Vulkanausbruch Staub hoch oben in die Atmosphäre eingebracht, um zu einem gewissen Maße die Erde von der Sonnen abzuschirmen. Das künstliche Blockieren der Sonneneinstrahlung könnte jedoch eine Reihe von Prozessen in der Atmosphäre gefährlich stören. Es ist daher wichtig, die Mechanismen zu verstehen.

Artikel: M. Singh, R. Krishnan, B. Goswami, A.D. Choudhury, P. Swapna, R. Vellore, A.G. Prajeesh, N. Sandeep, C. Venkataraman, R.V. Donner, N. Marwan, J. Kurths (2020) Fingerprint of Volcanic Forcing on the ENSO-Indian Monsoon Coupling. Science Advances [DOI:10.1126/sciadv.aba8164]

Weblink zum Artikel, sobald dieser veröffentlicht ist: https://advances.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/sciadv.aba8164

Weblink zu den Monsun-Internetseiten des PIK: https://www.pik-potsdam.de/en/output/infodesk/forecasting-indian-monsoon

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

Wer wir sind:
Das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) ist eines der weltweit führenden Institute in der Forschung zu globalem Wandel, Klimawirkung und nachhaltiger Entwicklung. Natur- und Sozialwissenschaftler erarbeiten hier interdisziplinäre Einsichten, welche wiederum eine robuste Grundlage für Entscheidungen in Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft darstellen. Das PIK ist ein Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

Quelle: IDW

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UFZ-Modelle im Einsatz gegen die Afrikanische Schweinepest

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

Seit 10. September ist die ASP in Deutschland angekommen. Durch die konsequente Umsetzung der EU-Notfallstrategie lässt sie sich am ehesten stoppen, sagen UFZ-Forscher um Hans-Hermann Thulke. Ihre Modellierungen fließen ein in Bekämpfungspläne und eine mögliche Exit-Strategie.

Die Afrikanische Schweinepest breitet sich seit 2007 von Georgien Richtung Westen aus und ist seit 10. September in Deutschland angekommen. Vor dem Hintergrund möglicher Milliardenschäden für die Landwirtschaft soll mit konsequentem Notfallmanagement verhindert werden, dass sich der tödliche Virus weiter ausbreitet und auf Hausschweine übertragen wird. Die EU-Kommission setzt hierfür auch auf Ergebnisse so genannter individuenbasierter Modelle, die am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) entwickelt werden. Seit dem Jahr 2010 beschäftigt sich eine Modellierergruppe um Dr. Hans-Hermann Thulke im Auftrag der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) damit, die Wirksamkeit verschiedener Managementmaßnahmen zu prüfen, um eine Ausbreitung der Afrikanischen Schweinepest zu verhindern. Ihre Ergebnisse sind längst eingegangen in die EU-weiten Vorgaben und nationalen Verordnungen. Und auch das Handlungsprotokoll, das derzeit in Brandenburg umgesetzt wird und das auch andere Bundesländer wie etwa Sachsen realisieren wollen, greift diese Erkenntnisse auf. Ganz aktuell befassen sich die Wissenschaftler mit der Frage, wann ein von der Afrikanischen Schweinepest betroffenes Gebiet wieder als seuchenfrei einzustufen ist.

Während die Afrikanische Schweinepest Deutschland erreicht hat und die Behörden in Brandenburg derzeit dabei sind, Notfallmaßnahmen umzusetzen, forscht unser Team bereits mit Hochdruck an einer Exit-Strategie. Im Auftrag der EFSA gehen wir der Frage nach, anhand welcher Kriterien man sicher festlegen kann, ab wann eine Region, in der eine infizierte Wildschweinpopulation festgestellt wurde, wieder als seuchenfrei einzustufen ist. Das ist insbesondere für landwirtschaftliche Betriebe in betroffenen Gebieten von großer wirtschaftlicher Bedeutung, um möglichst schnell wieder Zugang zum internationalen Schweinefleischmarkt zu erlangen.

Doch wie stellt man sicher fest, dass es wirklich keine aktive Infektion unter den Wildschweinen in einem Gebiet gibt? Wissenschaftlich gesicherte Antworten darauf zu geben, ist nicht so einfach, wie es scheint. Zum einen wissen wir, dass diagnostische Tests immer nur eine Stichprobe aus der tatsächlichen Situation repräsentieren. Zum anderen sehen wir, dass durch die behördliche Umsetzung der Maßnahmen die Krankheit mehr und mehr verschwindet und schließlich sämtliche Testergebnisse negativ sind, so wie es derzeit in der Tschechischen Republik und in Belgien der Fall ist. Darf man in dieser Situation sagen, eine Region oder ein EU-Mitgliedsstaat ist frei von Afrikanischer Schweinepest? Und dürfen diese Regionen oder Staaten wieder am Welthandel teilnehmen, so wie es die Weltorganisation für Tiergesundheit vorgibt? Unsere spontane Antwort darauf wäre Jein.

Wenn man lange genug negative Testergebnisse unter Wildschweinen hat, steigt das Sicherheitsgefühl, dass es tatsächlich keine erkrankten Exemplare mehr gibt. Dieses Gefühl lässt sich mathematisch quantifizieren: Durch hundertfache Simulationen eines Ausbruchs der Afrikanischen Schweinepest auf dem virtuellen Experimentierfeld unseres ökologischen Modells können wir nachvollziehen, wie sich die Zahl der erkrankten Wildschweine im Verlauf der Bekämpfungsmaßnahmen verändert und ab wann Tests an Tieren in einem Gebiet tatsächlich nur noch negative Ergebnisse liefern müssen – das Gebiet also frei von der Krankheit ist. Wie wichtig das ist, zeigt der Fund eines infizierten Wildschweins in Estland, nachdem dort über Monate nur negative Testergebnisse festgestellt wurden. Bedeutet dieser Fund nun, dass erneut alle behördlichen Restriktions-Maßnahmen anlaufen müssen oder kann man analysieren, welche Rolle das Tier hatte und damit eventuell die Maßnahmen einschränken? Wie ist es möglich, dass nach einer so langen Zeit auf einmal ein Tier positiv getestet wird? Antworten auf diese Fragen wollen wir mit der Entwicklung der sogenannten Exit-Strategie für die Afrikanische Schweinepest geben. Dafür nutzen wir unser Modell, das verschiedene Szenarien in zeitliche Verlaufskurven der Ausbreitung übersetzt. Sie werden zeigen, wie lange die Krankheit noch zirkuliert und wann sie verschwunden ist.

Frühere Erkenntnisse aus ähnlichen Simulationen sind bereits als wichtige Komponenten in die EU-Notfallstrategie zur Bekämpfung der Afrikanischen Schweinepest aufgenommen worden, die die EFSA in den letzten Jahren erarbeitet hatte. Dazu gehören unter anderem Vorgaben zur Ausdehnung der drei Schutzzonen (Kernzone, Gefährdetes Gebiet, Pufferzone), zur benötigten jagdlichen Intensität oder zur Anzahl der zu beseitigenden Kadaver. Zusammen ergibt sich die EU-Notfallstrategie, mit der die Ausbreitung der Seuche am ehesten zu stoppen ist. Dass das tatsächlich möglich ist, zeigen die Erfahrungen in der Tschechischen Republik und in Belgien. Im Gegenzug demonstriert der aktuelle Stand in Westpolen, dass es unumgänglich ist, Hausschweinebetriebe besonders strikt zu schützen und vor allem Wildschweine im direkten Umfeld des Eintrags konsequent zu reduzieren.
In Bezug auf die Situation in Deutschland zeigten unsere Analysen aber auch, dass sich die Krankheit gerade jetzt in den Monaten August und September mit mehr als 4 km/Monat deutlich schneller ausbreitet als im Frühling und Frühsommer mit weniger als 2 km/Monat. Ein möglicher Grund ist, dass die Wildscheinrotten ihre Bewegungsmuster an die durch agrarische Nutzung veränderte Landschaft anpassen. Es ist also, trotz aller Probleme, aus Sicht der Seuchenbekämpfung durchaus sinnvoll, wenn die Behörden in Brandenburg im gesamten Gefährdeten Gebiet ein Ernteverbot aussprechen. In diesem Sinne heißt es also, die jetzt angeordneten Maßnahmen möglichst strikt umsetzen, um die Afrikanische Schweinepest zeitnah zu bezwingen.

Hintergrundinformationen:
Bundesgesetzblatt Schweinepestverordnung, 8. Juli 2020:
https://www.bgbl.de/xaver/bgbl/start.xav?startbk=Bundesanzeiger_BGBl&start=/…

Wissenschaftliche Publikationen:
Epidemiological analyses of African swine fever in the European Union (November 2017 until November 2018) European Food Safety Authority (EFSA), Anette Boklund, Brigitte Cay, Klaus Depner, Zsolt Fӧldi, Vittorio Guberti, Marius Masiulis, Aleksandra Miteva, Simon More, Edvins Olsevskis, Petr Satran, Mihaela Spiridon, Karl Stahl, Hans-Hermann Thulke, Arvo Viltrop, Grzegorz Wozniakowski, Alessandro Broglia, Jose Cortinas Abrahantes, Sofie Dhollander, Andrey Gogin, Frank Verdonck, Laura Amato, Alexandra Papanikolaou and Christian Gortazar (2018). http://dx.doi.org/10.2903/j.efsa.2018.5494

Understanding ASF spread and emergency control concepts in wild boar populations using individual‐based modelling and spatio‐temporal surveillance data. Lange M., Guberti V., Thulke H.‐H. (2018). http://dx.doi.org/10.2903/sp.efsa.2018.EN-1521

Elucidating transmission parameters of African swine fever through wild boar carcasses by combining spatio-temporal notification data and agent-based modelling. Lange M., Thulke H.-H. (2017). http://dx.doi.org/10.1007/s00477-016-1358-8

Simulation-based investigation of ASF spread and control in wild life without consideration of human non-compliance to biosecurity. Thulke H.-H., Lange M. (2017). http://dx.doi.org/10.2903/sp.efsa.2017.EN-1312

Lange M., Thulke H.-H. (2015). Mobile barriers as emergency measure to control outbreaks of African swine fever in wild boar. Proceedings SVEPM Ghent, 122-132.
Analysis of spatio-temporal patterns of African swine fever cases in Russian wild boar does not reveal an endemic situation. Lange M., Siemen H., Blome S., Thulke H.-H. (2014). https://doi.org/10.1016/j.prevetmed.2014.08.012

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Hans-Hermann Thulke
UFZ-Department Ökologische Systemanalyse
hans.thulke@ufz.de

Dr. Martin Lange
UFZ-Department Ökologische Systemanalyse
martin.lange@ufz.de

Quelle: IDW

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Sensormatte beugt Haltungsschäden vor

Hannes Weik Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA haben in Zusammenarbeit mit der isoloc Schwingungstechnik GmbH eine Sensormatte für Steharbeitsplätze entwickelt. Sie erfasst die Fußposition eines Mitarbeiters und erkennt Gewichtsverlagerungen. Damit könnte sie helfen Haltungsschäden vorzubeugen.

Sensormatten kommen in Fabrikhallen bisher vor allem dort zum Einsatz, wo Mensch und Roboter eng zusammenarbeiten. Sie sind dort im Einzugsbereich von Robotern ausgelegt und dienen der Arbeitssicherheit: Sobald ihre Sensoren einen Mitarbeiter registrieren, schalten sie den Roboter ab und verhindern so folgenschwere Arbeitsunfälle.

Dabei könnten die Sensormatten auch an Steharbeitsplätzen ohne Roboter Gutes bewirken. Sie könnten dabei helfen, das ergonomische Arbeiten zu verbessern, Haltungsschäden und daraus resultierende Arbeitsausfälle vorzubeugen. Denn langes Stehen, bei dem immer dasselbe Bein mehr belastet wird als das andere oder das Gewicht ungleichmäßig auf den Füßen verteilt ist, kann auf lange Sicht zu Beckenfehlstellungen, verspannten und schmerzenden Muskeln im Bereich der Wirbelsäule aber auch der Beine, des Nackens und der Schulter führen. Bandscheibenschäden und eine erhöhte Belastung der Gelenke durch veränderte, ungünstige Bewegungsabläufe können die Folge sein.

Sensoren messen durch die Schuhsohle hindurch
Raphael Neuhaus und Julian Stübing von der Abteilung Funktionale Materialien am Fraunhofer IPA haben nun zusammen mit isoloc eine Sensormatte für Steharbeitsplätze entwickelt, deren kapazitive Sensorik die Fußposition eines Mitarbeiters in Echtzeit erfasst und Gewichtsverlagerungen erkennt. »Damit können sie selbst kontrollieren, ob sie eine gesunde Körperhaltung einnehmen und bei Bedarf sofort korrigieren«, sagt Entwicklungsingenieur Stübing.

48 Sensoren pro Fuß haben die beiden Wissenschaftler schachbrettartig in ihre Steharbeitsplatz-Matte integriert. »Die Messungen erfolgen berührungslos durch die Schuhsohle hindurch«, erläutert Stübing. »Wenn ein Mitarbeiter also Sicherheitsschuhe mit starren Sohlen trägt, beeinträchtigt das das Messergebnis nicht. Es werden nur die Signale erfasst, die von der Fußsohle ausgehen.«

Über ein Bus-System und einen USB-Anschluss ist die Matte mit dem Computer des Mitarbeiters verbunden. Über ein Schachbrettmuster, bei dem jedes der 48 Felder für einen bestimmten Sensor steht, zeigt eine Software dem Mitarbeiter echtzeitnah an, wie stark welche Bereiche seiner Füße gerade belastet sind. Rot steht dabei für hohen, gelb für mittleren und grün für geringen Druck.

Ampelsystem zur Selbstkontrolle
»Im Moment liefert die Matte lediglich die Messdaten und veranschaulicht diese über das Benutzerinterface«, so Stübing, »eine Auswertung findet bisher nicht statt.« Das könnte sich aber bald schon ändern. Denkbar wäre zum Beispiel ein Ampelsystem, das anzeigt, ob ein Mitarbeiter gut steht (grün), ob es Verbesserungspotenzial gibt (gelb) oder er sein Gewicht sofort verlagern muss (rot), weil ein Bein zu lange zu stark belastet wurde.

Außerdem planen Stübing und Neuhaus, die Anzahl der Sensoren in der Matte zu erhöhen, um die Bildgebung zu verbessern. Ob und wie gut das funktioniert und ob eine Sensormatte mit derart hoher Auflösung überhaupt zu finanzieren wäre – das sind Fragen, die die beiden Wissenschaftler in einem weiteren Forschungsprojekt klären wollen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Raphael Neuhaus | Telefon: +49 711 970-3627 | raphael.neuhaus@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA | www.ipa.fraunhofer.de

Julian Stübing | Telefon: +49 711 970-3667 | julian.stuebing@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA | www.ipa.fraunhofer.de

Quelle: IDW

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EU-Förderung: 9 Millionen Euro für Meeresforschung

Sonja von Brethorst Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

Forscherinnen und Forscher aus Tiermedizin, Bioakustik, Populationsbiologie, Schiffsbau und Ingenieurwesen suchen gemeinsam nach Lösungen, um Schiffslärm zu reduzieren und so Meerestiere zu schützen.

Die Schifffahrt gehört zu den großen Lärmquellen im Meer. Je nach Situation können sich die Geräusche im Meer über sehr große Distanzen ausbreiten und im Meer lebende Tiere stören und schädigen. Wale und Robben, viele Fische und einige Wirbellose, wie beispielsweise Tintenfische, nutzen Schall, um zu kommunizieren, zu navigieren oder Nahrung zu suchen. Die Geräuschkulisse im Meer stört sie dabei und kann ihre für sie überlebenswichtigen Hörorgane dauerhaft schädigen. In dem Projekt „SATURN – Solutions At Underwater Radiated Noise“ wird ein internationales Forscherteam aus verschiedenen Fachdisziplinen gemeinsam offene Fragen zu den Auswirkungen von Unterwasserlärm auf Tiere untersuchen und nach Lösungen suchen, um Schiffslärm zu reduzieren. Das Projekt startet im Februar 2021. Die Europäische Kommission fördert das Projekt im Förderprogramm Horizon 2020 über vier Jahre mit 9 Millionen Euro. Eine Million Euro gehen an das Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (ITAW) der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo).

Zwar gibt es bereits Studien, die mit unterschiedlichen Ansätzen die Störungseffekte durch Unterwasserlärm belegen, und auch gibt es bereits Vorschläge, wie die Schifffahrt leiser und damit tierfreundlicher gestaltet werden kann, dennoch gibt es viele offene Fragen und keine zielgerichteten Lösungsansätze. Das SATURN-Projekt möchte das ändern und führt erstmals führende europäische Expertinnen und Experten aus den Bereichen Bioakustik, Tiermedizin und Populationsbiologie sowie Schiffsbau und Ingenieurwesen zusammen, um den durch die Schifffahrt verursachten Unterwasserlärm tiergerecht zu verringern. „Wir gehen das komplexe globale Problem des unter Wasser abgestrahlten Lärms auf eine wirklich umfassende, transdisziplinäre Weise an und hoffen, dass die Erkenntnisse und Innovationen die wir in diesem Projekt generieren, zu intelligenten praktischen Lösungen führen werden“, sagt ITAW-Leiterin Prof. Prof. h. c. Dr. Ursula Siebert.

Die Schlüsselfragen des Projektes sind:
Welche Geräusche sind für aquatische Arten am schädlichsten, wie werden sie erzeugt und wie werden sie verbreitet?
Welche kurzfristigen und welche kumulativen langfristigen negativen Auswirkungen hat der Lärm von Schiffen und Booten auf aquatische Arten in Flüssen und im Meer?
Welche Messungen sind am geeignetsten und wie können die negativen Auswirkungen des Schiffslärms bei aktuellen und zukünftigen Schiffen reduziert werden?

Siebert übernimmt in dem Projekt die Leitung des biologischen Arbeitsbereiches: „Wir werden den Einfluss von Unterwasserschall auf das Verhalten, die Gesundheit und den Energiehaushalt von Wasserorganismen untersuchen. Da es nicht möglich ist, alle Auswirkungen auf alle aquatischen Arten in einem Projekt zu untersuchen, werden wir eine Auswahl treffen, um besser zu verstehen, was genau Schiffsgeräusche bei wirbellosen Tieren, Fischen und Meeressäugern, also den drei großen taxonomischen Gruppen im aquatischen Ökosystem, bewirken.“

Ein weiterer wichtiger Aspekt im SATURN-Projekt sind Öffentlichkeitsarbeit und Wissenstransfer. Dr. Joseph Schnitzler koordiniert das Projekt im ITAW und war daran beteiligt, mit den Projektpartnern das SATURN-Konzept zu erarbeiten. Er erklärt: „Hier setzten wir auf ein bewährtes System, das wir schon in vorherigen Projekten erprobt haben. In Kooperation mit Naturinformationszentren, Museen und Schulen und mit öffentlichen Veranstaltungen möchten wir auf unterhaltsame und kreative Weise über die Probleme und mögliche Lösungen informieren.“ Ziel der Forschenden ist es, gebrauchsfertige Materialien wie Kurzfilme und Forscherboxen über die Forschung von SATURN und eine kompakte interaktive Multimedia-Anwendung mit zusammenfassenden Übersichtserklärungen und attraktiven Abbildungen zur Verfügung zu stellen. Die Projektergebnisse sollen kommuniziert werden, um das Bewusstsein für die Probleme, die durch Unterwasserlärm entstehen, zu schärfen.

In der Antragsphase wurde das ITAW mit einer Förderung aus dem Europa-Programm des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur unterstützt. Die Mittel stammen aus dem Niedersächsischen Vorab der VolkswagenStiftung. Siebert sagt: „Die Antragsphase war sehr aufwändig. Dank der Förderung war es möglich, dass sich ein Mitarbeiter auf die Vorbereitung des Antrages konzentrieren und die Projekttreffen mit unseren zahlreichen internationalen Partnern organisieren konnte. Das war unter anderem ausschlaggebend für den Erfolg des Antrages!“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Joseph Schnitzler
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung
Tel.: +49 511 856-8155
joseph.schnitzler@tiho-hannover.de

Quelle: IDW

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Bildung alleine reicht nicht: Der Naturschutzpolitik gelingt es zu selten, das Verhalten der Menschen zu ändern

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

Es ist ein bekanntes Problem: Zu selten führt das, was Politikerinnen und Politiker an Initiativen, Empfehlungen oder Strategien auf dem Gebiet des Naturschutzes verkünden, dazu, dass die Menschen ihr Alltagsverhalten wirklich ändern. Ein deutsch-israelisches Forscherteam unter Führung des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) hat sich mit den Gründen befasst. Demnach nutzen die von der Politik vorgeschlagenen Maßnahmen die Bandbreite der möglichen Verhaltenseingriffe nicht genügend aus und benennen zu selten die eigentlichen Zielgruppen, schreiben sie im Fachmagazin Conservation Biology.

Der Schutz bestäubender Insekten ist in der internationalen Naturschutzpolitik ein großes Thema. Aufgerüttelt durch wissenschaftliche Erkenntnisse zu hohen Bestandseinbrüchen bei Insektengruppen wie Bienen oder Schmetterlingen, die sich beispielsweise auf die Bestäubungsleistungen in der Landwirtschaft auswirken, stellt Europa den Insektenschutz in der Umweltpolitik nach vorn. Zahlreiche Regierungen in Europa haben nationale Strategien vorgelegt, wie sie den Erhalt der Bestäuber sichern wollen. Ein Forscherteam des UFZ, des iDiv und des Technion – Israel Institute of Technology analysierte acht dieser nationalen Strategiepapiere zum Schutz der Bestäuber im Hinblick auf Verhaltensänderungen in der Bevölkerung. Das Ergebnis: „Naturschutzpolitiken zum Erhalt der Bestäuber sind in dieser Hinsicht oft zu ineffektiv und ändern nur wenig am Verhalten der Menschen“, sagt Erstautorin und Umweltpsychologin Dr. Melissa Marselle, die am UFZ und am iDiv zum Einfluss der Biodiversität auf die Gesundheit forscht.

Rund 610 Einzelmaßnahmen entschlüsselten die Wissenschaftler*innen in den Strategiepapieren. Anhand des Analysemodells „Behaviour Change Wheel“, das aus der Gesundheitspsychologie stammt und 19 unterschiedliche Verhaltensmodelle integriert, ordneten sie diesen Modellen neun sogenannte Interventionsfunktionen zu – also Maßnahmen, wie sich das Verhalten der Menschen ändern könnte. Demnach lassen sich mit 23 Prozent die meisten der insgesamt rund 790 Verhaltensmaßnahmen dem Bereich Bildung zuordnen, danach folgen mit 19 Prozent Strukturmaßnahmen wie das Pflanzen von Hecken, die Aussaat von Blühstreifen auf Äckern oder das Anlegen von Grünanlagen in der Stadt. Rund vier Prozent der Maßnahmen lassen sich unter dem Stichwort Modelling zusammenfassen, also zum Beispiel dem Einsatz von Best-Practice-Beispielen von vorbildlich arbeitenden Landwirten. Danach folgen Anreizsysteme etwa für Landwirte oder Kommunen (drei Prozent) und gesetzliche Regelungen (zwei Prozent). Stärkere Eingriffe wie zum Beispiel zusätzliche Steuern für den Einsatz von Pestiziden tauchten in den Politikpapieren nicht auf.

„Das zeigt, dass sich die nationalen Biodiversitätsstrategien vornehmlich auf Bildungs- und Strukturmaßnahmen konzentrieren und andere wirksame Instrumente vernachlässigen“, sagt Melissa Marselle. „Bildungsmaßnahmen, mit denen Wissen vermittelt und Verständnis geweckt werden soll, sind wichtig. Aber auf Bildung alleine zu setzen, ist nicht sehr effektiv, wenn man wirklich das Umweltverhalten ändern möchte. Zielführender wäre es, sie mit einer breiten Palette anderer Maßnahmen zu koppeln.“ Lieferketten und Erzeugerprinzipien auf Etiketten deutlich zu machen, kann beispielsweise viele Menschen zum Kauf eines ökologischen oder bestäuberfreundlichen Produkts animieren – auch zu einem höheren Preis. Wirksam wären auch stärkere finanzielle Anreize für Landwirte, die nachhaltig wirtschaften; ebenso könnte die Zertifizierung nachhaltiger Gebäude an die Verwendung bestäuberfreundlicher Pflanzen als Blumenrabatten gekoppelt werden. Auch Steuern und Mehrkosten für Verbraucher sorgen für rasche Verhaltensänderungen: So führte in Großbritannien zum Beispiel eine Zwangsabgabe beim Kauf von Plastiktaschen zu einem Rückgang ihrer Verwendung.

Als ein weiteres Manko der Strategiepapiere wurde identifiziert, dass bei 41 Prozent der Einzelmaßnahmen die Zielgruppen nicht benannt werden. Die Ziele sind oft sehr gut beschrieben, drehen sich aber zumeist um die Frage, wie sich die Umwelt durch bestimmte Aktionen verändert. Es wird aber oft nicht näher definiert, an wen sich die Aktionen richten und wer sie umsetzen soll: die Öffentlichkeit, die Landwirte oder die lokalen Behörden? Effektiver könnte es sein, man würde sich mithilfe von Verhaltensforschern erst mal überlegen, was die verschiedenen Akteure tun können, und man sich dann darauf aufbauend Maßnahmen überlegt, wie bestimmte Ziele erreicht werden können.

Gelegenheiten, Naturschutzstrategien besser zu schreiben, gibt es derzeit einige. So muss beispielsweise die EU-Biodiversitätsstrategie 2030, die die EU-Kommission im Mai 2020 verabschiedete, in nationale Politiken umgesetzt werden. Zudem werden auf der nächsten Konferenz der Convention of Biological Diversity (CBD) im kommenden Jahr in China die globalen Ziele zum Schutz der biologischen Vielfalt für die folgenden Jahre verhandelt. „Vor diesem Hintergrund ist es von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie Politiken formuliert werden müssen, um zu einer wirksamen Umsetzung internationaler Naturschutzpolitik zu kommen“, sagt Prof. Aletta Bonn, die an UFZ und iDiv das Department Ökosystemleistungen leitet und sich mit dem Thema Interaktion von Mensch und Natur befasst.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Melissa Marselle
UFZ-Department Ökosystemleistungen an UFZ und iDiv
melissa.marselle@ufz.de

Prof. Dr. Aletta Bonn
Leiterin des UFZ-Departments Ökosystemleistungen an UFZ und iDiv
aletta.bonn@ufz.de

Originalpublikation:

Melissa R. Marselle, Anne Turbe, Assaf Shwartz, Aletta Bonn, Agathe Colléony: „Addressing behavior in pollinator conservation policies to combat the implementation gap“, Conservation Biology https://doi.org/10.1111/cobi.13581

Quelle: IDW

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Weizen & Bekömmlichkeit: Backwaren sind wesentlich besser als ihr Ruf

Florian Klebs Hochschulkommunikation
Universität Hohenheim

Nach zwei Stunden Teiggehzeit sind FODMAP-Elemente, die bei manchen Reizdarm-Patienten Schmerzen verursachen können, schon stark reduziert.
Brot soll man meiden, weil es zu Blähungen und Verdauungsproblemen führen kann – das stimmt, aber nur für wenige Patienten mit Reizdarm und gilt nur für Backwaren, die sehr schnell hergestellt werden. Aktuelle Untersuchungen von Wissenschaftlern der Universität Hohenheim in Stuttgart in Kooperation mit dem Bäcker Heiner Beck und der Stelzenmühle zeigen: auch Teiggehzeiten von zwei Stunden scheinen bereits auszureichen, um den Anteil sogenannter FODMAPs im Teig um 70 Prozent zu reduzieren. FODMAPs sind spezielle Kohlenhydrate, die bei Reizdarm-Patienten Schmerzen verursachen können. Daher verzichten Betroffene oft auf Weizenprodukte. Brot gehört in Deutschland aber zu den wichtigsten Grundlebensmitteln, und die neuen Studienerkenntnisse untermauern, dass ein Verzicht auf Brot wegen FODMAPs wenig hilfreich ist – zumindest bei den vielen Backwaren, die mit einer ausreichenden Teigruhezeit von über zwei Stunden produziert wurden. Wissenschaftlich publiziert wurden die Ergebnisse im Journal of Cereal Science, https://doi.org/10.1016/j.jcs.2020.103021. Deutsche Ergebnisdarstellung unter https://bit.ly/32OWOxK

In einer sehr traditionellen Art wird Teig durchaus bis zu 48 Stunden lang ruhen gelassen, bevor er als Brot in den Ofen geschoben wird. „Diese Zubereitung bringt besonders viel Geschmack, Aroma und Saftigkeit ins Brot und sorgt für eine längere Frische“, bestätigt der Bäcker Heiner Beck, der die Brote für diese Studie gebacken hat. Solche langen Ruhezeiten werden jedoch nicht in jeder Bäckerstube und bei jedem Produkt realisiert.

Backgewerbe und Handel erscheinen aktuell von der Meinung getrieben zu sein, dass eine hohe Verträglichkeit von Brot durch besonders lange Teigführungszeiten erreicht werden könne, ohne dass die Herstellungsprozesse genauer beleuchtet werden. Zumal auch Personen mit Reizdarm-Syndrom gern auf Brote aus dieser alten Backtechnik zurückgreifen, da sich aufgrund der sehr langen Gärungszeit fast keine FODMAP-Elemente mehr in den Broten befinden.

„Das ist sicher nicht falsch, kann ich aber so pauschal nicht bestätigen“, sagt apl. Prof. Dr. Longin von der Landessaatzuchtanstalt der Universität Hohenheim. „Die Lösung liegt wie bei vielem im Detail“.

Gemeinsam mit dem Ernährungsmediziner Prof. Dr. Stephan C. Bischoff untersuchte er verschiedene Herstellungsprozesse und Weizensorten in einer aktuellen Studie. Konkret interessierten sich die Spezialisten darin für die schmerzverursachenden Kohlenhydrate in den Broten, die bei Betroffenen Blähungen und Verdauungsprobleme erzeugen.

FODMAPs-Anteil ist bereits nach zwei Stunden Teigzubereitung um bis zu 75 Prozent reduziert
Apl. Prof. Dr. Longin und Prof. Dr. Bischoff haben die Zusammenhänge zwischen der Teigherstellung und der Verträglichkeit aufgrund der FODMAP-Anteile im Brot genauer beleuchtet. Dabei haben sie Backprodukte mit 21 verschiedenen Weizensorten aus einer im Bäckeralltag typischen langen Teigführung von 25 Stunden mit einer wesentlich kürzeren Herstellungsart von 2 Stunden verglichen.

Die Ergebnisse sind klar: Bereits nach zwei Stunden waren die Anteile der schmerzverursachenden Stoffe im Brot um bis zu 75 Prozent reduziert. Demgegenüber waren die Werte nach 25 Stunden nur unwesentlich geringer.

„Das liegt daran, dass bei einer verlängerten Teigführung die Aktivität der Hefe durch eine reduzierte Hefemenge und eine Kühlung des Teiges reduziert werden muss“, erklärt apl. Prof. Dr. Longin. „Ansonsten wird das für das Backen wichtige Gluten zu sehr geschädigt.“ Und Bäckermeister Heiner Beck ergänzt: „Dies wurde in den bisherigen wissenschaftlichen Studien zu FODMAP bei Backwaren nicht beachtet. Mir war wichtig, dass mit praxisrelevanten Rezepten gearbeitet wurde.“

Weniger Schwarz-Weiß-Denken wäre zielführender
So wurden im Durchschnitt FODMAP-Gehalte von 0,22 Gramm je 100 Gramm gemessen, was ca. drei Brotscheiben entspricht. Im Vergleich dazu enthält ein einzelner Pfirsich bis zu 4 Gramm FODMAPs.

„Es ist somit fraglich, ob eine FODMAP-Konzentration in Broten mit diesen niedrigen Werten medizinisch eine Auswirkung auf Patienten hat, und wenn doch, wie viele Patienten tatsächlich davon betroffen sind“, ergänzt Prof. Dr. Bischoff vom Institut für Ernährungsmedizin. „Bei gesunden Personen gilt sogar, dass Teile dieser FODMAPs, nämlich das Fruktan, wichtig für die Darmbakterien sind.“

Die Experten aus Hohenheim halten die lange Teigführung für sehr hochwertig. In anderen Studien wurde deren positiver Effekt auf Aroma, Saftigkeit und Verfügbarkeit von Mineralstoffen eindeutig belegt. Doch halten sie die pauschal vereinfachende Haltung zu den FODMAPs in Backwaren für einseitig und das Thema FODMAPs in Backwaren für teilweise überbewertet.

„Neben der Herstellungsweise des Brotes wirkt sich auch die Wahl der passenden Weizensorte sehr auf die Brotqualität aus“, betont Hermann Gütler, Müller in der Stelzenmühle. Er hat die 21 verschiedenen Weizensorten für die Studie vermahlen und ergänzt: „Das wissen wir für die Backeigenschaften schon lange und haben es nun eindeutig auch für die FODMAPs gezeigt.“

Weitere Informationen
Deutsche Ergebnisdarstellung https://bit.ly/32OWOxK
Publikation im Journal of Cereal Science, https://doi.org/10.1016/j.jcs.2020.103021

Kontakt für Medien
Apl. Prof. Dr. Friedrich Longin, Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt, AG Weizen,
T +49 711 459 23846, E friedrich.longin@uni-hohenheim.de

Prof. Dr. Stephan C. Bischoff, Universität Hohenheim, Institut für Ernährungsmedizin,
T +49 711 459 24100, E bischoff.stephan@uni-hohenheim.de

Zu den Pressemitteilungen der Universität Hohenheim
https://www.uni-hohenheim.de/presse

Anhang
Deutsche Ergebnisdarstellung
https://idw-online.de/de/attachment80645

Quelle: IDW

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Bioabfälle als wertvoller Rohstoff für Hightech-Produkte

Elvira Grub M.A. Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Hochschule Kaiserslautern

Der Hochschule Kaiserslautern ist es mit ihren Verbundpartnern „Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e. V. (PFI)“ und „Zukunftsregion Westpfalz e.V. (ZRW)“ gelungen, eine Förderung für die Entwicklung einer Konzeption für ein Innovationscluster „Waste2Value – Mikroorganismen verändern die Westpfalz“ zu gewinnen, bei dem es um wirtschaftlichen Strukturwandel durch biotechnologische – bioverfahrenstechnische Innovationen geht.

Die Projektpartner erhalten hierbei 250.000.- Euro aus dem Förderprogramm „WIR!“ (Wandel durch Innovation in der Region) des Bundesforschungs- und Bildungsministeriums. Bei erfolgreicher Bewertung des Konzepts stehen für insgesamt sechs Jahre Umsetzungsphase bis zu bis 16 Mio. € Fördermittel bereit. Dies hätte weitreichende Folgen für die Innovationsdynamik und den Technologietransfer der (Bio)Ökonomie in der Westpfalz so Projektpartner Arne Schwöbel von der ZRW.

Inhaltlich geht es bei „Waste2Value – Mikroorganismen verändern die Westpfalz“ um biotechnologisch gewonnene und verwertbare Materialien aus diversen Bioabfällen der Forst- und Landwirtschaft sowie der Lebensmittelproduktion, die für Kunst- und Klebstoffe, für smarte Werkstoffverbunde und als hochwertige Zusatzstoffe für die Kosmetik- und Lebensmittelindustrie der Region eingesetzt werden können. Kooperationspartner sind vor allem Unternehmen, aber auch die Zivilgesellschaft und öffentliche Verwaltungen sind integriert.

Das Verbundprojekt knüpft an die aktuelle Forschung zur Rohstoffgewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo) im Fachbereich Angewandte Logistik und Polymerwissenschaften am Campus in Pirmasens unter der Leitung von Dr. Michael Lakatos an. Die Grundlage der NawaRo‘s bilden in luftgeführten Photobioreaktoren wachsende terrestrische Mikroalgen, mit denen Neuland in der Verwendung von NawaRo’s betreten wird. Diese Kombination der technischen mit der physiologischen Komponente erlaubt gegenüber der weit verbreiteten algenbasierten Biomasseproduktion in aquatischen Systemen, d.h. im Wasser lebende Mikroalgen, eine wesentlich ressourcen- und kostenschonendere Kultivierung sowie die Ausbeutung des riesigen, zum Großteil noch unerforschten Potentials der terrestrischen Mikroalgen, das von der Gewinnung von Farbstoffen bis hin zur Entwicklung neuer Wirkstoffe reicht.

Lakatos, der auch das Verbundvorhaben leitet, sieht hier großes Potential, vorhandene Kompetenzen in eine neue nachhaltige Richtung zu fördern. Mithilfe der aus Cyanobakterien und den Bioabfällen generierten Biomasse sollen in Kombination mit Kunststoffen hybride Materialien hergestellt werden, die Sollbruchstellen enthalten sollen, mit deren Hilfe sie sich besser abbauen, recyceln und weiterverarbeiten lassen, sodass konventionelles Plastik verzichtbar wird.

Auch im PFI hat man langjährige Erfahrungen mit Mikroorganismen und der Entwicklung von Fermentationsverfahren auf der Basis von Reststoffen. Zahlreiche am PFI entwickelte biotechnologische Prozesse und Verfahren basieren auf den vielfältigen Stoffwechselleistungen spezifischer Bakterien und Pilze. „Wir nutzen Mikroorganismen beispielsweise bei der Optimierung von Biogasanlagen, bei der Gewinnung von Biomethan aus CO2 im Rahmen von Power-to-Gas Verfahren oder bei der Umwandlung von Lebensmittelresten in Treibstoffe und Grundchemikalien“ so Dr. Stefan Dröge, Projektleiter im PFI. Mit „Waste to Value“ wird die Kreislaufwirtschaft mit der Bioökonomie und dem Klimaschutz verknüpfen. So eröffnen Mikroorganismen den Megatrend der biobasierten Konversion und leiten dabei den Wirtschaftswandel hin zu einer zukunftsträchtigen Bioökonomie ein – eine greifbare Chance für die Region! Ende September ist dazu eine Kick-Off-Veranstaltung geplant, in der besonders Unternehmen, aber auch die Zivilgesellschaft und öffentliche Verwaltungen als zukünftige Kooperationspartner gewonnen werden sollen.

Ihr Ansprechpartner zur Pressemitteilung:
Dr. Michael Lakatos ++ Tel: +49 (631) 3724 – 7032 / 2344 ++ Mail: michael.lakatos@hs-kl.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Michael Lakatos ++ Tel: +49 (631) 3724 – 7032 / 2344 ++ Mail: michael.lakatos@hs-kl.de

Quelle: IDW

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Arzt-Patienten-Kommunikation: „Placebo-Effekte können den Verlauf von Krankheiten verbessern“

Torben Brinkema Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsche Gesellschaft für Geriatrie (DGG)

Trotz des medizinischen Fortschritts bei der Diagnose und Behandlung von Krankheiten spielt eines oft nur eine untergeordnete Rolle: die Kommunikation zwischen Arzt und Patient. Doch was ist mit den Bedürfnissen, Ängsten und Zweifeln der Patienten? Erst in den vergangenen Jahren wurde mit der systematischen Untersuchung des Phänomens „Placebo“ ein Paradigmenwechsel angestoßen. Denn die positiven Effekte der Arzt-Patienten-Kommunikation sind tatsächlich biologisch messbar.

Über eben diesen Placeboeffekt und auch seinen Gegenspieler, den Noceboeffekt, seine Wirkung und aktuelle Erkenntnisse spricht Professor Manfred Schedlowski, Direktor des Institutes für Medizinische Psychologie und Verhaltensimmunbiologie am Universitätsklinikum Essen, in seiner Keynote bei der geriatrisch-gerontologischen Online-Konferenz.

Die Medizin hat in den vergangenen Jahrzehnten eine enorme Entwicklung vollzogen: Verfeinerte technische Untersuchungsmethoden erlauben faszinierende Einblicke in die Funktion unserer Organe und des Gehirns, zielgerichtete Medikamente können exakt in Krankheitsprozesse eingreifen und Operationsroboter steigern die Präzision von Chirurgen. Doch in Zeiten der „High-Tech-Medizin“ wird der Kommunikation zwischen Arzt und Patient oft noch zu wenig Aufmerksamkeit entgegengebracht – auch nicht in der Wissenschaft. Forschungsansätze, die Vertrauen und Hoffnung der Patienten oder die Wirkung von Mitgefühl in den Mittelpunkt stellen, werden oft als „Wissenschaft light“ abgetan.

Messbare Effekte: Das Immunsystem wird beeinflusst, Schmerzen verbessert
„Placeboeffekte sind äußerst vielfältig und unterscheiden sich, je nach Organ und Patient. Eine Zuckertablette, die Kopfschmerzen vertreibt, eine Infusion mit Kochsalzlösung, die bei Parkinson hilft oder eine vorgetäuschte Akupunktur, die Reizdarmsymptome lindert, sind nur einige erfolgreiche Beispiele“, sagt Manfred Schedlowski. Placeboeffekte können sich auf körperliche und psychische Symptome auswirken und damit den Verlauf von Erkrankungen verbessern. Sie können das Immunsystem und den Blutdruck beeinflussen oder den Erfolg von Operationen und medikamentösen Behandlungen verändern. Der Körper reagiert positiv auf eine Behandlung, obwohl er das eigentlich gar nicht dürfte – weil beispielsweise die Tablette oder Infusion keinen Wirkstoff enthält oder die Akupunkturnadel gar nicht in die Haut eindringt. Doch wie kann ein Scheinmedikament oder eine Scheinbehandlung überhaupt eine Wirkung zeigen?

Der Glaube an Heilung: Das neuropsychologische Phänomen des Placeboeffekts
Placeboeffekte werden auf neuropsychologische Phänomene zurückgeführt, die Selbstheilungskräfte aktivieren. Immer mehr Details dieser Wirkmechanismen werden wissenschaftlich erforscht. Dabei spielen die Erwartungen der Patienten eine zentrale Rolle. Vertrauen sie darauf, dass die Therapie wirkt, oder haben sie eher Zweifel? Haben sie früher gute oder eher negative Erfahrungen mit medizinischen Behandlungen oder Behandlern gemacht? Schöpfen sie nach dem Gespräch mit dem Arzt Hoffnung oder löst die Lektüre des Beipackzettels eher Ängste aus? Erfahrungen führen zu Lernprozessen, die bewusst oder unbewusst ablaufen und große Wirkungen entfalten können: positive Placeboeffekte, aber auch negative „Noceboeffekte“. Je nachdem können sie die Heilung fördern – oder auch verhindern.

Der Placeboeffekt beeinflusst jede medizinische Behandlung
Eine Wirkung erzielt also nicht das Placebo selbst, sondern die an eine Behandlung geknüpfte Erwartung der Patienten. Placeboeffekte beeinflussen demnach jede Art von medizinischer Behandlung, sei es die Wirksamkeit und Verträglichkeit von gut erforschten und bewährten Medikamenten, der Ausgang einer Operation oder Gesprächstherapie – oder eben die Wirkung einer Zuckertablette. Echte Placebobehandlungen, beispielsweise zum Test der Wirksamkeit eines Medikaments, sollten jedoch weiterhin nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen, wie beispielsweise in klinischen Studien stattfinden.
In seiner Konferenz-Keynote fasst Professor Manfred Schedlowski seine Forschungsergebnisse zur Thematik zusammen und gibt einen spannenden Überblick über die neuen und aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnisse zum Phänomen Placebo- und Noceboeffekt. Da gerade ältere Patienten häufig Noceboeffekten in der Kommunikation ausgesetzt sind, ist dieses Thema besonders für Geriater interessant und relevant.

Zur Person

Professor Manfred Schedlowski ist Direktor des Institutes für Medizinische Psychologie und Verhaltensimmunbiologie am Universitätsklinikum Essen. Im Lauf seiner Karriere absolvierte er Forschungsaufenthalte an der University of Newcastle und der La Trobe University in Melbourne, Australien sowie an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich. Der Schwerpunkt seiner Forschung liegt auf der Analyse der funktionellen Verbindungen zwischen dem Nervensystem, dem Hormonsystem und dem Immunsystem. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich Professor Schedlowski mit seiner Arbeitsgruppe im Rahmen der Placeboantwort mit dem Phänomen der Klassischen Konditionierung von Immunfunktionen und analysiert die neurobiologischen und biochemischen Mechanismen sowie die klinische Bedeutung der Placebo- und Noceboantwort.

Pressekontakt der DGG
Torben Brinkema
medXmedia Consulting KG
Nymphenburger Str. 19
80335 München
Tel: +49 (0)89 / 230 69 60 21
Fax: +49 (0)89 / 230 69 60 41
E-Mail: presse@dggeriatrie.de

Deutsche Gesellschaft für Geriatrie (DGG)
Die Deutsche Gesellschaft für Geriatrie (DGG) ist die wissenschaftliche Fachgesellschaft der Ärzte, die sich auf die Medizin der späten Lebensphase spezialisiert haben. Wichtige Schwerpunkte ihrer Arbeit sind unter anderem Bewegungseinschränkungen und Stürze, Demenz, Inkontinenz, Depressionen und Ernährungsfragen im Alter. Häufig befassen Geriater sich auch mit Fragen der Arzneimitteltherapie von alten Menschen und den Wechselwirkungen, die verschiedene Medikamente haben. Bei der Versorgung geht es darum, den alten Menschen ganzheitlich zu betreuen und ihm dabei zu helfen, so lange wie möglich selbstständig und selbstbestimmt zu leben. Die DGG wurde 1985 gegründet und hat heute rund 1.700 Mitglieder.

Weitere Informationen:
https://www.dggeriatrie.de/presse/pressemeldungen
https://www.aey-congresse.de/events/dgg-dggg-online-konferenz.html

Anhang
Arzt-Patienten-Kommunikation: „Placebo-Effekte können den Verlauf von Krankheiten verbessern“
https://idw-online.de/de/attachment80594

Quelle: IDW

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Abwasser aus dem Bergbau aus Ressource nutzen

Meike Drießen Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

Bergbau geht meist mit der Förderung großer Wassermengen einher, die bisher überwiegend ungenutzt abgeleitet wurden. Das kürzlich abgeschlossene Projekt „Räumlich-zeitlich abgestimmte Kreislaufführung und Wiederverwendung bergbaulicher Abwässer am Beispiel eines urban geprägten Bergbaugebietes – Water Miner“ hat gezeigt, dass Abwässer aus dem Bergbau eine wichtige ergänzende Wasserressource sein können. Auch wenn sich in Bergbaugebieten die Mengen und Orte, wo Wasser gefördert wird, ständig ändern, können bergbauliche Abwässer mit einem geeigneten räumlich-zeitlichen Wassermanagement als Brauchwasser oder Trinkwasser genutzt werden.

Der Bergbau wird Schritt für Schritt stillgelegt
Water Miner unter der Leitung von Prof. Dr. Harro Stolpe, emeritierter Professor an der Fakultät für Bauingenieurwesen der Ruhr-Universität Bochum (RUB), startete im Jahr 2016, mit dem Ziel zu untersuchen, ob und wie man bergbauliche Abwässer nutzen kann. Das Projektgebiet liegt in Ha Long im Norden Vietnams. Dort wird Steinkohle im Tagebau und untertägig abgebaut. „Aufgrund der Lagerungsverhältnisse der Kohle ändert sich der Abbau im Projektgebiet fortlaufend“, so Harro Stolpe. „Die Tagebaubetriebe werden im Rahmen eines Strukturwandels der Region in bereits einigen Jahren stillgelegt, und danach wird auch der Tiefbau zugunsten Umwelt- und Naturschutz und Tourismus beendet.“

Entsprechend fallen die Abwässer und Oberflächenabflüsse räumlich und zeitlich stark veränderlich an, was besondere Konzepte für eine Nutzung – auch nach der Stilllegung des Bergbaus – erfordert. Auf der anderen Seite ist der im Projektgebiet stark zunehmende Tourismus mit einem steigenden Wasserbedarf verbunden. Das macht ihn zu einem möglichen Nutzer aufbereiteter bergbaulicher Abwässer.

Analyse- und Managementtools
Das Projektteam entwickelte eine räumlich-zeitliche Analyse mithilfe eines Stoffstrommodells und Geoinformationssystemen. Sie ermöglicht die Betrachtung und das Management der im Bergbau stark veränderlichen Abwasserströme, des Bedarfes an Hilfsstoffen und Energie bis hin zu den auftretenden Kosten und Erlösen für die Wassernutzung. Ein weiterer Aspekt war das möglichst umweltverträgliche Management von Oberflächenabflüssen im Projektgebiet. Dafür entwickelte das Team ein Konzept, das es erlaubt, die Sedimenteinträge ins Wasser zu reduzieren und Kohlestäube abzutrennen. Außerdem befassten sich die Forscherinnen und Forscher mit der Möglichkeit, die beim Kohleabbau entstehenden Restseen für die Speicherung und Nutzung von Regenwasser zu nutzen.

„Insgesamt konnten wir zeigen, dass gereinigtes bergbauliches Abwasser einen wesentlichen Beitrag zur Deckung des steigenden Wasserbedarfes in Ha Long darstellen und ein verbessertes Oberflächenwassermanagement einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz in der Ha Long Bucht als Unesco-Weltnaturerbe leisten kann“, resümiert Harro Stolpe.

Kooperationspartner
Beteiligte am Projekt Water Miner sind neben der Arbeitsgruppe Umwelttechnik und Ökologie im Bauwesen der RUB das Dresdner Grundwasserforschungszentrum, die Firma LUG Engineering, das Fachgebiet Umweltökonomie der Universität Koblenz-Landau und die Firmem Ribeka sowie Disy Informationssysteme.

Das Projekt fand in enger Kooperation mit dem vietnamesischen Bergbauunternehmen Vinacomin Vietnam National Coal – Mineral Industries Holding Corporation Limited statt. In der Nachfolge des Projektes werden Gespräche zwischen Vinacomin, dem örtlichen Wasserversorger und der Stadtverwaltung zur Umsetzung der entwickelten Konzepte durchgeführt.

Förderung
Das Verbundprojekt Water Miner wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Fördermaßnahme „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte zur Erhöhung der Wasserverfügbarkeit durch Wasserwiederverwendung und Entsalzung“ gefördert.

Pressekontakt
Prof. Dr. Harro Stolpe
Dr. Katrin Brömme
Umwelttechnik und Ökologie im Bauwesen
Ruhr-Universität Bochum
E-Mail: harro.stolpe@rub.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Harro Stolpe
Dr. Katrin Brömme
Umwelttechnik und Ökologie im Bauwesen
Ruhr-Universität Bochum
E-Mail: harro.stolpe@rub.de

Quelle: IDW

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Covid-19: Kläranlagen als Frühwarnsystem – TU Darmstadt analysiert das Erbmaterial von SARS-CoV-2 aus Abwasserproben

Claudia Staub Stabsstelle Kommunikation und Medien
Technische Universität Darmstadt

Forschende der TU Darmstadt weisen Coronaviren im Abwasser nach. Zusammen mit der Stadtentwässerung Frankfurt am Main entwickeln sie ein Monitoringsystem, das auch Infizierte erkennt, die keine erkennbaren Symptome zeigen.

Seit einigen Wochen steigt die Zahl der neu mit SARS-CoV-2 infizierten Personen bundesweit wieder an. „Für die Stadt Frankfurt haben wir diesen Trend schon bemerkt, bevor er sich in den Zahlen der offiziell bestätigten Fälle zeigte“, sagt Professorin Susanne Lackner, Leiterin des Fachgebiets Abwasserwirtschaft an der TU Darmstadt. Sie und ihr Team untersuchen Wasserproben aus Frankfurter Kläranlagen auf Coronaviren: „Im Juli lagen die Virenkonzentrationen im Abwasser noch stabil auf relativ niedrigem Niveau, dann stiegen die Werte deutlich an.“

Infizierte Personen scheiden Coronaviren mit dem Stuhl aus. Nach aktuellem Kenntnisstand befinden sich im Abwasser zwar keine infektiösen Viren mehr, aber ihr Erbgut lässt sich mit der in der Medizin etablierten PCR-Technik nachweisen. Die Messung ist so empfindlich, dass sie weniger als zehn bestätigte Covid-19-Fälle pro 100.000 Einwohner detektiert. „Von Vorteil ist, dass wir mit der Methode auch asymptomatisch Infizierte erfassen“, betont Lackner. Ziel ihrer Forschung ist die Etablierung eines Monitoringsystems für die Stadt Frankfurt. Bei ansteigenden Virenmengen im Abwasser sollten Schutzmaßnahmen verschärft, bei einem Rückgang könnten sie wieder gelockert werden.

Lackners Arbeitsgruppe ist hessenweit die erste, die ein solches Konzept entwickelt und in einer Großstadt testet. Die Darmstädter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhalten zweimal wöchentlich Proben aus den Zuläufen zu den Frankfurter Klärwerken in den Stadtteilen Sindlingen und Niederrad, die Abwasser von insgesamt über 1,8 Millionen Bürgern aufbereiten, sowie aus einem Teilzulauf in Griesheim. Zukünftig könnte die Probenahme erweitert werden, so Lackner: „Wenn wir das Infektionsgeschehen genauer und regionaler, etwa in einzelnen Stadtteilen, verfolgen wollen, müssten Proben häufiger und auch direkt im Kanalsystem entnommen werden.“

Lackner und ihre Mitarbeitenden untersuchen zudem das Abwasser vom Frankfurter Flughafen. In diesen Proben bestimmen sie nicht nur die Virenmenge anhand ausgewählter Genfragmente, sondern sie sequenzieren das komplette Erbgut der Krankheitserreger, um mehr über die Herkunft und Verbreitungswege der Viren zu erfahren. Mittlerweile gibt es verschiedene regionale Varianten von SARS-CoV-2, da sich das Erbmaterial der Viren im Lauf der Zeit ändert. Erste Ergebnisse zu den Proben vom Frankfurter Flughafen werden voraussichtlich in einigen Wochen vorliegen.

Das Land Hessen unterstützt die Corona-Projekte des TU-Fachgebiets Abwasserwirtschaft seit Juni im Rahmen des „Operationellen Programms für die Förderung von Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“ mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

Quelle: IDW

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SARS-CoV-2-Viren im Abwasser: COVID-19 Überwachung und Abschätzung potenzieller Infektionsrisiken

Markus Bernards Public Relations und Kommunikation
Goethe-Universität Frankfurt am Main

FRANKFURT/AACHEN. Seit Beginn der Pandemie arbeiten Forschergruppen an Methoden, den Nachweis von SARS-CoV-2 Viren im Abwasser für die Überwachung des COVID-19 Infektionsgrads der Bevölkerung zu verwenden. Die Idee ist einfach: Da infizierte Personen SARS-CoV-2 Viren über die Fäkalien abgeben, könnten Abwasserproben Aufschluss über die Infektionszahlen aller an eine Kläranlage angeschlossener Einwohner liefern. Bei ausreichender Empfindlichkeit könnten solche Analysen Behörden als Frühwarnsystem dienen, um lokal ansteigende Fallzahlen im Einzugsgebiet einer Kläranlage frühzeitig zu erkennen.

Ein Konsortium aus Frankfurter Virologen, Ökotoxikologen und Evolutionsforschern und Aachener Wasserforschern konnte jetzt erstmals für Deutschland zeigen, dass sich SARS-CoV-2 Genmaterial mit modernen molekularen Methoden in Kläranlagen nachweisen lässt. Analysen ergaben in allen neun während der ersten Pandemiewelle im April 2020 beprobten Kläranlagen 3 bis 20 Genkopien pro Milliliter Rohabwasser. Dies ist ein Konzentrationsniveau, wie es auch in Studien in den Niederlanden und den USA gemessen wurde.

Erstaunt waren die Forscher, als ältere Rückstellproben aus den Jahren 2017 und 2018 vor dem Ausbruch der Pandemie ebenfalls Signale lieferten. Nach umfangreicher Methoden-Validierung war klar, dass die verwendeten Genprimer nicht nur SARS- CoV-2, sondern fälschlicherweise auch andere nicht-krankheitsauslösende Coronaviren im Abwasser miterfassen. Die jetzt spezifisch für SARS-CoV-2 im Abwasser entwickelte Methodik wurde mit Gensequenzierung bestätigt.

Das Verfahren lässt sich nun in der so genannten Abwasser-basierten Epidemiologie einsetzen: Die gemessene Virenfracht einer Kläranlage erlaubt Rückschlüsse auf die Anzahl der an COIVD-19 infizierten Personen im Einzugsgebiet. In der größten Kläranlage wurden bei einer Virenfracht von 6 Billionen (6 x 1012) Genäquivalenten pro Tag 1037 akute Fälle in Einzugsgebiet abgeschätzt, in kleineren Kläranlagen bei zwei Größenordnungen geringerer Virenfracht dagegen 36 Fälle.

Die Sensitivität ist ausreichend, um als Frühwarnsystem anzuzeigen, ob der Maßnahmenwert von 50 Inzidenzen pro 100.000 Einwohnern überschritten wird. Frühere Hoffnungen, die Präzision würde ausreichen, die Dunkelziffer nicht-labordiagnostisch erfasster Infizierter zu bestimmen, haben sich bislang nicht erfüllt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler halten aber weitere Methodenverbesserungen für möglich.

Die im Abwasser nachgewiesenen SARS-CoV-2 Fragmente haben sich in Zelltests in vitro als nicht-infektiös dargestellt. Wegen der hohen Frachten und geringem Rückhaltevermögen konventioneller Kläranlagen ist das Verhalten von SARS-CoV-2 im Wasserkreislauf aber vertieft zu untersuchen. Die Autoren der Studie arbeiten daran, ihr Wissen für eine baldige Anwendung der Methodik bereitzustellen, dazu wird eine enge Zusammenarbeit mit Gesundheitsministerien, Umweltministerien, Kläranlagenbetreibern und Fachverbänden angestrebt.

Das Forscherteam wurde in Eigeninitiative vom gemeinnützigen Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen e. V. (FiW), dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen (ISA), dem Institut für Medizinische Virologie des Universitätsklinikums Frankfurt (KGU) und der Abteilung Evolutionsökologie und Umwelttoxikologie am Institut für Ökologie, Evolution und Diversität der Goethe-Universität Frankfurt ins Leben gerufen und von sechs Wasserverbänden in Nordrhein-Westfalen, dem LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (TBG) und der University of Saskatoon in Kanada unterstützt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Universitätsklinikum Frankfurt
Institut für Medizinische Virologie
Prof. Dr. Sandra Ciesek über
Pressestelle Universitätsklinikum Frankfurt
Tel. +49 069 6301 86442
kommunikation@kgu.de

Goethe-Universität Frankfurt, Institut für Ökologie, Evolution und Diversität, und LOEWE Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (TBG)
Prof. Dr. rer. nat. Henner Hollert
hollert@bio.uni-frankfurt.de

Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen e. V. (FiW)
Dr. sc. Frank-Andreas Weber
weber@fiw.rwth-aachen.de

RWTH Aachen University, Institut für Siedlungswasserwirtschaft (ISA)
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Wintgens
wintgens@isa.rwth-aachen.de

Originalpublikation:
Sandra Westhaus, Frank-Andreas Weber, Sabrina Schiwy, Volker Linnemann, Markus Brinkmann, Marek Widera, Carola Greve, Axel Janke, Henner Hollert, Thomas Wintgens, Sandra Ciesek. Detection of SARS-CoV-2 in raw and treated wastewater in Germany – suitability for COVID-19 surveillance and potential transmission risks. Science of the Total Environment. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141750, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720352797

Weitere Informationen:
http://www.uni-frankfurt.de/91245167 „Grafisches Abstract“: deutsche Übersetzung des Untersuchungsschemas aus der Publikation Westhaus et. al. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720352797

Quelle: IDW

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Küssen verboten: Abwehrmechanismus im Speichel stoppt Zika-Virus, aber nicht SARS-CoV-2

Annika Bingmann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Ulm

Ob Küssen während der Coronavirus-Pandemie zum Risikoverhalten wird, haben Virologinnen und Virologen der Ulmer Universitätsmedizin untersucht. In einer aktuellen Studie erforschen sie, inwiefern das Zika-Virus und das neue Coronavirus (SARS-CoV-2) über Speichel von Mensch zu Mensch weitergegeben werden können. Für das Zika-Virus haben die Forschenden einen neuen Abwehrmechanismus entdeckt, der eine Infektion verhindern kann. Auf die Ansteckungsgefahr mit SARS-CoV-2 hat diese Speichelkomponente hingegen keine Auswirkungen.

Können das neue Coronavirus oder der Zika-Erreger beim Küssen übertragen werden? Tatsächlich lassen sich beide Viren in großen Mengen im Speichel nachweisen. Ob sie auch über diese Körperflüssigkeit von Mensch zu Mensch weitergegeben werden, haben Ulmer Virologinnen und Virologen in einer aktuellen Studie untersucht. Dabei entdeckten sie einen neuen Abwehrmechanismus im Speichel, der eine Ansteckung mit dem Zika-Virus verhindern kann. Auf das Infektionsrisiko mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) hat diese Speichelkomponente allerdings keinen Einfluss.

Wie verbreiten sich neu aufkommende Viren von Mensch zu Mensch? Diese Frage stellen sich Forschende des Ulmer Instituts für Molekulare Virologie sowohl für das Zika-Virus als auch für das neue Coronavirus. Als Zoonosen sind beide Erreger in der jüngeren Vergangenheit von Tieren auf den Menschen übergegangen. SARS-CoV-2 verbreitet sich seither vor allem durch Tröpfcheninfektion und Aerosole. Hauptüberträger des Zika-Virus sind hingegen Gelbfiebermücken, es wurden jedoch auch Übertragungen von Mensch zu Mensch durch Geschlechtsverkehr berichtet. In früheren Studien konnten die Virologinnen und Virologen der Ulmer Universitätsmedizin bereits zeigen, dass sogenannte extrazelluläre Vesikel in der menschlichen Samenflüssigkeit diesen Übertragungsweg für Zika-Viren und verwandte Erreger hemmen. Ob solche körpereigenen Abwehrmechanismen auch bei der Speichelübertragung des Zika-Erregers oder des neuen Coronavirus aktiv sind, untersuchen Forschende um Professor Jan Münch, Dr. Janis Müller, Rüdiger Groß und Carina Conzelmann in ihrem jetzt erschienenen Fachbeitrag.

In Laborexperimenten haben die Autoren menschlichen Speichel mit dem jeweiligen Virus (SARS-CoV-2 oder Zika-Virus) zusammengebracht.
Anschließend wurden Zelllinien sowie primäre Mundschleimhautzellen diesen Gemischen ausgesetzt. Um eine Infektion mit dem jeweiligen Erreger nachzuweisen, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Menge der Viren in den Zellen gemessen – mit gegensätzlichen Ergebnissen. Sie fanden nämlich heraus, dass eine Zika-Virus-Infektion bei hoher Speichelkonzentration nahezu ausgeschlossen ist. Für SARS-CoV-2 konnte dieser Effekt nicht nachgewiesen werden.
Die eigentliche Herausforderung bestand jedoch in der Identifikation der Speichelkomponente, die eine Zika-Virus-Übertragung verhindert. Aufgrund ihrer früheren Forschungsergebnisse in Spermaproben lag das besondere Augenmerk der Gruppe auf extrazellulären Vesikeln. „Mithilfe hochspezialisierter Methoden mussten die Vesikel aus dem Speichel aufgereinigt werden. Anschließend konnten wir ihre Zahl, Größe, Identität und antivirale Aktivität bestimmen“, erklärt Dr. Janis Müller, der diese Analysen bei einem Gastaufenthalt am renommierten Karolinska Institut in Stockholm durchgeführt hat.

Insgesamt zeigen die Virologinnen und Virologen, dass das Zika-Virus in der Lage ist, Zellen der Mundschleimhaut zu infizieren. Allerdings wird eine Infektion – ähnlich wie in menschlichem Sperma – durch die körpereigenen extrazellulären Vesikel im Speichel gehemmt. „Die Vesikel sorgen dafür, dass das Zika-Virus nicht an die Zielzelle andocken und diese infizieren kann“, erklären die Erstautoren Carina Conzelmann und Rüdiger Groß. Auf eine Infektion mit dem neuartigen Coronavirus hat dieser Abwehrmechanismus jedoch keinen Einfluss. Demnach scheint die Speichelübertragung beim Zika-Virus keine große Rolle zu spielen, möglicherweise aber bei SARS-CoV-2.

Somit haben die Virenforscherinnen und -forscher mit extrazellulären Vesikeln eine neue Komponente des menschlichen Immunsystems identifiziert, die ihre Wirkung offenbar in verschiedenen Körperflüssigkeiten entfaltet. Dieser Schutzmechanismus scheint sich spezifisch gegen Eigenschaften von Flaviviren (Zika-Virus, Dengue-Virus, West-Nil-Virus) zu richten. In weiteren Untersuchungen wollen die Forschenden ergründen, worauf dieser Abwehrmechanismus beruht.

Das Ergebnis der aktuellen Studie im „Journal of Extracellular Vesicles“ untermauert Berichte, wonach keine Übertragungen des Zika-Virus durchs Küssen bekannt sind – obwohl das infektiöse Virus im Speichel von Infizierten nachweisbar ist. Beim Verdacht einer Coronavirus-Infektion raten die Forschenden jedoch vom Küssen ab.

Die Untersuchungen sind im Zuge des Projekts Fight-nCoV zur Identifizierung antiviraler Wirkstoffe gegen SARS-CoV-2 sowie des Sonderforschungsbereichs 1279 („Nutzung des menschlichen Peptidoms zur Entwicklung neuer antimikrobieller und anti-Krebs Therapeutika“) gefördert worden. Dr. Janis Müller wurde zudem durch das „Eliteprogramm für Postdoktorandinnen und -doktoranden der Baden-Württemberg Stiftung“ zum Thema „Übertragung des Zika-Virus“ unterstützt sowie über seinen DFG-Erstantrag zur Erforschung von antiviralen Eigenschaften in Körperflüssigkeiten.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Janis Müller: Tel.: 0731/500 65170, janis.mueller@uni-ulm.de

Originalpublikation:

Carina Conzelmann, Rüdiger Groß, Min Zou, Franziska Krüger, André Görgens, Manuela O. Gustafsson, Samir El Andaloussi, Jan Münch and Janis A. Müller: Salivary extracellular vesicles inhibit Zika virus but not SARS-CoV-2 infection. JOURNAL OF EXTRACELLULAR VESICLES 2020, VOL. 09, 1808281 https://doi.org/10.1080/20013078.2020.1808281

Quelle: IDW

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Die (un)sichtbare Dürre: TU Bergakademie Freiberg untersucht Auswirkungen auf Grundwasser und Wasserqualität

Luisa Rischer Pressestelle
Technische Universität Bergakademie Freiberg

Eigentlich ist der Sommer 2020 laut Deutschen Wetterdienstes ein ganz normaler – weder zu trocken noch zu nass. Was sich jedoch aktuell vor allem in den tieferen Bodenschichten zeigt, ist die extreme Trockenheit der letzten Jahre. Die Folgen der vergangenen milden Winter und heißen Sommer waren bisher unsichtbar, sind aber jetzt besonders in Sachsen spürbar. Betroffen sind grundwassergespeiste Flüsse und Seen sowie der Wald. Was das für das Grundwasser und die Wasserqualität in deutschen Seen bedeutet, erklärt Prof. Dr. Traugott Scheytt von der TU Bergakademie Freiberg.

„Im Detail machen uns vor allem die sinkenden Grundwasserspiegel, die damit verbundenen Engpässe in der Trinkwasserversorgung und der Wasserqualität sowie die absterbenden Bäume große Sorgen“, erklärt Prof. Dr. Traugott Scheytt. Grund dafür ist die fehlende Grundwasserneubildung. „Immer mehr Wasser fließt aus den Seen und Flüssen ab und viel zu wenig strömt zu. Das hat nicht nur Auswirkungen auf den Wasserpegel, sondern auch auf die Wasserzusammensetzung. So können beispielsweise Nährstoffe wie Nitrat, Eisen oder Sulfat schneller einsickern und entziehen dem Grundwasser Sauerstoff. Dieser sauerstoffarme Zustrom kann die Wasserqualität in Seen und Flüsse nachhaltig beeinflussen und auch zum Absterben von Fischen und anderen Lebewesen führen. Ein Teufelskreis, wo doch gleichzeitig der Wasserverbrauch in Zeiten der Trockenheit besonders hoch ist.

„Ziel muss es sein, die sinkenden Vorräte wiederherstellen. Dafür untersuchen wir aktuell gemeinsam mit weiteren Partnern die Wechselwirkung zwischen Oberflächen- und Grundwasser, die Ursachen für den Sauerstoffmangel sowie mögliche Belüftungsmaßnahmen in ausgewählten Seen, wie dem Speicherbecken in Lohsa“, so Prof. Scheytt. Der Freiberger Professor hat im August 2018 die Professur für Hydrogeologie und Hydrochemie am Institut für Geologie der TU Bergakademie Freiberg übernommen.

Zudem ist er Sprecher des Zentrums für Wasserforschung an der TU Bergakademie Freiberg, in welchem die vorhandenen Kompetenzen zum Thema Wasser gebündelt werden und Wissenschaftler/innen verschiedener Fachbereiche an Projekten zu den Ursachen und Auswirkungen von Trockenheit und Überschwemmung forschen, aber auch zu möglichen Gegenmaßnahmen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Traugott Scheytt; Tel.: 03731-392775; Email: traugott.scheytt@geo.tu-freiberg.de

Weitere Informationen:
https://tu-freiberg.de/geo/hydro

Quelle: IDW

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Künstliche Intelligenz lernt kontinentale Hydrologie

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

Mit Hilfe von Satelliten können Veränderungen der auf den Kontinenten gespeicherten Wassermassen erfasst werden. Die dazu notwendigen Datensätze zum Schwerefeld der Erde stammen aus den Satellitenmissionen GRACE und GRACE-FO. Am Beispiel des südamerikanischen Kontinentes entwickelten Erdsystem-ModelliererInnen vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ nun eine neue Deep-Learning-Methode, mit der sowohl groß- als auch kleinskalige Veränderungen des Wasserspeichers aus Satellitendaten quantifiziert wurden.

Die komplexe Verteilung der kontinentalen Wassermassen in Südamerika wurde mit einer neuen Deep-Learning-Methode aus Satellitendaten bestimmt.
Mit Hilfe von Satelliten können Veränderungen der auf den Kontinenten gespeicherten Wassermassen erfasst werden. Die dazu notwendigen Datensätze zum Schwerefeld der Erde stammen aus den Satellitenmissionen GRACE und GRACE-FO. Da diese Daten jedoch nur die typischen großskaligen Massenanomalien enthalten, sind zunächst keine unmittelbaren Rückschlüsse auf kleinskalige Strukturen, wie etwa die tatsächliche Verteilung von Wassermassen in Flüssen und Nebenarmen, möglich. Am Beispiel des südamerikanischen Kontinentes entwickelten Erdsystem-ModelliererInnen vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ nun eine neue Deep-Learning-Methode, mit der sowohl groß- als auch kleinskalige Veränderungen des Wasserspeichers aus Satellitendaten quantifiziert wurden. Neu dabei ist die geschickte Kombination von Deep-Learning, hydrologischen Modellen und Erdbeobachtungen aus Gravimetrie und Altimetrie. Die Studie ist heute in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters erschienen.

Bislang ist nicht genau bekannt, wie viel Wasser ein Kontinent wirklich speichert. Die kontinentalen Wassermassen verändern sich zudem beständig, sie haben dadurch Auswirkungen auf die Erdrotation und sind Bindeglied des Wasserkreislaufes zwischen Atmosphäre und Ozean. Amazonas-Zuflüsse in Peru, beispielsweise, führen in manchen Jahren riesige Wassermengen, in anderen nur einen Bruchteil davon. Neben den Wassermassen der Flüsse und Binnengewässer, finden sich auch im Boden, Schnee und unterirdischen Speichern beträchtliche Wassermengen, die nur schwer direkt quantifiziert werden können.

Das Forscherteam um Erstautor Christopher Irrgang entwickelte nun eine neue Methode, um aus den grob-aufgelösten Satellitendaten Rückschlüsse auf die gespeicherten Wassermengen des südamerikanischen Kontinents zu ziehen. „Für das sogenannte Herunterskalieren nutzen wir ein faltendes neuronales Netzwerk, kurz CNN, in Verbindung mit einer neu entwickelten Trainingsmethode“, sagt Irrgang. „CNNs eignen sich besonders gut für die Verarbeitung räumlicher Erdbeobachtungen, da sie zuverlässig wiederkehrende Muster wie Linien, Kanten, oder komplexere Formen und Merkmale extrahieren können.“

Um die Verbindung zwischen kontinentalem Wasserspeicher und entsprechenden Satellitenbeobachtungen zu lernen, wurde das CNN (Convolutional Neural Network) mit Simulationsdaten über den Zeitraum 2003 bis 2018 eines numerischen hydrologischen Modells trainiert. Zusätzlich wurden Daten aus der Satellitenaltimetrie im Amazonasgebiet zur Validierung verwendet. Außergewöhnlich ist, dass sich dieses CNN kontinuierlich selbst verbessert und validiert, um möglichst genaue Aussagen über die Verteilung der Wasserspeicher zu treffen. „Dieses CNN vereint damit die Vorteile der numerischen Modellierung und hochpräziser Erdbeobachtungen“, so Irrgang.

Die Studie der ForscherInnen zeigte, dass die neue Deep-Learning-Methode insbesondere für die tropischen Regionen nördlich des -20. Breitengrades des südamerikanischen Kontinents, wo Regenwälder, ausgedehnte Oberflächengewässer und auch große Grundwasserbecken liegen, sehr verlässlich ist. Ebenso für den grundwasserreichen, westlichen Teil der Südspitze Südamerikas.

In Trocken- und Wüstenregionen funktioniert das Herunterskalieren weniger gut. Erklären lässt sich dies durch die vergleichsweise geringe Variabilität der dort ohnehin geringen Wasserspeicher, welche dementsprechend nur einen marginalen Effekt auf das Training des neuronalen Netzwerkes haben. Für das Amazonasgebiet jedoch konnten die ForscherInnen zeigen, dass die Vorhersage des validierten CNN genauer als das verwendete numerische Modell ist.

In Zukunft werden sowohl großräumige wie auch regionale Analysen und Vorhersagen der globalen kontinentalen Wasserspeicher dringend gebraucht. Die Weiterentwicklung numerischer Modelle und die Kombination mit innovativen Deep-Learning-Methoden werden dabei eine immer wichtigere Rolle spielen, um umfassende Einblicke in die kontinentale Hydrologie zu erhalten. Neben den rein geophysikalischen Untersuchungen ergeben sich vielfältige weitere Anwendungsmöglichkeiten. Es könnte zum Beispiel die Einwirkung des Klimawandels auf die kontinentale Hydrologie untersucht werden. Auch Stressfaktoren für Ökosysteme wie Dürren oder Überflutungen könnten besser identifiziert werden. Darüber hinaus würden derartige Analysen auch die Entwicklung von Wassermanagement-Strategien für landwirtschaftliche und urbane Regionen erleichtern.

Finanzierung:
Diese Studie wurde von der Helmholtz-Gemeinschaft sowie aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft durch das Projekt Advanced Earth System Modelling-Kapazität (ESM) finanziert.

Originalstudie: Irrgang, C., Saynisch-Wagner, J., Dill, R., Boergens, E., & Thomas, M. (2020). Self-validating deep learning for recovering terrestrial water storage from gravity and altimetry measurements. Geophysical Research Letters, 47, e2020GL089258.
https://doi.org/10.1029/2020GL089258

Medienkontakt:
Josef Zens
Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-1040
E-Mail: josef.zens@gfz-potsdam.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Christopher Irrgang
Sektion 1.3 Erdsystem-Modellierung
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoforschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49-331-288-2847
Email: irrgang@gfz-potsdam.de

Originalpublikation:
https://doi.org/10.1029/2020GL089258

Weitere Informationen:
https://www.gfz-potsdam.de/medien-kommunikation/meldungen/detailansicht/article/…

Quelle: IDW

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TU intern: Ein Hundeleben und sein CO2-Fußabdruck

Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin

Die erste Ökobilanz des Haustieres offenbart signifikante Auswirkungen auf die Umwelt
Etwa 8,2 Tonnen CO2 stößt ein 15 Kilogramm schwerer Hund im Laufe von 13 Lebensjahren aus. Das ergab die Ökobilanz eines durchschnittlichen Hundes, die von Kim Maya Yavor und Dr. Annekatrin Lehmann unter der Leitung von Prof. Dr. Matthias Finkbeiner am Fachgebiet Sustainable Engineering durchgeführt wurde. „Die 8,2 Tonnen CO2 entsprechen 13 Hin- und Rückflügen von Berlin nach Barcelona oder fast der Menge, die bei der Produktion eines Luxusautos der Mittelklasse, wie zum Beispiel eines Mercedes C250, emittiert wird“, sagt Prof. Dr. Matthias Finkbeiner. Außerdem scheidet so ein Durchschnittshund über seine 13 Lebensjahre rund eine Tonne Kot und knapp 2000 Liter Urin aus – mit signifikanten Folgen für die Umwelt. „Dieses Ausmaß hat uns überrascht“, so Finkbeiner.

Ein Novum
Es ist die erste Ökobilanz, die für den kompletten Lebensweg eines Hundes erstellt worden ist – vom Tierfutter bis zu den Exkrementen. Die Wissenschaftler legten für ihre Berechnungen ein Gewicht von 15 Kilogramm und eine Lebensdauer von 13 Jahren zugrunde. In die Berechnungen sind die Rohstoffe für das Futter und Ressourcen für dessen Herstellung sowie die Ressourcen für die Verpackung des Futters und seines Transportes genauso eingeflossen wie eben die Umweltauswirkungen der Exkremente, die Produktion der Plastiktüten für deren Sammlung und die Ressourcen für die Straßenreinigung – also alle Stoff- und Energieströme, die in einem Produkt stecken und auf die Umwelt wirken. Wenn beispielsweise in der Fleischproduktion für das Hundefutter Soja aus Brasilien eingesetzt wurde, kam das mit in die Bilanz. „Dass unsere Ökobilanz auf den Umweltauswirkungen des gesamten Tierfutters, das ein Hund im Laufe seines Lebens frisst, basiert, aber auch auf den Umweltauswirkungen von Urin und Kot ist ein Novum“, sagt Matthias Finkbeiner. Gerade die Auswirkungen des Eintrages von Kot und Urin in die Umwelt seien bislang noch von keiner Ökobilanz erfasst worden.

Im Kot: Phosphor, Stickstoff, Schwermetalle
Und es sind das Tierfutter und die Exkremente des Haustieres, die die Umwelt am heftigsten belasten. „Wir haben für unsere Ökobilanz eines durchschnittlichen Hundes 15 Indikatoren, wir sprechen auch von Umweltwirkungskategorien, untersucht. Dazu zählen unter anderem der Klimawandel, Ozonabbau, Smog, die Eutrophierung von Gewässern, Versauerung von Böden, die Süßwasser-Ökotoxizität und die Landnutzung. Bei fast allen Parametern macht das Hundefutter mit circa 90 Prozent den Löwenanteil der Belastungen aus. Beim Indikator Süßwasser-Eutrophierung resultieren die Schäden allerdings zu etwa 90 Prozent aus dem Urin und Kot des Hundes. Die Süßwasserökotoxizität (Vergiftung) wird zur Hälfte durch den Kot verursacht. „Da es zum Hundekot keine Stoffdaten gab, mussten wir entsprechende Analysen in Auftrag geben, um die ausgeschiedenen Mengen an Phosphor, Stickstoff und Schwermetallen zu ermitteln. Phosphor und Stickstoff haben erheblichen Einfluss auf die Eutrophierung, also die unerwünschte Nährstoffzunahme in den Gewässern, die Schwermetalle auf die Vergiftung des Bodens“, so Finkbeiner. Vor dem Hintergrund dieser Zahlen konstatieren Kim Maya Yavor, Annekatrin Lehmann und Matthias Finkbeiner in ihrer Studie „Environmental Impacts of a Pet Dog: An LCA Case Study“, dass die Sammlung und geregelte Entsorgung des Hundekots ein wichtiger Beitrag wären, die Natur zu schonen. „Die zusätzliche Umweltbelastung, die durch die Herstellung des Plastiksäckchens für den Kot entsteht, ist deutlich geringer als der Schaden, der entsteht, wenn der Kot direkt in die Umwelt eingetragen wird. Auch das sagen unsere Zahlen aus.“

Hundefutter aus der Massentierhaltung
Es sind die Größenordnungen, die die Wissenschaftler*innen in Erstaunen versetzten, als sie die Ergebnisse der Datenauswertung vor sich sahen. „Und wenn im Zusammenhang mit Corona zum x-ten Male die industrielle Fleischproduktion am Pranger steht, dann muss auch zur Kenntnis genommen werden, dass genau mit diesem industriell hergestellten Fleisch eines der liebsten Haustiere der Deutschen gefüttert wird. Das Fleisch für die Hundefutterproduktion kommt wohl weder vom Biohof in der Uckermark noch von den bayerischen Almwiesen. Es stammt aus der Massentierhaltung mit den bekannten sozialen und ökologischen Auswirkungen“, sagt Finkbeiner. Und noch eine Zahl nennt er, um die zunehmende Dimension der Umweltauswirkungen der Hunde zu verdeutlichen: In Deutschland hat sich die Anzahl der Hunde seit dem Jahr 2000 mehr als verdoppelt. Statt der fünf Millionen im Jahr 2000 sind es aktuell 10,1 Millionen Hunde im Jahr 2019. In den letzten fünf Jahren sind im Schnitt sogar jedes Jahr mehr als 650.000 Hunde dazugekommen.

Dackel ist besser als Dogge
Die 8,2 Tonnen CO2-Ausstoß in 13 Jahren ergeben einen jährlichen CO2-Ausstoß von 630 Kilogramm. „Setzt man diese 630 Kilogramm CO2 ins Verhältnis zu den zwei Tonnen, die jeder Mensch pro Jahr emittieren kann, weil sie laut Weltklimarat für das Klima noch erträglich sind, dann muss sich jeder Hundebesitzer vor Augen führen, dass nahezu ein Drittel seines CO2-Budgets bereits vom Hund verbraucht wird.“

Finkbeiner und seine Kolleginnen haben die Ökobilanz auch für einen 7,5 Kilogramm schweren und acht Jahre alten Hund (drei Tonnen CO2-Ausstoß in acht Jahren) sowie für einen 30 Kilogramm schweren und 18 Jahre alten Hund (19 Tonnen CO2-Ausstoß in 18 Jahren) berechnet. Ihre Schlussfolgerung: Wie auch beim Auto gilt – ein kleiner Hund ist für das Klima und die Umwelt besser als ein großer. Also wenn schon Hund, dann lieber Dackel als Dogge.

Link zur Open-Source-Hunde-Studie „Environmental Impacts of a Pet Dog: An LCA Case Study“: https://www.mdpi.com/2071-1050/12/8/3394

Die Studie „Environmental Impacts of a Pet Dog: An LCA Case Study“ resultiert aus den Forschungen zur Ökobilanz eines Menschen, die ebenfalls am Fachgebiet Sustainable Engineering erstellt wurde. Mehr dazu unter https://www.tu.berlin/ueber-die-tu-berlin/profil/pressemitteilungen-nachrichten/…

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr. Matthias Finkbeiner
TU Berlin
Fachgebiet Sustainable Engineering
E-Mail: matthias.finkbeiner@tu-berlin.de

Quelle: IDW

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Plastikpartikel gelangen tief in den Boden

Johannes Scholten Stabsstelle Hochschulkommunikation
Philipps-Universität Marburg

Plastikabfall gelangt in viel tiefere Schichten des Bodens als bislang angenommen. Das haben Marburger Geographen herausgefunden, indem sie die Lahnauen in Mittelhessen untersuchten. Natürliche Ablagerungsprozesse allein können das Eindringen in tiefe Schichten nicht erklären, schreiben die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Environmental Pollution“.

Dass Plastikreste die Meere vermüllen, hat sich herumgesprochen – schätzungsweise erreichen jedes Jahr mehr als 5 Millionen Tonnen Kunststoffabfall die Ozeane, das entspricht fast dem hundertfachen Gewicht des Luxusdampfers „Titanic“. Doch die Verschmutzung macht nicht am Meeresufer Halt. Wenn der Müll in Flüssen bis zu deren Mündung ins Meer treibt, passiert er Auenlandschaften und Überschwemmungsgebiete. „Es liegt nahe, dort eine systematische Anhäufung von Plastikpartikeln zu vermuten“, sagt der Marburger Geograph Collin Weber, einer der beiden Verfasser der aktuellen Studie.

Wieviel Kunststoff findet sich in den Böden von Flussauen? Wie ist er räumlich verteilt, was sind die Ursachen dafür? Diese Fragen untersuchten der Marburger Geograph Professor Dr. Christian Opp und sein Doktorand Collin Weber, indem sie an verschiedenen Stellen entlang des Flusses Lahn in Mittelhessen Bohrungen anstellten, um Bodenproben zu entnehmen. Sie gewannen aus einer Tiefe bis zu zwei Metern insgesamt 120 Proben, die sie nach Kunststoff durchsuchten.

„Nach unserer Kenntnis ist dies die erste Untersuchung, die Plastik in Bodenprofilen bis zwei Meter unter der Oberfläche aufspürt“, erklärt Studienleiter Christian Opp. Die Wissenschaftler unterschieden die gefundenen Partikel nach ihrer Größe: Grobes Mikroplastik misst zwei bis fünf Millimeter, während die Größe von Mesoplastik zwischen einem halben und zweieinhalb Zentimetern liegt.

Im Schnitt fanden die Forscher zwei Kunststoffteilchen pro Kilogramm Erde, wobei das Maximum bis zu viermal höher liegt. Alles in allem kommt in den Lahnauen weniger Plastik vor als in Flüssen, Flussbetten und Ackerböden. Von der Quelle bis zur Mündung in den Rhein nimmt der Plastikgehalt zu. Die häufigste Kunststoffsorte ist Polyethylen, wie es vor allem für Verpackungen verwendet wird, gefolgt von Polypropylen und Polyamid. „Diese drei gehören zu den gebräuchlichsten Kunststoffarten, die den größten Teil der Kunststoffproduktion ausmachen“, schreiben die Autoren.

Man sieht den Partikeln an, wenn sie lange im Boden liegen – sie sind dann ausgeblichen und teilweise abgebaut; frisches Plastik findet sich eher in Äckern als auf Wiesen oder im Uferbereich. „Das legt nahe, dass es durch die Landwirtschaft zu einem ständigen Neueintrag von Kunststoff kommt“, legt Weber dar.

Zwar enthält die oberste Bodenschicht die meisten Plastikpartikel, jedoch kommt auch bis zu einer Tiefe von mehr als 80 Zentimetern noch vereinzelt Kunststoff vor – insbesondere in Ufernähe; aber auch unter Weideland erreicht Kunststoff Tiefen von gut über einem halben Meter. „Das ist tiefer, als bisher angenommen wurde“, hebt Weber hervor. Das natürliche Ablagerungsgeschehen alleine reiche nicht aus, um das Vorkommen in derart tiefen Schichten zu erklären, betonen die Autoren. „Plastikpartikel können auch vertikal verlagert werden!“, konstatiert Opp. Bei Ackerland sammle sich der Kunststoff hingegen wenige Handbreit unter der Oberfläche, weil der verdichtete Boden ein tieferes Eindringen verhindere.

Christian Opp lehrt Geographie an der Philipps-Universität. Das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie förderte die Forschungsarbeit finanziell.

Originalveröffentlichung:
Collin Joel Weber & Christian Opp: Spatial patterns of mesoplastics and coarse microplastics in floodplain soils as resulting from land use and fluvial processes, Environmental Pollution 2020, DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115390

Weitere Informationen:
Ansprechpartner:
Collin Joel Weber,
Arbeitsgruppe Boden- und Hydrogeographie
Tel: 06421-28-24395
E-Mail: collin.weber@geo.uni-marburg.de

Quelle: IDW

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Niedriger Blutdruck: Harmlos oder bedenklich für das Herz?

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

Wann man zum Arzt gehen sollte und welche Menschen besonders häufig betroffen sind, erläutert Experten-Ratgeber
Die Beschwerden sind schwer von Befindlichkeitsstörungen zu unterscheiden, der Leidensdruck kann hoch sein: Schwindel, Benommenheit, Flimmern vor den Augen, morgendliche Müdigkeit, Antriebsmangel, Konzentrations- und Leistungsschwäche. Auch kalte Hände und Füße, ein Gefühl des Luftmangels, Herzklopfen und innere Unruhe können auftreten. Einen niedrigen Blutdruck durch körperliche Veranlagung, der nicht auf eine Vorerkrankung zurückgeht, haben in Deutschland bis zu drei Millionen Menschen. „Viele Betroffene fühlen sich von Beschwerden wie Müdigkeit oder Herzrasen beeinträchtigt“, berichtet Prof. Dr. med. Thomas Meinertz vom Wissenschaftlichen Beirat der Deutschen Herzstiftung. Diese Form des niedrigen Blutdrucks tritt (bis zur Menopause) häufiger bei jüngeren Frauen als bei älteren Personen auf. Bekanntlich kann ein zu hoher Blutdruck gefährlich für Herz und Gefäße werden bis hin zum Herzinfarkt und Schlaganfall, besonders dann, wenn der Hochdruck unentdeckt und unbehandelt bleibt. Deshalb rät die Herzstiftung ab 35 Jahren zur regelmäßigen Blutdruckmessung beim Hausarzt (Gesundheits-Checkup alle zwei Jahre). „Demgegenüber ist der niedrige Blutdruck für das Herz in aller Regel unbedenklich, wenn ihm keine Krankheiten zugrunde liegen“, betont der Kardiologe und Pharmakologe aus Hamburg. „Ist aber der Leidensdruck wegen der Beschwerden groß, sollten Betroffene zum Arzt, um organische Ursachen auszuschließen.“
Eine Hypotonie, wie der niedrige Blutdruck in der Fachsprache genannt wird, liegt vor, wenn der systolische (obere) Blutdruckwert unter 110 mmHg liegt. Dieser Grenzwert ist unabhängig von der Höhe des diastolischen (unteren) Blutdruckwerts. Über die Formen der Hypotonie – chronische und akute wie der plötzliche Blutdruckabfall -, wie und wann er therapiert werden sollte, informiert der Experten-Ratgeber „Niedriger Blutdruck: Ursachen und Therapie“, der bei der Herzstiftung per Telefon unter 069 955128-400 kostenfrei angefordert werden kann. Unter www.herzstiftung.de erhalten Betroffene Informationen zu Diagnose und Therapie von niedrigem Blutdruck und Bluthochdruck.

Wann und wie den niedrigen Blutdruck behandeln?
Für eine Behandlung des niedrigen Blutdrucks ist für Mediziner von entscheidender Bedeutung, ob ihm organische Ursachen oder Krankheiten zugrunde liegen. Das können eine Unterfunktion der Nebenniere (Morbus Addison), der Schilddrüse oder der Hirnanhangdrüse, eine Blutarmut (Anämie), eine Erkrankung des vegetativen Nervensystems, Herzklappenfehler oder eine schwere Herzschwäche sein. Hier ist die Hypotonie das Symptom einer Krankheit beziehungsweise einer organischen Fehlfunktion, die gegebenenfalls medikamentös oder operativ behandelt werden muss.
Bei niedrigem Blutdruck durch körperliche Veranlagung ist die Prognose für die Betroffenen gut. Eine Behandlung ist nur bei Beschwerden wie den oben genannten notwendig, nicht medikamentös, sondern durch einfache Maßnahmen wie:
– eine erhöhte Kochsalzzufuhr (z. B. kräftig nachsalzen oder kräftige Fleisch- oder Gemüsebrühe), denn das Salz bindet Wasser, erhöht das Blutvolumen und somit auch den Blutdruck
– eine ausreichende Flüssigkeitsaufnahme (2 bis 2,5 Liter am Tag)
– körperliches Training (Ausdauersport, Radfahren, Schwimmen, Joggen)
– Hydrotherapie (Wechselduschen, Kneippkuren, Trockenbürsten, Sauna)
– Kraftgymnastik (Liegestütze, Kniebeugen, Hantelübungen); die Muskulatur der Beine soll gekräftigt werden, um die Pumpfunktion der Venen zu verbessern.
– ausreichenden Nachtschlaf, für das Aufstehen (langsam!) muss genügend Zeit eingeplant werden
– einen Aufenthalt in klimatischen Reizzonen (Nordsee, Hochgebirge)

„Ein großes Glas Wasser vor dem Aufstehen kann den Blutdruck erhöhen. Bei längerem Stehen soll die Wadenmuskulatur bewegt werden, um Ohnmachten vorzubeugen. Und auf Alkohol sollte man weitgehend verzichten“, rät Meinertz. Auch ausgedehnte Krampfadern können die Neigung zu niedrigem Blutdruck verstärken. Für eine bessere Blutzirkulation in den Beinen sind diesen Personen Stützstrümpfe zu empfehlen. Vorübergehend kann es bei jedem Menschen zu niedrigem Blutdruck kommen, etwa bei längerer Hitzeeinwirkung, nach Infektionskrankheiten oder Durchfall wegen des Flüssigkeitsverlusts und nach längerer Bettruhe.

Niedriger Blutdruck bei älteren Menschen
Kommt es beim Wechsel vom Liegen oder Sitzen zum Stehen oder bei längerem Stehen zu einem Blutdruckabfall mit Schwindel, Benommenheit und Gangunsicherheit, liegt meist ein sogenannter orthostatischer niedriger Blutdruck vor. Zur Vermeidung dieser orthostatischen Form der Hypotonie sollte ein abrupter Wechsel vom Liegen oder Sitzen in die stehende Position vermieden werden. „Der Lagewechsel sollte schrittweise und langsam erfolgen“, rät Meinertz. Bei älteren Hochdruckkranken mit Beschwerden wie Schwindel und Benommenheit kann der orthostatische niedrige Blutdruck die Ursache der Beschwerden sein, möglicherweise durch Medikamente ausgelöst. „Das können Diuretika sein, die die Wasserausscheidung verstärken, Blutdrucksenker wie Alphablocker, Psychopharmaka, Schlafmittel oder Medikamente gegen Parkinson“, erklärt Meinertz. Wenn nicht, sollten Betroffene dem niedrigen Blutdruck durch Maßnahmen wie oben entgegenwirken, also: erhöhte Kochsalzzufuhr und Flüssigkeitsaufnahme, regelmäßiges körperliches Training, Wechselduschen usw. Zusätzlich sollte beim Schlafen in der Nacht das Kopfende des Bettes um 15 cm hochgestellt werden, um den Patienten an die aufrechte Körperhaltung zu gewöhnen. „Der orthostatische niedrige Blutdruck tritt häufig bei älteren Menschen mit niedrigem und mit hohem Blutdruck auf und kann zu Stürzen mit all seinen Folgen führen.“

Bildmaterial und Rezensionsexemplar anzufordern unter: presse@herzstiftung.de

Tipps und kostenfreie Informationen für Betroffene
Der kostenfreie Ratgeber „Niedriger Blutdruck: Ursachen und Therapie“ (8 S.) informiert über die unterschiedlichen Formen des niedrigen Blutdrucks, die häufigsten Symptome und die Möglichkeiten der Therapie. Bestellung per Tel. 069 955128-400 oder E-Mail: bestellung@herzstiftung.de

Kardiologen raten zum Blutdruck-Pass:
Der kostenfreie Blutdruck-Pass zur Protokollierung der Blutdruckwerte der Herzstiftung kann unter Tel. 069 955128-400 oder per Mail unter bestellung@herzstiftung.de angefordert werden.

2020
Deutsche Herzstiftung e.V.
Pressestelle:
Michael Wichert /Pierre König
Tel. 069 955128-114/-140
presse@herzstiftung.de
www.herzstiftung.de

Originalpublikation:
Deutsche Herzstiftung (Hg.), Klaus D., Niedriger Blutdruck: Ursachen und Therapie, Frankfurt a M. 2020

Weitere Informationen:
http://www.herzstiftung.de/ihre-herzgesundheit/gesund-bleiben/bluthochdruck/blut… – Infos zum Thema Blutdruck und -messung

Anhang
PM_DHS_Niedriger-Blutdruck-Ursachen-Therapien_2020-08
https://idw-online.de/de/attachment80631

Quelle: IDW

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Veganismus: Vitamin B12 wird gut ergänzt, Jod ist das Sorgenkind

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

Studie des Bundesinstituts für Risikobewertung zeigt Unterschiede zwischen veganer und fleischhaltiger Ernährungsweise

Wer sich vegan ernährt, hat ein erhöhtes Risiko für einen Jodmangel. Darauf deuten Ergebnisse eines Forschungsvorhabens des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) hin. In dem Studienprojekt „Risiken und Vorteile der veganen Ernährung“ (RBVD) untersuchte ein BfR-Forschungsteam bei 36 vegan und 36 Mischkost essenden Personen die Nährstoffversorgung. Kein wesentlicher Unterschied zeigte sich in Bezug auf Vitamin-B12, das bei beiden Gruppen in etwa dem gleichen Maß ausreichend im Blut vorhanden war. Da Vitamin-B12 in einer für den Menschen verfügbaren Form fast nur in tierischen Lebensmitteln vorkommt, könnte die Versorgung bei den sich vegan ernährenden Teilnehmenden an der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln liegen. „Diese Studie ermöglicht es, die vegane Ernährung in Bezug auf eine Vielzahl von Vitaminen und Spurenelementen mit einer Mischkost zu vergleichen“, sagt BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. „Bei beiden untersuchten Ernährungsformen hapert es bei der Jodversorgung. Hierbei ist die Unterversorgung bei der veganen Variante jedoch deutlich ausgeprägter.“

Die Studienergebnisse wurden jetzt im Deutschen Ärzteblatt veröffentlicht:
https://www.aerzteblatt.de/pdf.asp?id=215078

In der RBVD-Studie analysierte das BfR-Forschungsteam Blut- und Urinproben und wertete Lebensstil-Fragebögen und Ernährungsprotokolle aus. Von den teilnehmenden Personen (pro Gruppe jeweils 18 Frauen und Männer im Alter von 30-60 Jahren) nahmen nahezu alle sich vegan ernährenden und ein Drittel der Mischkost bevorzugenden Menschen unterschiedliche Nahrungsergänzungsmittel (Supplemente) ein.

Besonders auffällig waren die Studienergebnisse in Bezug auf das Spurenelement Jod. Die in Urinproben gemessene Jodausscheidung gibt Aufschluss darüber, wie gut der Körper mit dem Spurenelement versorgt ist. Die Mehrzahl der Teilnehmenden war unterversorgt. Der Mangel war bei den Veganerinnen und Veganern deutlich ausgeprägter – bei einem Drittel von ihnen lag der Wert unterhalb von 20 Mikrogramm pro Liter (μg/L), dem von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) definierten Grenzwert, ab dessen Unterschreitung eine schwere Unterversorgung besteht. Doch zeigten sich bei veganer Ernährung auch gesundheitliche Vorteile wie eine höhere Aufnahme von Ballaststoffen und niedrigere Cholesterinwerte. Bei beiden Ernährungsstilen gab es bei ca. 10 % der Teilnehmenden Hinweise auf einen Eisenmangel.

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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Neues Verfahren: Steroidhormone effizient aus Wasser entfernen

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

Weltweit belasten Mikroschadstoffe das Wasser. Dazu gehören Steroidhormone, für deren Beseitigung konventionelle Verfahren nicht ausreichen. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein innovatives Filtrationssystem entwickelt, das eine Polymermembran mit aktiviertem Kohlenstoff kombiniert. In diesem System setzen sie besonders kleine Kohlenstoffpartikel ein, sodass sie den von der Europäische Kommission für Trinkwasser vorgeschlagenen Richtwert von einem Nanogramm Östradiol – dem physiologisch wirksamsten Östrogen – pro Liter erreichen. Über das verbesserte Verfahren berichten sie in der Zeitschrift Water Research. (DOI: 10.1016/j.watres.2020.116249)

Weltweit belasten Mikroschadstoffe das Wasser. Dazu gehören Steroidhormone, für deren Beseitigung konventionelle Verfahren nicht ausreichen. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein innovatives Filtrationssystem entwickelt, das eine Polymermembran mit aktiviertem Kohlenstoff kombiniert. In diesem System setzen sie nun besonders kleine Kohlenstoffpartikel ein, sodass sie den von der Europäische Kommission für Trinkwasser vorgeschlagenen Richtwert von einem Nanogramm Östradiol – dem physiologisch wirksamsten Östrogen – pro Liter erreichen. Über das verbesserte Verfahren berichtet das Team in der Zeitschrift Water Research. (DOI: 10.1016/j.watres.2020.116249)

Die Menschen mit sauberem Wasser zu versorgen, gehört weltweit zu den größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Häufig ist das Trinkwasser mit Mikroschadstoffen belastet. Dazu gehören auch Steroidhormone, die beispielsweise als Arzneistoffe und Verhütungsmittel eingesetzt werden. Ihr Anteil in einem Liter Wasser, in das behandelte Abwässer eingeleitet werden, beträgt zwar nur einige Nanogramm, aber bereits in dieser geringen Menge können sie der menschlichen Gesundheit schaden und sich auf die Umwelt auswirken. Wegen der niedrigen Konzentration und der winzigen Größe der Moleküle sind die Steroidhormone nicht nur schwer nachzuweisen, sondern auch schwierig zu beseitigen – konventionelle Klärtechniken reichen dazu nicht aus.

Richtwert der Europäischen Kommission wird erreicht
Ein innovatives Verfahren zur schnellen und energieeffizienten Eliminierung von Steroidhormonen aus dem Abwasser hat am KIT Professorin Andrea Iris Schäfer, Leiterin des Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT), mit ihrem Team entwickelt. Ihre Technologie verbindet eine Polymermembran mit aktiviertem Kohlenstoff. „Zunächst wird das Wasser durch die semipermeable Membran gepresst. Diese filtert größere Verunreinigungen und Mikroorganismen heraus“, erklärt Schäfer. „Dann fließt das Wasser durch die dahinter liegende Schicht aus Kohlenstoffpartikeln, welche die Hormonmoleküle binden.“ Am IAMT haben Forschende dieses Verfahren nun zusammen mit dem Filterhersteller Blücher GmbH in Erkrath weiterentwickelt und verbessert. Kolleginnen und Kollegen am Institut für Funktionelle Grenzfläche (IFG), am Institut für Angewandte Materialien (IAM) und an der Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF) des KIT haben die Weiterentwicklung durch Materialcharakterisierung unterstützt. Darüber berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Zeitschrift Water Research. „Unsere Technologie ermöglicht es nun, den von der Europäischen Kommission für Trinkwasser vorgeschlagenen Richtwert von einem Nanogramm Östradiol pro Liter zu erreichen“, berichtet die Verfahrenstechnik-Professorin Schäfer.

Auf Partikelgröße und Sauerstoffgehalt kommt es an
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten die Vorgänge an der Aktivkohleschicht genauer und verwendeten modifizierte Kohlenstoffpartikel (polymer-based spherical activated carbon – PBSAC). „Auf den Durchmesser der Kohlenstoffpartikel kommt es an“, erläutert Matteo Tagliavini vom IAMT, Erstautor der aktuellen Publikation. „Je kleiner der Partikeldurchmesser, desto größer die äußere Oberfläche der Aktivkohleschicht, die für die Adsorption der Hormonmoleküle verfügbar ist.“ Die Forscherinnen und Forscher verkleinerten in einer zwei Millimeter dicken Aktivkohleschicht den Partikeldurchmesser von 640 auf 80 Mikrometer und entfernten damit 96 Prozent des im Wasser enthaltenen Östradiols, des physiologisch wirksamsten Östrogens. Durch Erhöhen des Sauerstoffgehalts in der Aktivkohle gelang es, die Adsorptionskinetik noch weiter zu verbessern und mehr als 99 Prozent des Östradiols zu entfernen. „Das Verfahren erlaubt einen hohen Wasserdurchfluss bei niedrigem Druck, arbeitet energieeffizient, filtert viele Moleküle heraus, erzeugt keine schädlichen Beiprodukte und lässt sich flexibel in Vorrichtungen verschiedener Größe einsetzen – vom heimischen Wasserhahn bis hin zu Industrieanlagen“, so Schäfer.

Originalpublikation:
Matteo Tagliavini, Peter Georg Weidler, Christian Njel, Julia Pohl; Dennis Richter, Bertram Böhringer, Andrea Iris Schäfer: Polymer-based spherical activated carbon – ultrafiltration (UF-PBSAC) for the adsorption of steroid hormones from water: material characteristics and process configuration. Water Research, 2020. DOI: 10.1016/j.watres.2020.116249
Abstract unter https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116249

Weiterer Kontakt:
Sandra Wiebe, Redakteurin/Pressereferentin, Tel.: +49 721 608-41172, E-Mail: sandra.wiebe@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

Neues Verfahren: Steroidhormone effizient aus Wasser entfernen
https://idw-online.de/de/attachment80628

Quelle: IDW

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Sicher musizieren in Zeiten von Corona

Claudia Weinreich Universitätskommunikation
Bauhaus-Universität Weimar

Seit dem 31. August sind Musik-und Theaterinszenierungen in Thüringen auch in Innenräumen wieder gestattet. Welche Hygieneschutzmaßnahmen bei Proben und öffentlichen Auftritten wirken, zeigt ein mehrstufiges Experiment der Professuren Bauphysik und Industriedesign an der Bauhaus-Universität Weimar in Kooperation mit der Thüringen Philharmonie Gotha-Eisenach sowie der Staatskapelle Weimar.

Das Singen sowie das Spielen von Blasinstrumenten stellt Musikerinnen und Musiker in Anbetracht der COVID-19-Pandemie vor große Herausforderungen: Um sich und andere zu schützen, gehören Desinfektion, häufiges Lüften und Abstand halten mittlerweile zu den Grundpfeilern eines jeden Hygienekonzeptes. Doch Musizieren mit Maske? Eine bedrückende Vorstellung, nicht nur für Konzertbesucherinnen und -besucher:

»Mund-Nasen-Bedeckungen helfen die Ausbreitung von infektiöser Atemluft zu mindern, beim Singen leidet jedoch die Klangqualität und für das Spielen von Blasinstrumenten sind diese gänzlich ungeeignet«, gibt Prof. Andreas Mühlenberend von der Professur Industriedesign an der Bauhaus-Universität Weimar zu bedenken. Um dennoch sicher zu musizieren, könnten spezielle Filter für Blechblasinstrumente sowie der »BauhausUniVisor«, beide unter seiner Leitung entwickelt und getestet, eingesetzt werden.

Den entscheidenden Impuls lieferte Prof. Gernot Süßmuth, Konzertmeister der Staatskapelle Weimar, der dringend nach einer praktikablen Lösung für das Problem suchte. Bereits vier Wochen später präsentierte Prof. Mühlenberend die ersten Prototypen: Die Filter bestehen aus herkömmlichem Zellstoff, welcher in eine wabenartige Form geschnitten und mit Hilfe von Klebeband vor dem Schallbecher des jeweiligen Blasinstrumentes bzw. vor dem Mundstück der Querflöte locker angebracht wird. Informationen und Schnittmuster stehen kostenfrei als Download zur Verfügung. Auch die Herstellungsanleitung des Visiers ist nach dem Prinzip des »Open Design« dank Prof. Jason M. Reizner (Bauhaus Form + Function Lab) über bffl.io frei verfügbar.

Luftausstoß reicht über einen Meter in den Raum
Die Wirksamkeit der prototypischen Filter sowie des »BauhausUniVisor« wurde zuvor in einem mehrstufigen Experiment an der Professur Bauphysik belegt: Mithilfe des Schlierenspiegels sowie des Background Oriented Schlieren (BOS) Verfahrens untersuchten die Weimarer Forscherinnen und Forscher, wie sich die Atemluft beim Singen und Musizieren – mit und ohne Maske bzw. Filter – ausbreitet. In Zusammenarbeit mit der Thüringen Philharmonie Gotha-Eisenach und der Staatskapelle Weimar wurden verschiedene Holz- und Blechblasinstrumente sowie der Gesang eines Baritons und einer Sopranistin getestet. Dabei zeigte sich: Wie stark sich die Atemluft ausbreitet, hängt nicht nur von der Art des Instruments, sondern zugleich von der individuellen Spiel- bzw. Gesangstechnik sowie den physischen Eigenschaften der Musikerinnen und Musiker ab. Bis zu maximal etwa 1,1 Meter weit reichte die Atemluft beim Musizieren in den Raum. Besonders ausgeprägt waren der Atemausstoß beim Spielen von Querflöte (über das Mundstück geblasene Luft), Klarinette (am Mundstück entweichende Nebenluft), Oboe und Fagott (Abatmen zwischen den Phrasen) sowie beim Singen.

Filter reduzieren Luftströmung beim Musizieren
Durch den Einsatz eines einfachen Filters wird die Reichweite der Atemluft, die beim Spielen der Instrumente weit in den Raum geführt wird, stark reduziert. Besonders deutlich war der Effekt beim Querflötenspiel zu beobachten: Mithilfe des Zellstofffilters konnte die über das Mundstück geblasene Luft von 100 auf weniger als 15 cm Reichweite reduziert werden ohne akustische Einbußen zu verzeichnen. »Auch beim Spielen der Blechblasinstrumente war durch den Gebrauch der Filter nahezu kein Unterschied in der Klangausformung zu hören, weshalb diese mindestens während der Proben zum Einsatz kommen könnten«, schlussfolgert Lia Becher von der Professur Bauphysik, welche die Experimente an der Bauhaus-Universität Weimar leitete.

Diese Filter seien jedoch nur bei Blechblasinstrumenten sinnvoll, da hier die gesamte Atemluft aus dem Schallbecher entweicht, so die Forscherin weiter. Beim Spielen von Holzblasinstrumenten tritt die Atemluft hingegen auch aus den Tonlöchern und teilweise am Mundstück aus. Eine Ausnahme zum Einsatz des Filters bildet die Querflöte, da bei dieser ein Großteil der Atemluft über das Mundstück geblasen wird. Der Filter kann hier am Kopfstück montiert werden, um die Ausbreitung der über die Anblaskante geblasenen Luft zu reduzieren.

Auch Mund-Nasen-Bedeckungen sowie der »BauhausUniVisor« hatten beim Singen nachweislich einen eindämmenden Effekt auf die ausgestoßene Atemluft. Allerdings wurde der Ton hierbei gedämpft, weshalb diese ausschließlich für Proben geeignet seien, lautet das Fazit des Experiments.

Über die Messverfahren
Die Schlierenverfahren (Schlierenspiegel und BOS) sind optische Methoden zur Visualisierung und Messung von Raumluftströmungen. Bei diesen Verfahren werden Dichteunterschiede in der Luft visualisiert, welche im Fall der Untersuchungen auf Unterschiede in Lufttemperatur, -druck oder -feuchte zurückzuführen sind. Zu beachten ist, dass mit den vorgestellten Schlierenverfahren keine Aussagen zur Verbreitung von Tröpfchen oder Aerosolen getroffen werden können. Die dargestellten Auswertungen können demnach nur herangezogen werden, um zu ermitteln, wie weit und in welchem Ausmaß die – möglicherweise infektiöse – Atemluft beim Singen und Spielen der Instrumente unmittelbar in den Raum transportiert wird. Weiterhin muss der Winkel berücksichtigt werden, in dem das jeweilige Instrument gespielt wird, um einschätzen zu können, in welche Richtung die Luft aus dem Schallbecher entweicht.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Andreas Mühlenberend, Bauhaus-Universität Weimar, Professur Industriedesign, E-Mail: andreas.muehlenberend@uni-weimar.de
Prof. Dr.-Ing. Conrad Völker, Bauhaus-Universität Weimar, Professur Bauphysik, E-Mail: conrad.voelker@uni-weimar.de

Originalpublikation:
https://www.uni-weimar.de/fileadmin/user/fak/bauing/professuren_institute/Bauphy…
https://www.uni-weimar.de/fileadmin/user/fak/bauing/professuren_institute/Bauphy…

Weitere Informationen:

https://vimeo.com/431505952
https://vimeo.com/445131873

Quelle: IDW

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EAST – AFNET 4 Studie: Frühe rhythmuserhaltende Therapie verbessert Aussichten bei Vorhofflimmern

Dr. Angelika Leute Geschäftsstelle
Kompetenznetz Vorhofflimmern e.V. (AFNET)

Patienten mit neu diagnostiziertem Vorhofflimmern profitieren von einer frühen rhythmuserhaltenden Therapie. Das hat die Studie EAST – AFNET 4 herausgefunden, in der 2789 Patienten behandelt und fünf Jahre lang beobachtet wurden. Eine frühe rhythmuserhaltende Therapie mit Antiarrhythmika und/oder Katheterablation reduzierte im Vergleich zur üblichen Behandlung kardiovaskuläre Todesfälle, Schlaganfälle und durch Verschlechterung einer Herzinsuffizienz oder akutes Koronarsyndrom bedingte Krankenhausaufenthalte. Die Studie wurde heute beim Kongress der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie (ESC) vorgestellt [1,2].

EAST – AFNET 4 ist eine europaweite klinische Studie, die vom Kompetenznetz Vorhofflimmern e.V. (AFNET) in Kooperation mit der Europäischen Rhythmologen-Vereinigung (EHRA) durchgeführt wurde. EAST steht für Early treatment of Atrial fibrillation for Stroke prevention, auf Deutsch: frühe Behandlung von Vorhofflimmern zur Verhinderung von Schlaganfällen.

Der wissenschaftliche Leiter der EAST – AFNET 4 Studie und Vorstandsvorsitzende des AFNET, Prof. Paulus Kirchhof, Universitäres Herzzentrum Hamburg und Universität Birmingham, fasst die wesentlichen Ergebnisse der Studie zusammen: „Eine rhythmuserhaltende Therapie, die zügig begonnen wurde, sobald Vorhofflimmern diagnostiziert wurde, reduzierte bei Patienten mit einem frühen Stadium von Vorhofflimmern kardiovaskuläre Folgen, ohne dass die Patienten mehr Zeit im Krankenhaus verbringen mussten, und ohne Sicherheitsbedenken. Diese Ergebnisse haben das Potential, die klinische Praxis grundlegend zu verändern, hin zum frühen Rhythmuserhalt zeitnah nach der Diagnosestellung Vorhofflimmern.“

Vorhofflimmern geht meist mit einem unregelmäßigen schnellen Herzschlag einher, und die Betroffenen haben ein erhöhtes Risiko für Schlaganfälle, weil während des Flimmerns Blutgerinnsel im Herzvorhof entstehen und mit dem Blutstrom ins Gehirn gelangen können. Patienten mit dieser Herzrhythmusstörung sterben häufig vorzeitig oder erleiden schwere Folgekrankheiten – sogar dann, wenn sie nach den aktuellen Leitlinien behandelt werden. Die heute übliche Therapie besteht im Wesentlichen aus Medikamenten zur Regulierung der Herzschlagfrequenz, um den Herzmuskel zu schützen, und zur Blutgerinnungshemmung (orale Antikoagulation), um das Schlaganfallrisiko zu senken. Rhythmusmedikamente (Antiarrhythmika) oder nichtmedikamentöse Maßnahmen (Katheterablation) zum Erhalt des normalen Sinusrhythmus kommen nur dann zum Einsatz, wenn der Patient unter besonders schweren Symptomen leidet. Die EAST – AFNET 4 Studie hat untersucht, ob eine rhythmuserhaltende Therapie mit Medikamenten und/oder einer Katheterablation, wenn sie frühzeitig nach der Diagnose Vorhofflimmern begonnen wird, die Aussichten der Patienten verbessert.

„Sogar mit oraler Antikoagulation und optimaler Frequenzregulierung kommen kardiovaskuläre Todesfälle, Schlaganfälle und Herzschwäche bei Patienten mit Vorhofflimmern häufig vor, insbesondere bei denjenigen, die an Begleiterkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems leiden.“ sagt Prof. John Camm, St. George’s Universität, London, Großbritannien, und Mitglied des wissenschaftlichen Leitungsgremiums der EAST – AFNET 4 Studie.

„Das Risiko für schwere kardiovaskuläre Komplikationen und Todesfälle ist bei Patienten mit Vorhofflimmern im ersten Jahr nach der Diagnose am höchsten. Das legt nahe, dass eine Therapie am meisten nützt, wenn sie möglichst früh stattfindet.“ erklärt Prof. Kirchhof. „Außerdem verursacht Vorhofflimmern schon nach wenigen Wochen Schäden am Herzvorhof. Eine frühzeitige rhythmuserhaltende Therapie könnte diese Schäden verhindern oder verringern und die Behandlung dadurch wirksamer machen.“

Das Kompetenznetz Vorhofflimmern hat die EAST – AFNET 4 Studie ins Leben gerufen und als Sponsor durchgeführt. Als wissenschaftliche Partner waren die European Heart Rhythm Association (EHRA) und das Deutsche Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) beteiligt. Finanzielle Unterstützung zur Durchführung der Studie wurden von der Deutschen Herzstiftung, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und den Firmen Sanofi und Abbott zur Verfügung gestellt.

Insgesamt 2789 Patienten mit frühem Vorhofflimmern (weniger als ein Jahr nach der ersten Diagnose) nahmen an der EAST – AFNET 4 Studie teil. Sie wurden von 2011 bis 2016 in 135 Kliniken und Praxen in elf europäischen Ländern in die Studie eingeschlossen. Die Studienteilnehmer wurden einer der beiden Behandlungsgruppen „früher Rhythmuserhalt“ oder „übliche Behandlung“ nach dem Zufallsprinzip zugeordnet (Randomisierung). Die Patienten in beiden Gruppen erhielten eine leitlinienkonforme Therapie, bestehend aus der Behandlung ihrer kardiovaskulären Begleiterkrankungen, Blutgerinnungshemmung und Frequenzregulierung.

Alle Patienten der Gruppe „früher Rhythmuserhalt“ erhielten nach der Randomisierung zusätzlich Antiarrhythmika oder eine Katheterablation. Sobald bei einem Patienten dieser Gruppe Vorhofflimmern erneut auftrat, wurde die Therapie mit eine intensiviert mit dem Ziel, den normalen Sinusrhythmus durch eine Katheterablation und/oder antiarrhythmische Medikamente wiederherzustellen und möglichst dauerhaft zu erhalten.

Patienten der Gruppe „übliche Behandlung“ erhielten nur dann eine rhythmuserhaltende Therapie, wenn diese notwendig war, um durch Vorhofflimmern verursachte Symptome zu bessern, die trotz leitlinienkonformer frequenzregulierender Behandlung auftraten.

Anhand der im Prüfplan festgelegten Studienendpunkte wurden das Auftreten von schweren Komplikationen und die Krankenhausaufenthalte der Patienten zwischen beiden Studiengruppen verglichen. Der erste primäre Endpunkt umfasst kardiovaskulären Tod, Schlaganfall und Krankenhausaufenthalte wegen Verschlechterung einer Herzschwäche oder akutem Koronarsyndrom. Der zweite primäre Endpunkt zählt die pro Jahr im Krankenhaus verbrachten Nächte. Der primäre Sicherheitsendpunkt umfasst Schlaganfall, Tod jeglicher Ursache sowie schwere Komplikationen der rhythmuserhaltenden Therapie.

Die Randomisierung der Studienteilnehmer in eine der beiden Studiengruppen erfolgte durchschnittlich 36 Tage nach der Erstdiagnose. Fast alle Teilnehmer der Gruppe „früher Rhythmuserhalt“ (95 Prozent) erhielten tatsächlich die vorgesehene Behandlung, bestehend aus einem Antiarrhythmikum oder Katheterablation. Nach zwei Jahren waren 65 Prozent der Patienten der Gruppe „früher Rhythmuserhalt“ immer noch unter rhythmuserhaltender Therapie, und 19,4 Prozent der Patienten hatten sich einer Ablation unterzogen. 85 Prozent der Teilnehmer der Gruppe „übliche Behandlung“ waren ohne rhythmuserhaltende Maßnahmen versorgt worden. Von den Teilnehmern der Gruppe „früher Rhythmuserhalt“ befanden sich 82 Prozent im Sinusrhythmus, während es in der Gruppe „übliche Behandlung“ nur 61 Prozent waren.

Durch die frühe rhythmuserhaltende Therapie wurde ungefähr jedes fünfte Endpunkt-Ereignis verhindert: Die Studienteilnehmer wurden im Mittel über 5,1 Jahre beobachtet. Innerhalb dieser Beobachtungszeit ereignete sich der primäre Studienendpunkt in der Gruppe „früher Rhythmuserhalt“ bei 249 Patienten und in der Gruppe „übliche Behandlung“ bei 316 Patienten. Schwere Komplikationen und Krankenhausaufenthalte wegen Verschlechterung einer Herzinsuffizienz oder wegen eines akuten Koronarsyndroms waren also unter früher rhythmuserhaltender Therapie seltener als unter der üblichen Behandlung. Die absolute Risikoreduktion mit früher rhythmuserhaltender Behandlung lag bei 1,1 Prozent pro Jahr.

Prof. Hein Heidbüchel, Universität Antwerpen, Belgien, und Präsident der European Heart Rhythm Association (EHRA), erläutert: „Der klinische Nutzen des frühen Rhythmuserhalts zeigt sich auch in Subgruppen, zum Beispiel wenn man ausschließlich asymptomatische Patienten betrachtet, oder Patienten, die bei Randomisierung im Sinusrhythmus waren, oder Patienten ohne Herzschwäche.“ In der Gruppe „früher Rhythmuserhalt“ traten im Vergleich zur Gruppe „übliche Behandlung“ alle Bestandteile des primären Endpunktes seltener auf, kardiovaskuläre Todesfälle und Schlaganfälle waren signifikant reduziert.

Hinsichtlich des zweiten primären Endpunkts gab es keinen Unterschied zwischen den beiden Gruppen: Die im Krankenhaus verbrachte Zeit war unabhängig von der Behandlungsgruppe.

Der primäre Sicherheitsendpunkt ergab in beiden Gruppen ähnliche Zahlen: 231 Ereignisse bei „frühem Rhythmuserhalt“ gegenüber 223 Ereignissen bei „üblicher Behandlung“. Während in der Gruppe „früher Rhythmuserhalt“ Komplikationen der rhythmuserhaltenden Therapie zwar unregelmäßig, aber häufiger vorkamen, waren Schlaganfälle und Todesfälle in dieser Gruppe seltener, so dass sich die Zahl der Ereignisse in beiden Behandlungsgruppen insgesamt in etwa die Waage hält. Dieses Ergebnis deckt sich mit Beobachtungen aus anderen aktuellen Studien zur rhythmuserhaltenden Therapie.

AFNET Vorstandsmitglied und EAST Sponsor-Vertreter Prof. Andreas Götte, Paderborn, bemerkt abschließend: „AFNET und EHRA haben EAST – AFNET 4 als große wissenschaftsinitiierte Studie europaweit durchgeführt. Der Erfolg dieser Studie zeigt, dass solche Studien ein wirkungsvolles Mittel sind, um die klinische Praxis zu verändern.“

Informationen zu EAST – AFNET 4
https://www.easttrial.org
Twitter @afnet_ev, hashtag #EASTtrial

Publikationen
[1] Kirchhof P, Breithardt G, Camm AJ, et al. Improving outcomes in patients with atrial fibrillation: rationale and design of the Early treatment of Atrial fibrillation for Stroke prevention Trial. Am Heart J. 2013;166:442-448. doi:10.1016/j.ahj.2013.05.015

[2] Kirchhof P, Camm AJ, Goette A, Brandes A, Eckardt L, Elvan A, Fetsch T, van Gelder IC, Haase D, Haegeli LM, Hamann F, Heidbüchel H, Hindricks G, Kautzner J, Kuck K-H, Mont L, Ng GA, Rekosz J, Schön N, Schotten U, Suling A, Taggeselle J, Themistoclakis S, Vettorazzi E, Vardas P, Wegscheider K, Willems S, Crijns HJGM, Breithardt G, for the EAST – AFNET 4 trial investigators. Early rhythm control therapy in patients with atrial fibrillation. New England Journal of Medicine. Epub 29 Aug 2020.
doi: 10.1056/NEJMoa2019422

Kompetenznetz Vorhofflimmern e.V. (AFNET)
Das Kompetenznetz Vorhofflimmern e.V. (AFNET) ist ein interdisziplinäres Forschungsnetz, in dem Wissenschaftler und Ärzte aus Kliniken und Praxen deutschlandweit zusammenarbeiten. Ziel des Netzwerks ist es, die Behandlung und Versorgung von Patienten mit Vorhofflimmern in Deutschland, Europa und den USA durch koordinierte Forschung zu verbessern. Dazu führt das Kompetenznetz Vorhofflimmern e.V. wissenschaftsinitiierte klinische Studien (investigator initiated trials = IIT) und Register auf nationaler und internationaler Ebene durch. Der Verein ist aus dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Kompetenznetz Vorhofflimmern hervorgegangen. Seit Januar 2015 werden einzelne Projekte und Infrastrukturen des AFNET vom Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (DZHK) gefördert.
https://www.kompetenznetz-vorhofflimmern.de

Kompetenznetz Vorhofflimmern e.V. (AFNET)
Mendelstraße 11
48149 Münster
Tel.: 0251 9801330
info@kompetenznetz-vorhofflimmern.de

Pressekontakt
Dr. Angelika Leute
Tel: 0202 2623395
a.leute@t-online.de

Originalpublikation:
Kirchhof P, Camm AJ, Goette A, Brandes A, Eckardt L, Elvan A, Fetsch T, van Gelder IC, Haase D, Haegeli LM, Hamann F, Heidbüchel H, Hindricks G, Kautzner J, Kuck K-H, Mont L, Ng GA, Rekosz J, Schön N, Schotten U, Suling A, Taggeselle J, Themistoclakis S, Vettorazzi E, Vardas P, Wegscheider K, Willems S, Crijns HJGM, Breithardt G, for the EAST – AFNET 4 trial investigators. Early rhythm control therapy in patients with atrial fibrillation. New England Journal of Medicine. Epub 29 Aug 2020.
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2019422

Weitere Informationen:

https://www.easttrial.org
https://www.kompetenznetz-vorhofflimmern.de
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2019422

Quelle: IDW

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Volle Kraft voraus: Startschuss für die Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg unter Beteiligung des CC4E der HAW Hamburg

Dr. Katharina Jeorgakopulos Presse und Kommunikation
Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

Für den Förderaufruf „Reallabore der Energiewende“ des Bundeswirtschaftsministeriums wurden im Juli 2019 insgesamt 20 Gewinnerprojekte bekannt gegeben – eines davon ist das Hamburger Verbundprojekt IW3 – Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg. Mitte August hat Staatssekretär Andreas Feicht den offiziellen Förderbescheid überreicht und damit den Startschuss für das Projekt gegeben. Das Team Wärme des CC4E ist mit einer Förderung von 1,7 Mio. Euro an diesem Projekt beteiligt.

Das Reallabor IW3 hat zum Ziel, in Hamburg-Wilhelmsburg eine nahezu emissionsfreie dezentrale Wärmeversorgung zu etablieren, die ohne fossile Energieträger auskommt und damit einen maßgeblichen Schritt zur Transformation eines urbanen Wärmenetzes zu schaffen. Nach der Übergabe des offiziellen Förderbescheides am 11. August kann das Projekt IW3 unter Konsortialführung von HAMBURG ENERGIE nun mit der Arbeit starten. Das Team Wärme des CC4E ist als Projektpartner und mit einer Förderung in Höhe von 1,7 Mio. Euro beteiligt.

Das Verbundprojekt IW3 – Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg gliedert sich in drei Teilvorhaben: IWU (Geothermische Nutzung des urbanen Untergrunds), IWS (Systemintegration) und IWM (Integrierter Wärmemarkt). Das CC4E arbeitet in mehreren Arbeitspaketen im Teilprojekt IWs mit und ist federführend für die Umsetzung des Teilprojektes IWM verantwortlich. Darin soll ein Wärmemarktplatz für Handels- und Vermarktungsmechanismen von grüner Wärme entwickelt werden. Den Abnehmern soll damit die Möglichkeit gegeben werden, zwischen verschiedenen Wärmeprodukten entscheiden zu können. Die Nachweisführung für die angebotene Wärme soll mittels BlockChain gewährleistet sein.

„Der Stadtteil Wilhelmsburg ist perfekt geeignet als Reallabor für die Wärmewende hin zu einer erneuerbaren Versorgung“, so Peter Lorenzen, Koordinator des Teams Wärme am CC4E. „Zum einen ist die räumliche Abgrenzung von Wilhelmsburg als Flussinsel für ein solches Vorhaben von Vorteil, zum anderen gibt es bereits bestehende Infrastruktur vor Ort, an die wir mit IW3 anknüpfen können. Unser Team war in den letzten Jahren an mehreren Wärmeprojekten in Wilhelmsburg beteiligt und wir freuen uns darauf, unser bestehendes Fachwissen nun auch in IW3 einbringen zu können.“

„Wir freuen uns sehr über die positive Rückmeldung und Förderung für unsere Arbeit, das spornt uns immer weiter an“, so Prof. Dr. Werner Beba, Leiter des CC4E der HAW Hamburg. „Dass wir an diesem Reallabor beteiligt sind zeigt, dass die HAW Hamburg eine der führenden Institutionen im EE-Bereich im Norden ist. Mit IW3 knüpfen wir an die Erfolgsgeschichte des CC4E an, die in den letzten Jahren mit zahlreichen Partnerschafen und Projekten, wie NEW 4.0 oder X-Energy, an Fahrt aufgenommen hat.“

KONTAKTE:
HAW Hamburg / CC4E
Elvira Hinz
Referentin für Öffentlichkeitsarbeit
T +49 40 428 75 5850
elvira.hinz@haw-hamburg.de

Dr. Katharina Jeorgakopulos,
Pressesprecherin und Pressereferentin
T +49 40 428 75 91 32
presse@haw-hamburg.de

Weitere Informationen:
https://www.haw-hamburg.de/cc4e/
https://www.hamburgenergie.de/ueber-uns/presse/pressemeldung/article/start-fuer-…

Quelle: IDW

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Eigene Gesundheitsdaten souverän handhaben

Axel Kölling Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik

Sportuhren, Fitness-Tracker und Smart Watches erfassen sensible persönliche Daten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Technologie-Zentrums Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universität Bremen beteiligen sich an einem Forschungsverbund, der neue Wege sucht, um Menschen den selbstbestimmten Umgang mit ihren digitalen Daten zu ermöglichen.

Die Vermessung der eigenen Gesundheit zählt aktuell zu den großen gesellschaftlichen Trends. Fitness-Tracker, Sportuhren und Smart Watches haben sich in den vergangenen Jahren stark verbreitet. Sie kombinieren Werte wie die Herzfrequenz, das Gewicht und verschiedene Bewegungsdaten, um den Anwendern bei der Führung eines gesunden Lebensstils zu helfen.

Diese Geräte – sogenannte Wearables – machen es ihren Nutzern jedoch oft schwer, die Verwendung ihrer Daten zu verstehen und die passenden Datenschutzeinstellungen vorzunehmen. Die Arbeitsgruppe Mensch-Technik-Interaktion vom Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universität Bremen entwickelt daher jetzt gemeinsam mit Partnern neue Technologien, die für Transparenz sorgen und einen souveränen Umgang mit den eigenen Daten ermöglichen sollen.

Endgeräte erlauben Zusammenführung von Daten in Nutzerprofilen
„Über die Selbst-Quantifizierung des persönlichen Verhaltens führen diverse Endgeräte und Plattformen persönliche Daten zusammen und bieten die Möglichkeit, ein komplexes Profil der Nutzenden und ihrer Umgebung zu erstellen“, erklärt Dr. Johannes Schöning, Professor für Mensch-Computer-Interaktion am TZI. „Bei den Daten, die durch Wearables erhobenen werden, handelt es sich oft um sensible biometrische Gesundheitsdaten, deren Weitergabe und Verarbeitung nicht im Nachhinein geändert werden kann. Entsprechend hoch ist der Bedarf an einer Grundlage für die erleichterte, reflektierte Entscheidungsfindung zur Verwendung dieser Daten.“

Es gibt bereits Bestrebungen, Einverständnis- und Datennutzungserklärungen statisch zu bebildern, um sie besser verständlich zu machen. Das Projekt InviDas (Interaktive, visuelle Datenräume zur souveränen, datenschutzrechtlichen Entscheidungsfindung) geht einen Schritt weiter und erforscht interaktive Darstellungen, um Einverständnis- und Datennutzungserklärungen verständlich und erlebbar zu machen. Dabei werden drei Methoden eingesetzt: Infografiken, Gamification (spielerisches Lernen) und In-Situ Visualisierung – letzteres beschreibt beispielsweise Infografiken, die mit Hilfe von Augmented Reality (erweiterte Realität) in den Raum projiziert werden, um Datenflüsse anschaulich darzustellen.

Im konkreten Anwendungsfall der Wearables soll unter Zuhilfenahme verschiedener Datenvisualisierungen auf einen Blick dargestellt werden, wie umfangreich ein Datenprofil der Person ist, welche Rückschlüsse beispielsweise auf Krankheiten gezogen werden können und welche Akteurinnen und Akteure auf bestimmte Daten zugreifen können. Bisher existieren solche Nutzerprofil-Repräsentationen nur in nüchterner Textform, was die Interaktionsmöglichkeiten begrenzt.

TZI mit zwei Projekten im BMBF-Förderprogramm vertreten
Die Arbeitsgruppe Mensch-Technik-Interaktion bringt in das Projekt die umfassende Erfahrung in der Gestaltung, Entwicklung und Evaluierung von Benutzerschnittstellen sowie in der Datenvisualisierung ein. Weitere Projektpartner sind die Gesellschaft für Informatik (Verbundkoordinator), die RWTH Aachen, die Garmin Würzburg GmbH, die Stiftung Digitale Chancen und die Otto-Friedrich-Universität Bamberg.

Das Projekt läuft bis April 2023 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms „Technik zum Menschen bringen“ mit insgesamt 1,82 Millionen Euro gefördert. Im gleichen Förderprogramm ist das TZI bereits mit dem Projekt „UsableSec@Home“ vertreten. Dort geht es um den Schutz vor Sicherheitslücken im Smart Home.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Johannes Schöning
Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI)
Universität Bremen
Telefon: +49 218-63591
E-Mail: schoening@uni-bremen.de

Weitere Informationen:
http://www.technik-zum-menschen-bringen.de/projekte/invidas Projektseite
http://www.tzi.de Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik
http://www.uni-bremen.de Universität Bremen

Quelle: IDW

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Bessere Sicht für Tauchbojen

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

Universität Oldenburg testet optische Messverfahren in neuem BMBF-Projekt

Ein globales Netzwerk autonomer Tauchbojen bekommt Verstärkung: Im Projekt DArgo2025, das Anfang August gestartet ist, bestücken Oldenburger Meeresforscher um Prof. Dr. Oliver Zielinski vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) sechs „Mini-U-Boote“, so genannte Argo-Floats, mit verschiedenen optischen Sensoren, um diese zu testen. Die Pilotstudie unter der Leitung des Bundesamts für Schifffahrt und Hydrographie (BSH) in Hamburg dauert noch bis Ende 2021, das Bundesforschungsministerium fördert den Anteil der Universität Oldenburg mit rund 965.000 Euro.

Die neuen Tauchbojen sollen einen Generationenwechsel im internationalen Forschungsprogramm Argo einleiten, das im Jahr 2000 begann und an dem mittlerweile mehr als 30 Staaten beteiligt sind. Argo umfasst eine Flotte von knapp 4.000 etwa zwei Meter langen Messrobotern, die autonom durch die Weltmeere driften, 160 davon stammen aus Deutschland. Alle Drifter treiben in einer Meerestiefe von 1.000 Metern mit der Strömung und sinken alle neun Tage auf 2.000 Meter ab. Von dort aus steigen sie zur Oberfläche auf und messen dabei Druck, Leitfähigkeit und Temperatur des Meerwassers. Anschließend senden sie die Messdaten und ihre jeweilige Position zu einem Satelliten. Die Argo-Floats sind meist rund vier Jahre im Meer unterwegs, bis ihre Batterien erschöpft sind. Die gewonnenen Daten sind frei zugänglich und dienen dazu, den klimatischen Zustand der Weltmeere zu bestimmen.

Nun werden die Kapazitäten der Mini-U-Boote erweitert. Ein Teil von ihnen liefert inzwischen auch Informationen über biologische und chemische Vorgänge im Meer. Diese sogenannten Biogeochemical Argo-Floats – abgekürzt: BGC-Floats – sind mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet. Daran, die Leistungsfähigkeit dieser Messfühler weiter zu verbessern, arbeitet auch das Team um den Meeresphysiker Zielinski im Oldenburger Teilprojekt. Die Forscher planen, sechs Floats mit optischen Sensoren zu bestücken, die das Unterwasserlichtfeld vermessen – also das Restlicht im Meer, das mit zunehmender Wassertiefe immer schwächer wird. „Momentan verfügen BGC-Floats üblicherweise über Messgeräte, so genannte Radiometer, die maximal vier verschiedene Wellenlängen des Lichtes registrieren können“, berichtet Zielinski. Schwerpunkt des ICBM-Projekts sei es, kommerziell verfügbare Radiometer zu testen, die Licht in bis zu 200 verschiedene Kanäle im ultravioletten und sichtbaren Bereich des Spektrums aufspalten und die jeweilige Lichtstärke messen können.

Mit solchen Messungen wollen Biologen in Zukunft Veränderungen im Unterwasserlichtfeld registrieren, die zum Beispiel im Wasser gelöste Stoffe hervorrufen: Bestimmte organische, aber auch anorganische Substanzen filtern sozusagen bestimmte Farben aus dem Licht heraus. Da das Unterwasserlichtfeld das Wachstum von Algen und damit auch die Lebensbedingungen von tierischem Plankton, Fischen und andere Lebewesen stark beeinflusst, lassen sich über die optischen Messungen wichtige Hinweise auf die biologischen Aktivitäten im Meer gewinnen.

Das Team will außerdem im Zentrum für Marine Sensorik (ZfMarS) am ICBM in Wilhelmshaven einen bio-optischen Kalibrier- und Qualitätssicherungsplatz einrichten. „Wir untersuchen, welche der von uns getesteten Sensoren die besten Ergebnisse liefern und inwieweit die Messungen verschiedener Sensoren vergleichbar sind“, sagt Zielinski. Die neuen Sensoren müssen über mehrere Jahre zuverlässige Ergebnisse liefern – trotz Wind und Wellen, Bewuchs, Korrosion und hohem Druck in der Tiefsee.

Zielinski und sein Team sind aktuell noch an zwei weiteren vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekten beteiligt. In den Vorhaben SpectralArgo-N und BGC-Argo-Next testen die Forscherinnen und Forscher ebenfalls neue optische Sensoren für die Argo-Flotte, darunter radiometrische, photometrische und fluorometrische Messgeräte. Daneben registrieren die von dem Team betreuten Floats noch weitere biogeochemische Daten, etwa den pH-Wert des Meerwassers, den Sauerstoffgehalt, das gelöste organische Material und den Chlorophyllgehalt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Oliver Zielinski, Tel.: 0441/798-3518, E-Mail: oliver.zielinski@uol.de

Weitere Informationen:

https://uol.de/icbm/msys

Quelle: IDW

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Bundesweite Umfrage: Corona-Warn-App

Marlon Taddigs Marketing und Kommunikation
OFFIS – Institut für Informatik

Die deutsche Corona-Warn-App steht seit Mitte Juni 2020 zum Download zur Verfügung. Über 17 Millionen Mal wurde sie bereits heruntergeladen. Nach anfangs hohen Downloadzahlen steigt diese Zahl jedoch nur noch langsam. Das Forschungsinstitut OFFIS möchte unter anderem ermitteln, warum Menschen die App nicht nutzen und von den Benutzer*innen wissen, wie ihnen die App im Umgang gefällt.

Der Forschungsbereich Gesundheit des niedersächsischen Informatikinstituts OFFIS hat eine aktuelle Umfrage zur Nutzung – oder auch Nichtnutzung – der deutschen Corona-Warn-App gestartet. Die Wissenschaftler*innen des Instituts arbeiten seit vielen Jahren an vielfältigen technischen Lösungen im Gesundheitsweisen. Ein großer Bereich sind dabei sogenannte intelligente Nutzungsschnittstellen, denn aus Sicht der OFFIS Forscher*innen sollen neuste Technologien möglichst leicht nutzbar sein.

Nach ihrem Start wurde die Corona-Warn-App, nach Angaben des RKI, in den ersten vier Tagen rund zehn Millionen Mal heruntergeladen, seitdem steigen die Downloadzahlen jedoch deutlich langsamer und liegen aktuell bei gut 17 Millionen. Diese Zahlen lassen jedoch keinen Rückschluss darauf zu, auf wie vielen Geräten die App tatsächlich reibungslos läuft. Die App könnte gar nicht erst in Betrieb genommen worden sein, sie könnte wieder deinstalliert worden sein oder das mobile Endgerät könnte zu alt sein – der wirkliche Nutzen ist derzeit schwer zu ermitteln. Und auch an die aktiven Nutzer*innen gibt es Fragen: Was sind die Beweggründe, die App zu nutzen? Führt die Nutzung der App gegebenenfalls sogar zu einem riskanteren Verhalten?

In der vor Kurzem gestarteten Onlineumfrage möchte das Informatikinstitut OFFIS diese Punkte hinterfragen. Erhofft wird eine möglichst breite, vielfältige Beteiligung an der Umfrage, um zu ermitteln, wie die Wahrnehmung und das Verhalten der Bevölkerung in der Öffentlichkeit durch die App in Bezug auf die Corona-Pandemie beeinflusst werden. So soll die Studie dazu beitragen, bestehende Bedenken gegen die App besser zu verstehen und abzubauen.

Die Onlinebefragung besteht aus einem Fragebogen, welcher sich in einen inhaltlichen und einen demografischen Teil gliedert. Die Umfrage ist selbstverständlich anonym. Es werden keine personenbezogenen Daten erhoben und es sind keine Rückschlüsse auf die Person möglich.

Die Befragung ist bis zum 30.09.2020 hier verfügbar: https:/bit.ly/corona-app-studie

Im Anschluss werden die Daten ausgewertet. Erste Ergebnisse werden die Forscher*innen bis Ende Oktober unter www.offis.de/corona-app-studie auch für die Öffentlichkeit zur Verfügung stellen.

Weiterführende Informationen
Umfrage: https://bit.ly/corona-app-studie
Weitere Informationen: www.offis.de/corona-app-studie

Wir untersuchen mit dieser Studie, inwiefern die offizielle Corona-Warn-App der Bundesregierung die Wahrnehmung und das Verhalten der Bevölkerung in der Öffentlichkeit in Bezug auf die Corona-Pandemie beeinflusst.

Die Onlinebefragung besteht aus einem Fragebogen, mit einem inhaltlichen und einem demografischen Teil. Das Ausfüllen sollte nicht länger als 20 Minuten dauern. Es werden keine personenbezogenen Daten erhoben, so dass keine Rückschlüsse auf die Person der Teilnehmenden möglich sind. Die Teilnahme an der Studie ist freiwillig. Die im Rahmen dieser Studie erhobenen Daten können zu weiteren Forschungszwecken an Dritte weitergegeben werden.

Die Erhebung der Daten erfolgt vollständig anonymisiert, d. h. an keiner Stelle werden Name oder andere identifizierende personenbezogene Daten erfragt bzw. gespeichert. Datensätze, aus deren Antworten die Identität des Teilnehmenden erkennbar ist, werden gelöscht. Es werden ausschließlich folgende Daten gespeichert: Antworten auf die Fragen, Datum und Uhrzeit der Beantwortung des Fragebogens. Die Daten werden ausschließlich auf Rechnern des OFFIS – Institut für Informatik in Oldenburg, Deutschland gespeichert.
Diese Studie wird im Rahmen des Projektes PANDIA durchgeführt, einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Forschungsprojekt (FKZ: 16SV8397). Die Studie ist unabhängig vom Robert-Koch-Institut, der SAP AG, und der Telekom.

Über: OFFIS – Institut für Informatik
OFFIS ist ein 1991 gegründetes, international ausgerichtetes, anwendungsorientiertes Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Informatik mit Sitz im niedersächsischen Oldenburg. In durchschnittlich 70 laufenden Projekten leistet OFFIS mit seinen über 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern aus rund 25 Nationen Forschung und prototypische Entwicklungsarbeit auf höchstem internationalem Niveau in den Forschungsbereichen Energie, Gesundheit, Produktion und Verkehr. Dabei kooperiert OFFIS mit weltweit über 700 Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft.

In allen Forschungsbereichen des OFFIS wirken unsere Wissenschaftler*innen mit in unterschiedlichsten Gremien, Ethik-Kommissionen, erarbeiten Studien, Roadmaps und geben Empfehlungen aus – auf nationaler und internationaler Ebene.
Der Forschungsbereich Gesundheit des OFFIS ist heute die größte außerklinische Gesundheitsinformatik in Deutschland und trägt maßgeblich zur Stärkung der Gesundheitswirtschaft im Nordwesten bei. Informationstechnologien für das Gesundheitswesen und die Medizin, wie das Epidemiologische Krebsregister Niedersachsen und die maßgebliche Beteiligung an der Entwicklung des internationalen medizinischen Bildkommunikationsstandards DICOM sind nur zwei der zahlreichen Beispiele für erfolgreiche Arbeiten des Bereichs.
www.offis.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Jochen Meyer, meyer@offis.de, 0441 / 972-185

Weitere Informationen:
http://www.offis.de/corona-app-studie

Quelle: IDW

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Gärrückstände aus Biogasanlagen optimal verwerten – Jetzt zur Online-Fachtagung am 15.9.2020 anmelden!

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

Die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) lädt am 15. September 2020 zur 4. Fachtagung „Pflanzenbauliche Verwertung von Gärrückständen aus Biogasanlagen“ ein. In diesem Jahr wird die Veranstaltung, die vom Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin als wissenschaftlicher Partner unterstützt wird, erstmals online ausgerichtet.

Um den steigenden Anforderungen an die Gärrestverwertung gerecht zu werden, die sich u. a. aus der Nitratrichtlinie, der Düngeverordnung sowie dem Klimaschutzplan ergeben, wächst der Bedarf an neuen Lösungen für Aufbereitung, Handling und bedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern und Gärprodukten. Längere Sperrfristen für die Ausbringung, die Begrenzung der Stickstoffgaben, die Reduzierung der Ammoniak- und Lachgasemissionen sowie die daraus resultierende notwendige Erweiterung der Lagerkapazitäten und die Abdeckung von Gärrestelagern gehören zu den wesentlichen Herausforderungen, denen sich Landwirte künftig stellen müssen.

Die 4. Fachtagung „Pflanzenbauliche Verwertung von Gärrückständen aus Biogasanlagen“ zeigt neue Erkenntnisse zur Aufbereitung und Nutzung von Gärresten im Einklang mit den rechtlichen Rahmenbedingungen auf. Dabei werden auch neue Forschungsansätze aus dem Förderaufruf „Nachhaltige Verwertung und Aufbereitung von Gärrückständen“ des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft vorgestellt.

Die Veranstaltung wird von einer Online-Posterausstellung begleitet. Das Programm sowie weitere Informationen zur Anmeldung und zur Tagung finden Sie auf unserer Veranstaltungswebsite https://veranstaltungen.fnr.de/gaerrestetagung-2020.

Ansprechpartner:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Jessica Hudde
Tel.: +49 3843 6930-206
E-Mail: j.hudde@fnr.de

Pressekontakt:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Nicole Paul
Tel.: +49 3843 6930-142
Mail: n.paul@fnr.de

Quelle: IDW

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TU Berlin: Coronavirus – Wissenschaftler*innen beantworten Fragen zu Aerosolen und richtigem Lüften von Innenräumen

Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin

Richtig lüften – aber wie?

Wissenschaftler*innen des Hermann-Rietschel-Instituts der TU Berlin beantworten die wichtigsten Fragen rund um die Belüftung von Innenräumen

Die Corona-Pandemie hält die Welt noch in Atem, gleichzeitig kehrt bei immer mehr Menschen in Deutschland wieder so etwas Ähnliches wie Alltag ein: Derzeit öffnen nach und nach die Schulen in Deutschland, immer mehr Personen arbeiten wieder in ihren Büros. Parallel zeichnet sich deutlich ab, dass die Virenverbreitung durch Aerosole in geschlossenen Räumen eine große Rolle zu spielen scheint. Die ersten Schulen mussten ihre Tore bereits wieder schließen. Ein regelmäßiger Luftaustausch kann dabei helfen, die Virusverbreitung in Räumen zu begrenzen.

Das Hermann-Rietschel-Institut der TU Berlin ist die weltweit älteste wissenschaftliche Einrichtung auf dem Gebiet der Heizung, Lüftung und Klimatisierung. Aufgabe der Wissenschaftler*innen ist es, die Bedingungen zu erforschen, die ein Raumklima schaffen, das die Grundbedürfnisse der Menschen nach Gesundheit, Sicherheit und Behaglichkeit befriedigt.

Prof. Dr. Martin Kriegel ist Leiter des Hermann-Rietschel-Instituts der TU Berlin und forscht bereits seit seiner Berufung im Jahr 2011 an der Ausbreitung von Aerosolen: „Entscheidend ist es, dass wir die bestehenden Regeln zum Lüften beachten. Sonderregeln sind derzeit noch nicht nötig.“ Doch wie lüftet man eigentlich richtig, damit es tatsächlich zu einem effektiven Luftaustausch kommt? Was passiert mit den Viren, die über Aerosole in die Raumluft gelangen, wie lange bleiben sie dort und wie verteilen sie sich? Können Luftfilter helfen?

„Je nach Raumsituation entstehen spezielle Raumluftströmungen. Die dadurch entstehende Aerosolverteilung, kann man am besten einschätzen, wenn einem die wissenschaftlichen Hintergründe klar sind“, weiß der Forscher. Zusammen mit seinem Team an der TU Berlin hat sich der Wissenschaftler darum bemüht, möglichst viele alltägliche Fragen rund um das Thema Aerosole und Belüftung zu sammeln und für die Öffentlichkeit verständlich zu beantworten.

Die vollständige Liste der Fragen und Antworten finden Sie hier:
https://www.tu.berlin/go10026/

Zu speziellen Themen in Bezug auf SARS-CoV-2 haben die Wissenschaftler*innen einen Blog erstellt, der laufend aktualisiert wird:
https://blogs.tu-berlin.de/hri_sars-cov-2/

Weiterführende Informationen zu den Forschungsaktivitäten und den Veröffentlichungen von Prof. Dr. Martin Kriegel und seinem Team finden Sie hier:
https://www.hri.tu-berlin.de/menue/research/publications_at_hri/
https://www.hri.tu-berlin.de/menue/research/

Weitere Informationen erteilen Ihnen gern:
Prof. Dr. Martin Kriegel
TU Berlin
Hermann-Rietschel-Institut
Tel.: 030 314-24170
E-Mail: Kontakt@hri.tu-berlin.de

Quelle: IDW

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Hitze und Starkregen – so passen sich Kommunen an den Klimawandel an

Christian Schlag Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR)

Deutschland kämpft immer mehr mit den Folgen des Klimawandels. Höhere Temperaturen, längere und intensivere Trockenperioden, feuchtere Winter und häufigere Wetterextreme wirken sich zunehmend auf unsere Kommunen aus. Ein Hintergrundpapier des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) zeigt, wie sie mit der Hitze umgehen und die Infrastruktur schützen können.

Deutschland kämpft immer mehr mit den Folgen des Klimawandels. Höhere Temperaturen, längere und intensivere Trockenperioden, feuchtere Winter und häufigere Wetterextreme wirken sich zunehmend auf unsere Kommunen aus. Ein Hintergrundpapier des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) zeigt, wie sie mit der Hitze umgehen und die Infrastruktur schützen können.

Städte heizen sich im Sommer stärker als das Umland auf und sind wegen ihrer dichten Bebauung anfälliger für Sturzfluten. Um Hitze zu reduzieren, müssen die Kommunen Parks, Gärten und kleinere Grünanlagen sichern und ausbauen. Die Grün- und Freiflächen kühlen in der Nacht sehr viel stärker ab als dicht bebaute Bereiche. Auch freie Flächen außerhalb der Stadt sind schützenswert: Kühlere Luft gelangt von hier in innere Stadtbereiche. Überdies senken verschattete Plätze und Wege die Temperaturen.

Bäume und Sträucher, die wenig Wasser benötigen, überstehen auch längere sommerliche Trockenperioden gut. Begrünte Dächer und Fassaden mildern Temperaturspitzen ab. Ein Schlüssel für kühlere Temperaturen sind helle Oberflächenmaterialien für Plätze, Wege und Straßen, Fassaden und Dächer. Sie reflektieren das Sonnenlicht und heizen sich nicht so stark auf.

Stadtgrün mindert nicht nur Hitze, sondern unterstützt auch die Vorsorge gegen Starkregen. Grüne Oasen sorgen dafür, dass große Regenmengen versickern können. Kommunen fördern diesen Effekt, wenn sie überbaute Flächen wie Zufahrten, Parkplätze, Gehwege oder Höfe entsiegeln, sie also wieder wasserdurchlässig machen. Eine wassersensible Stadtplanung orientiert sich am Prinzip der Schwammstadt: Wie bei einem Schwamm wird das Regenwasser in möglichst vielen Bereichen zurückgehalten und erst schrittweise an den Boden, die Kanalisation oder Gewässer abgegeben. Dies erfolgt beispielsweise über natürliche und künstlich angelegte Speicher wie Mulden, Rigolen oder bepflanzte Dächer. Hierdurch kann mehr Wasser verdunsten und zur Kühlung der Städte beitragen. Gleichzeitig wird die Neubildung von Grundwasser gefördert, die Kanalisation entlastet und das Risiko von Überflutungen reduziert.

Risikokarten helfen Kommunen dabei, solche Anpassungen zu planen. Die hoch aufgelösten Karten markieren Bereiche in der Stadt, die sich im Sommer besonders stark aufheizen oder starken Überflutungsrisiken ausgesetzt sind.

„Die Anpassung an die Folgen des Klimawandels ist eine Querschnittsaufgabe für die Städte. Viele Ämter beteiligen sich daran. Es gibt aber noch große Potenziale, um die Städte robuster gegenüber Klimarisiken zu machen“, sagt BBSR-Experte Fabian Dosch. „Stadtgrün mindert die Hitze und die Folgen von Starkregen – und macht unsere Städte schöner, gesünder und damit noch lebenswerter.“

Interessierte finden das Hintergrundpapier unter http://www.bbsr.bund.de. Die Website http://www.klimastadtraum.de bietet Studien und Handlungshilfen für Verantwortliche und Fachleute in Kommunen und Regionen, die Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel planen und umsetzen.

Download: http://www.bbsr.bund.de/BBSR/DE/startseite/topmeldungen/downloads/2020-hintergrundpapier-klimawandel.pdf

Kontakt
Christian Schlag
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR)
im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR)
Deichmanns Aue 31-37
53179 Bonn
Telefon: +49 228 99 401-1484
christian.schlag@bbr.bund.de

Bleiben Sie informiert und folgen Sie dem BBSR auf Twitter: http://www.twitter.com/bbsr_bund

Das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) berät als Ressortforschungseinrichtung die Bundesregierung bei Aufgaben der Stadt- und Raumentwicklung sowie des Wohnungs-, Immobilien- und Bauwesens.

Quelle: IDW

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Deutsches Hochwasserrisiko-Management ist nur selten naturbasiert

Meike Drießen Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

Die Folgen von Hochwasser lassen sich nicht nur mit Deichen, Poldern und Rückhaltebecken mindern: Auch naturbasierte Lösungen – englisch Nature-Based Solutions, kurz NBS – tragen zum Wasserrückhalt bei und schützen so vor seiner zerstörerischen Wirkung. Trotzdem machen sie nur neun Prozent der vorgeschlagenen Maßnahmen in Hochwasserrisiko-Managementplänen der Bundesländer aus. Das hat eine Analyse des Teams von Prof. Dr. Christian Albert, Inhaber des Lehrstuhls für Umweltanalyse und -planung in metropolitanen Räumen am Geographischen Institut der Ruhr-Universität Bochum (RUB), ergeben.

Das Team veröffentlichte die Ergebnisse in der Zeitschrift Environmental Science and Policy vom 16. Mai 2020.

Bessere Gewässerqualität und mehr Artenschutz
NBS können nicht nur vor Hochwasser schützen: Man hofft durch Maßnahmen wie die Renaturierung von Flussauen und die Wiederanbindung saisonaler Bäche auch, dass sich die Wasserqualität verbessert und man die Artenvielfalt fördern kann. Die europäische und deutsche Politik haben das Potenzial von NBS erkannt und in ihren Richtlinien verankert, etwa in der EU-Hochwasserrichtlinie.

Das Forschungsteam des Geographischen Instituts wollte wissen, inwieweit diese Maßgaben bereits in Hochwasserrisiko-Managementplänen der Behörden aufgegriffen werden, die für jedes Flusseinzugsgebiet erstellt werden müssen. Eine Dokumentenanalyse gab Aufschluss darüber, wie hoch jeweils der Anteil von NBS in Plänen ausgewählter Bundesländer ist. Außerdem wollten die Forscher ergründen, welche Faktoren den vorgefundenen Umfang erklären können.

19 Pläne wurden analysiert
„Für die Analyse haben wir Hessen, Niedersachsen und Sachsen ausgewählt, weil sich die drei Bundesländer wesentlich in ihrer Wasserwirtschaftsverwaltung, ihrer Form der Regionalplanung und Betroffenheit von vergangenen Hochwasserereignissen unterscheiden“, erklärt Erstautor Mario Brillinger. Die Dokumentenanalyse umfasste 19 Hochwasserrisiko-Managementpläne, die für 2012 bis 2015 erstellt worden waren.

Die Studie zeigt, dass NBS nur sehr selten in diesen Plänen aufgegriffen werden: Sie machen nur neun Prozent aller insgesamt 4.282 vorgeschlagenen Maßnahmen aus. Stark vertreten sind dagegen mit 45 Prozent Maßnahmen der Verhaltens- und Risikovorsorge wie die Förderung eines verstärkten Risikobewusstseins, die Aktualisierung von Alarm- und Einsatzplänen, das Katastrophenschutzmanagement oder die Veröffentlichung von Hochwassergefahrenkarten. Auch technische Schutzmaßnahmen sind mit rund 41 Prozent stark vertreten.

Hessen schlug die meisten NBS vor und bevorzugte dabei Renaturierungsmaßnahmen des Uferbereichs und Maßnahmen der Flussauenentwicklung. Niedersachsen zeigte die wenigsten NBS und präferierte dabei vor allem die Wiederherstellung von natürlichen Rückhalteflächen. In Sachsen konnten die Forscher relativ häufig den Rückbau von Wehren als NBS klassifizieren.

Der Bewertung der Maßnahmen mehr Daten zugrunde legen
„Darüber hinaus haben wir untersucht, welche Kriterien es begünstigen, dass NBS vorgeschlagen werden“, erklärt Christian Albert. In den analysierten Plänen wurden NBS dann stärker berücksichtigt, wenn es sich um kleinere Nebenflüsse und Situationen mit geringer Hochwassergefahr handelte. Auch hing die Berücksichtigung von NBS davon ab, wie die Verantwortlichen ihre Wirksamkeit und die zu erwartenden Kosten und Nutzen einschätzten. „Die zuständigen Personen vertrauten NBS in diesen Punkten offenbar weniger als anderen Maßnahmen“, berichtet Mario Brillinger. „Sie gingen häufiger davon aus, dass NBS mehr Planungs- und Verwaltungskosten verursachen und weniger wirksam sind als andere Schutzmaßnahmen.“

Das Forschungsteam schlägt vor, bei der Erstellung von Hochwasserrisiko-Managementplänen künftig Bewertungsmethoden anzuwenden, die auf den besten Daten über die vielfältigen Wirkungen von NBS und anderen Maßnahmen beruhen. Außerdem sollte man das lokale Wissen betroffener Akteure berücksichtigen. So könnten sich NBS künftig besser ins Hochwasserrisiko-Management einbeziehen lassen.

Originalveröffentlichung
Mario Brillinger, Alexandra Dehnhardt, Reimund Schwarze, Christian Albert: Exploring the uptake of nature-based measures in flood risk management: Evidence from German federal states, in: Environmental Science and Policy, 2020, DOI: 10.1016/j.envsci.2020.05.008

Pressekontakt
Prof. Dr. Christian Albert
Geographisches Institut
Fakultät für Geowissenschaften
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 19615

Mario Brillinger
Geographisches Institut
Fakultät für Geowissenschaften
Ruhr-Universität Bochum
E-Mail: mario.brillinger@rub.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christian Albert
Geographisches Institut
Fakultät für Geowissenschaften
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 19615

Mario Brillinger
Geographisches Institut
Fakultät für Geowissenschaften
Ruhr-Universität Bochum
E-Mail: mario.brillinger@rub.de

Originalpublikation:
Mario Brillinger, Alexandra Dehnhardt, Reimund Schwarze, Christian Albert: Exploring the uptake of nature-based measures in flood risk management: Evidence from German federal states, in: Environmental Science and Policy, 2020, DOI: 10.1016/j.envsci.2020.05.008

Weitere Informationen:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1462901119306690 – Link zum Originalpaper

Quelle: IDW

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Mundspülungen könnten Corona-Übertragungsrisiko senken

Dr. Julia Weiler Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

Sars-Cov-2-Viren lassen sich mit bestimmten handelsüblichen Mundspülungen inaktivieren. Das zeigten Virologinnen und Virologen der Ruhr-Universität Bochum gemeinsam mit Kollegen aus Jena, Ulm, Duisburg-Essen, Nürnberg und Bremen in Zellkulturexperimenten. Im Mund-Rachenraum von Covid-19-Patienten können zum Teil hohe Viruslasten nachgewiesen werden. Die Anwendung von Sars-Cov-2-wirksamen Mundspülungen könnte somit helfen, kurzzeitig die Viruslast und damit eventuell das Risiko einer Übertragung der Coronaviren zu senken. Dies könnte beispielsweise vor zahnärztlichen Behandlungen nützlich sein.

Mundspülungen eignen sich jedoch nicht, um eine Covid-19-Infektion zu behandeln oder um sich selbst vor einer Ansteckung mit dem Virus zu schützen.
Die Ergebnisse der Studie beschreibt das Team um Toni Meister, Prof. Dr. Stephanie Pfänder und Prof. Dr. Eike Steinmann aus der Bochumer Forschungsgruppe Molekulare und Medizinische Virologie im Journal of Infectious Diseases, online veröffentlicht am 29. Juli 2020. Eine Überprüfung der Laborergebnisse in klinischen Studien steht noch aus.

Acht Mundspülungen im Zellkulturtest
Die Forscherinnen und Forscher testeten acht Mundspülungen mit unterschiedlichen Inhaltsstoffen, die in Apotheken oder Drogeriemärkten in Deutschland erhältlich sind. Sie mischten jeweils die Mundspülung mit Viruspartikeln und einer Belastungssubstanz, die den Effekt des Speichels im Mund nachstellen sollte. Das Gemisch wurde dann für 30 Sekunden geschüttelt, um den Effekt des Gurgelns zu simulieren. Anschließend nutzten sie zur Bestimmung des Virustiters Vero-E6-Zellen, welche besonders empfänglich für Sars-Cov-2 sind. Zur Bewertung der Wirksamkeit behandelten die Forscherinnen und Forscher die eingesetzten Virussuspensionen vor Zugabe auf die Zellkultur parallel mit Zellkulturmedium anstatt Mundspülung.

Alle getesteten Präparate reduzierten den initialen Virustiter. Drei Mundspülungen verringerten ihn so weit, dass nach 30 Sekunden Einwirkung kein Virus mehr zu detektieren war. Ob dieser Effekt sich in der klinischen Praxis bestätigt und wie lange er anhält, muss in weiteren Studien untersucht werden.

Die Autorinnen und Autoren weisen darauf hin, dass Mundspülungen nicht zur Behandlung von Covid-19-Erkrankungen geeignet sind. „Das Gurgeln mit einer Mundspülung kann nicht die Produktion der Viren in den Zellen hemmen“, erklärt Toni Meister, „könnte aber die Viruslast kurzfristig dort senken, wo das größte Ansteckungspotenzial herkommt, nämlich im Mund-Rachen-Raum – und das könnte in bestimmten Situationen wie beim Zahnarzt oder der medizinischen Versorgung von Covid-19-Patienten nützlich sein.“

Klinische Studien in Arbeit
Die Bochumer Gruppe prüft die Möglichkeiten einer klinischen Studie zur Wirksamkeit von Mundspülungen auf Sars-Cov-2-Viren, in der die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler testen wollen, ob der Effekt auch bei Patienten nachweisbar ist und wie lange er anhält. Ähnliche Arbeiten laufen bereits in San Francisco; das Bochumer Team steht mit den US-amerikanischen Forscherinnen und Forschern dazu in Kontakt.

Förderung
Die Arbeiten wurden gefördert von der Europäischen Union im Rahmen des Horizon-2020-Programms (Grantnummer 101003555) sowie von der Stiftung Universitätsmedizin Essen.

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. Stephanie Pfänder
Abteilung Molekulare und Medizinische Virologie
Medizinische Fakultät
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 29278
E-Mail: stephanie.pfaender@rub.de

Toni Luise Meister
Abteilung Molekulare und Medizinische Virologie
Medizinische Fakultät
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 26465
E-Mail: toni.meister@rub.de

Originalpublikation:
Toni Luise Meister, Yannick Brüggemann, Daniel Todt, Carina Conzelmann, Janis A. Müller, Rüdiger Groß, Jan Münch, Adalbert Krawczyk, Jörg Steinmann, Jochen Steinmann, Stephanie Pfaender, Eike Steinmann: Virucidal efficacy of 1 different oral rinses against SARS-CoV-2, in: Journal of Infectious Diseases, 2020, DOI: 10.1093/infdis/jiaa471

Quelle: IDW

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Wo ist das Wasser während einer Dürre?

Nadja Neumann PR und Wissenstransfer
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Wenn bereits kaum Niederschlag fällt – wo und wie verteilt sich das wenige Wasser und welche Möglichkeiten gibt es, den Rückhalt im Boden und in der Landschaft zu verbessern? Dörthe Tetzlaff und ihr Team vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) haben herausgefunden, dass die Vegetation darauf einen großen Einfluss hat. Die Forschungsgruppe analysiert die Speicherung, Verteilung und Qualität des Wassers in der Landschaft. Am Beispiel des dürreempfindlichen Demnitzer Mühlenfließes in Brandenburg, einem Teileinzugsgebiet der Spree, quantifizierten sie die sichtbaren und unsichtbaren Wasserflüsse während und kurz nach der großen Trockenheit 2018.

Brandenburg ist mit einem Jahresniederschlag von nur 560 Litern pro Quadratmeter das niederschlagsärmste Bundesland. Im Jahr 2018 fielen sogar nur 390 Liter Wasser pro Quadratmeter, also ca. 40 Prozent weniger Niederschlag als gewöhnlich.
Schon unter „normalen“ klimatischen Bedingungen werden etwa 90 Prozent des Niederschlags wieder in die Atmosphäre abgegeben und fließen nicht in Grundwasser oder Flüssen ab. Die Grundwasserstände im Gebiet zeigen heute, dass die Defizite aus dem Jahr 2018 zwischen den Wachstumsperioden nicht ausgeglichen werden konnten.

Landmanagement von kritischer Bedeutung für Verteilung von Wasserressourcen:
Dörthe Tetzlaff ist Forscherin am IGB und Professorin für Ökohydrologie an der Humboldt-Universität zu Berlin. Sie und ihr Team untersuchten, wie sich der Zeitpunkt und der Prozess der Verdunstung und der Grundwasserneubildung unter verschiedenen Böden und Landnutzungen unterscheiden. „Aufgrund der aktuellen Klimakrise mit zunehmenden Dürren müssen wir wissen, wie viel Wasser verschiedene Pflanzen nutzen. Wir als Forschende fragen uns: Kann man über nachhaltige Landnutzung den Wasserverbrauch steuern und ganze Landschaften widerstandsfähiger gegenüber Klimaextremen gestalten? Diese Erkenntnisse sind die Basis, um die Bedarfe für die Lebensmittelproduktion und die Wasserversorgung erfüllen zu können“, erläutert Dörthe Tetzlaff ihre Motivation für ihr Forschungsthema.

Waldboden trockener als Grasland:
Das Team untersuchte im Demnitzer Mühlenfließ zwei Standorte mit regionaltypischen Landnutzungen: einen Mischwald mit sandigen Böden und einer tief wurzelnden Zone und Grünland mit lehmigeren Böden und einer flacher wurzelnden Zone. Der Waldboden war wesentlich trockener, was auf Eigenschaften von Boden und Pflanzen zurückzuführen ist.
So waren während der Dürre im obersten Meter des sandigen Bodens im Wald nur 37 Liter Wasser pro Quadratmeter und unter Grünland immerhin 146 Liter Wasser pro Quadratmeter vorhanden. Das Blätterdach des Waldes schirmte bereits einen Teil des Regens ab, der direkt von den Blättern verdunstete und den Boden nie erreichte. Zudem war der sandige Waldboden kaum in der Lage, Wasser zu speichern. Niederschläge drangen tiefer in den Boden ein, wurden allerdings während der Wachstumsperiode vor Erreichen des Grundwassers wieder von den Bäumen aufgenommen.
Unter der Grünlandfläche sickerte das Wasser kontinuierlich in Richtung Grundwasser. Der Boden konnte mehr Wasser speichern. Da die Pflanzen nur Wasser aus dem oberen Boden entnahmen führte dies zu „älterem“ Bodenwasser.

„Wir konnten zeigen, wie schlecht die Landschaften in Brandenburg in der Lage sind, Niederschlagswasser im Gebiet zu halten, um Perioden mit weniger Regen zu überbrücken. Die Landschaften und ihre Nutzungen, die wir untersucht haben, sind typisch für die Nordeuropäische Tiefebene. Es war erschreckend festzustellen, wie stark selbst ein natürlicher Mischwald unter der Dürre leidet. Für wirtschaftsorientierten Forst, mit im Bestand dominierenden Nadelbäumen, ist die Situation noch schlimmer. Tatsächlich ist das Baumsterben in Brandenburg mittlerweile offensichtlich“, sagt Lukas Kleine, Doktorand in Tetzlaffs Team.

„Wasser pflanzen“ – wie die Landwirtschaft die Forschungsergebnisse nutzt:
Die Forschenden arbeiten mit der Land- und Forstwirtschaft zusammen, um ihre Forschungsergebnisse in die Anwendung zu bringen. Einer ihrer wichtigsten Partner ist Benedikt Bösel. Dessen Betrieb „Gut & Bösel“ testet und entwickelt multifunktionale Landnutzungskonzepte der regenerativen Land- und Forstwirtschaft. Der Landwirt bestätigt die Beobachtungen der IGB-Forschenden: „Die Regeneration unserer Böden und der Bodengesundheit ist die größte und wichtigste Aufgabe unserer Generation. Dafür braucht es systemische Innovation, die uns hilft, die Ursachen unserer Probleme zu verändern anstatt nur die Symptome zu bekämpfen. Nur so können wir der Komplexität von Ökosystemen gerecht werden. Diese Lösungen versuchen wir u.a. basierend auf den Erkenntnissen des Teams von Frau Tetzlaff zu entwickeln“.

„Unsere Untersuchungen in unserem ökohydrologischen Feldlabor laufen nun seit 2018 kontinuierlich, und wir werden sie fortführen. Wir sehen, dass nach den weiteren Trockenzeiten in 2019 und bisher in 2020 die Grundwasserspiegel weiter sinken. Die Vegetation konnte sich trotz der wenigen Niederschläge in den Wintermonaten immer noch nicht erholen. Wir sind leider weit von „normalen“ Bedingungen entfernt. Um die Widerstandsfähigkeit der brandenburgischen Ökosysteme gegenüber Dürren und anderen Klimaveränderungen zu verbessern, müssen Maßnahmen umgesetzt werden, die die Grundwasserneubildung fördern und Böden schaffen, die mehr Wasser speichern können. Unsere Ergebnisse unterstreichen die zentrale Rolle der Vegetation in der Entwicklung solcher Strategien.“ fasst Dörthe Tetzlaff zusammen.

Hintergrundinfos:
Wasser in der Landschaft – blaues und grünes Wasser:

Forschende unterscheiden das sogenannte blaue Wasser, das Seen, Flüsse und das Grundwasser füllt und unmittelbar für die Wasserversorgung zur Verfügung steht; und das grüne Wasser, welches direkt von der Vegetation beeinflusst wird und durch Verdunstung und Transpiration nach der Aufnahme durch die Pflanzen in die Atmosphäre zurückgeführt wird. Dörthe Tetzlaff und ihr Team erforschen die Wechselwirkungen zwischen blauem und grünem Wasser. Dabei analysieren sie detailliert, was in der sogenannten kritischen Zone geschieht und welchen Einfluss die Vegetation auf den gesamten Wasserhaushalt hat.

Die kritische Zone – die dünne, dynamische und lebenserhaltenden Haut der Erde:
Die Erdschicht, die sich zwischen dem Kronendach, dem Boden und dem Grundwasser erstreckt, nennt sich kritische Zone. Sie war lange Zeit eine „Blackbox“; vor allem die Rolle der Pflanzen in der Aufteilung des Niederschlags wurde vernachlässigt, da die Wissenschaft sich stark auf die blauen Wasserflüsse konzentriert hat, die zur Grundwasserneubildung oder Abflussbildung beitragen.
In dieser Studie untersuchten die Forschenden die Wasserflüsse in der kritischen Zone mit sogenannten stabilen Isotopen im Wasser. Diese können als „Markierstoffe“ verwendet werden, um Fließwege, Alter und Herkunft von Wasser zu bestimmen. Für ein umfassendes Verständnis sind nämlich nicht nur die absoluten Wassermengen wichtig, die sich in der Landschaft bewegen, sondern auch, wie lange das Wasser vor Ort gespeichert wird und welche Fließwege es nimmt. Wenn diese Informationen mit Daten von Vegetationsdynamiken gekoppelt werden, können mathematische Modelle beispielsweise zeigen, woher, wann und in welcher Geschwindigkeit Pflanzen ihr Wasser beziehen (d.h. aus dem Grundwasser oder dem Bodenwasser).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dörthe Tetzlaff
Abteilungsleiterin „Ökohydrologie“
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
d.tetzlaf@igb-berlin.de
030/64181661

Lukas Kleine
Doktorand Abteilung „Ökohydrologie“
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
l.kleine@igb-berlin.de
030/64181666

Originalpublikation:

Kleine, L., Tetzlaff, D., Smith, A., Wang, H., and Soulsby, C. (2020): Using isotopes to understand evaporation, moisture stress and re-wetting in catchment forest and grassland soils of the summer drought of 2018, Hydrol. Earth Syst. Sci. 2020, https://doi.org/10.5194/hess-2020-81

Smith, A, Tetzlaff, D, Kleine, L, Maneta, MP, Soulsby, C. Isotope‐aided modelling of ecohydrologic fluxes and water ages under mixed land use in Central Europe: The 2018 drought and its recovery. Hydrological Processes. 2020; Volume34, Issue16, Pages 3406-3425. https://doi.org/10.1002/hyp.13838

Weitere Informationen:
https://www.igb-berlin.de/news/wo-ist-das-wasser-waehrend-einer-duerre

Quelle: IDW

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Die Überdüngung der Ostsee beenden: Wirken die Maßnahmen?

Dr. Barbara Hentzsch Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

In der Zeit von 1995 bis 2014 wurden im Bereich der westlichen Ostsee die Fluss-Einträge der beiden wichtigsten Treiber der Überdüngung, Stickstoff und Phosphor, beträchtlich reduziert. Aber zeigen diese Maßnahmen auch in der offenen Ostsee einen Effekt? Die Meereschemiker des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung fanden dort bislang keine deutlich erkennbaren Änderungen. In einer kürzlich veröffentlichten Studie berichten sie von einer Methode, mit der sie den Verbleib der Nährstoffe von den Flussmündungen in die Ostsee verfolgten. Sie zeigen: ja, die Reduktionen in den Flusseinträgen sind auch in der Ostsee feststellbar, aber sie werden durch Einträge aus anderen Quellen kompensiert.

Stellen wir uns die Ostsee als einen großen Topf Suppe vor, an der viele Köche mitgewirkt haben. Die Suppe ist verwürzt, aber welcher Koch ist dafür verantwortlich? Ist das Gewürz erst einmal im Topf, vermischt es sich mit allen Zutaten, so dass nicht mehr zu erkennen ist, wer der Übeltäter war. Vor diesem Problem stehen auch die Meereschemiker*innen des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde, wenn sie herausfinden wollen, ob Maßnahmen zur Reduktion von Nährstoffeinleitungen über die Flüsse in der offenen Ostsee nachweisbar sind. Insgesamt 40.000 Tonnen weniger Stickstoff und 1.000 Tonnen weniger Phosphor wurden von 1995 bis 2014 von den Anrainerstaaten in die westliche Ostsee eingeleitet. Die gemessenen Konzentrationen in der offenen Ostsee zeigen jedoch trotzdem keine Verbesserung.

Kürzlich wertete ein Team um den Warnemünder Meereschemiker Joachim Kuss erstmalig einen Datenschatz von über einer halben Millionen Daten aus, um der Wirkung der Reduktionsmaßnahmen auf die Spur zu kommen. Dabei machten sie sich den Umstand zunutze, dass die Flüsse im Meer letztlich doch ihre Spuren hinterlassen, in dem sie den Salzgehalt des Ostseewassers verringern. Erwartungsgemäß zeigte sich, dass die Konzentrationen der Nährstoffe im Allgemeinen mit zunehmender Entfernung von der Mündung und zunehmendem Salzgehalt abnahmen. Die große Datenmenge, die den Wissenschaftler*innen für den Zeitraum 1995 – 2016 zur Verfügung stand, ermöglichte es ihnen aber auch herauszuarbeiten, dass die Veränderungen des Verhältnisses von Nährstoff-Konzentration zum Salzgehalt auf der Strecke zwischen Küste und offener Ostsee nicht immer gleich blieben, sondern sich im Untersuchungszeitraum änderten: die Reduktion der Nährstoffe war jetzt zu erkennen!
Die angewandte Methodik enthüllte aber noch andere Zusammenhänge: während es eine besonders gute Korrelation zwischen dem Salzgehalt und den Stickstoffkomponenten gab, zeigte der Phosphorgehalt nur eine geringe Abhängigkeit von der Salinität. Dies untermauert, dass Stickstoff in bedeutender Weise an Flusswassereinträge geknüpft ist, wogegen Phosphor deutlich erkennbar auch aus anderen, Ostsee-internen Quellen stammt.
Um für die Phosphor-Komponenten, die ohne Zweifel auch in bedeutender Menge über Flüsse eingetragen werden, signifikante Informationen bezüglich der zeitlichen Abnahme zu bekommen und auch die Datenbasis für Stickstoff zu verbessern, wurden in Kooperation mit dem Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie, Mecklenburg-Vorpommern, und dem Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume, Schleswig-Holstein, die IOW-Datensätze um die aus dem küstennahen Bereich stammenden Messergebnisse der Landesämter erweitert.
Anhand dieses vergrößerten Datenpools ließen sich für die Übergangsregion zwischen Süß- und Salzwasser die Auswirkungen der vielfältigen Prozesse, die hier auf die Nährstoffe einwirken, gut herausarbeiten: Organismen nutzen die günstige Nährstoffsituation und bilden Blüten aus. Dadurch werden Nährstoffe dem Wasser entzogen und in organische Substanz umgewandelt. Die absterbende Blüte sinkt zum Meeresboden, wo sie von Mikroorganismen zersetzt wird. Diese leisten einen zwiespältigen Beitrag zur Nähstoffreduktion, denn sie wandeln reaktive Stickstoffkomponenten in inaktiven elementaren Stickstoff um. Für die Stickstoffbilanz eine wichtige positive Leistung, für die Phosphorbilanz kann das jedoch schädlich sein: Bei der Zersetzung der organischen Substanz wird Sauerstoff verbraucht. Wird das flache Wasser des Übergangsbereiches durch Wind und Wellen gut durchmischt, ist das unkritisch. In ruhigen Wetterlagen können sich am Boden jedoch „tote Zonen“ bilden. Dann werden Phosphor-Verbindungen, die unter guten Sauerstoffbedingungen im Sediment eingelagert werden, gelöst und erhöhen den Phosphoranteil im Wasser. „Gegenwärtig werden die Sauerstoffmangelsituationen in den Küstengewässern häufiger.“ erläutert Erstautor Joachim Kuss, „Dadurch erscheint die Phosphatbelastung der westlichen Ostsee zurzeit als das primäre Problem. Das darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass es auch die eingetragenen Stickstoffverbindungen sind, die letztlich zu Sauerstoffmangel und zur Reaktivierung alter Phosphorablagerungen am Meeresboden führen. Es besteht weiterhin Handlungsbedarf, um beide Nährstoffe zu reduzieren.“

Die vom IOW bereitgestellten Datensätze wurden im Rahmen des HELCOM-Monitorings im Auftrag des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie erhoben.

Das IOW ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft, zu der zurzeit 95 Forschungsinstitute und wissenschaftliche Infrastruktureinrichtungen für die Forschung gehören. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften. Bund und Länder fördern die Institute gemeinsam. Insgesamt beschäftigen die Leibniz-Institute etwa 19.100 MitarbeiterInnen, davon sind ca. 9.900 WissenschaftlerInnen. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,9 Mrd. Euro. www.leibniz-gemeinschaft.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Joachim Kuss | Tel.: +49 (0)381 5197 393 | joachim.kuss@io-warnemuende.de

Originalpublikation:
Kuss J, Nausch G, Engelke C, Weber M, Lutterbeck H, Naumann M, Waniek JJ and Schulz-Bull DE (2020) Changes of Nutrient Concentrations in the Western Baltic Sea in the Transition Between Inner Coastal Waters and the Central Basins: Time Series From 1995 to 2016 With Source Analysis. (Frontiers in Earth Science. 8:106. doi: 10.3389/feart.2020.00106 )

Quelle: IDW

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Überlastung der Sehnen im Sport – was ist zu tun?

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

Überlastungsbedingte Verletzungen von Sehnen sind typische Beschwerden von Sportlern jeden Alters und Leistungsanspruchs. Gerade die lasttragenden unteren Extremitäten, besonders die Achilles- und die Patellarsehne, sind bei vielen Aktivitäten und Sportarten für Tendinopathien anfällig. Doch was tun, wenn die Sehne durch Überlastung verletzt ist?

Von Tendinopathien spricht man, wenn eine schmerzhafte und in ihrer Funktion eingeschränkte Sehnenstruktur vorliegt. Sportler haben dabei erhebliche Einbußen ihrer Leistungsfähigkeit mit der potenziellen Gefahr eines Sehnenrisses. Gründe für Tendinopathien können eine eingeschränkte Stoffwechselaktivität des Sehnengewebes mit veränderter Kollagenzusammensetzung mit feinsten Rissen auf mikrostruktureller Ebene sein. Oder auch Entzündungsprozesse, die mit der Synthese und Interaktion proinflammatorischer Substanzen einhergehen.

Detaillierte Kenntnisse über die den Sehnenstoffwechsel beeinflussende Belastungsformen sind für Ärzte, Therapeuten und den Sportler deshalb unerlässlich.

Bekannte Trainingsparameter für Sportler sind die Intensität (Höhe und Richtung der mechanischen Belastungen), Umfang (Dauer der mechanischen Belastungen), Frequenz (Häufigkeit der mechanischen Belastung je Zeiteinheit), Regenerationszeiten sowie die Geschwindigkeit des mechanischen Kraftanstieges (Kraftanstiegsrate und Kraftimpuls).

Aus biomechanischer Sicht hat die Richtung der Krafteinwirkungen entscheidende Bedeutung. Axiale
Traktionsbelastungen (Zugbelastung) sind physiologischer mechanischer Natur für kraftübertragende Sehnen und daher ideal, um optimale, der Zugrichtung entsprechende Umbau- und Anpassungsprozesse auszulösen.

Verschiedene Therapien möglich
Die jeweilige Therapie muss immer individuell auf den Patienten zugeschnitten sein. Eckpfeiler sind
die Aufklärung des Patienten und die realistische Einschätzung der individuellen zeitlichen Ressourcen. Ein Trainingstagebuch mit der Vorgabe und Dokumentation von Therapie- und Trainingsmaßnahmen sowie der Veränderungen des Schmerzempfindens (z. B. visuelle Analogscala)
ist sinnvoll.

Priv.-Doz. Dr. med. Thilo Hotfiel, Orthopäde, Unfallchirurg und Vorstand in der GOTS erklärt: „Das ´exzentrische Training´ hat sich in einer Vielzahl hochqualitativer Studien als therapeutischer Goldstandard in der konservativen Behandlung der Achilles und Patellarsehnen-Tendinopathie etabliert. Für Anpassungen des Sehnengewebes ist allerdings die Höhe der einwirkenden Kräfte, die Geschwindigkeit und Qualität der Bewegungsausführung sowie deren Dauer bedeutsamer als die Kontraktionsform der mechanischen Spannung erzeugenden Muskulatur. Neben dem exzentrischen Krafttraining zeigen deshalb ebenso das isometrische, konzentrische und (Heavy) Slow Resistance Training gute klinische Ergebnisse.“

Die verschiedenen Trainingsformen sind in Abhängigkeit des Stadiums, der Lokalisation, der Belastungsfähigkeit und des Schmerzniveaus durchzuführen. Mit abnehmenden Beschwerden gilt es nach einer ersten Phase langsamer und besonders kontrollierten Übungen die Belastungen zu steigern und sowohl verstärkt schnellkräftige als auch sportspezifische Bewegungsmuster in das Trainingsprogramm zu integrieren.

Auch die extrakorporale Stoßwellentherapie (ESTW) zeigt bei einigen Tendinopathien positive Effekte. Bei Mid-Portion-Tendinopathien ist häufig eine Kombination von ESTW und exzentrischem Krafttraining wirksam.

Auf die peri- und peritendinöse Injektion von Glucocorticoiden (Cortisonpräparate) sollte bei Tendinopathien verzichtet werden.

Originalpublikation:
https://www.springermedizin.de/ueberlastungsbedingte-tendinopathien/18054106

Quelle: IDW

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Mit Biomarkern auf Zeitreise in Sachen „Blaualgen“: Ostsee-Sedimentarchive zeigen Auftreten und Häufigkeit seit 1860

Dr. Barbara Hentzsch Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Forschenden aus Warnemünde und dem kalifornischen La Jolla gelang es erstmals, mithilfe von Biomarkern und einem gut datierten Sedimentkern die Geschichte der Blaualgenblüten in der zentralen Ostsee über die letzten 160 Jahre zu rekonstruieren. So verlängerten sie den Zeitraum, für den bislang Informationen zur Häufigkeit der Blüten vorlagen, deutlich in die Vergangenheit hinein. In einem in der internationalen Fachzeitschrift Biogeosciences erschienenen Artikel diskutieren sie mögliche Ursachen für die erfassten Schwankungen. Für eine kausale Verbindung zur Überdüngung der Ostsee finden sie keine klaren Anzeichen, wohl aber zur Entwicklung der Sommertemperaturen des Oberflächenwassers.

Der Hochsommer ist ihre Zeit: Cyanobakterien – umgangssprachlich Blaualgen genannt – geht es im Zeitraum Juli/August, wenn nach der Hauptwachstumsphase nur noch wenig Nährstoffe im Oberflächenwasser sind, besonders gut. Dann kann ihr massenhaftes Auftreten nicht nur den Badespaß vermiesen, weil es das Wasser in eine gelbbraune Brühe verwandelt, diese Organismen schaden auch dem Ökosystem. Denn sterben die Algenmassen ab, so sinken sie auf den Meeresboden, wo bei ihrer Zersetzung Sauerstoff verbraucht wird. Die „toten Zonen“ am Boden der Ostseebecken breiten sich weiter aus. Den Ursachen der häufigen Blaualgenblüten versuchen die Meeresbiolog*innen am Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde seit Jahren auf den Grund zu kommen. Nun erhielten sie Unterstützung durch ihre Kolleg*innen aus der Sektion Marine Geologie.

Zum Einsatz kamen zwei Biomarker, die fast ausschließlich durch die in der Ostsee häufig vorkommenden Cyanobakterien Aphanizomenon sp. und Nodularia spumigena produziert werden. Sie heißen 6- und 7-Methylheptadecan (abgekürzt: 6+7Me-C17:0). Dabei handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, die die Cyanobakterien aus Fettsäuren herstellen. Sie haben die vorteilhaften Eigenschaften, sich auch innerhalb von Jahrtausenden nicht zu zersetzen und sich mit einem vertretbaren methodischen Aufwand in Sedimentproben detektieren zu lassen. So gelang es einem Team um den Warnemünder Meeresgeologen Jérôme Kaiser, innerhalb eines auf 160 Jahre datierten Sedimentkernes durchgehend Cyanobakterien nachzuweisen, bis 1920 aber in nur relativ geringer Häufigkeit. Danach wechselten sich Perioden mit hoher und niedriger Häufigkeit ab. Einen signifikanten Anstieg in den 1950er Jahren, als die Überdüngung der Ostsee erheblich zunahm, fanden sie nicht. Dafür zeigte sich aber eine Parallelität zur Entwicklung der sommerlichen Temperatur des Oberflächenwassers in der zentralen Ostsee. Gleichfalls scheinen zyklische Zirkulationsschwankung der Ozeanströmungen im Nordatlantik (60-90 Jahre) indirekt Einfluss zu nehmen.

Um die Aussagekraft der Biomarker zu beleuchten, werteten die Warnemünder frisch sedimentiertes Material einer Cyanobakterienblüte aus Sinkstofffallen der zentralen Ostsee im Hinblick auf ihren Gehalt an den Biomarkern im Verhältnis zu Menge und Masse der beprobten Cyanobakterien aus. Sinkstofffallen sind große trichterartige Gefäße, die am Meeresboden verankert und mit Auftriebskörpern aufrecht im Wasser gehalten werden. Sie sammeln alles, was in sie hineinfällt, getrennt nach einzelnen Wochen, in Auffangbehälter.

Die Biomarker-Daten, sowohl aus diesem Sinkstofffallenmaterial als auch aus dem Sedimentkern, verglich das Team mit den Angaben zum Aufkommen von Cyanobakterien aus Monitoring-Programmen und Satellitenbildern der letzten 35 Jahre. Sie wiesen nach, dass die Biomarker 6+7Me-C17:0 nicht nur generell die Anwesenheit von Cyanobakterien anzeigen, sondern darüber hinaus auch grobe Aussagen über die Mengen an Organismen zulassen, die die Biomarker produziert haben. Das gilt vor allem für die Spezies Nodularia spumigena, die in der zentralen Ostsee häufigste Cyanobakterien-Art.

Mit diesen Erkenntnissen wagten sich die Wissenschaftler*innen auch an einen 7.000 Jahre umfassenden Sedimentkern aus der Bottensee, einem Becken im Norden der Ostsee. Dieser Zeitabschnitt umfasst das mittlere und späte Holozän, eine warmzeitliche Epoche, die mit dem Ende der letzten Eiszeit begann. Für die heutige Klimaforschung ist sie besonders interessant, weil im Klimaoptimum des mittleren Holozäns die durchschnittlichen Temperaturen auf der Nordhemisphäre um 1-1.5 °C höher als heute waren. In einem entsprechenden Abschnitt des Bottensee-Sedimentkernes, war der Gehalt an 6+7Me-C17:0 bis zu 100mal höher als in der heutigen zentralen Ostsee. Das legt häufige und starke Cyanobakterienblüten nahe – dort, wo heute die Biomasse der Cyanobakterien-Blüten 4- bis 5-mal geringer ist als in der zentralen Ostsee – eine enorme Veränderung. „Die beiden Methylheptadekan-Biomarker sind für das gesamte Holozän einsetzbar,“ fasst Jérôme Kaiser die Ergebnisse zusammen. „Sie haben uns gezeigt, dass Cyanobakterien drastisch auf Klimaanomalien reagieren können. In Anbetracht der anhaltenden Erderwärmung sollten wir das im Blick behalten.“

Das IOW ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft, zu der zurzeit 95 Forschungsinstitute und wissenschaftliche Infrastruktureinrichtungen für die Forschung gehören. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften. Bund und Länder fördern die Institute gemeinsam. Insgesamt beschäftigen die Leibniz-Institute etwa 19.100 MitarbeiterInnen, davon sind ca. 9.900 WissenschaftlerInnen. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,9 Mrd. Euro. www.leibniz-gemeinschaft.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Jérôme Kaiser, IOW, Sektion Marine Geologie | Tel.: +49 (0)381 5197 3414 | jerome.kaiser@io-warnemuende.de
Dr. Anke Kremp, IOW, Sektion Biologische Meereskunde | Tel.: +49 (0)381 5197 270 | anke.kremp@io-warnemuende.de

Originalpublikation:
Kaiser, J., N. Wasmund, M. Kahru, A. K. Wittenborn, R. Hansen, K. Häusler, M. Moros, D. Schulz-Bull and H. W. Arz (2020). Reconstructing N2-fixing cyanobacterial blooms in the Baltic Sea beyond observations using 6- and 7-methylheptadecane in sediments as specific biomarkers. Biogeosciences 17: 2579-2591, doi: 10.5194/bg-17-2579-2020

Quelle: IDW

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Energieforschung für beste Spannung in den Stromnetzen

Sabine Recupero Öffentlichkeitsarbeit und Kommunikation
Gesellschaft für Energie und Klimaschutz Schleswig-Holstein GmbH

An einer Verbesserung der Spannungsqualität in den Stromnetzen arbeiten Forscher der FH Kiel und der CAU Kiel. In Kooperation mit einem Windenergiepark- und Umspannwerkbetreiber an der Westküste Schleswig-Holsteins werden bis Mai 2022 Feldversuche in einem Umspannwerk in Vollstedt, Kreis Nordfriesland, durchgeführt und ausgewertet. Das Projekt wird aus dem HWT-Programm der gemeinnützigen Gesellschaft für Energie und Klimaschutz Schleswig-Holstein GmbH (EKSH) mit 140.000 Euro gefördert.

EKSH-Geschäftsführer Stefan Sievers übergab die Förderzusage am Freitag in Vollstedt an Prof. Dr.-Ing. Hans-Jürgen Hinrichs, der die wissenschaftliche Projektleitung innehat. Der Forscher an der FH Kiel arbeitet in dem Projekt mit seinem CAU-Kollegen Prof. Dr.-Ing. Marco Liserre zusammen. Der Kooperationspartner Windenergieberatung (WEB) Andresen GmbH, Breklum, beteiligt sich mit rd. 18 Prozent an den Gesamtkosten des Projekts. Netzwerkpartner sind die M.O.E. Moeller Operating Engineering GmbH, Itzehoe, und das Kompetenzzentrum Erneuerbare Energien und Klimaschutz Schleswig-Holstein (EEK.SH) in Kiel.

Wie lassen sich zukünftig Windparks zur Erbringung von so genannten Systemdienstleistungen einsetzen? Diese Forschungsfrage ist für Schleswig-Holstein mit seiner hohen Dichte an Windenergieerzeugungsanlagen bedeutend. Sowohl Betreiber von Windparks als auch alle anderen an das Netz angeschlossenen Erzeuger- und Verbraucheranlagen könnten von einer besseren Spannungsqualität profitieren, da hierbei die Verluste in allen elektrischen Betriebsmitteln verkleinert werden und sich deren Lebensdauer verlängert. „Das neue Forschungsvorhaben ist geeignet, die Energiewende nachhaltig zu unterstützen. Uns hat das Projekt sowohl fachlich überzeugt, als auch darin, dass hier viele Fachleute hochschul- und unternehmensübergreifend eng zusammen arbeiten“, sagte Sievers.

Das HWT-Programm ist eine der Säulen der Tätigkeit der gemeinnützigen EKSH. Seit 2012 sind 47 Kooperationsprojekte von Wissenschaftlern mit Unternehmen mit einem Fördervolumen von rd. 7 Mio. Euro unterstützt worden. Aus dem Programm können Projekte der angewandten Forschung und Entwicklung und des Transfers wissenschaftlicher Erkenntnisse in die Praxis (Pilotprojekte) gefördert werden. Zum Fachgebiet Energie und Klimaschutz gehören insbesondere Fragestellungen wie Energieproduktion, Energieverbrauch und -effizienz sowie Energieversorgung und Energiewirtschaft. Zum 1. Oktober sind schleswig-holsteinische Hochschulen erneut aufgefordert, spannende Projekte einzureichen.

Im Juni hat die EKSH eine Broschüre „Energieforschung in Schleswig-Holstein – Kooperationsgeschichten“ herausgegeben, die weitere Beispiele für Kooperationsprojekte von Wissenschaftlern mit Unternehmen enthält.

Weitere Informationen:

http://www.eksh.org/projekte-foerderung/hwt-energie-und-klimaschutz/
http://www.energieforschung.sh
https://www.eksh.org/presse/pressebilder/ Pressebild vom Ortstermin

Quelle: IDW

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Technologien im Alltag von älteren Menschen

Sarah Blaß Kommunikation und Veranstaltungsmanagement
Frankfurt University of Applied Sciences

Prof. Dr. Barbara Klein von der Frankfurt UAS liefert gemeinsam mit Uni-Kollegen Expertise für den achten Altersbericht „Ältere Menschen und Digitalisierung“ des Bundesfamilienministeriums

In einer Bundespressekonferenz hat die Bundesministerin für Familie, Senioren, Frauen und Jugend, Dr. Franziska Giffey, kürzlich den achten Altersbericht „Ältere Menschen und Digitalisierung“ der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Digitalisierung bietet älteren Menschen viele Chancen, um möglichst lange ein selbständiges und eigenverantwortliches Leben führen zu können. Das ist eines der zentralen Ergebnisse des Berichts. Die Kommission hat zu verschiedenen Themen Expertisen eingeholt, deren Erkenntnisse in den Altersbericht eingeflossen sind. Prof. Dr. Barbara Klein von der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) hat zusammen mit Prof. Dr. Frank Oswald von der Frankfurter Goethe-Universität mit einer Expertise zu den „Möglichkeiten und Herausforderungen der Implementierung von Technologien im Alltag von älteren Menschen“ dazu beigetragen. Themen der Expertise waren unter anderem Robotik, assistive Technologien, digitale Gesundheitsanwendungen und technikgestützte Dienstleistungen für ein selbstständiges Leben.

Klein und Oswald geht es bei den Technologien mit denen sie sich befassten nicht um konkrete Produkte, sondern vielmehr um einen Einblick in die Strategien und Methoden zur Implementierung von digitalen Assistenzsystemen in verschiedenen alltagsrelevanten Lebenswelten älterer Menschen. Alltagsrelevante Lebenswelten umfassen dabei das private Wohnen von der eigenen Häuslichkeit bis zum Quartier mitsamt der pflegerischen und gesundheitlichen Versorgung sowie den Kontext von Dienstleistungen in der Altenhilfe. Die heutige Verbreitung technologischer Lösungen für ein selbstbestimmtes Leben im Alter zeigt zum einen das Implementierungspotenzial auf, weist aber auch auf weitere Handlungsbedarfe hin.

Prof. Dr. Barbara Klein ist Sprecherin des Forschungszentrums FUTURE AGING der Frankfurt UAS. Rund 20 Professorinnen und Professoren aus allen vier Fachbereichen der Frankfurt UAS haben an diesem Forschungszentrum die Möglichkeit, Erfahrungen und Expertise aus diesen einzubringen, um nutzungsfreundliche und soziotechnische Forschungs- und Entwicklungsthemen für das Wohnen und Arbeiten in einer älter werdenden Gesellschaft zu bearbeiten. Das Frankfurter Forum für Interdisziplinäre Alternsforschung der Goethe Universität, dessen Vorstandssprecher Prof. Dr. Frank Oswald ist, ist assoziiertes Mitglied des Zentrums.

Die Expertise kann unter folgendem Link https://www.achter-altersbericht.de/fileadmin/altersbericht/pdf/Expertisen/Exper… herunter geladen werden; eine Kurzfassung des Altersberichts ist hier abrufbar: https://www.achter-altersbericht.de/.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Frankfurt University of Applied Sciences, Fachbereich 4: Soziale Arbeit und Gesundheit, Prof. Dr. Barbara Klein, Telefon: +49 69 1533-2877, E-Mail: bklein@fb4.fra-uas.de

Weitere Informationen:

http://www.frankfurt-university.de/fb4

Quelle: IDW

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Neue Erkenntnisse zur Evolution von bakteriellen Antibiotikaresistenzen

Dr. Boris Pawlowski Presse, Kommunikation und Marketing
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Kieler Forschungsteam untersucht, wie sich die Antibiotikagabe auf die Mechanismen der von Plasmiden vermittelten Vererbung von Resistenzgenen auswirkt

Die Erbinformationen vieler Mikroorganismen, insbesondere der Bakterien, liegen zum Teil in sogenannten Plasmiden vor. Das sind genetische Elemente, die aus nur einem einzelnen DNA-Ring bestehen, nicht auf den Chromosomen vorliegen und sich eigenständig vervielfältigen können. Bakterien ist es dank solcher Plasmide möglich, Erbinformationen sehr schnell untereinander und auch über die Grenzen verschiedener Bakterienarten hinweg zu übertragen. Dieser als horizontaler Gentransfer bezeichnete Prozess ist zentral an der Evolution von Mikroorganismen beteiligt und hilft ihnen dabei, sich flexibel an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Insbesondere für bakterielle Krankheitserreger ist diese schnelle Anpassungsfähigkeit ein großer Vorteil.

Ein Forschungsteam vom Institut für Allgemeine Mikrobiologie an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) wies im vergangenen Jahr nach, dass Plasmide als häufige Träger von Resistenzgenen dauerhaft und auch ohne Selektionsdruck stabil in Bakterienzellen überdauern können. So können sie ein Reservoir für die Entwicklung von Resistenzen bilden, das schon bei einmaliger Antibiotikagabe zur Behandlungsunempfindlichkeit der nachfolgenden Bakteriengenerationen führen kann. In einer nun anschließenden Arbeit haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der CAU-Arbeitsgruppe Genomische Mikrobiologie um Professorin Tal Dagan untersucht, welche Wirkung die Antibiotikagabe wiederum auf die Stabilität der Plasmide in den Bakterienzellen und damit ihren evolutionären Erfolg ausübt. Sie stellten fest, dass der von den Antibiotika ausgehende Selektionsdruck nicht immer die stabile Plasmid-Vererbung fördert – obwohl die Plasmide für die Zelle vorteilhafte Resistenzgene tragen. Die Ergebnisse ihrer im Rahmen des Kiel Evolution Center (KEC) entstandenen Arbeit veröffentlichten die Forschenden gestern in der Fachzeitschrift Current Biology.

Plasmide und Bakterienzellen spielen nicht immer im selben Team
Das allgegenwärtige Vorkommen von Plasmiden in der Natur lässt zunächst vermuten, dass Plasmide eine stabile Vererbung entwickeln und langfristig beispielsweise in einer Bakterienpopulation erhalten bleiben – solange sie keinen negativen Einfluss auf die Fitness des Wirtslebewesens haben, etwa durch ihren Energiebedarf. Das Kieler Forschungsteam untersuchte daher, warum sich entgegen dieser Annahme nicht in allen Fällen eine Plasmid-Stabilität einstellt, obwohl ihre Anwesenheit unter Selektionsdruck vorteilhaft ist. Dazu kultivierten die Forschenden in Evolutionsexperimenten das Bakterium Escherichia coli jeweils mit und ohne Antibiotikagabe. So konnten sie überprüfen, wie sich im Vergleich die Anwesenheit der Plasmide über die Bakteriengenerationen entwickelte. „In Anwesenheit von Antibiotika muss jede Bakterienzelle eine Resistenz entwickeln, sonst stirbt sie. Daher überleben unter diesen Bedingungen alle Zellen, die ein Plasmid als Träger des Resistenzgens haben“, erklärt Erstautorin Dr. Tanita Wein, die kürzlich in Dagans Arbeitsgruppe promovierte. „Dabei ist es für die Bakterienzelle egal, in welchem Zustand sich das Plasmid befindet, und es überleben sowohl stabile als auch instabile Plasmid-Varianten“, so Wein weiter.

Dabei haben die Plasmide die Tendenz, sogenannte Multimere zu bilden, sich also aus mehreren einzelnen Plasmiden zu einer großen zusammenhängenden Struktur zusammenzuschließen. Wenn sich die Bakterienzelle anschließend teilt, geht das große Multimer mit dann mehreren Resistenzgenen nur in eine Tochterzelle über, die zweite neue Zelle erhält aber keines. Das dadurch wahrscheinlich verstärkte Plasmid mit seinen Resistenzgenen ist zwar für die Bakterienzelle von Vorteil, es wird dadurch allerdings auch instabil – denn ohne den Selektionsdruck eines Antibiotikums gehen die großen Multimere wieder verloren. Zusammenfassend bedeutet dies, dass die positive Selektion hinsichtlich der Antibiotikaresistenz zur Aufrechterhaltung von nicht-optimalen Plasmid-Varianten führt, die langfristig nicht stabil vererbt werden können.

Diese Vorgänge zeigen, dass die Bakterienzellen und die Plasmide im übertragenen Sinne kein gemeinsames Interesse haben. Die evolutionäre Selektion ihrer Eigenschaften findet auf unterschiedlichen Ebenen statt und dient nicht immer dem Vorteil beider Beteiligter, obwohl sie in einem gemeinsamen Organismus existieren. „Im konkreten Fall bedeutet dies, dass der durch das Plasmid vermittelte Vorteil für die Wirtszelle mit einem verringerten Erfolg für die Evolution der Plasmide einhergeht und die Interessen von Plasmid und Zelle in diesem Fall gegenläufig sind. Die Betrachtung von Plasmiden als sich autonom von ihren Wirtszellen entwickelnde Einheiten hilft also dabei, den Verlauf ihrer gemeinsamen Evolution besser zu verstehen“, erklärt Wein.

Besseres Verständnis der Resistenzevolution
Insgesamt könnten die neuen Kieler Forschungsergebnisse zu einem besseren Verständnis der Vererbungsprozesse bei Plasmiden und den damit verbundenen Konsequenzen für den Wirtsorganismus führen. „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass eher schnell veränderliche Bedingungen wie die abwechselnde An- und Abwesenheit von Antibiotika und nicht so sehr eine konstante Selektion der Schlüssel zur schnellen Anpassung der Plasmide sind“, betont Dagan. „Unsere Erkenntnisse könnten daher auch auf die Prozesse anwendbar sein, die bei Krankheitserregern zur Entstehung von Multiresistenzen gegenüber verschiedenen Wirkstoffen führen“, meint Dagan.

Über das KEC
Das Kiel Evolution Center (KEC) als interaktive Wissenschaftsplattform an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) setzt sich zum Ziel, Evolutionsforscherinnen und -forscher in der Region Kiel besser zu koordinieren. Daneben sollen unter dem Schlüsselbegriff „Translationale Evolutionsforschung“ gezielt Brücken zwischen Grundlagenforschung und Anwendung geschlagen werden. Neben der Förderung der Wissenschaft stehen ausdrücklich auch Lehre und Öffentlichkeitsarbeit im Fokus des Kiel Evolution Center. Daran beteiligt sind neben der CAU auch Forschende vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, dem Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön (MPI-EB) und dem Forschungszentrum Borstel (FZB), Leibniz-Zentrum für Medizin und Biowissenschaften.

Fotos stehen zum Download bereit:

https://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2019/190-wein-naturecomms-lab.jpg
Bildunterschrift: Dr. Tanita Wein, die Hauptautorin der Studie, hat kürzlich promoviert und arbeitet derzeit als Postdoktorandin in der Forschungsgruppe von Prof. Rotem Sorek am Weizmann Institute of Science in Israel.
© Institut für Allgemeine Mikrobiologie, CAU

Weitere Informationen:
AG Genomische Mikrobiologie,
Institut für Allgemeine Mikrobiologie, CAU Kiel:
https://www.mikrobio.uni-kiel.de/de/ag-dagan

Forschungszentrum „Kiel Evolution Center“, CAU Kiel:
http://www.kec.uni-kiel.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Tanita Wein
AG Genomische Mikrobiologie,
Institut für Allgemeine Mikrobiologie
E-Mail: twein@ifam.uni-kiel.de
Tel.: 0431-880-5743

Prof. Tal Dagan
Leiterin AG Genomische Mikrobiologie,
Institut für Allgemeine Mikrobiologie, CAU Kiel
E-Mail: tdagan@ifam.uni-kiel.de
Tel.: 0431-880-5712

Originalpublikation:

Tanita Wein, Yiqing Wang, Nils F. Hülter, Katrin Hammerschmidt, Tal Dagan (2020): Antibiotics interfere with the evolution of plasmid stability. Current Biology
First published on 13 August 2020
https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.07.019

Weitere Informationen:
https://www.mikrobio.uni-kiel.de/de/ag-dagan
http://www.kec.uni-kiel.de

Quelle: IDW

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Rätselhafte Verdunklung von Beteigeuze: Der Staub lichtet sich

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

Zwischen Oktober 2019 und Februar 2020 nahm die Helligkeit des Sterns Beteigeuze um mehr als das Dreifache ab. Neue Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops der NASA/ESA sowie des robotischen STELLA-Teleskops des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) liefern nun eine Erklärung für das Phänomen.

Beteigeuze strahlt als heller Stern im Sternbild Orion. Er gehört zur Klasse der Roten Überriesen und würde im Zentrum unseres Sonnensystems bis über die Jupiterbahn hinausreichen. Im Herbst 2019 begann eine plötzliche Verdunklung des Sterns, die zunächst mit Teleskopen und später sogar mit bloßem Auge von der Erde sichtbar wurde – und die Wissenschaft zunächst vor ein Rätsel stellte. Der Stern ist mit seiner Entfernung von etwa 725 Lichtjahren unserem Sonnensystem relativ nahe. Tatsächlich hat das Verdunklungsereignis damit um das Jahr 1300 stattgefunden, da sein Licht die Erde erst jetzt erreicht. Beteigeuze wird sein Leben in einer Supernova-Explosion beenden. Einige Astronomen glauben, dass die plötzliche Verdunklung einen Vorboten der Supernova darstellen könnte.

Dank neuer Beobachtungsdaten, die mit dem Hubble Space Teleskop entstanden sind, hat ein internationales Team nun eine Staubwolke als wahrscheinliche Ursache für die Verdunklung ausgemacht: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen davon aus, dass der Stern superheißes Plasma aus einer großen Konvektionszelle von der Sternoberfläche ausstieß, ähnlich wie aufsteigende heiße Blasen in kochendem Wasser, nur mehrere hundert Mal so groß wie unsere Sonne. Das Material gelangte dann durch die heiße Atmosphäre zu den kälteren äußeren Schichten des Sterns. Dort kühlte es ab und die so entstandene riesige Staubwolke blockierte ab Ende 2019 das Licht von etwa einem Viertel der Sternoberfläche. Im April 2020 hatte Beteigeuze seine normale Helligkeit wieder erreicht.
Die Hubble-Beobachtungen sind Teil einer dreijährigen Studie der Schwankungen in der äußeren Atmosphäre des Sterns. Die seither entstandene Zeitreihe liefert wichtige neue Hinweise auf den Mechanismus hinter der Verdunklung. Hubble beobachtete die Schichten über der Oberfläche des Sterns, die so heiß sind, dass sie hauptsächlich im ultravioletten Bereich des Spektrums leuchten.

In den Herbstmonaten 2019 spürte Hubble dichtes, heißes Material in der Atmosphäre des Sterns auf. „Mit Hubble sahen wir, wie das Material die sichtbare Oberfläche des Sterns verlässt und sich durch die Atmosphäre bewegt, bevor sich der Staub bildet, der den Stern zu verdunkeln scheint“, sagt die leitende Forscherin Andrea Dupree, stellvertretende Direktorin des Zentrums für Astrophysik | Harvard & Smithsonian. „Wir konnten den Effekt einer dichten, heißen Region im südöstlichen Teil des Sterns sehen, die sich nach außen bewegt. Dieses Material war zwei- bis viermal heller als die normale Helligkeit des Sterns. Und dann, etwa einen Monat später, verdunkelte sich die Südhalbkugel von Beteigeuze auffallend, als der Stern schwächer wurde. Wir halten es für möglich, dass eine dunkle Wolke aus dem von Hubble entdeckten Ausstoß resultierte.“

Von besonderer Bedeutung während der Zeit der großen Verdunklung waren Geschwindigkeitsmessungen der äußeren Schichten von Beteigeuze mit dem STELLA-Teleskop des AIP auf Teneriffa, dessen Beobachtungen die von Hubble ergänzen. „STELLA wurde zur Beobachtung einzelner Objekte über einen sehr langen Zeitraum – insbesondere magnetisch aktiver Sterne – konstruiert. Es eignet sich perfekt für die Beobachtung heller Sterne wie Beteigeuze. STELLA beobachtete den Stern bereits seit 2006 praktisch in jeder klaren Nacht“, erklärt Klaus Strassmeier, Co-Autor der Studie und Direktor am AIP.

Obwohl die Ursache des Ausbruchs nicht bekannt ist, hält es das Forschungsteam für wahrscheinlich, dass er mit dem Pulsationszyklus des Sterns zusammenhängt und dadurch begünstigt wurde. Dieser setzte sich während des gesamten Ereignisses normal fort. Die AIP-Wissenschaftler setzten STELLA ein, um Veränderungen in der Geschwindigkeit des Plasmas auf der Sternoberfläche zu messen, während es im Laufe des Pulsationszyklus auf- und abstieg. Als das heiße Material aufstieg, dehnte sich der Stern in seinem Zyklus zur gleichen Zeit aus. Die Pulsation, die sich von Beteigeuze nach außen hin ausbreitete, hat möglicherweise dazu beigetragen, das ausströmende Plasma durch die Atmosphäre zu treiben.

„Hätte ein großer und sehr kühler Sternfleck die Verdunklung verursacht, wären die Geschwindigkeiten des Plasmas nicht der Pulsation, sondern der Rotation des Sterns gefolgt. Diese ist übrigens sehr langsam und beträgt viele Jahre. Sie hätte daher nicht zeigen können, was STELLA beobachtete, und schon gar nicht eine Umkehrung der Geschwindigkeit des Plasmas, als der Stern am schwächsten war“, schließt Strassmeier.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Klaus Strassmeier, 0331 7499 295, kstrassmeier@aip.de

Originalpublikation:

Andrea K. Dupree, Klaus G. Strassmeier, Lynn D. Matthews, Han Uitenbroek, Thomas Calderwood, Thomas Granzer, Edward F. Guinan, Reimar Leike, Miguel Montargès, Anita M. S. Richards, Richard Wasatonic, and Michael Weber (2020): Spatially Resolved Ultraviolet Spectroscopy of the Great Dimming of Betelgeuse. The Astrophysical Journal, 899, 68
https://doi.org/10.3847/1538-4357/aba516

Weitere Informationen:
https://www.aip.de/de/aktuelles/scientific-highlights/raetselhafte-verdunklung-v…
https://hubblesite.org/contents/news-releases/2020/news-2020-44
https://www.spacetelescope.org/news/heic2014/
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/nasa-satellite-s-lone-view-of-betelgeu…
https://www.cfa.harvard.edu/news/2020-17

Quelle: IDW

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Hannoveraner Physikerteam entwickelt mobilen Schnelltest zur Erkennung von giftigen Blaualgen

Mechtild Freiin v. Münchhausen Referat für Kommunikation und Marketing
Leibniz Universität Hannover

Team der Leibniz Universität Hannover ist an einem Projekt beteiligt, das auf große finanzielle Einsparungen bei Wasseruntersuchungen zielt – profitieren sollen Wasserwerke, Kommunen und Badeseebetreiber

Verfärbt sich im Sommer das Wasser in Badeseen und Teichen grün, handelt es sich dabei oft um Cyanobakterien. Diese auch Blaualgen genannten Mikroorganismen können einige der gefährlichsten natürlich vorkommenden Gifte auf der Welt in sich tragen, die Cyanotoxine. Insbesondere Kinder, aber auch Wassersportler und Hunde sind durch sie gefährdet. Denn das Verschlucken oder der Hautkontakt mit den Blaualgen kann unter anderem zu Haut- und Schleimhautreizungen, Durchfall oder Fieber führen. Deswegen werden befallene Gewässer regelmäßig gesperrt. Um Gewässer sicherer zu machen, will das neue Verbundforschungsprojekt „CyanoBakterien und -toxin Erfassung (CyBER)“ in den nächsten drei Jahren einen mobilen Schnelltest zum Erkennen der giftigen Blaualgen entwickeln.

Wissenschaftlicher Partner des Projektes ist das HOT – das Hannoversche Zentrum für Optische Technologien – an der Leibniz Universität Hannover unter Geschäftsführer Prof. Dr. Bernhard Roth, der auch die Arbeitsgruppe F1 – Präzisionsmesswesen (Metrologie) im Exzellenzcluster PhoenixD (Photonics, Optics, and Engineering – Innovation Across Disciplines) leitet: „In diesem Projekt übertragen wir in der Grundlagenforschung entwickelte optische Technologien in die Praxis und ermöglichen so innovative und präzise Messtechnik“, sagt Roth. „Langfristig möchten wir solche komplexen Systeme mittels additiver Fertigung, also zum Beispiel 3D-Druck, realisieren, sie mit künstlicher Intelligenz ausstatten und für die breite Nutzung verfügbar machen. Das passt sehr gut zu unserem Exzellenzcluster PhoenixD, der die Grundlagen für die digitale, individualisierte Optik-Produktion der Zukunft erforscht.“

Das Umweltanalytikunternehmen bbe Moldaenke aus Schwentinental bei Kiel koordiniert das Verbundprojekt, dem auch das Institut für Hygiene und Umwelt in Hamburg, das die Wasserressourcen in der Region überwacht, sowie der Messgerätehersteller ADM aus Krems II bei Bad Segeberg, angehören. Finanziert wird das Projekt durch die Förderinitiative „KMU-innovativ: Photonik und Quantentechnologie“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.

Technisch wollen die Forschenden mehrere optische Technologien miteinander kombinieren: Fluoreszenzdetektion, Holographie und Ramanspektroskopie. So können die chemische Zusammensetzung der Stoffe auf molekularer Ebene erkannt sowie Form und Lage der Objekte bestimmt werden. Die Wasserproben werden kontaktlos und präparationsfrei nur mittels optischer Verfahren untersucht. Das geplante Verfahren wird auch bereits gebildete, aber noch nicht freigesetzte Cyanotoxine erkennen sowie nicht giftige, aber zur späteren Giftbildung fähige Cyanobakterien erfassen. „Mit dieser Innovation wird es möglich sein, potenziell gefährdete Gewässerbereiche effektiv zu überwachen“, sagt Christoph Wetzel, Doktorand und Wissenschaftlicher Mitarbeiter am HOT. „Unser Verfahren bedeutet eine deutliche Verbesserung gegenüber dem aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik“, sagt Dr. Ann-Kathrin Kniggendorf, in deren Gruppe am HOT die Forschungsarbeiten durchgeführt werden.

Dr. Regine Redelstein, Leiterin des Referats Aquatische Biologie und Ökotoxikologie am Institut für Hygiene und Umwelt in Hamburg, sagt: „Mit der Technik kann bereits vor Ort das Gefährdungspotential einer Cyanobakterienblüte bewertet werden, sodass schneller als bisher Entscheidungen über die Sperrung eines Gewässers getroffen werden können. Das wäre in Hamburg unter anderem vor Großveranstaltungen, wie zum Beispiel dem jährlich stattfindenden Iron Man oder Triathlon, bei denen in der Alster geschwommen wird, von großer Bedeutung.“

„Das Projekt bedeutet für meine Firma bbe nicht nur einen optischen Quantensprung“, sagt Christian Moldaenke, Geschäftsführer von bbe Moldaenke, „sondern auch einen ökologischen und wirtschaftlichen. Die Überwachung und Sicherung von Badegewässern und Trinkwasser kann extrem verdichtet stattfinden, der Einzeltest wird nur noch für einen Bruchteil der bisherigen Kosten durchführbar sein.“ Zumal für die Anwendung kein Fachpersonal nötig sein wird. Großes Marktpotenzial sieht das Team nicht nur bei Aufsichtsbehörden und Trinkwasserversorgern, sondern auch bei Aquakulturbetreibern, Fischern und Betreibern von Badeseen.

Der Exzellenzcluster PhoenixD
Im Exzellenzcluster PhoenixD der Leibniz Universität Hannover forschen mehr als 100 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Fachdisziplinen Physik, Maschinenbau, Elektrotechnik, Chemie, Informatik und Mathematik fachübergreifend zusammen. Der Cluster lotet die Möglichkeiten aus, die sich durch die Digitalisierung für neuartige optische Systeme sowie ihre Fertigung und Anwendung ergeben. In den Jahren 2019 bis 2025 wird der Cluster mit rund 52 Millionen Euro vom Bund und dem Land Niedersachsen über die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Kooperationseinrichtungen des Clusters sind die Technische Universität Braunschweig, das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), die Physikalisch-Technische Bundesanstalt und das Laser Zentrum Hannover e.V.

Hinweis an die Redaktion:
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stehen für Interviews zur Verfügung. Bitte wenden Sie sich an:

Prof. Dr. Bernhard Wilhelm Roth, Leiter der Task Group F1 – Precision Metrology im Cluster PhoenixD und Geschäftsführer des HOT – Hannoversches Zentrum für Optische Technologien, Telefon +49 511 762 17907, E-Mail: bernhard.roth@hot.uni-hannover.de

Quelle: IDW

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Wirkungsmechanismen von Antibiotikakombinationen entdeckt

Gabriele Meseg-Rutzen Presse und Kommunikation
Universität zu Köln

Bildung und Auflösung von Rückstaus bei der Übersetzung der DNA-Sequenz verursacht Wechselwirkungen zwischen Antibiotika.

Es ist meist schwer vorhersehbar, wie Arzneimittel wirken, wenn sie miteinander kombiniert werden. Manchmal verstärken zum Beispiel zwei Antibiotika ihre Wirkung und hemmen das Wachstum von Bakterien stärker als erwartet; in anderen Fällen ist die gemeinsame Wirkung schwächer. Da es sehr viele verschiedene Möglichkeiten gibt, Medikamente wie Antibiotika miteinander zu kombinieren, ist es wichtig, die Wirkung solcher Arzneimittelkombinationen vorhersagen zu können. Eine neue Arbeit zeigt jetzt, dass solche Vorhersagen für Kombinationen bestimmter Antibiotika oft möglich sind, indem der Wirkungsmechanismus der einzelnen Antibiotika quantitativ charakterisiert wird. Das ist das Ergebnis einer gemeinsamen Studie von Professor Tobias Bollenbach von der Universität zu Köln mit Professor Gašper Tkacik und dem Doktoranden Bor Kavcic vom Institute of Science and Technology Austria, deren Ergebnisse jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications unter dem Titel „Mechanisms of drug interactions between translation-inhibiting antibiotics“ veröffentlicht wurden.

„Wir wollten untersuchen, wie Antibiotika, die die Proteinsynthese in Bakterien hemmen, in Kombination miteinander wirken und diese Effekte soweit wie möglich mit mathematischen Modellen vorhersagen“, erklärt Bollenbach. Als Leiter der Arbeitsgruppe „Biologische Physik und Systembiologie“ erforscht er an der Universität zu Köln unter anderem, wie Zellen auf Kombinationen von Medikamenten und anderen Signalen reagieren.

Bakterielle Ribosomen sind in der Lage, schrittweise die DNA-Sequenz in die Aminosäuresequenz von Proteinen zu übersetzen (Translation). Viele Antibiotika setzen an diesem Punkt an und hemmen die Translation. Dabei blockieren verschiedene Antibiotika gezielt unterschiedliche Schritte des Translationszyklus. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass die Wechselwirkungen zwischen den Antibiotika durch Engpässe im Translationszyklus verursacht werden. Dieser Effekt führt unter anderem dazu, dass eine Kombination von Antibiotika, die den Anfang und die Mitte des Translationszyklus hemmen, sich stark in ihrer Wirkung abschwächt.

Um die zugrundeliegenden Mechanismen der Arzneimittelwechselwirkungen zu klären, erzeugten die Wissenschaftler künstliche Translationsengpässe, die die Wirkung bestimmter Antibiotika genetisch nachahmen. Befindet sich ein solcher Engpass in der Mitte des Translationszyklus, bildet sich ein Rückstau von Ribosomen, der sich durch Einführen eines weiteren Engpasses am Anfang des Translationszyklus wieder auflöst. Durch eine Kombination von theoretischen Modellen aus der statistischen Physik und Experimenten konnten die Wissenschaftler zeigen, dass dieser Effekt die Arzneimittelwechselwirkung zwischen Antibiotika, die diese Translationsschritte blockieren, erklärt.

Tobias Bollenbach ordnet die Ergebnisse ein: „Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass ein quantitatives Verständnis der Wirkung einzelner Antibiotika Vorhersagen über die Wirkung von Antibiotikakombinationen ermöglicht, ohne dass alle möglichen Kombinationen per Trial-and-Error durchprobiert werden müssen. Diese Erkenntnis ist wichtig, weil der gleiche Ansatz langfristig auf andere Medikamente angewendet werden kann und so die Entwicklung neuer, besonders wirkungsvoller Arzneimittelkombinationen ermöglichen kann.“

Inhaltlicher Kontakt:
Professor Dr. Tobias Bollenbach
Institut für Biologische Physik
+49 221 470 1621
t.bollenbach@uni-koeln.de

Presse und Kommunikation:
Sarah Brender
+49 221 470-1700
s.brender@verw.uni-koeln.de

Zur Veröffentlichung:
https://www.nature.com/articles/s41467-020-17734-z

Quelle: IDW

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Blaulichtschalter aus Algen steuert elektrische Erregung von Pflanzen

Robert Emmerich Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Wie entstehen elektrische Impulse in höheren Pflanzen, welche molekularen Grundlagen haben sie? Das lässt sich jetzt erstmals nicht-invasiv untersuchen. Die neue Methodik ist im Fachjournal PNAS veröffentlicht.

Biologische Techniken zur Steuerung zellulärer Prozesse mit Hilfe von Licht werden unter dem Begriff Optogenetik zusammengefasst. Einem internationalen Forschungsteam unter Federführung der Würzburger Pflanzenwissenschaftler Rainer Hedrich, Georg Nagel und Dirk Becker ist es gelungen, diese Methode auf höhere Pflanzen anzuwenden: Durch Lichtimpulse lassen sich nun elektrische Erregungen in Pflanzen auslösen.

„Mit diesem Werkzeug können wir erstmals nicht-invasiv untersuchen, wie elektrisch basierte zelluläre Kommunikationswege in Pflanzen auf molekularer Ebene funktionieren und wie die Pflanze diese elektrischen Signale nutzt, um auf extreme Temperaturschwankungen, Insektenbefall oder andere Stressfaktoren zu reagieren“, sagt Dirk Becker.

Sind Pflanzen gestresst, senden sie weitreichende elektrische Signale aus, sogenannte Membranpotentialwellen. Damit übertragen sie Informationen schnell und präzise über weite Strecken, obwohl sie weder ein Gehirn noch Nervenzellen besitzen. Welche molekularen Mechanismen dabei ablaufen, ist weitgehend unbekannt. Neue Einblicke in diese komplexen Vorgänge liefert das Forschungsteam in der renommierten Fachzeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences USA).

Algen liefern Werkzeuge für die Membranbiologie
Wie kann man in Pflanzen ein elektrisches Signal simulieren, das normalerweise durch Stress oder Verwundung ausgelöst wird, ohne dabei ungewollte Nebenreaktionen hervorzurufen?

Diese Herausforderung ging das Team mit Hilfe der Optogenetik an. Die Methode gibt es seit 2002. Für ihre Entwicklung wurden die Koautoren der aktuellen PNAS-Publikation, Georg Nagel und Ernst Bamberg, zusammen mit anderen Forschern mehrfach ausgezeichnet.

Die Optogenetik hat es möglich gemacht, die elektrische Aktivität von Nervenzellen mit Lichtimpulsen zu steuern. Zuvor werden die Nervenzellmembranen mit lichtempfindlichen Ionenkanälen aus Algen bestückt, den sogenannten Kanalrhodopsinen.

Stress führt zu Depolarisation und Ansäuerung
Höhere Pflanzen haben die lichtempfindlichen Ionenkanäle der Algen im Lauf der Evolution verloren, erklärt Dirk Becker. Nun ist es gelungen, die Gene für die Kanalrhodopsine in das Erbgut der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) zurückzubringen, deren Blattzellen mit Licht gezielt zu erregen und die membranelektrische Antwort zu analysieren.
Stresst man Pflanzen, depolarisieren die gereizten Zellen und das Zellmilieu wird saurer. Das war bekannt. Wie aber lassen sich die beiden Vorgänge im Experiment simulieren? Die Würzburger Forscher verwenden dafür eine Kanalrhodopsin-Variante, die durch Blaulicht angeschaltet wird und dann Protonen in die Zelle leitet.

Normalerweise ist die Zellwand einer Pflanzenzelle um mindestens eine pH-Einheit saurer als das Zellinnere, so Rainer Hedrich. Öffnet sich der Protonenkanal, strömen zwangsläufig Protonen und damit positive elektrische Ladungen über die Zellmembran. Das depolarisiert die Membran und säuert das Zellinnere an.

Depolarisation lässt sich steuern
Um diesen Effekt experimentell auszulösen, wird ein blauer Laser auf das zu untersuchende Blattareal gerichtet und das Membranpotential der stimulierten Zellen verfolgt, erklärt Dirk Becker: „Über die Beleuchtungsstärke, Dauer und Häufigkeit der Blaulichtpulse haben wir die Form der Membrandepolarisation gesteuert und die Repolarisationsreaktion der Pflanzenzelle detailliert analysiert.“

Dabei zeigte sich, dass die Repolarisation maßgeblich durch ATP-getriebene Membranpotential-sensitive Protonenpumpen erfolgt. Wenn die Zellmembran depolarisiert, geht diese Protonenpumpe in einen Zustand erhöhter Aktivität über. Dabei befördert sie verstärkt positive geladene Protonen aus der Zelle, die Zellmembran repolarisiert.

Dieser Mechanismus unterscheidet sich grundlegend von dem in tierischen Nervenzellen, bei denen spannungsabhängige Kaliumkanäle diesen Prozess regulieren. Dass Pflanzen dies über eine Protonenpumpe und nicht über einen Kaliumkanal bewerkstelligen, konnten die Würzburger Pflanzenforscher beweisen: Eine Arabidopsis-Mutante ohne Kaliumkanal verhielt sich auf einen Lichtreiz hin wie eine normale Pflanze.

Kanalrhodopsine für alle Fälle
„Derzeit erproben wir weitere optogenetische Werkzeuge dieser Art“, so Rainer Hedrich. Dabei gelte es nicht nur, die zelluläre Kommunikation durch elektrische Signale aufzuklären. Es gehe auch darum, die Bedeutung von gleichzeitig auftretenden Kalziumwellen und pH-Signalen in Pflanzen zu verstehen.

Um zu klären, was Pflanzenzellen im Allgemeinen auszeichnet und welche zellspezifisch besonderen Ausprägungen entstanden sind, wollen die Forscher Kanalrhodopsine in Zellen mit unterschiedlichsten Funktionen einbringen. Dabei sollen auch Kanalrhodopsin-Varianten mit jeweils spezifischer Ionenselektivität Einsatz finden – und Licht in das Dunkel der verschlungenen Kommunikationswege der Pflanze bringen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dirk Becker, Lehrstuhl für Botanik I (Pflanzenphysiologie und Biophysik), Universität Würzburg, T +49 931 31-86108, dbecker@botanik.uni-wuerzburg.de

Prof. Dr. Rainer Hedrich, Lehrstuhl für Botanik I (Pflanzenphysiologie und Biophysik), Universität Würzburg, T +49 931 31-86100, hedrich@botanik.uni-wuerzburg.de

Originalpublikation:
„Channelrhodopsin-mediated optogenetics highlights a central role of depolarization-dependent plant proton pumps“, PNAS, 10. August 2020, https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2005626117

Quelle: IDW

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Vom städtischen Kanaldeckel bis zu monumentaler Architektur

Dr. Boris Pawlowski Presse, Kommunikation und Marketing
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Uni Kiel startet Exzellenzprojekt „DenkRaum“ zur Zukunft unserer Städte. Ausschreibungen für promovierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler laufen

Um Städte für die Zukunft sicherer, nachhaltiger und widerstandsfähiger zu machen – gerade auch mit Blick auf den fortschreitenden Klimawandel – müssen verschiedene fachliche Perspektiven aus der Wissenschaft und die Erfahrung von Menschen außerhalb der Universität zusammengebracht werden. „Das soll in unserem neuen DenkRaum geschehen“, kündigt CAU-Vizepräsidentin Professorin Karin Schwarz anlässlich des Ausschreibungsbeginns von sechs Fellowships an. Hintergrund der Initiative ist die erfolgreiche Teilnahme der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) am Exzellenzwettbewerb des Bundes und der Länder. Mit der Bewilligung der zwei Exzellenzcluster „ROOTS – Konnektivität von Gesellschaft, Umwelt und Kultur in vergangenen Welten“ (PMI) erhielt die Landesuniversität zusätzliche Mittel für ihre strategische Weiterentwicklung. Der DenkRaum geht als erstes Projekt daraus hervor. Mit ihm werden Förderungen von sechsmal 40.000 Euro über zwei Jahre an Postdoktorandinnen und Postdoktoranden (Postdocs) sowie an promovierte Nachwuchsgruppenleitungen und Juniorprofessuren der CAU und ihrer Cluster vergeben. Bewerbungen sind ab sofort bis 6. September möglich unter: http://www.denkraum.uni-kiel.de.

„Ich freue mich sehr, dass wir dieses innovative Projekt jetzt auf den Weg bringen können. Der DenkRaum ist unsere – auf die strategischen Ziele der CAU abgestimmte – junge Akademie“, erklärt die für Forschung, Technologietransfer und wissenschaftlichen Nachwuchs zuständige Vizepräsidentin. „Die CAU setzt sich seit Jahren erfolgreich für promovierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein. Der DenkRaum stellt den Ideenreichtum und das Innovationspotenzial unserer Postdocs ins Zentrum und intensiviert die wissenschaftliche Zusammenarbeit über Fakultätsgrenzen hinweg, für die die CAU steht“, so Schwarz.

Gestalt und Gestaltung der Städte
Der Ausschreibung der Fellowships ging eine Themenfindung innerhalb der Kieler Universität voraus. Unter den Mitgliedern der Wissenschaftskommission setzte sich der Vorschlag von Archäologin und ROOTS-Mitglied Professorin Annette Haug durch: „Urban Design. Gestalt und Gestaltung der Städte in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft“.

Schon heute leben etwa 55 Prozent der Weltbevölkerung in Städten, im Jahr 2050 werden es schätzungsweise zwei Drittel sein. Urbanität ist somit ein zentrales, vielleicht sogar das prägendste Phänomen der Gegenwart, meint Anette Haug: „Das bringt große Herausforderungen mit sich“. Wie können wir beispielsweise genügend bezahlbaren Wohnraum schaffen, wie die konkurrierenden Bedürfnisse der verschiedenen Verkehrsteilnehmerinnen und -teilnehmer befriedigen? Wie gehen wir mit dem demografischen Wandel um und wie passen wir unsere Städte an die Auswirkungen des fortschreitenden Klimawandels an? Hier setze der DenkRaum Urban Design an: „Städte, als gebauter Raum und als Gemeinwesen, haben historisch und regional unterschiedlichste Formen ausgeprägt und sind auf vielfältige Weise gestaltbar. Das reicht vom Design städtischer Kanaldeckel bis zu monumentaler Architektur, vom nachbarschaftlichen Straßenfest bis zur soziopolitischen Gestaltung urbaner Lebensbedingungen“, so die Themenpatin.

„Das von Professorin Annette Haug vorgeschlagene Thema ist ein großes Zukunftsthema. Hier in der Region und auf der ganzen Welt. Ich bin schon sehr gespannt und freue mich auf die Projektideen unserer Postdocs zu diesem Thema“, ergänzt Karin Schwarz.

Über die Grenzen der Fächer und der Universität hinaus
Die Fellows erwartet ein kreatives Arbeitsumfeld, in dem sie gemeinsam innovative Projektideen verfolgen können. „Sie sollen Zeit bekommen, das Thema zusammen neu zu erkunden und sich intensiv mit den disziplinären Perspektiven der anderen Fellows auseinanderzusetzen“, erläutert Dr. Barbara Röckl, Koordinatorin des DenkRaums. Aber nicht nur der Austausch zwischen den Fellows werde gefördert, so die Vizepräsidentin: „Wir möchten auch unsere Zusammenarbeit mit Expertinnen und Experten aus Wirtschaft, Politik und Gesellschaft stärker ausbauen, und neue Themen ausloten, die aus der CAU selbst kommen.“ Die übergeordneten Ziele seien Austauschmöglichkeiten zu generieren und gezielt Verbindungen und Anreize zu schaffen, um Bekanntes neu und aus unterschiedlichen Perspektiven zu sehen sowie gemeinsam Neues zu entdecken. „Unser wissenschaftlicher Nachwuchs hat großen Gestaltungswillen, der sich im DenkRaum frei entfalten soll. Außerdem möchten wir die Fellows auch in ihrer Entwicklung als Führungspersönlichkeiten unterstützen“, betont Schwarz.

Mit den individuell gewidmeten Fördermitteln können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beispielsweise an Tagungen und Kongressen teilnehmen oder Referentinnen und Referenten aus In- und Ausland sowie aus Gesellschaft, Politik oder Wirtschaft einladen. Zusätzlich steht dem DenkRaum ein gemeinsames Budget von bis zu 60.000 Euro jährlich zur Verfügung, um gemeinsame Projekte und Veranstaltungen zu realisieren. Unterstützt werden die Fellows durch die Koordinatorin des DenkRaums, Dr. Barbara Röckl, und das Postdoc-Zentrum der Uni Kiel.

Weitere Informationen und Ausschreibung unter:
http://www.denkraum.uni-kiel.de

Ein Foto steht zum Download bereit:
http://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2020/182-denkraum.jpg
Die Ausschreibung der Fellowships für den DenkRaum „Urban Design“ läuft ab 3. August.

Kontakt:
Dr. Barbara Röckl
Koordinatorin DenkRaum an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Telefon: 0431/880-4412
E-Mail: broeckl@uv.uni-kiel.de

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Presse, Kommunikation und Marketing, Dr. Boris Pawlowski, Text/Redaktion: Claudia Eulitz
Postanschrift: D-24098 Kiel, Telefon: (0431) 880-2104, Telefax: (0431) 880-1355
E-Mail: presse@uv.uni-kiel.de Internet: www.uni-kiel.de Twitter: www.twitter.com/kieluni
Facebook: www.facebook.com/kieluni Instagram: www.instagram.com/kieluni

Weitere Informationen:
https://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/182-denkraum

Quelle: IDW

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Worst-case-scenario für den Katastrophenfall

Katharina Vorwerk Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Brandingenieure entwickeln Evakuierungsstrategien für Menschen mit Beeinträchtigungen

Ein Wissenschaftlerteam vom Institut für Apparate- und Umwelttechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg hat bundesweit erstmals zur Entwicklung von Notfallkonzepten für die Evakuierung von Menschen mit körperlichen, geistigen oder altersbedingten Beeinträchtigungen in Pflegeeinrichtungen und Seniorenheimen im Katastrophenfall geforscht.

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF geförderten Verbundprojektes „Sicherheit für Menschen mit körperlicher, geistiger oder altersbedingter Beeinträchtigung SiME“ analysierte das Team um Dr.-Ing. Andrea Klippel dafür über 700 Schadensfälle in bundesdeutschen integrativen Einrichtungen in den Jahren 2000 bis 2019. „Damit haben wir erstmals eine aktuelle Brandstatistik für integrative Einrichtungen in Deutschland zur Verfügung“, erklärt die Brandingenieurin der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik der Uni Magdeburg. Diese Statistik zeige überblicksartig, unter anderem, wo im Katastrophenfall die meisten Toten und Verletzten zu beklagen waren und analysiere die Brandursachen und Brandorte. „Als der häufigste Brandentstehungsort stellte sich dabei das Bewohnerzimmer heraus“, so Klippel.

Aus diesen erstmals bundesweit zusammengeführten statistischen Daten entwickelte das Forschungsteam realitätsnahe computergestützte Brandsimulationen mit ganz unterschiedlichen Ausgangssituationen. „Wir haben, zum Beispiel, untersucht, wie und wo sich meistens der Rauch entwickelte, wie schnell und unter welchen Umständen die entstandene Rauchschicht absinkt oder in welchen Teilen der Gebäude die Temperaturen schnell steigen“, so Dr.-Ing. Andrea Klippel. „Darüber hinaus haben wir Wärmestrahlung und wahrscheinliche Sichtweiten berechnet und simuliert. So konnten wir den zeitlichen Verlauf von Brandkatastrophen einschätzen und Einsatzszenarien festlegen, wie und wann die Rettungskräfte wen evakuiert haben müssen um Personenschäden zu minimieren.“

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten dafür auch sogenannte Fußgängerdynamiken und analysierten die Ströme von über 100 Personen mit und ohne Beeinträchtigungen durch Korridore und Engstellen. Die Bewegung einzelner Personen wurde dabei von Kameras und Sensoren aufgezeichnet, um die Gruppendynamik besser zu verstehen und in Evakuierungsszenarien entsprechend berücksichtigen zu können.
„Die Evakuierung beeinträchtigter Personen aus einer Gefahrenlage ist in jedem Fall eine enorme Herausforderung für die Einsatzkräfte und das Pflegepersonal“, so Andrea Klippel. Im Notfall zähle bei allen Bränden jede Sekunde. „Aber Menschen mit Beeinträchtigungen – ob demente und in ihrer Mobilität eingeschränkte Senioren oder junge, blinde oder gehörlose Menschen in Behindertenwerkstätten, die vielleicht auch noch auf einen Rollstuhl angewiesen sind, fanden in Evakuierungsmodellen deutschlandweit bisher kaum Berücksichtigung.“

Nach drei Jahren Forschungsarbeit liegen nun auf der Basis dieser Computersimulationen erste Empfehlungen für Sicherheitskonzepte für die Evakuierung von Pflegeeinrichtungen, Seniorenheimen oder Behindertenwerkstätten bei Naturkatastrophen oder Bränden vor. Es wurden außerdem konkrete Schulungskonzepte erarbeitet, so Andrea Klippel, unter anderem für die Lebenshilfe Bergisches Land. „Mit Hilfe der Forschungsergebnisse ist es nun möglich, Rettungskräfte, Pflegepersonal, aber auch die Bevölkerung für die Problematik zu sensibilisieren und sie anhand neuer Strategien und Evakuierungsstrategien weiterzubilden.“

Das Projekt wurde von 2016 bis 2019 durch das Programm „Forschung für die zivile Sicherheit“ im Rahmen der Förderrichtlinie „Zivile Sicherheit – Resilienz im Krisen- und Katastrophenfall“ mit über einer Million Euro gefördert. Projektpartner waren neben der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, die Lebenshilfe Bergisches Land (LHBL), das Forschungszentrum Jülich (FZJ), die Hochschule Niederrhein (HSNR), die Anwender PTV Transport Consult (PTV) und TraffGo HT. Koordiniert wurden die Forschungen von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung unter der Verantwortung von Frau Dr.-Ing. Hofmann-Böllinghaus und Herrn M.Sc. Paul Geoerg.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Andrea Klippel, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik, Institut für Apparate- und Umwelttechnik, E-Mail: andrea.klippel@ovgu.de, Tel.: +49 391 67-20180

Weitere Informationen:
https://www.bbk.bund.de/DE/Service/Fachinformationsstelle/Informationsangebote/F…

Quelle: IDW

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Ältestes Enzym der Zellatmung isoliert

Markus Bernards Public Relations und Kommunikation
Goethe-Universität Frankfurt am Main

FRANKFURT. Forscher der Goethe-Universität haben das vielleicht älteste Enzym der Zellatmung gefunden. Aus dem Hitze liebenden Bakterium Thermotoga maritima konnten sie jetzt einen äußerst fragilen Proteinkomplex namens „Rnf“ isolieren. Die Gene, die für das Enzym kodieren, waren zwar bereits vor rund 10 Jahren entdeckt worden. Die Isolierung des Enzyms und damit der Nachweis, dass es wirklich von Bakterien gebildet und zur zellulären Energiegewinnung genutzt wird, ist jetzt erstmals den Frankfurter Forschern gelungen. (Communications Biology, DOI 10.1038/s42003-020-01158-y)

In der ersten Milliarde an Jahren gab es auf der Erde keinen Sauerstoff. Das Leben entwickelte sich in einer anaeroben Umgebung. Frühe Bakterien gewannen ihre Energie wahrscheinlich durch den Abbau verschiedener Substanzen mittels Gärung. Daneben schien es jedoch auch eine Art „Atmung ohne Sauerstoff“ gegeben zu haben. Dies legten Untersuchungen an ursprünglichen Mikroben nahe, die heute noch in anaeroben Lebensräumen vorkommen.

„Wir hatten schon vor 10 Jahren gesehen, dass es in diesen Mikroben Gene gibt, die vielleicht für ein ursprüngliches Atmungsenzym kodieren. Seitdem haben wir und andere Gruppen weltweit versucht, die Existenz dieses Atmungsenzyms nachzuweisen und es zu isolieren. Für lange Zeit ohne Erfolg, der Komplex war zu fragil und fiel bei jedem Versuch, ihn aus der Membran zu isolieren, auseinander. Die Bruchstücke wurde gefunden, ließen sich aber nicht wieder zusammensetzen“, erklärt Prof. Volker Müller aus der Abteilung Molekulare Mikrobiologie und Bioenergetik der Goethe Universität Frankfurt.

Durch beharrliche Arbeit gelang seinen Doktoranden Martin Kuhns und Dragan Trifunovic dann in zwei aufeinanderfolgenden Doktorarbeiten der Durchbruch. „In unserer Verzweiflung haben wir irgendwann ein hitzeliebendes Bakterium, Thermotoga maritima, genommen, das zwischen 60 und 90°C wächst“, erklärt Dragan Trifunovic, der seine Promotion in Kürze abschließen wird. „Auch Thermotoga enthält Rnf-Gene, und wir haben gehofft, dass das Rnf-Enzym in diesem Bakterium etwas stabiler ist. Über die Jahre hinweg haben wir es dann geschafft, ein Verfahren zu entwickeln, um das komplette Rnf-Enzym aus der Membran dieser Bakterien zu isolieren.“

Wie die Wissenschaftler in ihrer aktuellen Forschungsarbeit berichten, funktioniert der Enzymkomplex in etwa so wie ein Pumpspeicherkraftwerk, das Wasser in einen höher gelegenen See pumpt und aus dem wieder nach unten fließenden Wasser über eine Turbine Strom gewinnt.

Nur transportiert in der Bakterienzelle das Rnf-Enzym (biochemisch: Ferredoxin:NAD-Oxidoreduktase) Natrium-Ionen aus dem Zellinneren über die Zellmembran nach außen und erzeugt dadurch ein elektrisches Feld. Dieses elektrische Feld nutzt eine zelluläre „Turbine“ (ATP-Synthase): Sie erlaubt es den Natrium-Ionen, entlang des elektrischen Felds zurück ins Zellinnere zu strömen und gewinnt dabei Energie in Form der zellulären Energiewährung ATP.

Der biochemische Nachweis und die bioenergetische Charakterisierung dieses ursprünglichen Rnf-Enzyms erklärt, wie erste Lebensformen die zentrale Energiewährung ATP erzeugt haben. Das Rnf-Enzyms funktioniert offenbar so gut, dass es auch heute noch in vielen Bakterien und einigen Archaeen enthalten ist, auch in einigen pathogenen Bakterien, in denen die Rolle des Rnf-Enzyms noch vollkommen unklar ist. „Unsere Untersuchungen strahlen also weit über den Untersuchungsorganismus Thermotoga maritima hinaus und sind für die Physiologie der Bakterien äußerst wichtig“, erklärt Müller. Nun sei es wichtig zu verstehen, wie das Rnf-Enzym genau funktioniere und welche Rolle die einzelnen Teile hätten. „Da sind wir auf einem sehr guten Weg, da wir das Rnf-Enzym mittlerweile mit gentechnischen Verfahren selbst herstellen können“, freut sich Müller.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Volker Müller
Molekulare Mikrobiologie und Bioenergetik
Goethe-Universität Frankfurt
Tel.: (069) 798-29507;
vmueller@bio.uni-frankfurt.de

Originalpublikation:
Kuhns, M, Trifunovic, D., Huber, H., Müller, V. (2020). The Rnf complex is a Na+ coupled respiratory enzyme in a fermenting bacterium, Thermotoga maritima. Communications Biology, DOI 10.1038/s42003-020-01158-y https://www.nature.com/articles/s42003-020-01158-y

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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/…

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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…

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Dr. Sophie Zervos
Wissenschaftskommunikation
Unter Sachsenhausen 6-8
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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…

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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

Quelle: IDW

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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 Dienstvereinbarunge