Donnerstag, August 11, 2022
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August 2022
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
10.08.2022 Bakteriengemeinschaften in städtischem Wasser zeigen „Signaturen der Verstädterung“
09.08.2022 Gewässergüte wird im Saarland online von Wissenschaftlern überwacht – kleine Fließgewässer im Fokus
04.08.2022 Wasserstoffbedarfe künftig decken: ESYS zeigt Importoptionen für grünen Wasserstoff auf
03.08.2022 Forschung für den Klimaschutz: Projekte zur Reduzierung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre gesucht.
01.08.2022 Die Gestalt des Raumes – Ausstellung von IÖR und BBSR in Berlin zeigt Facetten der Landnutzung
Gesundheit
08.08.2022 Aufbereitete Abwässer in der Landwirtschaft: Gesundheitliches Risiko durch Krankheitserreger auf Obst und Gemüse?
05.08.2022 Hitze – was tun?
02.08.2022 Herzinfarkt bei Hitze – welche Rolle spielen Herz-Kreislauf-Medikamente?
Gesellschaft
07.08.2022 Tankrabatt wird bisher größtenteils weitergegeben
06.08.2022 Politikpanel-Umfrage: Deutsche fühlen sich von aktuellen Krisen stark bedroht
Juli 2022
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
30.07.2022 Schwimmen ohne Hirn und Muskeln
28.07.2022 Stickstoff-Fußabdruck: Hohe Verschmutzung und Ressourcenverlust durch Gülle
25.07.2022 Thüringen wird Zentrum für nachhaltige Wasserforschung
24.07.2022 Neue Wasserstandsvorhersagen schaffen mehr Planungssicherheit für die Wirtschaft und die Binnenschifffahrt
22.07.2022 Warum Erdgas keine Brückentechnologie ist
20.07.2022 Neues Forschungsprojekt: Warnsystem für gefährliche Starkregen und Sturzfluten
18.07.2022 Kommunales Klimaschutzmanagement lohnt sich
15.07.2022 Krankenhäuser als hybride Energiespeicher nutzen
14.07.2022 Fraunhofer-Verfahren erhöht Methanausbeute von Biogasanlagen
13.07.2022 Potentialflächen von Wasser erstmals kartiert
12.07.2022 KIT: Klimawandel und Landnutzungsänderungen begünstigen Hochwasserereignisse
10.07.2022 KI im Wassersektor – Umweltministerin unterzeichnet Kooperationsvertrag „DZW – Digitaler Zwilling Wasserwirtschaft“
08.07.2022 KIT: Klimawandel und Landnutzungsänderungen begünstigen Hochwasserereignisse
07.07.2022 Positionspapier zur Energie- und Klimawende
05.07.2022 Die Energielandschaft der Zukunft
02.07.2022 Sicheres Trinkwasser auch für entlegene Gebiete – Projekt zur Entwicklungshilfe gestartet
01.07.2022 Norwegische Wasserkraft im treibhausgasneutralen Europa: Das Projekt HydroConnect
Gesundheit
29.07.2022 COVID-19-Impfung aktiviert langfristig das angeborene Immunsystem – Signalweg entschlüsselt
26.07.2022 Covid-Impfung schützt nierentransplantierte Patientinnen und Patienten nur unzureichend
21.07.2022 Sommerurlaub: Wie man die Augen vor Schäden durch UV-Strahlung schützt
19.07.2022 Studie bestätigt Ergebnisgenauigkeit des nationalen Virusvarianten-Monitorings im Abwasser
17.07.2022 Präventions-Studie: Fußball als Bewegungsmotor für Herzkranke
11.07.2022 Molekül facht die Fettverbrennung an
04.07.2022 Neue Omikron-Untervarianten BA.2.12.1, BA.4 und BA.5 werden schlechter durch Antikörper gehemmt
03.07.2022 Studien zu Essstörungen: Gen beeinflusst Gewicht und Magersucht
Gesellschaft
31.07.2022 Neues Zentrum für modell-basierte Künstliche Intelligenz
27.07.2022 9-Euro-Ticket: Mehr Menschen fahren Bus und Bahn
23.07.2022 Welche Rolle spielt der Mensch im Zeitalter der Technik und in der zukünftigen digitalisierten Arbeitswelt?
16.07.2022 UDE-Chemiker:innen entwickeln Brühtechnik: Mehr als kalter Kaffee
09.07.2022 Wie die Gesellschaft über Risiko denkt
06.07.2022 Wissenschaftsjournalistischer Vortrag: Zahlen lügen nicht?
Juni 2022
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
29.06.2022 Besser vorbereitet sein auf Starkregen und Sturzfluten
27.06.2022 Gewässer setzen Methan frei – auch wenn sie austrocknen
26.06.2022 Führende Klimaforscher*innen fordern globale Partnerschaft: Regenfälle vorhersagen und Klimawandel entgegentreten
25.06.2022 Die Region als „Wasserschwamm“ – Wie muss Oberfranken auf den Klimawandel reagieren?
23.06.2022 Wie können Mikroorganismen unsere Welt retten?
18.06.2022 Wie Algen aus Abwässern zu Dünger werden
17.06.2022 Hochwasserschutz für Mensch und Natur
16.06.2022 „Bürger messen ihre Bäche selbst“ – Umwelt-Campus Birkenfeld unterstützt DRK – Modellprojekt an der Kyll
15.06.2022 Urbanen Wetterextremen begegnen: Vorhaben AMAREX erforscht, wie Städte im Umgang mit Regenwasser besser werden können
14.06.2022 Die neue Website der Bundesanstalt für Wasserbau – informativ, vielseitig und spannend
13.06.2022 Hubble-Weltraumteleskop nimmt größtes Nahinfrarotbild auf, um die seltensten Galaxien des Universums zu finden
11.06.2022 Wohl dem, der Wärme liebt – Insekten im Klimawandel
09.06.2022 Polarstern II: Der Startschuss für den Neubau ist gefallen
07.06.2022 Neues Tool für Notfallplanung bei Extrem-Hochwassern
04.06.2022 Auf Spurensuche im Abwasser: Mikroplastik, Schwermetalle, Arzneimittel
01.06.2022 Kleine Wasserlinse – großes Potential für die Landwirtschaft | Rund 500.000 Euro für Praxis-Forschungsprojekt
Gesundheit
28.06.2022 Covid-19-Infektion vor allem von Sozialstatus abhängig
19.06.2022 Auf der Spur der lebensbedrohlichen und lebensverkürzenden Krankheiten
08.06.2022 Effektive Auffrischung der Antikörperantwort gegen Omikron und andere Virusvarianten nach 3. und 4. COVID-19-Impfung
06.06.2022 Vitamin D-Anreicherung von Lebensmitteln – Potenziale auch für die Krebsprävention
05.06.2022 Wachgerüttelt – DGSM-Aktionstag am 21. Juni sensibilisiert für die Wichtigkeit von erholsamem Schlaf
03.06.2022 7 Stunden Schlaf pro Nacht sind kein Garant für erholsamen Schlaf!
Gesellschaft
30.06.2022 Das Neun-Euro-Ticket: Eine Chance für Menschen in Armut. Verkehrswissenschaftler der TU Hamburg führen Befragung
24.06.2022 Weitergeben, was wichtig ist
21.06.2022 KI im Unternehmen – Führungskräfte brauchen neue Kompetenzen
20.06.2022 Wie künstliche Gehirne die Robotik der Zukunft prägen könnten
12.06.2022 Digitalisierung in den KMU schreitet nur langsam voran
10.06.2022 Mit fortschreitender Erholung des Arbeitsmarkts arbeiten Beschäftigte wieder mehr Stunden
02.06.2022 Aktuelle Studie – Rund zehn Prozent der Erwerbstätigen arbeiten „suchthaft“
Mai 2022
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
29.05.2022 Ökologische Funktionen von Fließgewässern weltweit stark beeinträchtigt / Metastudie zeigt maßgebliche Stressoren
28.05.2022 Studie untersucht Mikroplastikbelastung in der Rheinaue bei Langel in Köln
25.05.2022 Wasserwiederverwendung in der Landwirtschaft: Forschungsprojekt HypoWave+ auf der IFAT 2022
24.05.2022 Mehrheit der Deutschen setzt auf erneuerbare Energien
22.05.2022 Wenn Mikroben übers Essen streiten
19.05.2022 Dem Insektensterben auf der Spur: Landnutzung und Klima stören Kolonieentwicklung der Steinhummel
18.05.2022 Ökologische Funktionen von Fließgewässern weltweit stark beeinträchtigt / Metastudie zeigt maßgebliche Stressoren
16.05.2022 Nach der Flut ist vor der Flut – Universität Potsdam am BMBF-Projekt zu Wasser-Extremereignissen beteiligt
14.05.2022 Fraunhofer UMSICHT auf IFAT 2022: Kreislaufführung von Wasser und Nutzungskonzepte für Biomasse
12.05.2022 Hochwasserschutz mit Mehrfachnutzen: Mehr Raum für Flüsse
11.05.2022 Fleischalternativen aus Pilzkulturen könnten helfen, die Wälder der Erde zu retten
10.05.2022 Wasseraufbereitung: Licht hilft beim Abbau von Hormonen
09.05.2022 Neue Studie: Fließgewässer an Ackerflächen senken Schadstoffe im Wasserkreislauf
08.05.2022 Der Wald als Schutzraum für Insekten in wärmeren Klimazonen?
07.05.2022 Lachgas – alles andere als träge
05.05.2022 Fleischalternativen aus Pilzkulturen könnten helfen, die Wälder der Erde zu retten
03.05.2022 Nach der Flut ist vor der Flut – Universität Potsdam am BMBF-Projekt zu Wasser-Extremereignissen beteiligt
Gesundheit
30.05.2022 Kompetent, kompakt und aktuell: diabetes zeitung feiert sechsjähriges Bestehen
27.05.2022 Gesunder Schlaf: Warum so wichtig fürs Herz?
23.05.2022 DGIM: Einrichtungsbezogene Impfpflicht greift zu kurz – Vorbereitung auf nächste Corona-Welle muss jetzt erfolgen
21.05.2022 Herzinsuffizienz: Verheiratete leben länger
15.05.2022 COVID-19: Wie Impfung und frühere Infektionen auch gegen Omikron helfen
13.05.2022 Grauer Star: Beide Augen am selben Tag operieren? Neuer Cochrane Review wertet Evidenz aus.
06.05.2022 Sonnenschutzkampagne will Hautkrebsrisiko im Sport senken
04.05.2022 Coronaviren auf Glas: Handelsübliche Spülmittel und manuelle Gläserspülgeräte entfernen Viren effektiv
Gesellschaft
26.05.2022 Die Migration nach Deutschland ist während der Covid-19-Pandemie stark eingebrochen
20.05.2022 Entspannen und verdienen: So wählen unternehmenserfahrene Bachelorstudierende der Generation Z ihren Arbeitgeber aus
17.05.2022 3D-Metalldruck – Der Schlüssel zu einer effektiven Instandhaltung im Maschinenbau
02.05.2022 Girls’Day und Boys’Day 2022: mehr als 115.000 Schülerinnen und Schüler machten mit
01.05.2022 Belastungen in der modernen Arbeitswelt – Herausforderung für den Arbeitsschutz?
April 2022
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
29.04.2022 Erste weltweite Analyse der Bedrohung aller Reptilienarten
28.04.2022 Energieträger der Zukunft auf Schiffen – Deutsches Maritimes Zentrum stellt Kraftstoff-Portfolio vor
27.04.2022 Klimaneutral heizen statt Erdgas verbrennen: So schaffen Städte die Wärmewende
23.04.2022 Nach der Kirschblüte lauert die Essigfliege
22.04.2022 Der Himmel benötigt Schutz genau wie die Erde
19.04.2022 Wasseraufbereitung: Licht hilft beim Abbau von Hormonen
18.04.2022 Ein Schwarm von 85.000 Erdbeben am antarktischen Unterwasservulkan Orca
14.04.2022 Energiewende: Solarzellen der nächsten Generation werden immer effizienter
13.04.2022 Mikroplastik – Erforschen und Aufklären
12.04.2022 Was machen Vulkane mit unserem Klima?
10.04.2022 Mit dem Laser gegen Mikroplastik
09.04.2022 Ein einziges Gen steuert die Artenvielfalt in einem Ökosystem
08.04.2022 Studie zeigt: Fische können rechnen
05.04.2022 Detektion von Wasserstoff durch Glasfasersensoren
04.04.2022 H2Wood – BlackForest: Biowasserstoff aus Holz | BMBF fördert Vorhaben zur Einsparung von CO2 mit 12 Millionen Euro
02.04.2022 Entstehung von Smog
Gesundheit
25.04.2022 Mit Herzerkrankungen leben – Tipps von Kardiologie-Experten
21.04.2022 COVID-19-Therapie: Zusammen ist besser als allein
17.04.2022 Neues Sinnesorgan entdeckt
06.04.2022 Einfluss von Handystrahlung auf die Nahrungsaufnahme nachgewiesen
01.04.2022 Corona macht Frauen unglücklicher als Männer
Gesellschaft
30.04.2022 Zukunft der Innenstädte und Ortsmitten – Studierende zeigen Arbeiten in Galerie der Schader-Stiftung
26.04.2022 Fleischkonsum muss um mindestens 75 Prozent sinken
24.02.2022 Quantencomputing: Neue Potenziale für automatisiertes maschinelles Lernen
20.04.2022 Welchen Fußball wollen wir?
16.04.2022 Social-Media-Workshop „Digitale Zukunft mit Dir!“ am 21. April 2022
15.04.2022 Wie viel „Ich“ steckt im eigenen Avatar?
11.04.2022 Hohe Erwartungen, unklarer Nutzen: Industrie 4.0 und der Wandel zu nachhaltigem Wirtschaften
03.04.2022 Fraunhofer-Projekt ML4P optimiert Effizienz der Industrieproduktion
März 2022
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
31.03.2022 Freiwillige untersuchen die Stickstoffbelastung von Gewässern
30.03.2022 Zurück in den Kreislauf: Menschlicher Urin wird zu Recyclingdünger für Berliner Gemeinschaftsgärten
28.03.2022 Pressemitteilung – Windparks verändern die Nordsee
26.03.2022 Mikrobiologen zeigen, wie wichtig Ammonium-oxidierende Mikroorganismen für Deutschlands größten See sind
24.03.2022 Entscheidende Phase für erfolgreichen Wasserstoff-Markthochlauf
22.03.2022 Weltwassertag am 22. März – Genug trinken: Reicht der Durst als Signalgeber?
20.03.2022 Praxiseinstieg in digitale Ökosysteme am Beispiel Gaia-X
19.03.2022 Kohlenstoffspeicherung in Küstenökosystemen verbessern
17.03.2022 Starke Kooperation von Universität in Koblenz, Hochschule Koblenz und Bundesanstalt für Gewässerkunde vereinbart
16.03.2022 Zwei Extreme zur gleichen Zeit: Niederschläge entscheiden, wie oft Dürren u. Hitzewellen gemeinsam auftreten werden
13.03.2022 Energiekrise: „Japan kann ein Vorbild sein“
10.03.2022 Alle Lebewesen bilden Methan
09.03.2022 Neues Tool ermittelt betrieblichen Klimafußabdruck
08.03.2022 Vernetzungskonferenz: Klimaanpassungsmaßnahmen – erfolgreich durch Dialog
06.03.2022 Energiesparen mit Magnonen: Magnetische Anregungen übertragen Informationen ohne Wärmeverlust
04.03.2022 Wegweisendes Pilotprojekt RoKKa erzeugt Dünger und Rohstoffe aus Abwasser
03.03.3022 Methan: Leckagen an Biogasanlagen verhindern – Strategien zur Verhinderung des Methanschlupfs vorgelegt
02.03.2022 „klimafit“ – Wissen für den Klimawandel vor der Haustür
Gesundheit
29.03.2022 KIT: Bundesweites Pilotprojekt zum Corona-Nachweis im Abwasser
27.03.2022 SARS-CoV-2 geht ins Auge
23.03.2022 Blutfette geben neue Einblicke in den Zusammenhang von Ernährung mit Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen
21.03.2022 Tippen mit beiden Händen beugt dem Handydaumen vor
18.03.2022 Übergewicht vorbeugen
14.03.2022 Pandemiegefahren sicher simulieren
12.03.2022 Wie kann die Digitalisierung des Gesundheitssystems beschleunigt werden?
05.03.2022 Gesundheitsdaten handlungsfähig machen und patientenorientierte Gesundheitsversorgung sicherstellen
Gesellschaft
25.03.2022 Umdenken bei der Bekämpfung von Infektionskrankheiten durch gezielte Strategien für den Arbeitsplatz
15.03.2022 Zwischen Datenschutz und Vertrauen – wenn das Auto zu viel weiß
11.03.2022 Millionenförderung für Cybersicherheit
07.03.2022 Kollateralschaden: das Ende von SWIFT?
01.03.2022 Chatbot oder Mensch – Wer entscheidet besser bei der Rekrutierung? FAU-Team legt Studie zur KI im Personalwesen vor
Februar 2022
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
26.02.2022 Studie: Umweltfachleute unterstützen Umweltpolitik jenseits des Wirtschaftswachstums
25.02.2022 Hilfe für Meer und Küste
22.02.2022 Mikrobielle Saubermänner räumen Kläranlagen auf
21.02.2022 Abwasserwiederverwendung – der Weg aus der weltweiten Wasserknappheit?
18.02.2022 Regionaler Gemüseanbau auf der Kläranlage
17.02.2022 FH-Forscher entwickelt Sensor zur Überwachung von Biogasanlagen
15.02.2022 Vergleich mit Verbrenner: Elektrofahrzeuge haben beste CO2-Bilanz
12.02.2022 Ladenburger Kolleg „Zukünftige Wasserkonflikte in Deutschland“
10.02.2022 Untersuchung von Feinstaub unterschiedlicher Emissionen
09.02.2022 Vom Tagebau zum Pumpspeicherkraftwerk
05.02.2022 KIT: Landnutzung: Plädoyer für einen gerechten Artenschutz
03.02.2022 Wasser in Berlin: Gewässer- und Flächenmanagement gemeinsam betrachten
Gesundheit
28.02.2022 PFH sucht Teilnehmende für wissenschaftliche Studie zur Belastung durch Covid-19-Pandemie
23.02.2022 Darmkrebs-Screening: Welche Strategie ist am wirksamsten?
19.02.2022 Neuer Omikron-Subtyp auf dem Vormarsch
16.02.2022 Corona-Impfung: Zweitimpfung mit Biontech steigert Immunantwort effektiver als mit Astra
14.02.2022 Der schwierige Weg zur Diagnose: COVID-19 als Berufskrankheit
07.02.2022 Warum altern wir? Die Rolle der natürlichen Selektion
04.02.2022 Gesünderes Licht für Schichtarbeit
02.02.2022 Blutdruck im Alter: Je höher – desto besser? Höhere Zielwerte bei gebrechlichen Personen können vorteilhaft sein
Gesellschaft
27.02.2022 Skepsis gegenüber Zuwanderung nimmt in Deutschland weiter ab
24.02.2022 Die Millionen-Frage: Wie lösen wir komplexe Probleme?
20.02.2022 Salmonellengefahr für Hundebesitzer
13.02.2022 Große politische Veränderungen beeinflussen das Wohlbefinden von Beschäftigten
11.02.2022 Wie das Leben auf die Erde kam
08.02.2022 Fehlverhalten von Führungskräften kann Unternehmen Milliarden kosten
06.02.2022 Neuer Geist in alter Hardware – Vermeidung von Elektroschrott durch Freie Software
01.02.2022 Wie Menschen lernen, sich beim Denken gerne anzustrengen
Januar 2022
Umwelt
Gesundheit
Gesellschaft
Umwelt
30.01.2022 Mikroplastik in der Umwelt: Daten reichen nicht aus
29.01.2022 Wasserstofftechnologie: Elektrolyseure sollen Massenware werden
26.01.2022 Bestätigt: Wird Klärschlamm auf Äcker gegeben, kann Mikroplastik tief in den Boden und auf angrenzende Felder geraten
24.01.2022 Klimawandel und Waldbrände könnten Ozonloch vergrößern
19.01.2022 Bodenversalzung gefährdet unsere Umwelt: Klimawandel verschärft das Problem der Bodendegradation
18.01.2022 Weltweit größtes Fischbrutgebiet in der Antarktis entdeckt
16.01.2022 Ökologische Wasserreinigung in Aquakulturen – mit weniger Aufwand!
15.01.2022 Mehr Regentage schaden der Wirtschaft
13.01.2022 Neue Abteilungen der Gewässerforschung am IGB
12.01.2022 Arktische Küsten im Wandel
11.01.2022 Wie das Amazonasbecken die Atacama-Wüste bewässert
07.01.2022 Digitaler Vortrag: Wie gelingt die Energiewende? Soziale Innovationen als Motor der Transformation.
04.01.2022 Bundesregierung sollte Atompläne der EU nicht rundheraus ablehnen
01.01.2022 Nano-Pralinen speichern Wasserstoff
Gesundheit
31.01.2022 Morgensport vs. Abendsport: Forschende entschlüsseln die unterschiedlichen Auswirkungen auf unsere Gesundheit
28.01.2022 Bergische Uni untersucht Ausdauer und Leistungsfähigkeit beim Tragen von FFP2-Masken
23.01.2022 Antikörper nach SARS-CoV-2-Infektion – neue Erkenntnisse über die Sensitivität und Nachweisdauer von Antikörpertests
14.01.2022 Corona in wastewater at record high
10.01.2022 Bundesgesundheitsministerium fand niemanden für Studie zu Corona-Ausbrüchen in Pflegeeinrichtungen
03.01.2022 Untersuchung zur Wiederverwendbarkeit von FFP2-Masken: Hält die Schutzwirkung?
02.01.2022 Herz-Kreislauf-Forschung lieferte Blaupause für universitäre COVID-19-Forschung
Gesellschaft
27.01.2022 Covid-19-bedingte Fehlzeiten erreichten im November 2021 vorläufigen Höchststand
24.01.2022 Online-Studie: Was bedeutende Lebensereignisse bewirken
22.01.2022 GBP-Monitor: Fast zwei Drittel der Unternehmen plant Preiserhöhungen – und 3G am Arbeitsplatz ist sehr umstritten
21.01.2022 Mit Remote Attestation gegen Hacker: Schutz für sicherheitskritische Systeme
20.01.2022 Psychische Gesundheit in der Arbeitswelt stärken
17.01.2022 Coronapandemie dämpft Anstieg – Entwicklung der tariflichen Ausbildungsvergütungen 2021
09.01.2022 Ungleicher Fahrradboom: Fahrrad wird immer mehr zum Statussymbol
08.01.2022 Leuphana informiert live über berufsbegleitende Studiengänge
06.01.2022 Niedrige Monatsentgelte: Je nach Region zwischen 6 und 43 Prozent betroffen
05.01.2022 Frauen in der Digitalbranche: Der lange Weg der Drishti Maharjan

 


Bakteriengemeinschaften in städtischem Wasser zeigen „Signaturen der Verstädterung“

Dipl. Soz. Steven Seet Wissenschaftskommunikation
Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) im Forschungsverbund Berlin e.V.
Ein Team unter Leitung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) untersuchte nun im Rahmen des Leibniz-Forschungsverbundes „Infektionen“ Bakteriengemeinschaften in städtischen Gewässern und Abwässern in Berlin und verglichen sie mit Gemeinschaften aus weniger vom Menschen beeinflussten Seen aus dem ländlichen Umland.

Gemeinschaften von Bakterienarten (Mikrobiome) sind in einer bestimmten Umgebung oft stabil und gut an sie angepasst, sei es in der menschlichen Mundhöhle oder in einem See. Der Mensch verändert naturnahe Lebensräume immer schneller – im Zuge der Verstädterung insbesondere Städte und ihr Umland. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verstädterung große Mengen an Nährstoffen, chemischen Schadstoffen und antimikrobiellen Produkten in Gewässer verbringt und dadurch die Zusammensetzung des Mikrobioms zugunsten von Bakteriengruppen verändert, die humanpathogene Bakterien enthalten – mit noch unbekannten Folgen für die Funktion der Lebensräume und für die Gesundheit von Mensch und Tier. Die Publikation ist heute in der Fachzeitschrift „Science of the Total Environment“ erschienen.

Ob in der Achselhöhle, im Gartenboden oder im Wasser – fast jeder Ort auf der Erde hat eine natürliche bakterielle Gemeinschaft. Indem der Mensch seine Umwelt verändert, verändert er auch die bakterielle Zusammensetzung nahezu aller Ökosysteme: Er schafft neue Bedingungen, die einige Bakteriengruppen gegenüber anderen begünstigen. In einer Untersuchung analysierten Wissenschaftler:innen von IGB und Leibniz-IZW zusammen mit Kolleg:innen aus dem Leibniz-Forschungsverbund „Infections“ diese mit der Verstädterung verbundenen Veränderungen in der Bakterienzusammensetzung und zeigten, dass sich die Bakteriengemeinschaften in städtischen Gewässern und Abwässern in Berlin deutlich von denen ländlicher Seen in den umliegenden Regionen der Bundesländer Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern unterscheiden. Darüber hinaus werden durch die Verstädterung nicht nur menschliche Bakterien eingeführt („Humanisierung“), sondern auch übermäßige Mengen an Nährstoffen („Eutrophierung“), chemischen Schadstoffen und antimikrobiellen Produkten wie Antibiotika. Diese komplexen Veränderungen begünstigen bestimmte Bakterien gegenüber anderen drastisch und können die Zusammensetzung und die Funktion des Mikrobioms erheblich verändern.

„Wir wollten wissen, ob städtisches Wasser ‚Signaturen der Verstädterung‘ aufweist, die Vorhersagen über das Auftreten bestimmter Bakterienstämme in einer mikrobiellen Gemeinschaft innerhalb von Städten zulassen“, sagt Prof. Hans Peter Grossart vom IGB, einer der Hauptautoren der Publikation. Die Ergebnisse zeigen, dass mehrere Bakteriengruppen in städtischen Gewässern angereichert sind, wobei die meisten anthropogenen Bakterienstämme in den Zu- und Abflüssen einer Kläranlage gefunden wurden, was auf eine „Humanisierung“ des Mikrobioms städtischer Seen und Fließgewässer hinweist.

„Überraschenderweise sind die angereicherten Bakteriengruppen in städtischen Umgebungen diejenigen, die häufig pathogene Arten enthalten. Das deutet darauf hin, dass ein Krankheitserreger, wenn er in eine solche Umgebung gelangt, ein sehr günstiges Umfeld vorfindet, in dem er wachsen kann“, sagt Prof. Alex Greenwood, Leiter der Leibniz-IZW-Abteilung für Wildtierkrankheiten und einer der Hauptautoren des Aufsatzes. Dies könne möglicherweise zu Ausbrüchen in solchen Umgebungen führen. Dies steht im Gegensatz zu ländlichen Gewässern, die eher ungünstige Bedingungen für Krankheitserreger bieten.

Die Autor:innen schließen aus ihrer Untersuchung, dass die Reinhaltung und Aufbereitung des städtischen Wasser in der Zukunft stärker auf Bakteriengemeinschaften und das Mikrobiom ausgerichtet werden müsse, um wieder natürlichere Wasserökosysteme zu schaffen. Dies werde zunehmend wichtiger und zugleich schwieriger werden, da durch den Klimawandel viele städtische Gebiete trockener und nährstoffreicher werden, wodurch sich die Bakteriengemeinschaften in städtischem Wasser noch extremer ändern werden. Dies könnte tiefgreifende Auswirkungen auf die Gesundheit von Menschen und Tieren haben, da das Risiko einer Kontamination mit Krankheitserregern steigt.

Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
im Forschungsverbund Berlin e.V.
Müggelseedamm 310, 12587 Berlin, Deutschland

Pressestelle
Nadja Neumann
Telefon: +49(0)3064181975
E-Mail: pr@igb-berlin.de

Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW)
im Forschungsverbund Berlin e.V.
Alfred-Kowalke-Straße 17, 10315 Berlin, Deutschland

Steven Seet
Leiter der Wissenschaftskommunikation
Telefon: +49(0)30 5168125
E-Mail: seet@izw-berlin.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
im Forschungsverbund Berlin e.V.
Müggelseedamm 310, 12587 Berlin, Deutschland
Prof. Hans-Peter Grossart
Leiter der Forschungsgruppe Aquatische Mikrobielle Ökologie
Telefon: +49(0)33082 69991
E-Mail: hanspeter.grossart@igb-berlin.de
Pressestelle
Nadja Neumann
Telefon: +49(0)3064181975
E-Mail: pr@igb-berlin.de
Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW)
im Forschungsverbund Berlin e.V.
Alfred-Kowalke-Straße 17, 10315 Berlin, Deutschland
Prof. Dr. Alex D. Greenwood
Leiter der Abteilung für Wildtierkrankheiten
Telefon: +49(0)30 5168255
E-Mail: greenwood@izw-berlin.de

Originalpublikation:
Numberger D, Zoccarato L, Woodhouse J, Ganzert L, Sauer S, García Márquez JR, Domisch S, Grossart HP, Greenwood AD (2022): Urbanisierung fördert bestimmte Bakterien in Süßwasser-Mikrobiomen, einschließlich potenzieller Krankheitserreger. Science of the Total Environment 845, 157321; https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157321.

(nach oben)


Gewässergüte wird im Saarland online von Wissenschaftlern überwacht – kleine Fließgewässer im Fokus

Friederike Meyer zu Tittingdorf Pressestelle der Universität des Saarlandes
Universität des Saarlandes
Ein starker Regen kann Düngemittel aus Äckern ausschwemmen und Bäche damit belasten, aus Berghalden können Sulfate in Gewässer gelangen. Um solche Probleme frühzeitig zu erkennen, werden im Saarland auch kleine Fließgewässer mit mobilen Messstationen überwacht. Die Messergebnisse landen direkt online bei der Arbeitsgruppe Gewässermonitoring an der Universität des Saarlandes, die seit 20 Jahren die Untersuchungen durchführt. Die flexible Online-Überwachung verknüpft mit einer ausgefeilten Messstrategie ist bundesweites Vorbild.

An großen Flüssen wie Rhein und Donau gibt es feste Messstationen, deren Gewässerproben später im Labor ausgewertet werden. Im Unterschied dazu wurden im Saarland mit einer Förderung der Europäischen Union und des Landesumweltministeriums schon vor 20 Jahren mobile Messeinheiten aufgebaut, die in Autoanhänger flexibel zu jedem kleinen Bach im Saarland transportiert werden können. Von dort werden die Messdaten per GSM direkt an die Universität des Saarlandes übertragen und von der Arbeitsgruppe Gewässermonitoring ausgewertet, die am Lehrstuhl für Anorganische Festkörperchemie angesiedelt ist.

“Die Stationen sind mit Online-Sonden und Analysegeräten ausgestattet, so dass kontinuierlich verschiedene Messgrößen wie Sauerstoff, Wassertemperatur, pH-Wert und Salzgehalt erfasst werden. Zudem werden die Gehalte an Phosphat, Nitrat, Ammonium und Kohlenstoff-Verbindungen analysiert“, erläutert Diplomgeographin Angelika Meyer, die die Arbeitsgruppe Gewässermonitoring im Saarland unter Leitung von Professor Horst P. Beck mit aufgebaut und von Beginn an wissenschaftlich begleitet hat. Neben den mobilen Messeinheiten verfügt die Arbeitsgruppe auch über Einzelsonden, um bei besonderen Belastungen direkt im Gewässer messen zu können. Auch können einzelne Proben im Labor auf eine Vielzahl weiterer Parameter untersucht werden.

„Wenn die Gewässergüte in kleineren Fließgewässern durch Schadstoffe belastet wird, merkt man das in größeren Flüssen oft nicht, weil sich bis dorthin die Konzentration der Schadstoffe stark verdünnt hat. Daher ist die engmaschige Überwachung durch mobile Messstationen so wichtig, weil wir damit neben anthropogenen Einträgen auch Schwankungen während des Tages und bei verschiedenen Wetterlagen genau verfolgen können“, erklärt Guido Kickelbick, Professor für Anorganische Festkörperchemie der Universität des Saarlandes. Heute spielten dabei nicht nur die Gewässerqualität und der Hochwasserschutz eine zentrale Rolle, sondern verstärkt auch Aspekte des Klimaschutzes. „Wenn wir verrohrte und kanalisierte Bäche wieder freilegen, so dass sie sich auf natürliche Weise durch Wiesen und Wälder schlängeln können, und wir zusätzlich die Ufer mit Gehölzen bepflanzen, hilft das nicht nur beim Hochwasserschutz, sondern wirkt sich auch positiv auf das Mikroklima aus und trägt zum Erhalt der Biodiversität bei“, erklärt Kickelbick.

Die Arbeitsgruppe Gewässermonitoring wurde vor 20 Jahren mit Förderung der EU und des Landes eingerichtet, um die europäische Wasserrahmenrichtlinie umzusetzen, die zum Ziel hat, den chemischen und ökologischen Zustand aller Fließgewässer in Europa zu schützen und zu verbessern. Inzwischen wurde die Finanzierung des Gewässermonitorings von der Landesregierung fast vollständig übernommen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickeln die aufwändige Messmethodik kontinuierlich weiter. Im vergangenen Jahr wurde das Projekt um weitere fünf Jahre verlängert. Eine langfristige Perspektive der Thematik befindet sich in enger Abstimmung aller Beteiligten.

„Die gute und langjährige Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Gewässermonitoring der Universität des Saarlandes liefert uns wichtige Daten zur Gewässergüte der unterschiedlichsten Flüsse im Saarland. Die Ergebnisse helfen bei der Umsetzung des Maßnahmenprogramms nach der Wasserrahmenrichtlinie und sind ein wichtiger Baustein auf dem Weg zum guten Zustand der saarländischen Gewässer“, betonte die saarländische Umweltministerin Petra Berg gestern bei dem Besuch einer mobilen Messstation in Wiebelskirchen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dipl.-Geogr. Angelika Meyer
Arbeitsgruppe Gewässerschutz
Tel. 0681 / 302-4230
Mail: a.meyer@mx.uni-saarland.de

Prof. Dr. Guido Kickelbick
Anorganische Festkörperchemie
Tel. 0681 302-70651
Mail: guido.kickelbick@uni-saarland.de

Weitere Informationen:
http://www.gewaesser-monitoring.de

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Aufbereitete Abwässer in der Landwirtschaft: Gesundheitliches Risiko durch Krankheitserreger auf Obst und Gemüse?

Dr. Suzan Fiack Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)
Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) rät in bestimmten Fällen von Bewässerung ab

Bodennah wachsendes und roh konsumiertes Obst und Gemüse wie Salat, Möhren, Erdbeeren, oder auch frische Kräuter sollten in Deutschland nicht mit aufbereitetem Abwasser bewässert werden. Davon rät das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) vor allem im Hinblick auf krankmachende Viren und Parasiten ab, die über diesen Weg auf oder in die Pflanzen gelangen können. Für eine abschließende Risikobewertung ist die derzeitige Datenlage noch unzureichend. Belegt ist jedoch, dass bestimmte Viren und einzellige Parasiten (Protozoen) Umwelteinflüssen trotzen und über rohes Obst und Gemüse Erkrankungen auslösen können. „Aufbereitetes Abwasser in der Landwirtschaft stellt die Lebensmittelsicherheit vor eine neue Herausforderung“, sagt BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. „Um Krankheitserreger bestmöglich zu reduzieren, benötigen wir sehr gute Aufbereitungs- und Nachweisverfahren.“

Klimawandel, unvorhersehbare Wetterverhältnisse und Dürren verknappen die Wasserressourcen in Deutschland und Europa. Um dem zu begegnen wurden in der Verordnung (EU) 2020/741 Mindestanforderungen an die Nutzung von aufbereitetem Abwasser zur landwirtschaftlichen Bewässerung festgelegt. Die EU-Verordnung für die Wasserwiederverwendung ist ab dem 26. Juni 2023 gültig und soll die Umwelt sowie die Gesundheit von Mensch und Tier schützen. Das BfR hat mögliche gesundheitliche Risiken durch die Nutzung von aufbereitetem Abwasser für die Bewässerung von pflanzlichen Lebensmitteln mit Blick auf ausgewählte krankmachende Viren und Protozoen bewertet. Im besonderen Fokus standen dabei roh verzehrbares Obst und Gemüse, bei dem möglicherweise vorkommende Krankheitserreger nicht durch Erhitzen reduziert oder abgetötet werden.

Auf Basis der verfügbaren Daten spricht das BfR die Empfehlung aus, auf die Bewässerung von Pflanzen mit aufbereitetem Abwasser zu verzichten, deren roh verzehrbarer Anteil im Boden oder bodennah wächst. Diese gilt solange, bis geeignete Aufbereitungsverfahren und Kontrollen sicherstellen können, dass im Bewässerungswasser keine Krankheitserreger enthalten sind, insbesondere humanpathogene Viren oder Protozoen. Denn bei jedem der betrachteten Bewässerungssysteme (unterirdische und oberirdische Tropfbewässerung, wasserführende Gräben, Beregnungssystem, hydroponische Kultur) können Krankheitserreger nach derzeitigem Wissensstand auf oder in die essbaren Teile der Pflanzen gelangen und bei deren Rohverzehr Erkrankungen beim Menschen auslösen. Je nach Art des Krankheitserregers und Gesundheitszustands der betroffenen Person kann die gesundheitliche Beeinträchtigung variieren, bei Risikogruppen sind mitunter schwere Verläufe möglich. Hinsichtlich der Eignung von Methoden zur Inaktivierung oder Reduzierung von Krankheitserregern während der Abwasseraufbereitung besteht weiterer Forschungsbedarf.

Pflanzen, deren roh verzehrbarer Anteil bodenfern wächst, zum Beispiel Weinstöcke und Obstbäume, können nach Ansicht des BfR mit aufbereitetem Abwasser der Güteklasse A oder B bewässert werden, sofern ein direkter Kontakt der roh verzehrbaren Anteile mit dem aufbereiteten Abwasser (durch Auswahl eines geeigneten Bewässerungssystems) und dem bewässerten Boden ausgeschlossen wird. Da die betrachteten Viren und Protozoen sensibel auf Hitze reagieren, sind bei pflanzlichen Lebensmitteln, die vor dem Verzehr ausreichend erhitzt werden, keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch Krankheitserreger im aufbereitetem Abwasser zu erwarten.

Stellungnahme „Aufbereitete Abwässer: Virale Krankheitserreger auf pflanzlichen Lebensmitteln vermeiden“
https://www.bfr.bund.de/cm/343/aufbereitete-abwaesser-virale-krankheitserreger-a…

Stellungnahme „Aufbereitete Abwässer: Protozoen auf pflanzlichen Lebensmitteln vermeiden“
https://www.bfr.bund.de/cm/343/aufbereitete-abwaesser-protozoen-auf-pflanzlichen…

Auch für den Menschen krankmachende humanpathogene Bakterien in landwirtschaftlich genutztem aufbereiteten Abwasser können das Erkrankungsrisiko durch roh verzehrtes Obst und Gemüse steigern. Dies hat bereits eine im Jahr 2020 veröffentlichte gemeinsame Bewertung von BfR, Julius Kühn-Institut (JKI) und Max Rubner-Institut (MRI) ergeben:

Stellungnahme „Aufbereitete Abwässer: Bakterielle Krankheitserreger auf frischem Obst und Gemüse vermeiden“
https://www.bfr.bund.de/cm/343/aufbereitete-abwaesser-bakterielle-krankheitserre…

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.

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Tankrabatt wird bisher größtenteils weitergegeben

RWI Kommunikation
RWI – Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung
Der seit 1. Juni geltende Tankrabatt für Diesel und Benzin ist bisher im Wesentlichen an die Verbraucherinnen und Verbraucher weitergegeben worden. Das ergeben aktuelle Auswertungen im Rahmen des Benzinpreisspiegels des RWI – Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung.

Das Wichtigste in Kürze:
– Um die Bevölkerung von hohen Energiepreisen zu entlasten, wurde in Deutschland am 1. Juni 2022 für drei Monate der sogenannte Tankrabatt eingeführt, eine temporäre Senkung der Energiesteuern auf Kraftstoffe auf das in der EU erlaubte Mindestmaß. Für Diesel sinkt in diesem Zeitraum die Energiesteuer um 14,04 Cent pro Liter, für Superbenzin um 29,55 Cent pro Liter. Inklusive der entsprechend entfallenden Mehrwertsteuer in Höhe von 19 Prozent liegt die theoretische steuerliche Entlastung insgesamt bei 16,7 Cent pro Liter Diesel und 35,2 Cent pro Liter Superbenzin.
– Der Vergleich mit den Kraftstoffpreisen zwischen Frankreich und Deutschland vor und nach Einführung des Tankrabatts zeigt, dass dieser bisher im Wesentlichen an die Verbraucherinnen und Verbraucher weitergegeben worden ist. Das ergeben Auswertungen im Rahmen des Benzinpreisspiegels des RWI – Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung.
– Im Mai lagen die Dieselpreise in Deutschland im Mittel etwas mehr als 13 Cent je Liter höher als in Frankreich (s. Abbildung 1). Nach Einführung des Tankrabatts in Deutschland drehte sich das Verhältnis um: Die Dieselpreise fielen in Deutschland im Juni geringer aus als in Frankreich, im Mittel um mehr als 8 Cent je Liter. Die Summe beider Differenzen in den Dieselpreisen zwischen Frankreich und Deutschland vor und nach Einführung des Tankrabatts von rund 21 Cent je Liter Diesel weist darauf hin, dass der Tankrabatt von rund 17 Cent je Liter Diesel zumindest zu sehr großen Teilen, wenn nicht gar gänzlich an die Verbraucherinnen und Verbraucher weitergegeben worden ist.
– Ein ähnliches Bild zeigt sich für die Preise von Superbenzin E10 (s. Abbildung 2): Lagen die E10-Preise in Deutschland im Mai zumeist noch über denen in Frankreich, im Mittel um rund 3,5 Cent je Liter, fielen sie im Juni deutlich geringer aus als in Frankreich. Im Mittel lagen die E10-Preise im Juni um rund 28 Cent je Liter tiefer als in Frankreich. Zusammengenommen ergibt sich eine Differenz von rund 31,5 Cent für die beiden Monate unmittelbar vor und nach der Einführung des Tankrabatts. Diese Differenz ist nahe der steuerlichen Entlastung von rund 35 Cent pro Liter Superbenzin und deutet darauf hin, dass der Tankrabatt bei Superbenzin E10 weitgehend an die Verbraucherinnen und Verbraucher weitergegeben worden ist.
– Ein abschließendes und präziseres Urteil, in welchem Ausmaß der Tankrabatt weitergegeben worden ist, lässt sich erst nach Ablauf der Vergünstigung Ende August unter Verwendung geeigneter ökonometrischer Methoden fällen.

Zum Tankrabatt für Kraftstoffe sagt der Leiter des Kompetenzbereichs „Umwelt und Ressourcen“ am RWI, Manuel Frondel: „Trotz der Weitergabe an die Autofahrer ist der Tankrabatt weder unter Verteilungs- noch unter ökologischen Aspekten sinnvoll. Denn mit dem Tankrabatt wird eher den Wohlhabenden geholfen als den armen Haushalten. Diese besitzen häufig gar kein Auto. Zudem ist der Tankrabatt ökologisch kontraproduktiv: Er hält nicht dazu an, weniger Benzin und Diesel zu verbrauchen. Genau das wäre aus ökologischen Gründen aber notwendig.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Manuel Frondel, manuel.frondel@rwi-essen.de, Tel.: 0201 8149-204

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Politikpanel-Umfrage: Deutsche fühlen sich von aktuellen Krisen stark bedroht

Bastian Strauch Hochschul- und Wissenschaftskommunikation
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
• Befragte sehen vor allem beim Einkommen und beim Thema Gendern eine deutliche Spaltung der Gesellschaft
• Die Corona-Pandemie liegt nur noch auf Platz fünf der aktuellen Krisen – Ukrainekrieg und Preissteigerungen werden als stärkste Bedrohungen wahrgenommen
• An der Online-Umfrage nahmen 8.000 Personen aus ganz Deutschland teil

Die Mehrheit der Deutschen sieht sich durch die aktuellen Krisen in ihrer Sicherheit bedroht: Über 78 Prozent der Befragten des aktuellen „Politikpanels Deutschland“ der Universität Freiburg betrachten den Ukraine-Krieg als bedrohlich oder sehr bedrohlich. Der Krieg im Osten Europas überlagert damit alle andere Probleme. Auf Platz zwei liegt die Angst vor Inflation und steigenden Preisen (72 Prozent). Von den Teilnehmer*innen der Online-Befragung empfinden 65 Prozent der Befragten die Klimakrise als eher oder sehr bedrohlich.

Für die Umfrage des Politikpanel Deutschland haben die Freiburger Politikwissenschaftler Prof. Dr. Uwe Wagschal und Dr. Sebastian Jäckle in Zusammenarbeit mit Dr. James Kenneth Timmis vom Universitätsklinikum Freiburg mehr als 8.000 Personen aus ganz Deutschland zu politischen und gesellschaftlichen Themen befragt. Das lange beherrschende Corona-Thema liegt bei der aktuellen Umfrage noch hinter dem Thema Staatsverschuldung nur noch auf Platz fünf der bedrohlichen Krisen, lediglich 29,6 Prozent der Befragten sehen hier noch eine große Bedrohung.

Deutliche Unterschiede nach Parteipräferenz
Dabei unterscheiden sich die Befragten je nach Wahlabsicht zum Teil deutlich in ihrer Bedrohungswahrnehmung: So wird der Ukraine-Krieg nur von 47 Prozent der AfD-Anhänger*innen als bedrohlich oder sehr bedrohlich genannt, wohingegen mehr als 80 Prozent der Unions-, SPD- und Grünen-Anhänger*innen dies so sehen. Auch bei der Klima-Krise ist die Wahrnehmung der Bedrohung extrem unterschiedlich ausgeprägt: 48 Prozent der AfD-Anhänger*innen sehen die Klima-Krise als gar nicht bedrohlich, bei den Grünen-Anhängern*innen sind dies nur 0,25 Prozent.

Gesellschaft bei vielen Fragen gespalten
Ein Schwerpunkt der aktuellen Politikpanel-Umfrage ist die Spaltung der Gesellschaft. Über 80 Prozent der Befragten sehen die Gesellschaft bei der Einkommens- und Vermögensverteilung als ziemlich stark beziehungsweise sehr stark gespalten an. Beim Thema Gendern sehen knapp 70 Prozent eine solch starke Spaltung. „Offensichtlich sind in der Gesellschaft starke Unterschiede bei den Werte- und Normeneinstellungen zu beobachten“, erklärt Jäckle.

Das gelte auch in Bezug auf eine so genannte Cancel Culture, also die Tendenz, andere Menschen aufgrund ihrer Ansichten und Einstellungen zu blockieren und von Veranstaltungen auszuschließen: Hier sieht ebenfalls eine Mehrheit die Gesellschaft als gespalten an, gleichzeitig ist dieser Begriff fast 30 Prozent der Befragten nicht bekannt oder sie haben keine Meinung hierzu. Die geringste Spaltung wird zwischen Ost- und Westdeutschland gesehen, nur etwas über 30 Prozent der Befragten sehen hier eine starke Spaltung.

Deutsche wollen Dienstpflicht – vor allem die Älteren
Das kürzlich von Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier aufgebrachte Thema einer allgemeinen Dienstpflicht stößt in der Bevölkerung überwiegend auf Zustimmung. Befragte über 30 Jahre befürworten eine solche Dienstpflicht zu 60 bis 70 Prozent, am stärksten ist die Zustimmung bei Befragten über 60 Jahre. Die jüngste Gruppe der 18- bis 30-Jährigen lehnt eine Dienstpflicht hingegen mehrheitlich ab, obwohl auch hier etwa 42 Prozent ihr positiv gegenüberstehen.

So gut wie keinen Unterschied zwischen den Altersgruppen gibt es bei der Frage, ob die Gesellschaft auf freiwilliges Engagement der Bevölkerung angewiesen ist: Etwa 85 Prozent stimmen dieser Aussage eher oder voll und ganz zu. Die große Mehrheit derjenigen, die in der Vergangenheit einen Dienst abgeleistet haben (zum Beispiel Wehrdienst oder Zivildienst), haben diesen als gute und sinnvolle Erfahrung in Erinnerung.

Faktenübersicht:
• Das Politikpanel Deutschland ist eine Umfrage des Seminars für Wissenschaftliche Politik der Universität Freiburg. Seit der Bundestagswahl 2017 findet es in unregelmäßigen Abständen statt.
• Die aktuellen Ergebnisse können abgerufen werden unter www.politikpanel.uni-freiburg.de .
• Für die aktuelle Umfrage wurden mehr als 8.000 Personen aus ganz Deutschland online zu politischen und gesellschaftlichen Themen befragt. Die Befragung lief vom 30. Juni bis zum 17. Juli 2022. Die Daten der Teilnehmenden wurden anhand der soziodemographischen Merkmale Alter, Geschlecht, Bundesland und Wahlabsicht gewichtet und somit an die reale Verteilung in der Bevölkerung angepasst.
• Prof. Dr. Uwe Wagschal ist Professor für Vergleichende Regierungslehre am Seminar für Wissenschaftliche Politik der Universität Freiburg. Dr. Sebastian Jäckle ist dort Akademischer Rat. Dr. James Kenneth Timmis ist Mitarbeiter des Universitätsklinikums Freiburg.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Uwe Wagschal
Seminar für Wissenschaftliche Politik
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-9361
E-Mail: politikpanel@politik.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:
https://kommunikation.uni-freiburg.de/pm/2022/politikpanel-umfrage-deutsche-fueh…

Anhang
Politikpanel-Umfrage_Grafiken

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Hitze – was tun?

Dr. Manuela Rutsatz Stabsstelle Kommunikation und Marketing
Universität Augsburg
Längere Hitzephasen gehören zu den Folgen eines Klimawandels, die unsere Gesundheit genau wie die Natur und Landwirtschaft direkt betreffen. Wie Menschen am besten mit Hitze umgehen können und welche Maßnahmen seitens der Politik nötig sind, fasst Prof. Dr. Claudia Traidl-Hoffmann, Umweltmedizinerin an der Medizinischen Fakultät der Universität Augsburg im Interview zusammen.

Wer ist besonders durch Hitze gefährdet?
Besonders gefährdet sind die vulnerablen Gruppen: ältere Menschen, Säuglinge und Kleinkinder. Und natürlich auch Vorerkrankte. Aber auch gesunde, fitte Menschen sind gefährdet, nämlich die Gefahr zu unterschätzen. Immer wieder werden Menschen in die Notaufnahme eingeliefert, die trotz hoher Temperaturen intensiv Sport treiben, stundenlang Rasen mähen oder in der prallen Sonne ausgiebig Arbeiten im Freien durchführen. Der menschliche Körper, mag er noch so fit und gesund sein, kann sich nicht unbegrenzt selbst kühlen – hier ist gesunder Menschenverstand gefragt.

Was kann ich persönlich tun, um Hitzewellen gut zu überstehen?
Die meisten Dinge, die helfen sich vor Hitze zu schützen, sind sehr einfach. Lüften Sie in der Nacht, um Kühle in die Wohn- und Arbeitsräume zu lassen und schließen Sie Fenster und ggf. Jalousien tagsüber, um die Wärme auszusperren. Gehen Sie anstrengenden Tätigkeiten nicht in praller Mittagshitze nach oder treiben Sie Sport in den frühen Morgenstunden oder am späten Abend. Trinken Sie ausreichend, am besten jede Stunde ein Glas Wasser, in etwa 2,5 – 3 l pro Tag. Wasser oder ungesüßte Tees sind am geeignetsten. Nehmen Sie leichte Mahlzeiten zu sich: Obst, Gemüse und Salat sind ideal – fette Speisen belasten eher. Auch Salziges wie etwa Salzstangen können helfen, den Elektrolythaushalt wieder ins Gleichgewicht zu bringen, wenn Sie viel geschwitzt haben. Lauwarme Duschen oder ein Sprühnebel auf der Haut schaffen Kühlung und erleichtern eventuell das Einschlafen bei hohen Temperaturen.
Langfristig hilft auch, das Umfeld zu begrünen – Bäume wirken wie Klimaanlagen.

Sind wir hier in Deutschland generell gewappnet für die kommende Hitze?
Nein, leider sind wir das momentan noch nicht. Frankreich hat nach dem Hitzesommer 2003 reagiert und Pläne in Kraft gesetzt, die nun die Bevölkerung umfassend im Falle einer Hitzeperiode schützen. Jeder weiß, was er im Fall der Fälle zu tun hat und die Zahl der Hitzetoten ist daraufhin dramatisch gesunken. In Deutschland sind wir leider noch nicht so weit. Die diesjährige, sehr langanhaltende Hitze trifft uns quasi unvorbereitet, als ob wir noch nicht glauben wollten, dass es bei uns heiß ist, sogar sehr heiß im Sommer. Die Gefahr wird noch immer, zum Teil auch in der Ärzteschaft, unterschätzt. Andererseits ist viel in Bewegung gekommen. Ich arbeite z.B. an der Erstellung eines Hitzeschutzplanes des Freistaates Bayern mit und nicht zuletzt die umfangreiche Berichterstattung bringt den Menschen die Dringlichkeit näher. Zum jetzigen Zeitpunkt jedoch sind wir hier weder institutionell oder individuell ausreichend vorbereitet oder geschützt. Dramatische Szenen könnten die Folge sein.

Was muss die Politik verändern?
Das naheliegendste in puncto Hitzeschutz ist zunächst ein Plan. Jeder sollte wissen, auf was bei Hitze zu achten ist: als Lehrer, als Nachbarin, als Ärztin, als Vater, als Altenpfleger oder Bürgermeisterin. Wo wohnen in der Kommune ältere Menschen in Dachgeschosswohnungen? Wer muss an kühlere Orte gebracht werden? Ab wann gibt es dann einfach keine Bundesjugendspiele mehr? Sehr viele weitere Maßnahmen sind nur mittel- und langfristig umsetzbar. Der Umbau der Städte zu grünen, nachhaltigen Orten, Schwammstädten z.B., die den sogenannten „Hitzeinseleffekt“ abmildern oder vermeiden, ist eine längerfristige, sehr kostenintensive Notwendigkeit. Und, von seiten der Politik unabdingbar: die Vermeidung von Emissionen und die Einhaltung der Klimaziele müssen jetzt einfach Priorität 1 haben. Es geht nicht mehr „nur“ um den Eisbären, es geht schon lange um uns selbst.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Claudia Traidl-Hoffmann
Lehrstuhlinhaberin Umweltmedizin
Telefon: +49 821 598-6424 (Sekretariat)
melanie.pawlitzki@uni-a.de (Pressereferentin)

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Wasserstoffbedarfe künftig decken: ESYS zeigt Importoptionen für grünen Wasserstoff auf

Anja Lapac Geschäftsstelle
acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften
Wasserstoff ist ein Schlüsselelement, um Klimaneutralität zu erreichen. Besonders für die Dekarbonisierung der Industrie und bestimmter Verkehrssektoren stellt er eine wichtige Ergänzung zur direkten Elektrifizierung dar. Um die künftig hohen Bedarfe zu decken, werden Importe nötig sein. Es gilt, aus der Vergangenheit zu lernen und Abhängigkeiten zu minimieren. Die ESYS-Fachleute zeigen in einer Analyse Transportoptionen und ihre Vor- und Nachteile auf und beschreiben Hemmnisse und Herausforderungen für den Aufbau von Transportketten und Wasserstoffkooperationen.

Einige Szenarien sehen für 2030 einen inländischen Bedarf an Wasserstoff und dessen Syntheseprodukten von rund 45–110 Terawattstunden, der bis 2045 auf etwa 400–700 Terawattstunden steigen wird. Diese Mengen wird Deutschland kaum selbst herstellen können und deshalb bei diesem Schlüsselelement der Energiewende auf ergänzende Importe aus der EU und voraussichtlich auch aus Nicht-EU-Ländern zurückgreifen müssen. Doch woher soll der benötigte Wasserstoff kommen? Und wie viel wird dieser Transport kosten?

Eine Arbeitsgruppe des Akademienprojekts „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) – einer vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten gemeinsamen Initiative von acatech, Leopoldina und Akademienunion – zeigt in der Analyse „Optionen für den Import von grünem Wasserstoff nach Deutschland bis zum Jahr 2030“ auf, welche Transportoptionen bestehen, und vergleicht diese anhand verschiedener Kriterien. Berechnungen zu Kosten und Energieeffizienz der jeweiligen Transportketten fließen ebenso in die Betrachtungen ein wie qualitative Kriterien, unter anderem zu Umweltwirkungen, bestehenden Infrastrukturen sowie zur politisch-rechtlichen Umsetzbarkeit.

Die Analyse zeigt, dass die bis 2030 benötigten Importmengen grundsätzlich zu beschaffen sind, wenn die richtigen infrastrukturellen, rechtlichen und unternehmerischen Weichen schnell gestellt werden. Die Fachleute sprechen sich nicht für eine dominante Transportoption aus, sondern zeigen auf, dass eine Reihe von Optionen – mit unterschiedlichen Umsetzungsanforderungen sowie jeweiligen Vor- und Nachteilen – einen Beitrag zur Bedarfsdeckung 2030 leisten können. Dabei ist die Transportdistanz nicht zwangsläufig der treibende Kostenfaktor und eine Vielzahl an Regionen eignet sich für die Herstellung und den Export von Wasserstoff nach Deutschland.

Relevante Transportoptionen bis 2030: Reiner Wasserstoff per Pipeline, Syntheseprodukte via Schiff

Sowohl der Transport per Schiff als auch der über Pipelines ist möglich, eignet sich aber je nach Verwendung und Transportdistanz nicht für jeden Zweck gleichermaßen: Reiner Wasserstoff lässt sich gut mittels Pipelines transportieren, doch der Aufbau neuer Pipelines bis 2030 ist herausfordernd. Durch eine Umrüstung oder die Trassennutzung bestehender Infrastrukturen ließen sich nicht nur Kosten einsparen, sondern vor allem Planungs- und Umsetzungszeiten verkürzen. Für Syntheseprodukte wie Ammoniak und Methanol bietet sich hingegen der Transport via Schiff an: Es gibt bereits bestehende Produktions- und Transportstrukturen, auf die zurückgegriffen werden kann. Das Transportgut sollte dann jedoch direkt als Syntheseprodukt genutzt werden, ohne den gebundenen Wasserstoff wieder zu extrahieren, denn dies wäre energetisch ineffizienter und teuer.

Weichen stellen für eine grüne Wasserstoffwirtschaft 2030: technologisch, rechtlich und kooperativ

Ein ambitionierter Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft ist notwendig. Zugleich gilt es, Schnellschüsse und Lock-ins zu vermeiden und im europäischen und globalen Maßstab zu denken – auch über 2030 hinaus. Es braucht nicht nur den Sprung relevanter Technologien von der Entwicklung in die industrielle Serienfertigung, sondern auch rechtliche und politische Rahmensetzungen, um für potenzielle Produzenten, Investoren und Abnehmer mehr Klarheit und Sicherheit zu schaffen. Das betrifft zum Beispiel eine Zertifizierung, die verlässlich definiert, was grüner Wasserstoff und die entsprechenden Derivate sind.

Für die Kooperation mit potenziellen Exportländern ist es wichtig, dass diese genügend Erneuerbare-Energien-Potenziale haben, um neben der eigenen Defossilisierung auch Wasserstoffexporte realisieren zu können. Zudem sind mögliche Konflikte um Ressourcen zu berücksichtigen – etwa hinsichtlich der Flächenverfügbarkeit oder der Wasserversorgung. Ziel der deutschen Wasserstoffpolitik sollte eine nachhaltige Umsetzung auf Augenhöhe sein, die beiden Handelspartnern nutzt.

Zur Publikation:
https://energiesysteme-zukunft.de/publikationen/analyse/transportoptionen-wasser…

Ansprechpartnerin:
Anja Lapac, Referentin Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften | Koordinierungsstelle „Energiesysteme der Zukunft“
Tel.: +49 (0)89 5203 09-850
lapac@acatech.de

Weitere Ansprechpartnerinnen:
Caroline Wichmann, Leiterin der Abteilung Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
Tel.: +49 (0)345 472 39-800
presse@leopoldina.org

Dr. Annette Schaefgen, Leiterin Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Union der deutschen Akademien der Wissenschaften
Tel.: +49 (0)30 325 98 73-70
schaefgen@akademienunion-berlin.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Sven Wurbs
acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften
Koordinierungsstelle „Energiesysteme der Zukunft“
Tel.: +49 (0) 30/2 06 30 96-23
wurbs@acatech.de

Originalpublikation:
Staiß, F. et al.: Optionen für den Import grünen Wasserstoffs nach Deutschland bis zum Jahr 2030: Transportwege – Länderbewertungen – Realisierungserfordernisse (Schriftenreihe Energiesysteme der Zukunft), München 2022.

Anhang
Importoptionen Wasserstoff – ESYS

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Forschung für den Klimaschutz: Projekte zur Reduzierung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre gesucht.

Dr. Kristine Bentz Förderbereich Forschung
Vector Stiftung
Die Vector Stiftung unterstützt Ideen, Konzepte und Strategien, die vorhandenes CO2 aus der Atmosphäre entfernen, CO2-Emissionen reduzieren oder ganz vermeiden. Pro Projekt können bis zu 350.000 Euro beantragt werden. Projektanträge werden laufend entgegengenommen.

Anthropogene Treibhausgasemissionen, allen voran CO2-Emissionen, die durch die Verbrennung fossiler Energieträger und durch industrielle Prozesse freigesetzt werden, sind die Hauptursache für den Klimawandel. Um die globale Erwärmung unter 2°C (über dem vorindustriellen Niveau) zu halten, sind zusätzlich Anstrengungen zur Reduktion des Emissionswachstums bzw. zur Verringerung der Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre erforderlich.

Die aktuelle Ausschreibung richtet sich an Wissenschaftler:innen, die sich mit neuen innovativen Konzepten oder technologischen (Weiter-)Entwicklungen zur Reduzierung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre beschäftigen.

Pro Projekt können bis zu 350.000 Euro für eine Laufzeit von maximal 36 Monaten beantragt werden.

Antragsberechtigt sind Hochschulen, Universitäten und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen in Baden-Württemberg. Projekte können als Einzel- oder als Verbundvorhaben durchgeführt werden. Auch ganzheitliche Betrachtungsweisen und interdisziplinäre Ansätze verschiedener Fachrichtungen werden begrüßt.

Insbesondere werden Projektanträge eingeladen, die sich mit folgenden Forschungsfragen auseinandersetzen, jedoch nicht auf diese beschränkt sein müssen:

▸ CO2-Gewinnung aus der Luft
▸ CO2-Abscheidung an Punktquellen
▸ CO2-neutrale Kohlenstoffverwertung
▸ Ersatz fossiler Kohlenstoffquellen
▸ Dauerhafte Speicherung von CO2

Um den fachlichen Austausch zu unterstützen, plant die Vector Stiftung ein jährliches Netzwerktreffen aller zur Förderung ausgewählten Projekte. Mittel für Organisation und Durchführung werden von der Vector Stiftung zentral zur Verfügung gestellt.

Keine Einreichungsfrist. Anträge können laufend über das Online-Antragsportal eingereicht werden. Eingereichte Anträge werden zeitnah begutachtet, die Antragstellenden werden ggf. aufgefordert, ihr Vorhaben dem Forschungsbeirat persönlich zu präsentieren (virtuell oder vor Ort). Die finale Förderentscheidung fällt i.d.R. innerhalb von 4 Monaten nach Antragseinreichung.

Alle relevanten Informationen sowie den Zugang zum Online-Antragsportal unter https://vector-stiftung.de/foerderbereiche/#ausschreibungen

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Kristine Bentz
Leiterin Forschungsförderung
+49 (0)711 80670 1181
kristine.bentz@vector-stiftung.de

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Herzinfarkt bei Hitze – welche Rolle spielen Herz-Kreislauf-Medikamente?

Verena Coscia Kommunikation
Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH)
Bei hohen Temperaturen haben Menschen, die bestimmte Medikamente einnehmen, ein erhöhtes Herzinfarktrisiko: Dies fand ein Forscherteam um Dr. Alexandra Schneider, Forschungsgruppenleiterin ‚Environmental Risks‘ vom Helmholtz Munich Institut für Epidemiologie und Kai Chen, PhD vom Yale Institute for Global Health heraus. Für Menschen mit koronarer Herzkrankheit können Betablocker zwar die Lebensqualität verbessern und Thrombozytenaggregationshemmer das Risiko eines Herzinfarkts senken. Allerdings deuten die Ergebnisse der neuen Studie darauf hin, dass diese Schutzmaßnahmen an besonders heißen Tagen auch eine gegenteilige Wirkung haben können.

Bekannt ist, dass Umweltfaktoren, wie Luftverschmutzung und niedrige Außentemperaturen, Herzinfarkte auslösen können. Darüber hinaus zeigt sich immer deutlicher, dass ein akuter Herzinfarkt auch durch Hitze ausgelöst werden kann. Allerdings war bisher unklar, ob Patient:innen, die bestimmte Herz-Kreislauf-Medikamente einnehmen, ein höheres Risiko aufweisen, an heißen Tagen einen Herzinfarkt zu erleiden, als Patient:innen ohne diese regelmäßige Medikamenteneinnahme. Dieser Frage gingen die Forscher auf den Grund und zogen für ihre Analysen Daten des Herzinfarktregisters Augsburg der Jahre 2001 bis 2014 heran. Insgesamt konnten 2.494 Fällen während der Monate Mai bis September betrachtet werden.

Anstieg des Herzinfarktrisikos um mehr als 60 %
Es zeigte sich an heißen Tagen im Vergleich zu kühleren Kontrolltagen ein signifikant erhöhtes Risiko für nicht-tödliche Herzinfarkte bei Patient:innen, die Thrombozytenaggregationshemmer bzw. Betablocker einnahmen im Vergleich zu Patient:innen, die diese Medikamente nicht einnahmen. Die Einnahme von Thrombozytenaggregationshemmern war mit einem Anstieg des Risikos um 63% und die Einnahme von Betablockern mit einem Anstieg des Risikos um 65% verbunden. Patient:innen, die beide Medikamente einnahmen, hatten ein um 75% höheres Risiko. Bei Nichtanwendern dieser Medikamente war die Wahrscheinlichkeit eines Herzinfarkts an heißen Tagen nicht erhöht. Interessant ist auch, dass der Effekt der Medikamenteneinnahme in der jüngeren Altersgruppe (25–59 Jahre) stärker als bei älteren Patient:innen (60–74 Jahre) war, obwohl letztere häufiger bereits zugrunde liegende koronare Herzerkrankungen aufwiesen.

Mögliche Gründe für das erhöhte Risiko
Die Forschungsergebnisse beweisen nicht, dass diese Medikamente bei Hitze die Herzinfarkte verursacht haben. Die Wissenschaftler:innen spekulieren jedoch auf Grund dieser Daten, dass die Einnahme der Medikamente die Thermoregulation im Körper, also die Anpassung an hohe Temperaturen, erschwert. Somit könnte die Medikamenteneinnahme diese Patient:innen tatsächlich empfindlicher gegenüber Hitzeexposition machen. Denkbar ist allerdings auch, dass die zugrunde liegende schwere Herzerkrankung, sowohl die Verschreibung der genannten Medikamente erklärt, als auch die höhere Empfindlichkeit dieser Patient:innen gegenüber Hitze. Gegen letztere Hypothese spricht, dass zum einen der beobachtete Risikoanstieg durch die Medikamenteneinnahme besonders stark in der an sich gesünderen und jüngeren Patient:innengruppe auftrat. Darüber hinaus konnte bei keinem weiteren Medikament, das häufig von Herzpatient:innen eingenommen wird, eine Risikoerhöhung bzgl. das Auftretens von Herzinfarkten bei Hitze beobachtet werden (mit Ausnahme bei der Einnahme von Statinen).

Besondere Vorsicht bei Hitzewellen
„Die Ergebnisse legen nahe, dass Herzinfarkte mit fortschreitendem Klimawandel und damit verbundenen häufigeren heißen und sehr heißen Tagen zu einer größeren Gefahr für Patient:innen mit bestehenden Herz-Kreislauf-Erkrankungen werden können“ erklärt Dr. Alexandra Schneider. Besonders während Hitzewellen sei es für Betroffene daher ratsam, vorsichtig zu sein und sich im Kühlen aufzuhalten. „Welche Untergruppen der Bevölkerung am anfälligsten für diese Umweltextreme sind und damit am meisten von einem auf sie zugeschnittenen gesundheitlichen Hitzeschutz profitieren würden, ist aber noch unklar und bedarf weiterer Forschung“, so die Wissenschaftlerin. Vor allem die Wirkung der Medikamente auf die Thermoregulation, die veränderte Wirksamkeit der Medikamente bei Hitze sowie das Zusammenspiel von Medikamenten mit gesundheitlichen Hitzefolgen wie Dehydrierung, müsse noch besser erforscht werden. „Nur dann können Hausärzte auf angekündigte heiße Tage und Hitzewellen reagieren und die Medikation ihrer Patient:innen kurzfristig entsprechend anpassen“ erläutert die Forscherin.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Alexandra Schneider, Forschungsgruppenleiterin ‚Environmental Risks‘ vom Helmholtz Munich Institut für Epidemiologie

Originalpublikation:
Kai Chen  et al.: Triggering of myocardial infarction by heat exposure is modified by medication intake, Nature Cardiovascular Research. DOI: 10.1038/s44161-022-00102-z

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Die Gestalt des Raumes – Ausstellung von IÖR und BBSR in Berlin zeigt Facetten der Landnutzung

Heike Hensel Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung e. V.
Deutschlands Landschaften sind vielfältig und einem steten Wandel unterworfen. Wachsende Städte, Windkraftanlagen und Solarfelder, Hochspannungstrassen, neue Verkehrswege, Agrarindustrie und zunehmende Technisierung verändern das Landschaftsbild immer schneller. Die Ausstellung „Die Gestalt des Raumes – Landschaften Deutschlands als Abbilder der Gesellschaft“ macht diesen Wandel mit vielfältigen Luftbildern sichtbar. Das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) und das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) präsentieren die Ausstellung vom 1. bis 26. August im Ernst-Reuter-Haus in Berlin.

Die Ausstellung „Die Gestalt des Raumes – Landschaften Deutschlands als Abbilder der Gesellschaft“ dokumentiert den gesellschaftlichen Umgang mit Landschaft in Deutschland. Unsere räumlichen Lebensgrundlagen sind einem steten Wandel unterworfen. Landnutzung ist dabei Ausdruck gesellschaftlicher Ansprüche, wirtschaftlicher Tätigkeiten, kultureller Prägungen, naturräumlicher Ausstattung und geschichtlicher Entwicklungen. Sie ist auch ein Resultat räumlicher Planungen auf verschiedenen Ebenen, die die Veränderungen steuern und versuchen, Flächennutzungskonflikte auszugleichen. Das Ergebnis sind im Vergleich zu europäischen Nachbarn meist klar gegliederte Siedlungsstrukturen und häufig auch schöne Kulturlandschaften, vielerorts aber auch Zersiedelung, Landschaftszerschneidung sowie Boden- und Waldschäden.

Anhand einer Vielzahl von Luftaufnahmen zeigt die Ausstellung eindrücklich verschiedene Facetten der Landnutzung in Deutschland: Siedlungsstrukturen von hochverdichteten Innenstädten bis hin zu Stadtrandlagen und urbanem Grün, Verkehrsinfrastrukturen sowie Industrie- und Energielandschaften, landwirtschaftliche Flächen von ausgeräumten Bergbaufolge- und agrarindustriellen Landschaften bis zu Ökolandbau, Waldbeständen und Freizeitlandschaften. Die von einem Fotokopter und einem Luftschiff aus einer Höhe von bis zu 100 Metern aufgenommenen Bilder ermöglichen einen neuen und zuweilen überraschenden Blick auf meist kleinräumig strukturierte, geordnete und genutzte Landschaften.

Am 25. August findet um 17 Uhr die Finissage der Ausstellung statt. Die Präsidentin des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung, Petra Wesseler, wird die Veranstaltung eröffnen. In einem Gespräch mit den Autorinnen und Autoren des Fotobandes, der der Ausstellung zugrunde liegt, geht es um Wege für einen schonenden Umgang mit Landschaften und Siedlungsräumen in Deutschland.

Der Eintritt zu Ausstellung und Finissage ist frei.

Ausstellungsdauer: 01.08. – 26.08.2022

Ausstellungsort: Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung, Ernst-Reuter-Haus, Straße des 17. Juni 112, 10623 Berlin

Öffnungszeiten: Montag bis Freitag 10 bis 18 Uhr
Eintritt frei

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Gotthard Meinel, E-Mail: G.Meinel@ioer.de

Originalpublikation:
Fotoband zur Ausstellung
Wendelin Strubelt, Fabian Dosch, Gotthard Meinel (Hrsg.)
„Die Gestalt des Raumes. Landschaften Deutschlands als Abbilder der Gesellschaft“ mit Fotos von Jürgen Hohmuth und Marcus Fehse (zeitort.de, Berlin) sowie Fachbeiträgen verschiedener Autor*innen
Wasmuth & Zohlen Verlag, 2021
ISBN: 978 3 8030 2224 0

Weitere Informationen:
http://www.die-gestalt-des-raumes.de – Internetseite zum Fotoband
https://wasmuth-verlag.de/shop/architektur-stadtplanung/urbanismus/die-gestalt-d… – Verlagsinformationen

Anhang
Pressemitteilung als PDF

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Neues Zentrum für modell-basierte Künstliche Intelligenz

Marietta Fuhrmann-Koch Kommunikation und Marketing
Universität Heidelberg
Um Methoden der mathematischen Modellierung mit der Informationsverarbeitung in neuronalen Netzen zu verbinden, ist an der Universität Heidelberg ein Zentrum für modell-basierte Künstliche Intelligenz etabliert worden. Den Aufbau des CZS Heidelberg Center for Model-Based AI fördert die Carl-Zeiss-Stiftung (CZS) über einen Zeitraum von sechs Jahren mit fünf Millionen Euro. Hier sollen Forschungsaktivitäten des Interdisziplinären Zentrums für Wissenschaftliches Rechnen (IWR) mit Techniken des Deep Learning verknüpft werden.

Carl-Zeiss-Stiftung fördert Aufbau des CZS Heidelberg Center for Model-Based AI mit fünf Millionen Euro
Um Methoden der mathematischen Modellierung mit der Informationsverarbeitung in neuronalen Netzen zu verbinden, ist an der Universität Heidelberg ein Zentrum für modell-basierte Künstliche Intelligenz etabliert worden. Den Aufbau des CZS Heidelberg Center for Model-Based AI fördert die Carl-Zeiss-Stiftung (CZS) über einen Zeitraum von sechs Jahren mit fünf Millionen Euro. Hier sollen Forschungsaktivitäten des Interdisziplinären Zentrums für Wissenschaftliches Rechnen (IWR) mit Techniken des Deep Learning verknüpft werden. Ziel ist es, hocheffektive, energieeffiziente und datenschutzkonforme Verfahren der Problemlösung für Forschung und Industrie zu entwickeln, wie Prof. Dr. Jürgen Hesser, Wissenschaftler an der Medizinischen Fakultät Mannheim, als Sprecher der neuen interdisziplinären Einrichtung erläutert.

Ansatz der Wissenschaftler am CZS Heidelberg Center for Model-Based AI ist es, vorhandenes Wissen aus großen Datenmengen in Methoden des modellbasierten Deep Learning zu implementieren. Damit sollen neuronale Netze zur Informationsverarbeitung so trainiert werden, dass sie eine möglichst schnelle und präzise Lösung von Problemen erzielen. Um dies zu erreichen, werden die Experten verschiedene Fragestellungen aus der Forschung zur Künstlichen Intelligenz bearbeiten, unter anderem zur Verlässlichkeit von Lerndaten, zur Effektivität der Objekterkennung sowie zur Qualität der Datenspeicherung und Datenauswertung. Von zentraler Bedeutung ist dabei die Kombination von mathematischen Modellen und modernen Verfahren des maschinellen Lernens.

„Wir arbeiten an Methoden, die zuverlässig sind und aufzeigen, wie sicher die mithilfe der neuronalen Netze getroffenen Entscheidungen sind“, so Prof. Dr. Ullrich Köthe, Gruppenleiter in dem am IWR angesiedelten Computer Vision and Learning Lab, der maßgeblich am Aufbau des neuen Zentrums beteiligt ist. Unter dem Stichwort „green IT“ wollen die Forscherinnen und Forscher die von ihnen verwendeten numerischen Techniken so gestalten, dass sie nicht nur bei der Auswertung, sondern bereits bei ihrer Anpassung an die jeweils zu nutzenden Daten möglichst wenig Energie verbrauchen. Zudem soll untersucht werden, wie gesetzliche Bestimmungen – etwa Datenschutz oder Medizinrecht – sinnvoll in die KI-Modelle implementiert werden können.

Um zu demonstrieren, was die neuen Methoden zu leisten imstande sind, wollen die Wissenschaftler ihre Verfahren in einem hoch relevanten Feld der Medizin – der Krebsbehandlung – anwenden. Ziel ist es, mit vorprogrammiertem Wissen Systeme der Künstlichen Intelligenz für die Therapie zu optimieren, wie Prof. Hesser erläutert. Der Experte für Medizinische Physik leitet die Forschungsgruppe „Datenanalyse und Modellierung in der Medizin“ am Mannheim Institute for Intelligent Systems in Medicine, das an der Medizinischen Fakultät Mannheim angesiedelt ist; zudem ist er Mitglied im Interdisziplinären Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen der Universität Heidelberg.

Das CZS Heidelberg Center for Model-Based AI hat im Frühjahr seine Arbeit aufgenommen. Dem Zentrum gehören elf Forscherinnen und Forscher aus den Bereichen Mathematik, Informatik, Physik und Medizin an. Eingebunden ist neben dem IWR auch das Institut für Technische Informatik der Universität Heidelberg. Neu eingerichtet werden soll zudem eine Nachwuchsprofessur im Bereich Model-Based AI, um auch hier grundlegende Fragen der Forschung vertiefend bearbeiten zu können.

Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert den Aufbau des CZS Heidelberg Center for Model-Based AI im Rahmen des „CZS Durchbrüche“-Programms. Damit unterstützt die Stiftung internationale Spitzenforschung in Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz und Thüringen. Mit diesen Mitteln soll bereits ausgewiesene Forschungsstärke weiterentwickelt und national wie auch international ausgebaut werden.

Kontakt:
Universität Heidelberg
Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:
https://www.uni-heidelberg.de/de/newsroom/neues-zentrum-fuer-modell-basierte-kue… – Pressemitteilung
http://www.umm.uni-heidelberg.de/miism/data-analysis-and-modeling-in-medicine – Jürgen Hesser
https://hci.iwr.uni-heidelberg.de/vislearn/people/ullrich-koethe – Ullrich Köthe
http://www.carl-zeiss-stiftung.de/themen-projekte/uebersicht-projekte/detail/mod… – CZS Heidelberg Center for Model-Based AI
http://www.carl-zeiss-stiftung.de – Carl-Zeiss-Siftung

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Schwimmen ohne Hirn und Muskeln

Dr. Manuel Maidorn Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation
Bakterien und andere einzellige Organismen haben trotz ihrer vergleichsweisen einfachen Strukturen ausgeklügelte Methoden entwickelt, um sich aktiv fortzubewegen. Um diese Mechanismen aufzudecken, haben Forschende des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) Öltröpfchen als Modell für biologische Mikroschwimmer verwendet. Corinna Maass, Gruppenleiterin am MPI-DS und Associate Professor an der Universität Twente, untersuchte zusammen mit ihren Kolleg*innen in mehreren Studien die Strategien von Mikroschwimmern: Wie navigieren diese in engen Kanälen, wie beeinflussen sie sich gegenseitig und wie schaffen sie es sich durch kollektive Rotation fortzubewegen?

Um zu überleben, müssen biologische Organismen auf ihre Umwelt reagieren. Während Menschen oder Tiere über ein komplexes Nervensystem verfügen, um ihre Umgebung wahrzunehmen und bewusste Entscheidungen zu treffen, haben einzellige Organismen andere Strategien entwickelt. In der Biologie bewegen sich kleine Organismen wie Parasiten und Bakterien beispielsweise durch enge Kanäle wie Blutgefäße. Sie tun dies oft in einer regelmäßigen, oszillierenden Weise, die auf hydrodynamischen Wechselwirkungen mit der begrenzenden Wand des Kanals beruht. „In unseren Experimenten konnten wir das theoretische Modell bestätigen, das die spezifische Dynamik der Mikroschwimmer in Abhängigkeit von ihrer Größe und den Wechselwirkungen mit der Kanalwand beschreibt“, sagt Corinna Maass, Leiterin der Studie. Diese regelmäßigen Bewegungsmuster könnten auch genutzt werden, um Mechanismen für die gezielte Verabreichung von Medikamenten zu entwickeln – sogar für den Transport von Gütern gegen die Strömung, wie in einer früheren Studie gezeigt wurde.

Eine Spur aus verbrauchtem Treibstoff
In einer weiteren Studie untersuchten die Wissenschaftler*innen, wie sich bewegte Mikroschwimmer gegenseitig beeinflussen. In ihrem Versuchsmodell bewegen sich kleine Öltröpfchen in einer Seifenlösung selbstständig, indem sie kleine Mengen Öl absondern und so einen Antrieb erzeugen. Ähnlich wie ein Flugzeug Kondensstreifen hinterlässt, erzeugen die Mikroschwimmer eine Spur von verbrauchtem Treibstoff, die andere Schwimmer abstoßen kann. Auf diese Weise können sie erkennen, ob ein anderer Mikroschwimmer kurz zuvor an der gleichen Stelle gewesen ist. „Interessanterweise führt dies bei einzelnen Mikroschwimmern zu einer selbstausweichenden Bewegung, während ein Ensemble von ihnen dazu führt, dass die Tröpfchen zwischen den Spuren der anderen gefangen werden“, berichtet Babak Vajdi Hokmabad, Erstautor der Studie. Die Abstoßung des zweiten Tropfens auf der Flugbahn eines zuvor vorbeiziehenden Tropfens hängt von seinem Annäherungswinkel und der nach dem ersten Schwimmer verstrichenen Zeit ab. Diese experimentellen Ergebnisse bestätigen auch die theoretischen Arbeiten auf diesem Gebiet, die zuvor von Ramin Golestanian, Geschäftsführer des MPI-DS, durchgeführt wurden. Die Forschung wurde im Rahmen des „Max Planck Center for Complex Fluid Dynamic“ durchgeführt, einem gemeinsamen Forschungszentrum des MPI-DS, des MPI für Polymerforschung und der Universität Twente.

Kollektive Bewegung durch Kooperation
Schließlich untersuchte die Gruppe auch das kollektive hydrodynamische Verhalten von mehreren Mikroschwimmern. Es stellte sich heraus, dass sich mehrere Tröpfchen zu Clustern zusammenschließen können, die spontan wie Luftkissenboote zu schweben beginnen oder sich wie mikroskopische Hubschrauber erheben und drehen. Die Rotation des Clusters beruht dabei auf einer kooperativen Kopplung zwischen den einzelnen Tröpfchen, die zu einem koordinierten Verhalten führt – obwohl einzelne Tröpfchen sich nicht auf diese Weise bewegen. Solche koordinierten Anordnungen stellen somit ein weiteres physikalisches Prinzip dar, wie Mikroschwimmer sich fortbewegen können – und das ohne dabei Gehirn oder Muskeln zu benutzen.

Originalpublikation:
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2122269119
https://www.nature.com/articles/s41467-022-30611-1
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/sm/d1sm01795k

Weitere Informationen:
https://www.ds.mpg.de/3950225/220729_microswimmers

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COVID-19-Impfung aktiviert langfristig das angeborene Immunsystem – Signalweg entschlüsselt

Christoph Wanko Unternehmenskommunikation und Marketing
Uniklinik Köln
Aktuelle Studie zur Aktivierung von Abwehrzellen nach COVID-19 mRNA-Impfung publiziert

Eine Infektion mit SARS-CoV-2 führt bei einigen Menschen zu schwersten Entzündungen der Lunge und anderer lebenswichtiger Organe. Die Impfung gegen SARS-CoV-2 bietet einen sehr guten Schutz gegenüber diesen schweren Krankheitsverläufen. Zahlreiche Studien haben sich mit der Rolle der sogenannten erworbenen Immunantwort nach einer Impfung beschäftigt und konnten zeigen, dass zum Beispiel Antikörper nach der Impfung im Blut zu messen sind und diese dann über Monate hinweg weniger werden. Für das Auslösen einer potenten Immunantwort benötigen Impfungen jedoch zunächst die Aktivierung des angeborenen Immunsystems, das unspezifisch auf körperfremde Eiweiße von Viren oder Bakterien reagiert. Bisher war nicht bekannt, wie genau und wie lange die neuen mRNA-Impfstoffe die Zellen des angeborenen Immunsystems stimulieren. Forschende der Uniklinik Köln und der Medizinischen Fakultät fokussieren in einer neuen Impfstudie erstmals auf die Signalwege dieser Abwehrzellen und deren Auswirkung auf die erworbene Immunantwort. Die Ergebnisse wurden nun im renommierten Wissenschaftsjournal „EMBO Molecular Medicine“ veröffentlicht.

Die rasche Entwicklung von potenten Impfstoffen gegen SARS-CoV-2 hat stark zur Eindämmung der Pandemie beigetragen. Zahlreiche Studien belegen den Schutz vor schweren Krankheitsverläufen und eine Reduktion der Ansteckungen durch eine vollständige Impfung. Insbesondere die potenten mRNA-Impfstoffe, die schnell zur Verfügung gestellt werden konnten, waren ein wichtiger Meilenstein für diese Entwicklung. Mittlerweile konnte relativ gut untersucht werden, wie lange der Impfschutz über eine Aktivierung des erworbenen Immunsystems anhält. Wichtig für eine möglichst langanhaltende und potente Wirkung einer Impfung ist zunächst jedoch die Aktivierung des angeborenen Immunsystems, welches das Zusammenspiel von verschiedenen Abwehrzellen anstößt und eine Gedächtnisfunktion im Immunsystem hinterlässt. Bei den meisten herkömmlichen Impfstoffen werden hierfür sogenannte Adjuvantien genutzt, Zusatzstoffe, die Zellen des angeborenen Immunsystems wie zum Beispiel Makrophagen anregen sollen. Bei mRNA-Impfstoffen fehlen diese klassischen Zusätze, und der Mechanismus, mit dem Abwehrzellen direkt nach der Impfung stimuliert werden, ist nicht bekannt. Hier setzt die Forschung der Arbeitsgruppe von Priv. Doz. Dr. Dr. Jan Rybniker an. „Wir konnten zeigen, dass die mRNA-Impfung im Blut zirkulierende Makrophagen sehr spezifisch über einen ganz bestimmten Signalweg anregt. Erst wenn diese Makrophagen mit dem Spike-Protein von SARS-CoV-2 in Kontakt kommen, erlaubt die Voraktivierung der Zellen die Ausschüttung entzündungsfördernder Botenstoffe und somit die Aktivierung von Abwehrzellen des erworbenen Immunsystems“.

Diese Voraktivierung der Blutzellen stellt auch eine Art Schutzvorrichtung der Zellen dar, bei der erst im Spike-Protein produzierenden Gewebe eine Entzündung entsteht und eben nicht für längere Zeit im ganzen Körper. Diese Entzündungsreaktion erfolgt dann am ehesten lokal begrenzt im Lymphknoten, in den diese Blutzellen einwandern können, so Rybniker, Leiter des Forschungslabors der Infektiologie an der Uniklinik Köln und Letztautor der Veröffentlichung. Die in der Studie beobachtete, sehr spezifische Reaktion auf das Spike-Protein ist für Abwehrzellen des angeborenen Immunsystems ungewöhnlich. Verantwortlich hierfür sind Spike-Protein bindende Rezeptoren auf der Oberfläche der Makrophagen. Diese Rezeptoren aktivieren nach der Impfung das zentrale Kontrollprotein SYK, welches zahlreiche entzündungsfördernde Prozesse in den Abwehrzellen aktiviert. Interessanterweise waren die beobachteten Effekte erst nach der zweiten Impfung besonders stark ausgeprägt. Aber auch die dritte Impfung (Booster) konnte noch Monate nach der Grundimmunisierung die Makrophagen reaktivieren. Im Blut vorliegende Makrophagen haben jedoch eine sehr kurze Lebensdauer von nur wenigen Tagen. „Anscheinend führt die Grundimmunisierung auch zu einer Gedächtnisfunktion in diesen kurzlebigen Zellen. Diese wichtige Erkenntnis ist für die mRNA-Impfung neu. Der zugrundeliegende Mechanismus könnte ebenfalls zu der starken Schutzwirkung, die wir durch die Booster-Impfung erzielen, beitragen“, berichtet Dr. Sebastian Theobald, Postdoktorand an der Uniklinik Köln und Erstautor der Studie.

Der in der Studie beschriebene SYK-Signalweg und die vorgeschalteten Rezeptormoleküle gelten schon seit längerer Zeit als ein möglicher und attraktiver Mechanismus, mit dem im Rahmen von Impfungen Zellen des angeborenen Immunsystems stimuliert werden könnten. Diese Theorie kann nun für die mRNA-Impfung, die ein sehr gutes Sicherheitsprofil aufweist, bestätigt werden. Die Ergebnisse können jetzt genutzt werden, um auch bei zukünftigen Impfungen ganz gezielt ähnliche immunitätsverstärkende Mechanismen zu aktivieren, zum Beispiel über entsprechende Adjuvantien. „mRNA basierte Therapien und Impfungen sind auf dem Vormarsch. Umso wichtiger ist es bereits jetzt, möglichst viele Informationen über die durch diese Medikamente ausgelösten Immunantworten zu entschlüsseln um deren Potential voll auszuschöpfen“ so Dr. Rybniker.

Interessanterweise scheint der SYK-Signalweg auch bei der schweren COVID-19 Erkrankung eine Rolle zu spielen. In einer früheren Studie konnte die Gruppe bereits ähnliche Einflüsse auf Blutzellen von COVID-19 Patienten nachweisen. Daher gilt SYK auch als ein möglicher therapeutischer Ansatzpunkt für immunmodulatorische Therapien bei schweren COVID-19-Infektionen. Klinische Studien mit entsprechenden Medikamenten werden bereits durchgeführt.

Diese vielschichtigen und aufwändigen Untersuchungen waren nur durch die Hilfe mehrerer Kooperationspartner möglich. „Unser Dank gilt daher allen Arbeitsgruppen und Forschern, die zum Erfolg der Studie beigetragen haben. Ganz besonders möchten wir uns bei den zahlreichen geimpften Personen bedanken, die uns ihr Blut für die Laborversuche zur Verfügung gestellt haben“, so Dr. Rybniker. Finanziert wurde die Studie unter anderem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) Zudem wurde die Studie maßgeblich durch die Immunologie-Plattform COVIM unterstützt, einem Verbundprojekt zur Bestimmung und Nutzung von SARS-CoV-2 Immunität. COVIM ist Teil des Netzwerks Universitätsmedizin (NUM). Das Netzwerk umfasst die gesamte deutsche Universitätsmedizin und fördert kooperative und strukturbildende Projekte, bei denen möglichst viele Universitätsklinika eingebunden sein sollen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Priv.-Doz. Dr. Dr. Jan Rybniker
Oberarzt – Klinik I für Innere Medizin
Onkologie, Hämatologie, Klinische Infektiologie, Klinische Immunologie, Hämostaseologie und internistische Intensivmedizin.
Uniklinik Köln
Center for Molecular Medicine Cologne (CMMC)
Robert-Koch-Str. 21 – 50931 Cologne – Germany
Head: Translational Research Unit – Infectious Diseases (TRU-ID)
www.tru-id.de
www.infektiologie-koeln.de

Referentin/Teamassistenz
Sandra Szablowski
Tel. 0049-221 478 38374
Fax. 0049-221 478 1433711

Originalpublikation:
https://www.embopress.org/doi/10.15252/emmm.202215888

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Stickstoff-Fußabdruck: Hohe Verschmutzung und Ressourcenverlust durch Gülle

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation – Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie
Massentierhaltung für die Fleischproduktion schadet der Umwelt. Zusätzlich zum direkt emittierten Methan werden durch das Ausbringen von Gülle klimaschädliche Stickstoffverbindungen wie Ammoniak und Lachgas in die Atmosphäre freigesetzt. Zudem wird das Grundwasser über die Flüssigphase mit Nitrat verunreinigt. Wie sich die Gülle, die bei der Viehhaltung entsteht und häufig als Düngemittel eingesetzt wird, auf den Stickstoff-Fußabdruck auswirkt, haben nun Forschende des KIT untersucht. Sie haben gezeigt, dass die Stickstoffbelastung durch Gülle aus der Rindfleischproduktion drei beziehungsweise acht Mal höher ist als bei Gülle aus der Schweine- und Geflügelfleischproduktion.

In der Landwirtschaft kommen große Mengen stickstoffhaltige Dünge- und Futtermittel zum Einsatz. Ein erheblicher Teil des eingesetzten Stickstoffs gelangt dabei ungenutzt in die Umwelt, etwa durch das Auswaschen von Nitrat aus Ackerböden oder durch Ammoniakemissionen aus der Tierhaltung. „Dass die Fleischproduktion sich sehr nachteilig für die globale Stickstoffbilanz auswirkt, ist bekannt. Der Stickstoff-Fußabdruck-Rechner zeigt bislang aber nicht, welch hohen Anteil die dabei entstehende Menge an Gülle daran hat“, sagt Prantik Samanta vom Engler-Bunte-Institut – Wasserchemie und Wassertechnologie des KIT. „Zugleich bedeuten diese Stickstoffmengen einen enormen Ressourcenverlust. Denn Stickstoff rückzugewinnen, ist energetisch sehr aufwendig.“ Wie viel Stickstoff über Gülle bei der Rind-, Schweine- und Geflügelfleischproduktion jeweils die Umwelt verschmutzt und als Rohstoff verloren geht, hat der Doktorand und Erstautor der Studie nun gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen untersucht. Zusätzlich haben sie berechnet, wie viel Energie benötigt würde, um die Gülle aufzubereiten und Stickstoff zurückzugewinnen. Dieser könnte wiederrum etwa gezielt als Düngemittel bereitgestellt werden.

Größte Stickstoffverlust bei der Rindfleischproduktion
„Wir haben festgestellt, dass sich der Stickstoffverlust pro Kilo Fleisch direkt mit einem virtuellen Stickstofffaktor, kurzVNF, berechnen lässt“, so Samanta. „Die Beziehung zwischen der Gesamtstickstoffzufuhr und dem entsprechenden Stickstoffverlust pro Kilogramm Fleischproduktion ist linear.“ Der VNF setzt den Stickstoffverlust mit dem Stickstoffgehalt im Fleisch ins Verhältnis. Dabei schlägt sich der größte Verlust in der zu entsorgenden beziehungsweise zu behandelnden Gülle nieder. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Rindfleischproduktion in den meisten Teilen der Welt am stärksten auf den Stickstoff-Fußabdruck auswirkt. Der Stickstoffverlust ist drei beziehungsweise acht Mal höher als bei Gülle aus der Schweine- und Geflügelfleischproduktion. Die Forschenden führen dies auf den hohen Futtermittelbedarf und den hohen Grundumsatz von Rindern zurück. Die Stickstoffverluste bei der Schweine- und Geflügelfleischerzeugung begründen sie eher mit schlechten Stallbedingungen als mit Futter und der Verdauung der Tiere.

Bei ihren Untersuchungen haben die Forschenden zudem mehrere Länder miteinander verglichen: „Japan setzt die größte Menge an Stickstoff in Bezug auf das konsumierte Fleisch frei, gefolgt von Australien. Das liegt auch daran, dass es zur Verschiebung der Werte kommt, wenn die Länder Futter und Fleisch in größerem Umfang ex- beziehungsweise importieren“, so Samanta. „Als Resultat ist in Japan auch die zu behandelnde Menge an Gülle pro Kilogramm Fleisch am höchsten.“ Der Stickstoffverlust durch die Fleischerzeugung sei in den USA und Europa niedriger.

Preissteigerungen von Fleisch durch hohen Energiebedarf
Die Forschenden haben außerdem berechnet, wie viel Energie nötig wäre, um den Eintrag von Stickstoff in die Umwelt weitestgehend zu minimieren. „Bei der Produktion von einem Kilogramm Rindfleisch verbleiben 140 Gramm Ammoniumstickstoff in der Rindergülle. Um diesen zurückzugewinnen, benötigen wir sieben Kilowattstunden an Energie. Zum Vergleich: Die Deutschen verbrauchen pro Kopf im Durchschnitt etwa 29 Kilowattstunden Strom pro Woche“, zeigt der Wissenschaftler auf. Bei der Behandlung von einem Kilogramm Schweine- und Geflügelmist sinke der Energiebedarf deutlich auf unter drei beziehungsweise 0,8 Kilowattstunden.

„Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, wie hoch der Energieverbrauch für die Güllebehandlung wäre, um den gesamten Stickstoff-Fußabdruck in der Tierhaltung zu verringern“, sagt Samanta. Zurzeit werde dieser Energiebedarf bei der Preisbildung nicht berücksichtigt: „Bezöge man ihn ein, müsste der Fleischpreis, je nach Fleischsorte, um 0,20 bis 1,50 Euro pro Kilo steigen.“ (swi)

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 9 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 300 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: https://www.kit.edu/kit/presseinformationen.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Sandra Wiebe, Pressereferentin, Tel.: +49 721 608-41172, E-Mail: sandra.wiebe@kit.edu

Originalpublikation:
Prantik Samanta, Harald Horn and Florencia Saravia: Impact of Livestock Farming on Nitrogen Pollution and the Corresponding Energy Demand for Zero Liquid Discharge. MDPI Water, 2022. https://www.mdpi.com/2073-4441/14/8/1278

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9-Euro-Ticket: Mehr Menschen fahren Bus und Bahn

Klaus Becker Corporate Communications Center
Technische Universität München
Nach der Einführung des 9-Euro-Tickets haben viele Menschen in der Region München ihr Mobilitätsverhalten geändert. Eine Studie der Technischen Universität München (TUM) zeigt, dass mehr als 20 Prozent der Teilnehmenden, die vorher keine öffentlichen Verkehrsmittel genutzt hatten, nun Bus und Bahn fahren. Gut ein Drittel war häufiger als zuvor im ÖPNV unterwegs. Als einziges Forschungsprojekt zum 9-Euro-Ticket erfasst die Untersuchung die tatsächlich zurückgelegten Wege digital.

Wie hat sich das 9-Euro-Ticket in der ersten Hälfte seines Angebotszeitraums auf das Mobilitätsverhalten in der Metropolregion München ausgewirkt? Rund 1.000 Erwachsene aller Altersstufen nutzen von Mitte Mai bis Mitte September eine Smartphone-App, die eigens für die Studie „Mobilität.Leben“ entwickelt wurde. Die App registriert Wege und Verkehrsmittel, sodass das Forschungsteam die Daten beispielsweise nach exakten Streckenlängen und Zeiträumen auswerten kann.

Erste Auswertungen der bis Mitte Juli erhobenen Daten zeigen: 35 Prozent der Teilnehmerinnen und Teilnehmer fuhren häufiger mit öffentlichen Verkehrsmitteln, nachdem das 9-Euro-Ticket Anfang Juni eingeführt worden war. Drei Prozent nutzten seltener ihr eigenes Fahrzeug.

22 Prozent der Teilnehmenden waren vorher nicht Bahn und Bus gefahren und nutzten nun diese Angebote, ein Viertel von ihnen an mehr als drei Tagen pro Woche.

Erstmals im Juni weniger Autoverkehr als im Mai
„Es war nicht zu erwarten, dass sich das tägliche Verhalten wegen eines neuen Angebots radikal ändert. Umso höher einzustufen ist der Anteil der Menschen, die erstmals mit Alternativen zum eigenen Auto unterwegs sind“, sagt Studienleiter Prof. Klaus Bogenberger vom Lehrstuhl für Verkehrstechnik der TUM. Diejenigen, die bislang nur oder hauptsächlich mit eigenen Fahrzeugen unterwegs waren, nutzten den öffentlichen Verkehr in der ersten Junihälfte intensiver als im Juli. „Die Menschen haben beim Start des 9-Euro-Tickets Bus und Bahn getestet“, sagt Bogenberger. „Wenn das Neue dann normal wird, klingt die Neugier wieder etwas ab. Aber das wichtige Ergebnis ist: Viele haben die öffentlichen Verkehrsmittel in ihren Alltag integriert.“

Die Studie zeigt auch: Menschen, die auch bislang schon regelmäßig mit öffentlichen Verkehrsmitteln fuhren, nutzen dennoch vor allem am Wochenende weiterhin ihr eigenes Auto, vor allem für längere Strecken.

Die Projektergebnisse spiegeln sich auch in Daten wieder, die die Stadt München regelmäßig zum Verkehrsaufkommen erhebt: Erstmals gab es im Juni weniger Autoverkehr als im Mai. Rechnet man den Sondereffekt der Ferienzeiten raus, betrug die Differenz drei Prozent, während sonst von Mai zu Juni ein Plus von drei Prozent üblich ist. „Das klingt vielleicht zunächst nach einem kleinen Unterschied – aber dass es diese Änderung im Jahreszeitraum gibt, ist außergewöhnlich“, betont Forschungsteamleiter Dr. Allister Loder.

Einkommen unerheblich bei Bereitschaft für 9-Euro-Ticket
Zusätzlich zur Datenerhebung per App fragt das Forschungsteam die Studienteilnehmerinnen und -teilnehmer im Mai, im Juli und im Oktober nach ihren Einstellungen zum 9-Euro-Ticket, zu ihrer Bereitschaft, für den öffentlichen Verkehr zu zahlen, zum Klimawandel und weiteren Rahmenbedingungen sowie zu demographischen Daten.

Die Auswertung der ersten Befragung zeigt, dass Menschen, die ein Auto besitzen, und Menschen, die auf dem Land leben, eine leicht geringere Bereitschaft hatten, das 9-Euro-Ticket zu kaufen. Keinen Unterschied gab es aufgrund des Einkommens der Befragten.

Nach dieser Zwischenbilanz wird das Forschungsteam nicht nur das Mobilitätsverhalten während der zweiten Hälfte des 9-Euro-Ticket-Zeitraums erfassen, sondern auch den Verkehr in den anschließenden Wochen analysieren. Der kürzlich gegründete TUM Think Tank wird die Ergebnisse mit Bürgerinnen und Bürgern diskutieren sowie Handlungsempfehlungen für Politik, Wirtschaft und Gesellschaft erarbeiten.

Mehr Informationen:
Koordiniert wird die Studie der TUM und der Hochschule für Politik München (HfP) vom TUM Think Tank in enger Zusammenarbeit mit „MCube – Dem Münchner Cluster für die Zukunft der Mobilität in Metropolregionen“.

An der interdisziplinären Forschungsgruppe sind die Professuren für Verkehrstechnik, Data Analytics and Machine Learning, Economics, Erneuerbare und Nachhaltige Energiesysteme, Fahrzeugtechnik, Innovation Research, Policy Analysis und Umwelt- und Klimapolitik beteiligt.

Begleitet wird das Projekt durch eine Kommission u.a. mit Vertreterinnen und Vertretern des Bayerischen Staatsministeriums für Wohnen, Bau und Verkehr, der Landeshauptstadt München, des Münchener Verkehrsverbunds (MVV) und der Münchener Verkehrsgesellschaft (MVG).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Klaus Bogenberger
Technische Universität München
Lehrstuhl für Verkehrstechnik
Tel: +49 89 289 22437
klaus.bogenberger@tum.de

Weitere Informationen:
http://www.hfp.tum.de/hfp/tum-think-tank/mobilitaet-leben/ Projekt „Mobilität.Leben“

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Covid-Impfung schützt nierentransplantierte Patientinnen und Patienten nur unzureichend

Julia Bird Unternehmenskommunikation
Universitätsklinikum Heidelberg
Dr. Louise Benning ist für Impfstudien am Nierenzentrum des Universitätsklinikums mit dem Anita und Friedrich Reutner Preis der Medizinischen Fakultät Heidelberg ausgezeichnet worden / Vorrübergehendes Pausieren eines immunsupprimierenden Medikaments kann die Impfwirkung bei manchen Patienten verbessern

Mit ihren Forschungsarbeiten lieferte Dr. Louise Benning, Assistenzärztin am Nierenzentrum des Universitätsklinikums Heidelberg (UKHD), wichtige Informationen zum Ansprechen nierentransplantierter Patientinnen und Patienten auf die Covid-Impfung. Dafür ist sie nun mit dem Anita und Friedrich Reutner Preis der Medizinischen Fakultät Heidelberg ausgezeichnet worden. Mit dem jährlich vergebenen und mit 10.000 Euro dotierten Preis unterstützt Stifter Professor Dr. Friedrich Reutner, Ehrensenator der Universität Heidelberg, junge Forschende der Medizinischen Fakultät, die noch keine etablierte Position innehaben. Dr. Benning zeigte in mehreren Impfstudien und Publikationen, dass Nierentransplantierte auch nach mehrmaliger Impfung nur unzureichend vor einer Covid-Erkrankung geschützt sind. Betroffene sind daher auf das verantwortungsvolle Handeln ihres Umfeldes und Maßnahmen des Infektionsschutzes angewiesen. In einer aktuell noch nicht publizierten Studie zeigte Benning jedoch einen möglichen Lösungsansatz auf: Wird vor der Impfung eines der immununterdrückenden Medikamente zeitweise pausiert, verbessert sich die Impfantwort. Das kommt aber nur bei einigen Patienten in Frage: Voraussetzung ist eine stabile Transplantatfunktion, kein vorbestehendes Abstoßungsrisiko und eine bestimmte Dreifachkombination immununterdrückender Medikamente.

„Die Forschungsarbeiten von Dr. Louise Benning sind am Puls der Zeit und von enormer Bedeutung für die Betroffenen. Die Forschungsergebnisse der Preisträgerin tragen dazu bei, besonders vulnerable Patientinnen und Patienten in der Corona-Pandemie bestmöglich zu schützen“, sagt Prof. Dr. Hans-Georg Kräusslich, Dekan der Medizinischen Fakultät Heidelberg. „Ich hoffe, dass die Auszeichnung der Medizinischen Fakultät Heidelberg Dr. Benning auf ihrem weiteren wissenschaftlichen Weg motiviert.“

Nierentransplantierte Patientinnen und Patienten tragen ein hohes Risiko, bei einer Covid-Infektion schwer zu erkranken. Grund ist unter anderem die medikamentöse Unterdrückung des Immunsystems, die nötig ist, um eine Abstoßung des Spenderorgans zu verhindern. Da Nierentransplantierte nicht in die Zulassungsstudien der Impfstoffe eingeschlossen wurden, war zu Beginn der Impfkampagne im Dezember 2019 nicht klar, in wie weit diese Patientengruppe einen Impfschutz entwickelt. Medizinerinnen und Mediziner des Nierenzentrums Heidelberg starteten daher im Januar 2020 klinische Studien zum Impfansprechen ihrer Patienten.

„Es zeigte sich, dass unsere nierentransplantierten Patientinnen und Patienten im Vergleich zu Normalgesunden deutlich schlechter auf die Impfung ansprachen: Nach der Zweitimpfung bildete nur knapp ein Drittel der 135 eingeschlossenen Patienten Antikörper gegen SARS-CoV-2 – im Gegensatz zu 100 Prozent in der gesunden Kontrollgruppe“, erläutert Dr. Louise Benning. „Auch bei Patienten, die COVID-19 spezifische Antikörper nach Zweitimpfung ausbildeten, wurden die Varianten Alpha, Beta und Delta signifikant schlechter neutralisiert als bei der gesunden Kontrollgruppe – die Menge an gebildeten Antikörpern war zu niedrig.“ Auch nach Drittimpfung bildeten mehr als 40 Prozent der Nierentransplantierten keine ausreichenden SARS-CoV-2-spezifischen Antikörper aus, um eine Infektion erfolgreich zu verhindern oder abzumildern. Insbesondere die nun vorherrschende Variante Omikron konnte den Impfschutz umgehen.

„Das deutlich eingeschränkte Impfansprechen unserer Patienten auch nach mehrmaligen Impfungen ist insbesondere im Hinblick auf die derzeit wieder steigenden Inzidenzen besorgniserregend“, so die Preisträgerin. „Es ist daher dringend nötig, sich über alternative Impfstrategien für diese Patienten Gedanken zu machen.“ Einen passenden Ansatz entwickelte das Team aus der Beobachtung heraus, dass Art und Umfang der Immunsuppression Einfluss darauf haben, wie die Impfantwort ausfällt. Insbesondere Patienten mit einer dreifachen immunsuppressiven Therapie inklusive dem Wirkstoff Mycophenolsäure sprachen schlecht auf die Impfungen an. In einer noch nicht veröffentlichten Studie pausierten Patientinnen und Patienten unter engmaschiger Kontrolle der Transplantatfunktion eine Woche vor bis vier Wochen nach der Impfung dieses Medikament, um dem Immunsystem eine bessere Chance zu bieten, auf die Impfung zu reagieren. Vorläufige Ergebnisse zeigen ein deutlich besseres Impfansprechen dieser Patienten ohne erhöhtes Abstoßungsrisiko. „Diese Ergebnisse stimmen vorsichtig optimistisch. Das Pausieren des Medikaments darf jedoch nur in enger Abstimmung mit dem Facharzt erfolgen, um das Spenderorgan nicht zu gefährden“, betont Dr. Benning.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. med. Louise Benning
Nierenzentrum am UKHD
E-Mail: louise.benning@med.uni-heidelberg.de

Originalpublikation:
Benning L, Morath C, Bartenschlager M, et al. Neutralization of SARS-CoV-2 Variants of Concern in Kidney Transplant Recipients after Standard COVID-19 Vaccination. Clin J Am Soc Nephrol. 2022;17(1):98-106. doi:10.2215/CJN.11820921
Benning L, Morath C, Bartenschlager M, et al. Neutralizing antibody response against the B.1.617.2 (delta) and the B.1.1.529 (omicron) variants after a third mRNA SARS-CoV-2 vaccine dose in kidney transplant recipients [published online ahead of print, 2022 Apr 5]. Am J Transplant. 2022;10.1111/ajt.17054. doi:10.1111/ajt.17054

Weitere Informationen:
https://www.medizinische-fakultaet-hd.uni-heidelberg.de/forschung/forschungsfoer…

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Thüringen wird Zentrum für nachhaltige Wasserforschung

Axel Burchardt Abteilung Hochschulkommunikation/Bereich Presse und Information
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Die Erforschung neuer, zukunftsweisender Ansätze einer sicheren und nachhaltigen Wasserversorgung wird in Thüringen langfristig gefördert. Der von der Universität Jena gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS und der Ernst‐Abbe‐Hochschule Jena initiierte „Thüringer Wasser-Innovationscluster“ (ThWIC) hat sich in der Endrunde des Clusters4Future-Wettbewerbs durchgesetzt und wird ab 2023 vom Bundesforschungsministerium gefördert. Damit fließen über die nächsten neun Jahre bis zu 45 Millionen Euro Fördermittel in die Entwicklung neuer Wassertechnologien und die Erforschung des gesellschaftlichen Umgangs mit der knapper werdenden Ressource.

„Mit unserem Cluster wollen wir die erfolgreiche Grundlagenforschung aus den Thüringer Hochschulen und Forschungseinrichtungen in gesellschaftliche Anwendung bringen und zeigen, wie sich die kleinen und mittleren Unternehmen der Region mit modernsten Technologien globale Marktchancen erarbeiten können“, so Prof. Dr. Michael Stelter. Der Chemiker, der als stellvertretender Institutsleiter am IKTS und Direktor am Center for Energy and Environmental Chemistry der Universität Jena Koordinator des Projekts ist, zeigt sich besonders erfreut, dass mit ThWIC kein reiner Technologiecluster zur Förderung ausgewählt wurde: „Es geht bei unseren Projekten nicht nur um technische Innovationen für eine nachhaltigere Wasserversorgung, sondern auch um die Zusammenarbeit mit der Zivilgesellschaft.“ Auch wenn das Thema Wasser zunehmend in den Medien präsent sei, fehle es häufig noch an überzeugenden Angeboten zur Vermittlung von Wasserwissen und zur Beteiligung breiter Bevölkerungsschichten an den anstehenden Umbrüchen in der Wasserwirtschaft.

Zukunftsweisende Entscheidung für den Wissenschaftsstandort
Die langfristige Förderung des Clusters durch das Bundesforschungsministerium freut auch den Präsidenten der Universität Jena Prof. Dr. Walter Rosenthal: „Der Erfolg in der Zukunftscluster-Initiative zeigt die herausragende Zusammenarbeit der Friedrich-Schiller-Universität mit den Wissenschaftseinrichtungen und Unternehmen der Region. Die Förderung ist ein starkes Signal für den Wissenschaftsstandort Thüringen und insbesondere für Jena.“ Rosenthal bezeichnete die im Cluster geplante Zusammenarbeit von naturwissenschaftlicher Wasserforschung, Datenwissenschaften und Soziologie als „perfektes Beispiel für die in Jena etablierte Bearbeitung wissenschaftlicher Problemstellungen über die Grenzen von Disziplinen und Wissenschaftskulturen hinweg, das das große Portfolio der Nachhaltigkeitsforschung der Universität Jena komplementiert“.

Datengetriebene Wasserbewirtschaftung
Die mehr als 20 Teilprojekte des Innovationsclusters beschäftigen sich mit verschiedensten Aspekten nachhaltiger Wasserversorgung. Ein zentraler Bereich sind neue Technologien zur Analyse und Reinigung von Wasser. „Mit der im Cluster entwickelten neuen Generation von Sensoren können tausendfach mehr Daten über die Wasserqualität erhoben werden“, erläutert der Mitkoordinator des Clusters, Dr. Patrick Bräutigam. „Wir können damit erstmals in Echtzeit Veränderungen der Wasserqualität beobachten und viel effektiver auf Belastungen durch Mikroschadstoffe wie Arzneimittelrückstände reagieren.“ Den Potenzialen einer smarten, datengetriebenen Wasserbewirtschaftung stünden jedoch, so Bräutigam, auch Fragen der Datensicherheit und die gesellschaftliche Angst vor Datenmissbrauch gegenüber. Deshalb komme es darauf an, „die Bürgerinnen und Bürger mit neuen Methoden frühzeitig in die Technologieentwicklung einzubeziehen und ihre Fragen ernst zu nehmen.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Michael Stelter
Institut für Technische Chemie und Umweltchemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Philosophenweg 7a, 07743 Jena
Tel.: 03641/ 948402
E-Mail: michael.stelter@uni-jena.de

Weitere Informationen:
https://www.agstelter.uni-jena.de/thwic
https://www.clusters4future.de/die-zukunftscluster/die-zukunftscluster-der-zweit…

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Neue Wasserstandsvorhersagen schaffen mehr Planungssicherheit für die Wirtschaft und die Binnenschifffahrt

Dominik Rösch Referat Öffentlichkeitsarbeit
Bundesanstalt für Gewässerkunde
Dr. Volker Wissing, Bundesminister für Digitales und Verkehr, gab bei seinem Besuch an der BfG den Startschuss für zwei neue Wasserstandsvorhersage-Produkte der BfG: „Mit der 6-Wochen-Vorhersage und der 14-Tage-Vorhersage ist ein wesentlicher Handlungspunkt des Aktionsplans „Niedrigwasser Rhein“ erfüllt. Von den neuen Diensten der BfG profitieren Logistik und Schifffahrt an Rhein und Elbe.“

Die Wasserstände an den Bundeswasserstraßen sinken wieder: Die Elbe führt bereits seit Mitte Juni Niedrigwasser und auch am Rhein müssen tiefergehende Schiffe mancherorts die Abladung verringern. Zwei neue Vorhersageprodukte der BfG lassen die Binnenschifffahrt sowie die Logistik an Rhein und Elbe weiter in die Zukunft schauen. Damit kann effizienter auf Niedrigwassersituationen reagiert und die Transportplanung verbessert werden.

Neue Vorhersageprodukte rechtzeitig zur aktuellen Niedrigwassersaison
Die BfG veröffentlicht ab sofort zweimal die Woche eine 6-Wochen-Vorhersage des
Wasserstandes und Abflusses für ausgewählte Pegel an Rhein und Elbe. Angegeben werden Wochenmittelwerte und die Einschätzung, wie sicher die Aussagen sind. Die Vorhersage erscheint über das WSV-Portal ELWIS für die Rheinpegel Kaub, Köln und Duisburg-Ruhrort sowie für die Elbepegel Dresden, Barby und Neu Darchau.

Zusammen mit dem Start der 6-Wochen-Vorhersage ging auch die 14-Tage-Wasserstandsvorhersage für den Rhein in den operationellen Betrieb. Es handelt sich dabei um den verbesserten Nachfolger der 10-Tage-Wasserstandsvorhersage. Die 14-Tage-Wasserstandsvorhersage gibt Tageswerte der Wasserstände für sieben besonders relevante Rheinpegel in Verbindung mit ihren Eintrittswahrscheinlichkeiten an. Damit kann die Schifffahrt die Beladung ihrer Schiffe für die jeweiligen Routen noch präziser planen.

Beide Vorhersageprodukte fokussieren auf den Niedrig- und Mittelwasserbereich. Sie sind in erster Linie für Akteure konzipiert, die an der Planung der Logistik des Wasserstraßentransports und den damit verbundenen Produktions- und Geschäftsprozessen beteiligt sind.

Wesentlicher Handlungspunkt des Aktionsplans „Niedrigwasser Rhein“ erfüllt
Dr. Birgit Esser, Leiterin der BfG: „Meine Kolleginnen und Kollegen haben in den
vergangenen Jahren einen intensiven Dialog mit den Nutzerinnen und Nutzern der Bundeswasserstraßen geführt. Dass Wasserstände mit derart langen Zeiträumen überhaupt vorhergesagt werden können, ist das Ergebnis mehrjähriger Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Ich freue mich, dass wir mit diesen Produkten unseren Beitrag zum Aktionsplan Niedrigwasser Rhein und zum Masterplan Binnenschifffahrt leisten“

Bundesminister Dr. Volker Wissing: „Dank der neuen Vorhersagen erhalten Schifffahrt und verladende Wirtschaft zusätzliche Informationen, mit denen sie ihre Transportplanungen optimieren können. Die neuen Produkte stehen rechtzeitig zum Beginn der Niedrigwassersaison bereit. Das ist von großem Wert für die Gesellschaft und den Umgang mit den Folgen des Klimawandels. Denn das Binnenschiff ist elementarer Bestandteil vieler Transportketten. Mit Maßnahmen wie diesen setzen wir uns dafür ein, dass künftig noch mehr Güter auf der Wasserstraße transportiert werden.“

Prof. Dr.-Ing. Hans-Heinrich Witte, Präsident der Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt: „Die erweiterte Wasserstandvorhersage hilft uns insbesondere bei länger andauernden Niedrigwasserereignissen dabei, frühzeitig Vorkehrungen an den Bundeswasserstraßen zu treffen. Durch die neuen Vorhersagen können wir z. B. unsere Peilungen anpassen, zielgerichtete Messkampagnen vorbereiten und unsere Anlagen noch effizienter steuern.“

Weitere Informationen:
https://www.elwis.de/DE/Service/Wasserstaende/14-Tage-Vorhersage-Rhein/14-Tage-V…
https://www.elwis.de/DE/Service/Wasserstaende/6-Wochen-Vorhersage-Rhein-Elbe/6-W…

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Welche Rolle spielt der Mensch im Zeitalter der Technik und in der zukünftigen digitalisierten Arbeitswelt?

Jennifer Strube Stabsstelle Presse, Kommunikation und Marketing
Universität Paderborn
Diskurse über Mensch und Maschine von den 1920er- bis zu den 2020er-Jahren: Humanistische Ideen in Management und Kultur angesichts neuer Technik

Von der Dampfmaschine über das Fließband bis hin zu Robotern und künstlicher Intelligenz: Im Laufe der Zeit haben immer mehr Maschinen Aufgaben übernommen, die früher Menschen erledigt haben. Heute verändern Algorithmen die Arbeitswelt. Durch technologischen Wandel kommt es immer wieder zu Umbrüchen, die das Bild und die Rolle des Menschen in Wirtschaft und Gesellschaft infrage stellen. Konfrontiert mit der fortschreitenden Industrialisierung wurde das „Humane“ in den vergangenen 100 Jahren intensiv diskutiert. Aktuell ist die Debatte erneut entfacht. Im Zuge der vierten Industriellen Revolution – bei der Menschen, Maschinen und Produkte intelligent miteinander vernetzt sind – stellt sich die Frage: Wie werden Menschen in der künftigen, zunehmend digitalisierten Arbeitswelt gesehen? Mit diesem Thema beschäftigen sich Paderborner Kultur- und Wirtschaftswissenschaftler gemeinsam mit Forschenden aus Italien und Frankreich in einem neuen Projekt. Um Strategien und Lösungen für die zukünftige Personalführung und Gesellschaftspolitik zu entwickeln, vergleichen sie Debatten aus zwei historischen Zeiträumen, die wichtige Etappen im Modernisierungs- und Technisierungsprozess markieren: die 1920er- und die 2020er-Jahre.

Das Präsidium der Universität Paderborn hat das Projekt „Diskurse über Mensch und Maschine von den 1920er- bis zu den 2020er-Jahren“ für die Aufnahme in das Paderborner Wissenschaftskolleg „Data Society“ ausgewählt. Ziel ist es, durch eine Anschubfinanzierung interdisziplinäre Forschungsvorhaben und internationale Kooperationen zu einem für die Gesellschaft wichtigen Zukunftsthema zu fördern. Das vorgesehene Forschungssemester für das Projekt beginnt im April 2023.

Humanistische Ideen vor 100 Jahren und heute
„Im Zuge der fortschreitenden Industrialisierung wurden Fragen nach dem ‚Humanen‘ und der Tragfähigkeit eines Humanismus nach dem Vorbild von Antike und Renaissance in den Literatur- und Kulturwissenschaften prominent diskutiert. Heute wird im Zuge der Digitalisierung die Debatte über Mensch und Maschine von einem neuen Startpunkt aus geführt. Wie schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts sehen Intellektuelle, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Expertinnen und Experten sowohl Chancen als auch massive Gefahren des technologischen Wandels für den Menschen als vernünftiges, aber auch gefährdetes Wesen“, erklärt Prof. Dr. Claudia Öhlschläger, Professorin für Vergleichende Literaturwissenschaft und Intermedialität an der Universität Paderborn als eine Leiterin des Projekts.

Besonders krisenhaft waren die 1920er-Jahre: Aufbauend auf Fortschritten in den Bereichen Maschinenbau und Elektrifizierung vervollkommnete sich die industrielle Massenfertigung in Großbetrieben. Unter dem Eindruck dieses Transformationsprozesses, der sich auch auf die Technik der Kriegsführung während des Ersten Weltkriegs auswirkte, setzte eine humanistische Wende ein. Fortan sollten der Mensch und sein Verhältnis zur Technik im Mittelpunkt stehen. Bis heute prägen humanistische Ansätze auch Ideen der Personalführung sowie Managementliteratur und -praxis. Angesichts technisierter Prozesse gehören emotionale Kompetenzen wie Empathie ebenso zu einer humanen Personalführung wie eine gesundheitsschonende Gestaltung des Arbeitsplatzes oder die Förderung von individuellen Entwicklungsmöglichkeiten.

100 Jahre später wird im Zuge unserer digitalisierten Welt die Debatte um Mensch und Maschine erneut, jedoch unter anderen Voraussetzungen und Herausforderungen geführt. „‚Digitaler Humanismus‘ oder ‚humanistische Führung‘ in der digitalisierten Arbeitswelt sind Schlagworte aktueller Diskussionen“, so Prof. Dr. Martin Schneider, Inhaber des Lehrstuhls für Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Personalwirtschaft der Universität Paderborn, der das Projekt zusammen mit Claudia Öhlschläger leitet. „Im Zuge von Industrie 4.0 befürchten einige Massenarbeitslosigkeit, andere sehen Technologien aufziehen, die Menschen entweder zu Cyborgs machen, sie ganz ersetzen oder sogar das Ende der Gattung Mensch bedeuten könnten“, schildert der Wirtschaftswissenschaftler.

Personalführung im digitalen Zeitalter
Indem die am Projekt beteiligten Wissenschaftler die Diskussionen der 1920er- und 2020er-Jahre analysieren, sollen Unterschiede und Parallelen erkennbar werden, die Antworten auf folgende Fragen liefern: Was können wir heute aus den Debatten früherer Maschinenzeitalter lernen? Wie und wodurch wird der Begriff des „Humanen“ damals und heute in kulturwissenschaftlichen, literarischen und anthropologisch-philosophischen Diskussionen geprägt? Während sich Öhlschläger zusammen mit PD Dr. Alexander Dunst vom Institut für Anglistik und Amerikanistik der Universität Paderborn und Prof. Dr. Isolde Schiffermüller von der italienischen Universität Verona den kulturwissenschaftlichen Fragen widmet, gehen Schneider, Prof. Dr. Kirsten Thommes, Professorin für Organizational Behavior an der Universität Paderborn, und Prof. Dr. Sabine Bacouël-Jentjens von der französischen ISC Paris Grand École ökonomischen Fragestellungen nach: Wie werden die Begriffe des „Humanen“ in der Führungsforschung aufgegriffen? Wie werden geschlechtsspezifische Effekte von Digitalisierung diskutiert? Welche Herausforderungen werden heute an eine humanistische Personalpolitik herangetragen?

Während des Forschungssemesters soll u. a. eine Ringvorlesung dazu dienen, mit Personen aus Wissenschaft, Kultur und Managementpraxis in einen interdisziplinären Dialog zu kommen. Durch die Untersuchungen wollen die Forschenden kreative Lösungen für die künftige Personalführung in einer digitalisierten Arbeitswelt finden, die sich aus kulturwissenschaftlichen Debatten des Humanen ableiten lassen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Claudia Öhlschläger, Fakultät für Kulturwissenschaften der Universität Paderborn, Fon.: +49 5251 60-3212, E-Mail: claudia.oehlschlaeger@upb.de

Prof. Dr. Martin Schneider, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften der Universität Paderborn, Fon.: +49 5251 60-2929, E-Mail: kooperationen@wiwi.upb.de

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

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Warum Erdgas keine Brückentechnologie ist

Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin
Ausbau der Erdgas-Infrastruktur gefährde die Energiewende, sagt eine neue Studie unter Beteiligung der TU Berlin

Der geplante Ausbau der Erdgas-Infrastruktur stelle ein Risiko für die Energiewende dar, da Erdgas keine Brückentechnologie hin zu einem 100 Prozent erneuerbaren Energiesystem im Sinne des Pariser Klimaabkommens ist. Das ist das Ergebnis einer Studie eines interdisziplinären Forschungsteams unter Beteiligung eines Forschers der Technischen Universität (TU) Berlin, die in der Zeitschrift Nature Energy erschienen ist. Die Wissenschaftler*innen stellen dem Gas eine vergleichbar schlechte Klimabilanz aus wie Kohle oder Öl. Sie empfehlen Politik und Wissenschaft, die aktuellen Annahmen über Erdgas zu überarbeiten.

Im Zuge des russischen Angriffskrieges steht die Regierung in Deutschland vor der Herausforderung, die Energieabhängigkeit von Russland zu reduzieren und weiterhin eine bezahlbare und gesicherte Energieversorgung zu gewährleisten, die im Einklang mit den Klimazielen steht. Aktuell gehen die Bemühungen dahin, russisches Erdgas, dessen Lieferung gedrosselt und unsicher ist, durch den Aufbau neuer Gashandelsbeziehungen und neuer Infrastruktur auszugleichen. Claudia Kemfert vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) und Leiterin der Studie, erläutert dazu: „Fossiles Erdgas ist weder sauber noch sicher. Das zu lange Festhalten an fossilem Erdgas hat Deutschland in eine Energiekrise geführt, aus der jetzt nur entschlossenes Handeln für eine konsequente Dekarbonisierung führen kann, hin zu einer Vollversorgung aus erneuerbaren Energien.“

Erdgasnutzung ist nicht per se vorteilhaft gegenüber Kohle und Öl
Die Forschenden hinterfragen weitverbreitete Annahmen zu Erdgas. Während die Vorstellung des sauberen Energieträgers noch immer weit verbreitet ist, zeigen Forschungsergebnisse, dass die Folgen der Erdgasnutzung auf das Klima erheblich unterschätzt werden und Erdgas keinesfalls per se die bessere Alternative zur Kohle- und Ölnutzung darstellt. „Das Problem ist nicht nur das bei der Verbrennung entstehende CO2, sondern das stark wirksame Treibhausgas Methan, das entlang der kompletten Wertschöpfungskette durch flüchtige Emissionen unverbrannt in die Atmosphäre entweicht. Diese Emissionen wurden bislang nicht ausreichend berücksichtigt und unterschätzt“, erklärt Fabian Präger vom Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik der TU Berlin.

Das Narrativ der Brückentechnologie ist irreführend
Zudem stellen die Forschenden fest, dass ein Ausbau von Erdgas-Infrastruktur die Abhängigkeit von fossilen Energien zementiere („Lock-In Effekte“) und auf der anderen Seite ökonomische Risiken berge, wenn eben diese fossilen Vermögenswerte dann im Zuge der Energiewende einen vorzeitigen Wertverlust erfahren („Stranded Assets“). „Die klima- und geopolitische Energiekrise um fossile Brennstoffe unterstreicht die Notwendigkeit eines zeitnahen und konsequenten Erdgasausstiegs, der gesamtgesellschaftlich zu organisieren und umzusetzen ist“, betont Fabian Präger.

Fünf Maßnahmen
Die Wissenschaftler*innen schlagen fünf Maßnahmen vor, um die oben genannten Risiken zu vermeiden:
• Reduzierung von Methan-Emissionen entlang der kompletten Wertschöpfungskette in der bestehenden Erdgas-Infrastruktur
• Einbeziehung der neuesten Forschungserkenntnisse über die Treibhausgasemissionen in Zusammenhang mit Erdgas in allen Szenarien zur Energiewende und zur Klimaentwicklung
• Ersetzen des Narrativs der Brückentechnologie durch eindeutige und entschlossene Dekarbonisierungskriterien
• Kein Bau von neuer Erdgas-Infrastruktur und damit Vermeidung neuer fossiler Abhängigkeiten und Methanlecks
• Ernsthafte und strikte Einbeziehung klimabezogener Risiken bei der Planung von Energie-Infrastruktur

Die Studie wurde unter der Leitung von Prof. Dr. Claudia Kemfert vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) und der Leuphana Universität Lüneburg in Zusammenarbeit mit Fabian Präger von der TU Berlin sowie Wissenschaftlerinnen von der Ruhr-Universität Bochum und der Europa-Universität Flensburg erstellt. Fabian Präger promoviert am Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik unter der Leitung von Prof. Dr. Christian von Hirschhausen.

Weiterführende Informationen:
Link zur Studie:
Claudia Kemfert, Fabian Präger, Isabell Braunger, Franziska M. Hoffart, Hanna Brauers: The expansion of natural gas infrastructure puts energy transitions at risk, in Nature Energy, 2022, DOI: 1038/s41560-022-01060-3
https://www.nature.com/articles/s41560-022-01060-3

Weitere Informationen erteilen Ihnen gern:
Fabian Präger
Technische Universität Berlin
Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP)
Straße des 17. Juni 135
10623 Berlin
Tel.: +49 (0)30 314-25377
E-Mail: fpr@wip.tu-berlin.de

Prof. Dr. Claudia Kemfert
Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung
E-Mail: sekretariat-evu@diw.de, presse@diw.de

Weitere Informationen:
https://www.nature.com/articles/s41560-022-01060-3

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Sommerurlaub: Wie man die Augen vor Schäden durch UV-Strahlung schützt

Kerstin Ullrich Pressestelle
Deutsche Ophthalmologische Gesellschaft
Die Sommerferien beginnen und damit auch die Reisezeit. Viele Familien machen sich auf den Weg ans Meer, ins Grüne oder in die Berge. Doch Vorsicht: Wer sich ungeschützt in die Sonne begibt, riskiert gutartige und bösartige Erkrankungen am Auge, die bis zum Sehverlust führen und das Leben bedrohen können. Besonders empfindlich für Schäden durch UV-Strahlung sind die Augen von Kindern und Jugendlichen, warnen Experten der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft (DOG). Sie klären auf, wie man sich richtig verhält, worauf bei UV-Index und Sonnenbrille zu achten ist und welchen Einfluss die Umgebung hat.

Ausgedünnte Ozonschicht, geringere Bewölkung, aber auch weniger Luftverschmutzung: All diese Umweltfaktoren tragen dazu bei, dass die UV-Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, deutlich zugenommen hat – vor allem in den hohen und mittleren Breitengraden. Damit steigt auch die Gefahr von Sonnenschäden an und in den Augen. „UV-Licht kann verschiedene gutartige und bösartige Erkrankungen am Auge auslösen“, erklärt Professor Dr. med. Dr. phil. Ludwig M. Heindl vom Zentrum für Augenheilkunde am Universitätsklinikum Köln. „Besonders empfindlich sind die Augen von Kindern und Jugendlichen“, ergänzt Privatdozent Dr. med. Vinodh Kakkassery von der Klinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck. Die beiden Augenärzte sind Delegierte der DOG im UV-Schutzbündnis, einer Initiative von 28 Institutionen zur Prävention von UV-bedingten Erkrankungen.

Schäden an Hornhaut, Bindehaut, Netzhaut und Augenlinse
Zu den Schäden durch UV-Licht zählen unter anderem gutartige und bösartige Tumoren an Lidern und Bindehaut wie auch eine schmerzhafte Entzündung der Binde- und Hornhaut („Keratoconjunctivitis photoelectrica“). Sehr selten, insbesondere bei Kindern, können Hitzeschäden an der Netzhaut die Sehschärfe dauerhaft reduzieren. UV-Strahlung kann bei Erwachsenen zudem ein Pterygium auslösen, eine Gewebeveränderung an der Bindehaut, die zu Hornhautverkrümmung, trockenen Augen und Sehminderung führen kann. Starke Sonnenreflexion des Bodens etwa in den Tropen oder der Arktis kann schließlich eine Ablagerung von gelblichen Proteinen in der Hornhaut bewirken („klimatische Tröpfchenkeratopathie“).

Auf den UV-Index achten
Um sich zu schützen, raten die DOG-Experten, auf den UV-Index zu achten. „Der tagesaktuelle UV-Index lässt sich online beim Deutschen Wetterdienst einsehen, auch zahlreiche Wetter-Apps weisen diesen Wert aus“, erläutert Kakkassery. Der UV-Index, von der WHO definiert und weltweit einheitlich gültig, beschreibt den am Boden erwarteten Tagesspitzenwert der sonnenbrandwirksamen UV-Strahlung auf einer Skala von 1 bis 11; die Vorhersage teilt zugleich das gesundheitliche Risiko in fünf Gefahrenbereiche von „gering“ bis „extrem“ ein. In Deutschland werden im Sommer Werte von 8 bis 9, in den Hochlagen der süddeutschen Gebirgsregionen sogar bis 11 erreicht. Von April bis August gibt zudem das Zentrum für Medizin-Meteorologische Forschung (ZMMF) in Freiburg UV-Warnungen heraus.

Bei praller Sonne in den Schatten oder ins Haus
Bereits ab UV-Index 3 sollten Sonnenschutzmaßnahmen ergriffen werden. „Konkret bedeutet das: Sonnenschutzmittel mit ausreichendem Lichtschutzfaktor verwenden, Kopfbedeckung und Sonnenbrille tragen und in den zwei Stunden vor und nach Sonnenhöchststand möglichst den Schatten aufsuchen“, erläutert Heindl. Die Sonnenhöchststände variieren in Europa Anfang August je nach Land zwischen knapp 13.00 Uhr und 14.30 Uhr. Ab UV-Index 8 ist verschärfter Schutz erforderlich. „Dann sollte man in den zwei Stunden vor und nach Sonnenhöchststand möglichst gar nicht mehr draußen sein“, warnt Kakkassery. „Darüber hinaus sind Kleidung, Sonnencreme auch unter der Kleidung, Kopfbedeckung und Sonnenbrille dringend empfohlen.“

Sonnenbrille mit Filterkategorie 3 für Meer und Berge
Sonnenbrillen, die man in Deutschland kaufen kann, tragen die CE-Zertifizierung, entsprechen damit der EU-Norm DIN EN ISO 12312 und garantieren wirksamen UV-Schutz. Noch sicherer können Kaufinteressierte sein, wenn die Brille die Aufschrift „UV400“ oder „100 Prozent UV-Schutz“ trägt – ein solches Modell filtert alle UV-Strahlen bis zu einer Wellenlänge von 400 Nanometern heraus. Darüber hinaus spielt der Blendungsfilter eine Rolle: Er reicht von Kategorie 1 bis 4 und gibt an, wieviel Prozent an Sonnenstrahlung absorbiert wird. „Kategorie 1 eignet sich für bewölkte Tage“, sagt Heindl. „Urlauber am Meer und in den Bergen sind mit der höheren Schutzkategorie 3 gut beraten.“ Daneben gibt es auch selbsttönende Gläser, die für Brillenträger eine Option darstellen. „Sie sind allerdings nicht unbedingt für den Autoverkehr geeignet“, ergänzt Kakkassery.

Wasser, Sand und Schnee erhöhen den UV-Index
Spiegelnde Oberflächen wie Wasser, Sand und Schnee reflektieren das ultraviolette Licht und erhöhen den vorhergesagten UV-Index. So steigern Gras oder Wasser den UV-Wert um bis zu zehn Prozent, Sand am Meer um etwa 15 Prozent, Meeresschaum um 25 Prozent. Am stärksten reflektiert Schnee: Er erhöht den UV-Gesamtwert um rund 50 Prozent. Da die UV-Strahlung zudem alle 1000 Höhenmeter etwa zehn Prozent zunimmt, ist im Hochgebirge oder auf Gletschern besondere Vorsicht angebracht. „Aufgrund der starken Blendung sollte man dort Sonnenbrillen mit Filterkategorie 4 tragen, die bis zu 97 Prozent des Lichts absorbieren“, rät Heindl.

Neuerdings werden auch Kontaktlinsen mit UV-Schutz angeboten. „Aber Achtung: Sie bieten keinen ausreichenden UV-Schutz für die Augenlider und die Bindehaut, weshalb eine zusätzliche Sonnenbrille ratsam ist“, fügt der Kölner Augenexperte hinzu.

Literatur:
Hampel, U., Elflein, H.M., Kakkassery, V. et al. UV-strahlenexpositionsbedingte Veränderungen am vorderen Augenabschnitt. Ophthalmologe 119, 234–239 (2022). https://doi.org/10.1007/s00347-021-01531-0

Saßmannshausen, M., Ach, T. Einfluss von ultravioletter Strahlung auf die Netzhaut. Ophthalmologe 119, 240–247 (2022). https://doi.org/10.1007/s00347-021-01506-1

Kakkassery, V., Heindl, L.M. UV-Schutz am Auge – ein häufig vernachlässigtes Thema. Ophthalmologe 119, 221–222 (2022). https://doi.org/10.1007/s00347-021-01530-1

DOG: Forschung – Lehre – Krankenversorgung
Die DOG ist die medizinisch-wissenschaftliche Fachgesellschaft für Augenheilkunde in Deutschland. Sie vereint unter ihrem Dach mehr als 8.000 Mitglieder, die augenheilkundlich forschen, lehren und behandeln. Wesentliches Anliegen der DOG ist es, die Forschung in der Augenheilkunde zu fördern: Sie unterstützt wissenschaftliche Projekte und Studien, veranstaltet Kongresse und gibt wissenschaftliche Fachzeitschriften heraus. Darüber hinaus setzt sich die DOG für den wissenschaftlichen Nachwuchs in der Augenheilkunde ein, indem sie zum Beispiel Stipendien vor allem für junge Forscherinnen und Forscher vergibt. Gegründet im Jahr 1857 in Heidelberg ist die DOG die älteste augenärztliche Fachgesellschaft der Welt und die älteste fachärztliche Gesellschaft Deutschlands.

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Neues Forschungsprojekt: Warnsystem für gefährliche Starkregen und Sturzfluten

Bastian Strauch Hochschul- und Wissenschaftskommunikation
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
• AVOSS verknüpft Wetterdaten mit hydrologisch relevanten Informationen wie aktuelle Bodenfeuchte, Landbedeckung und Geländeneigung
• Bisher sind Vorhersagen von lokalen Sturzfluten oft kaum möglich, weil ihre Entstehung kompliziert ist und die aktuellen hydrologischen Bedingungen nicht berücksichtigt werden
• Prototypische Anwendungen in Pilotregionen sollen Qualität und Belastbarkeit der Vorhersagen zeigen

In den vergangenen Jahren gab es in Deutschland immer wieder Sturzfluten mit zum Teil verheerenden Auswirkungen. Ausgelöst wurden sie durch lokalen Starkregen. Eine Warnung vor solchen Ereignissen ist bisher oft nicht möglich, weil ihre Entstehung kompliziert ist und sie meist schnell und räumlich stark begrenzt auftreten. Ein neues Forschungsprojekt soll diese Lücke im Warnsystem schließen. Es wird koordiniert von Prof. Dr. Markus Weiler, Hydrologe an der Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Universität Freiburg. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert das Vorhaben, das über drei Jahre läuft.

Skalen von ganz Deutschland bis Gemeindeebene
Das neue Forschungsprojekt heißt AVOSS (Auswirkungsbasierte Vorhersage von Starkregen und Sturzfluten auf verschiedenen Skalen: Potentiale, Unsicherheiten und Grenzen). Es soll prototypisch Warnungen auf unterschiedlichen räumlichen Skalen von ganz Deutschland über einzelnen Bundesländern bis auf Gemeindeebene ermöglichen.

„Bestehende Warnwerkzeuge für Starkregen und deren Folgen beziehen sich nur auf die Vorhersage von Niederschlag und lassen die aktuellen hydrologischen Verhältnisse unbeachtet“, erklärt Weiler. Dabei seien gerade hydrologische Eigenschaften wie etwa die aktuelle Bodenfeuchte und Landbedeckung sowie das Gefälle oder die Bodenbeschaffenheit letztlich dafür entscheidend, ob ein Starkregenereignis auch eine Sturzflut auslöst: „Eine belastbare Sturzflutwarnung muss daher neben den meteorologischen Faktoren auch die hydrologischen berücksichtigen“, sagt der Freiburger Forscher.

Gefährdung quasi in Echtzeit abbilden
Meteorologische, hydrologische und hydraulische Informationen sollen in dem Projekt verknüpft und zu einem Warnsystem zusammengeführt werden, das quasi in Echtzeit die aktuelle Sturzflutgefährdung abbilden kann. Dazu arbeiten im interdisziplinären AVOSS-Projekt mehrere Universitäten und Forschungseinrichtungen aus ganz Deutschland mit Meteorolog*innen und Ingenieurbüros zusammen. Zusätzlich sind Akteur*innen aus der Praxis wie Landesbehörden und Gemeinden eingebunden.

So soll die Praxistauglichkeit der zu entwickelnden Warnwerkzeuge gewährleistet werden. Außerdem sind prototypische Anwendungen für Pilotregionen geplant, um die Qualität und Belastbarkeit der Sturzflutwarnungen zu bewerten.

Weitere Informationen zu AVOSS auf der Projekthomepage: www.avoss.uni-freiburg.de

Faktenübersicht:
• Das Forschungsprojekt AVOSS wird an der Universität Freiburg koordiniert. Außerdem beteiligt sind die Leibniz Universität Hannover, das GFZ Helmholtz-Zentrum Potsdam, die Forschungszentrum Jülich GmbH, die AtmoScience GmbH aus Gießen (Tochtergesellschaft der Kachelmann AG), die BIT Ingenieure AG aus Freiburg und die HYDRON GmbH aus Karlsruhe.
• Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt im Rahmen der Fördermaßnahme „WaX – Wasser-Extremereignisse“ mit rund 2,6 Millionen Euro für den Zeitraum von drei Jahren.
• Projektkoordinator Prof. Dr. Markus Weiler ist Professor für Hydrologie an der Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Universität Freiburg. Zu seinen Forschungsschwerpunkten gehören die Identifikation und Modellierung der dominanten Abflussbildungsprozesse unter verschiedenen meteorologischen und hydrologischen Gegebenheiten, speziell auch hinsichtlich des Auftretens von Starkregenereignissen und der daraus resultierenden Überflutungsgefahren.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Markus Weiler
Professur für Hydrologie
Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-3530 oder 3535
E-Mail: markus.weiler@hydrology.uni-freiburg.de
avoss@hydrology.uni-freiburg.de

Weitere Informationen:
https://kommunikation.uni-freiburg.de/pm/2022/neues-forschungsprojekt-warnsystem…

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Studie bestätigt Ergebnisgenauigkeit des nationalen Virusvarianten-Monitorings im Abwasser

Anna Schwendinger Public Relations
CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften
Das Sequenzieren von Viruspartikel aus Abwasserproben ist seit 2020 ein wichtiger Teil des COVID19 Pandemiemonitorings in Österreich, das damit international eine Vorreiterrolle einnimmt. Eine aktuelle Studie des CeMM, dem Forschungszentrum für Molekulare Medizin der ÖAW sowie der Medizinischen Universität Wien, der Universität Innsbruck und vieler weiterer Kollaborationspartner zeigt nun, wie erstaunlich detailliert und exakt die Analysen des Abwassers die Variantendynamik widerspiegeln. Diese Studie, publiziert in Nature Biotechnology, liefert eine wissenschaftliche Bestandsaufnahme und neue bioinformatische Instrumente, die internationale Überwachung von Virusvarianten zu unterstützen.

Dass die Analyse des Abwassers ein geeigneter, ergänzender Ansatz zur Beobachtung des epidemiologischen Geschehens ist, davon wird bereits länger ausgegangen. Dennoch wurde die Methode erst in jüngster Zeit in vielen Ländern flächendeckend ausgerollt. In Österreich widmen sich WissenschaftlerInnen der Forschungsgruppe von Andreas Bergthaler, CeMM Adjunct Principal Investigator und Professor für Molekulare Immunologie an der MedUni Wien, bereits seit 2020 gemeinsam mit Kollaborationspartnern anderer Universitäten und Institutionen in ganz Österreich der Auswertung von Abwasserproben aus Kläranlagen. In der aktuellen Studie konnten die Erstautoren Fabian Amman vom CeMM und Rudolf Markt von der Uni Innsbruck zeigen, dass die Abwasserdaten sehr genau die Verbreitung von Virusvarianten in der Bevölkerung widerspiegeln.

Hohe Übereinstimmungen der Virusvarianten in Patientenproben und Abwasser
Für die Studie sequenzierten und analysierten die WissenschaftlerInnen von Dezember 2020 bis Februar 2022 insgesamt 3.413 Abwasserproben aus über 90 kommunalen Einzugsgebieten bzw. Kläranlagen, die zusammen wöchentlich mehr als 50 Prozent der österreichischen Bevölkerung abdecken. Mittels einer eigens entwickelten Software (Variant Quantification in Sewage designed for Robustness, kurz VaQuERo) konnten die WissenschaftlerInnen die räumlich-zeitliche Häufigkeit von Virusvarianten aus komplexen Abwasserproben ableiten. Diese Ergebnisse wurden anschließend anhand epidemiologischer Aufzeichnungen von mehr als 311.000 Einzelfällen gemeinsam mit den Infektionsepidemiologen der AGES validiert. Erstautor Fabian Amman, Bioinformatiker in der Forschungsgruppe von Bergthaler am CeMM und der MedUni Wien, erklärt: „Unsere Ergebnisse bestätigen, dass trotz zahlreicher Herausforderungen bei der Abwasseranalyse die Ergebnisse einen sehr genauen Überblick über das Pandemiegeschehen eines ganzen Landes bieten. Für jede Woche und jedes Einzugsgebiet, in denen laut epidemiologischem Meldesystem eine bestimmte Variante zumindest einmal auftrat, sehen wir in 86% der Proben derselben Woche ein entsprechendes Signal im Abwasser. Umgekehrt sehen wir in rund 3% der Abwasserproben Varianten, die dem Patienten-basierten System entgangen sind.“
Die im Rahmen der Studie generierten Daten bieten eine Basis für die Vorhersage neu entstehender Varianten und machen den Reproduktionsvorteil bedenklicher Varianten besser kalkulierbar.
Ein weiterer Vorteil des Abwassermonitorings ist zudem, dass auch asymptomatische Personen sowie Personen, die das Testangebot nicht nutzen, in den Daten erfasst werden.

Erfolgsfaktor Zusammenarbeit
In Österreich konnte insbesondere durch die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen Forschungseinrichtungen und verschiedenen Behörden frühzeitig ein flächendeckendes Monitoring aufgesetzt werden. Andreas Bergthaler erklärt: „Dies ist auch eine Erfolgsstory, was wissenschaftliche Zusammenarbeit schaffen kann. Im konkreten Fall war dies gekennzeichnet von früh begonnenen und erfolgreich weiterausgebauten Kollaborationen zwischen CeMM und MedUni Wien, Universität Innsbruck, der Medizinischen Universität Innsbruck, der Technischen Universität Wien, der AGES sowie mehr als zehn weiteren Institutionen.“ Gemeinsam konnte gezeigt werden, dass die Virussequenzierungen aus dem Abwasser auf nationaler Ebene einen wesentlichen Beitrag zur Überwachung von SARS-CoV-2 Varianten, dem Pandemiemanagement und der öffentlichen Gesundheit liefern vermag. Es ist zu erwarten, dass der Fokus auf SARS-CoV-2 zukünftig auch auf die Analysen anderer Infektionserreger im Abwasser Anwendung finden wird. Somit liefern die Erkenntnisse dieser Studie auch einen wichtigen Beitrag zur internationalen Überwachung von Infektionskrankheiten.

Die Studie „Viral variant-resolved wastewater surveillance of SARS-CoV-2 at national scale“ erschien in der Zeitschrift Nature Biotechnology am 18. Juli 2022, DOI: 10.1038/s41587-022-01387-y

AutorInnen: Fabian Amman*, Rudolf Markt*, Lukas Endler, Sebastian Hupfauf, Benedikt Agerer, Anna Schedl, Lukas Richter, Melanie Zechmeister, Martin Bicher, Georg Heiler, Petr Triska, Matthew Thornton, Thomas Penz, Martin Senekowitsch, Jan Laine, Zsofia Keszei, Peter Klimek, Fabiana Nägele, Markus Mayr, Beatrice Daleiden, Martin Steinlechner, Harald Niederstätter, Petra Heidinger, Wolfgang Rauch, Christoph Scheffknecht, Gunther Vogl, Günther Weichlinger, Andreas Otto Wagner, Katarzyna Slipko, Amandine Masseron, Elena Radu, Franz Allerberger, Niki Popper, Christoph Bock, Daniela Schmid, Herbert Oberacher, Norbert Kreuzinger, Heribert Insam, Andreas Bergthaler
**geteilte Erstautoren

Förderung: Dieses Projekt wurde teilweise vom Förderkreis 1669 der Universität Innsbruck, dem FFG-Emergency-Call, der Österreichischen Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES), dem Wiener Wissenschafts- und Technologiefonds (WWTF) im Rahmen des WWTF COVID-19 Rapid Response Funding 2020 (A.B.), dem Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF1212P) und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften/CeMM finanziert. Der Zugang zu den Kläranlagen und die Probenlogistik wurden durch das Coron-A-Projekt sowie durch die nationalen Abwasserüberwachungsprogramme des Bundesministeriums für Bildung, Wissenschaft und Forschung und des Bundesministeriums für Soziales, Gesundheit, Pflege und Konsumentenschutz ermöglicht.

Andreas Bergthaler hat Veterinärmedizin in Wien studiert. Nach seinem Doktorat bei Hans Hengartner und Nobelpreisträger Rolf Zinkernagel an der Universität Zürich und der ETH Zürich folgten postdoktorale Forschungsaufenthalte an der Universität Genf und am Institute for Systems Biology in Seattle. 2011 startete er als Forschungsgruppenleiter am CeMM und wurde 2016 ERC Start Preisträger, seit 1. Jänner 2022 ist er Professor für Molekulare Immunologie und Leiter des Instituts für Hygiene und Angewandte Immunologie an der MedUni Wien sowie CeMM Adjunct Principal Investigator.

Das CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ist eine internationale, unabhängige und interdisziplinäre Forschungseinrichtung für molekulare Medizin unter wissenschaftlicher Leitung von Giulio Superti-Furga. Das CeMM orientiert sich an den medizinischen Erfordernissen und integriert Grundlagenforschung sowie klinische Expertise, um innovative diagnostische und therapeutische Ansätze für eine Präzisionsmedizin zu entwickeln. Die Forschungsschwerpunkte sind Krebs, Entzündungen, Stoffwechsel- und Immunstörungen, sowie seltene Erkrankungen.
Das Forschungsgebäude des Institutes befindet sich am Campus der Medizinischen Universität und des Allgemeinen Krankenhauses Wien. cemm.at

Die Medizinische Universität Wien (kurz: MedUni Wien) ist eine der traditionsreichsten medizinischen Ausbildungs- und Forschungsstätten Europas. Mit rund 8.000 Studierenden ist sie heute die größte medizinische Ausbildungsstätte im deutschsprachigen Raum. Mit 6.000 MitarbeiterInnen, 30 Universitätskliniken und zwei klinischen Instituten, 13 medizintheoretischen Zentren und zahlreichen hochspezialisierten Laboratorien zählt sie auch zu den bedeutendsten Spitzenforschungsinstitutionen Europas im biomedizinischen Bereich. meduniwien.ac.at

Die Universität Innsbruck wurde 1669 gegründet und ist heute mit über 28.000 Studierenden und über 5.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte und wichtigste Forschungs- und Bildungseinrichtung in Westösterreich. Im Herzen der Alpen gelegen, bietet die Universität Innsbruck beste Bedingungen für erfolgreiche Forschung und Lehre. Internationale Rankings bestätigen die führende Rolle der Universität Innsbruck in der Grundlagenforschung. In diesem erfolgreichen Umfeld wird an den 16 Fakultäten eine breite Palette von Studien über alle Fachbereiche hinweg angeboten. In zahlreichen Partnerschaften hat sich die Universität mit Bildungs- und Forschungseinrichtungen rund um die Welt zusammengeschlossen, um den internationalen Austausch in Forschung und Lehre zu fördern. uibk.ac.at

Originalpublikation:
DOI: 10.1038/s41587-022-01387-y

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Kommunales Klimaschutzmanagement lohnt sich

Mandy Schoßig Öffentlichkeit und Kommunikation
Öko-Institut e. V. – Institut für angewandte Ökologie
Kommunen, die aktiv Klimaschutzmaßnahmen steuern, sparen bis zu neunmal mehr klimaschädliche Treibhausgase ein als solche ohne Klimaschutzmanagement. Vor allem kleinere Gemeinden setzen doppelt so viele Projekte um und nutzen fünfmal so viele Fördermittel wie vergleichbare Kommunen ohne eigene Zuständigkeit für den Klimaschutz. Auch der Umfang der geförderten Projekte ist je nach Größe der Kommune zwei- bzw. dreimal höher. Das zeigt eine aktuelle Studie des Öko-Instituts im Auftrag des Umweltbundesamtes, die Städte, Gemeinden und Landkreise mit und ohne Klimaschutzmanagement vergleicht.

„Unsere Analyse zeigt klar den Erfolg des kommunalen Klimaschutzmanagers bzw. der -managerin“, fasst Tanja Kenkmann, Senior Researcher und Projektleiterin am Öko-Institut zusammen. „Städte und Gemeinden in Deutschland sollten deshalb flächendeckend diese Kompetenzen aufbauen, um ihre Klimaschutzaktionspläne zielorientiert umzusetzen.“

Klimaschutzförderung sinnvoll nutzen
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler analysierten mehr als 350 Städte und Gemeinden verschiedener Größe sowie ihre mehr als 2.500 Klimaschutzvorhaben, die in 11 Bundesförderprogrammen gefördert wurden. Insgesamt, so die Auswertung, wurden in Kommunen mit Klimaschutzmanagement mehr geförderte Vorhaben durchgeführt, mehr Fördermittel eingesetzt und mehr Treibhausgasminderungen erzielt als in den jeweiligen Vergleichsgruppen ohne Klimaschutzmanagement.
Dabei spielt die Größe der Kommunen bei allen ausgewerteten Indikatoren – Anzahl der geförderten Vorhaben, Fördervolumen insgesamt, Fördervolumen der einzelnen Projekte, erzielte Treibhausgasminderungen – eine Rolle. So lag etwa das Volumen aller abgerufenen Förderungen in Städten mit 20.000 bis 100.000 Einwohnerinnen und Einwohnern etwa fünf Mal über dem von Kommunen der gleichen Größe ohne Klimaschutzmanagement. In diesen Städten betrug die erzielte Einsparung von Treibhausgasen das Zweieinhalbfache.
Aber auch kleinere Kommunen profitieren vom Klimaschutzmanagement: Bei den abgerufenen Fördermitteln können sie doppelt so viel Fördervolumen pro Klimaschutzprojekt geltend machen wie kleine Kommunen ohne Klimaschutzmanagement. Die erzielten THG-Minderungen sind neun Mal so groß wie in kleinen Kommunen ohne Klimaschutzmanagement.

Hintergrund: Klimaschutzmanagement in Kommunen
Kommunen sind wichtige Akteure für den Klimaschutz und verfügen über enorme Potenziale Treibhausgase einzusparen. Viele Gemeinden haben sich eigene Klimaschutzaktionspläne gegeben, die von Mobilitätskonzepten bis zur kommunalen Wärmeplanung verschiedene Handlungsfelder abdecken. Diese Projekte zu planen und umzusetzen, ist Hauptaufgabe des kommunalen Klimaschutzmanagements. Die Studie des Öko-Instituts zeigt, dass die strategische Einbindung dieser Aufgabe in der Verwaltung zum Erfolgsfaktor wird.
Klimaschutzmanagerinnen und -manager sorgen dabei insbesondere für die Vernetzung aller Akteure der Stadtverwaltungen, die an der Realisierung von Klimaschutzprojekten beteiligt sind. Sie werben Fördermittel ein und befördern den fachlichen Austausch. Nicht zuletzt wirken sie in die Stadtgesellschaft, koordinieren die Öffentlichkeitsarbeit sowie die Einbindung der Bevölkerung und leisten Beiträge für die Umweltbildung in Schulen und Kitas.
Die Studie ist der 2. Teilbericht im Projekt „Wirkungspotenzial kommunaler Maßnahmen für den nationalen Klimaschutz“, das bis Ende des Jahres Ergebnisse vorlegt.

Studie „Wirkungsanalyse für das Klimaschutzmanagement in Kommunen – Fördermittelnutzung“ des Öko-Instituts (https://www.oeko.de/publikationen/p-details/wirkungsanalyse-fuer-das-klimaschutz…)

Das Öko-Institut ist eines der europaweit führenden, unabhängigen Forschungs- und Beratungsinstitute für eine nachhaltige Zukunft. Seit der Gründung im Jahr 1977 erarbeitet das Institut Grundlagen und Strategien, wie die Vision einer nachhaltigen Entwicklung global, national und lokal umgesetzt werden kann. Das Institut ist an den Standorten Freiburg, Darmstadt und Berlin vertreten.
www.oeko.de | Podcast | blog.oeko.de | Twitter | Instagram | Onlinemagazin

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Tanja Kenkmann
Senior Researcher im Institutsbereich
Energie & Klimaschutz
Öko-Institut e.V., Geschäftsstelle Freiburg
Telefon: +49 761 45295-263
E-Mail: t.kenkmann@oeko.de

Anhang
PM Kommunaler Klimaschutz Öko-Institut

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Präventions-Studie: Fußball als Bewegungsmotor für Herzkranke

Michael Wichert Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsche Herzstiftung e.V./Deutsche Stiftung für Herzforschung
Fit und Fun mit Fußball nach Herzinfarkt oder koronarer Herzkrankheit: von Herzstiftung und Land Niedersachsen geförderte MY-3F-Studie soll Gesundheitsfußball auch in der Herz-Kreislauf-Prävention etablieren.

Regelmäßige Bewegung zählt zur besten Medizin – sowohl um Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorzubeugen als auch zur Therapie bei Herzerkrankung. Mit Ausdauerbewegung (5-mal/Woche á 30 Minuten) lassen sich nahezu alle wichtigen Risikofaktoren für Herzinfarkt und Schlaganfall wie Bluthochdruck, Diabetes mellitus, Fettstoffwechselstörungen (hohes LDL-Cholesterin) und Adipositas bessern. Und Sport wirkt auch psychischem Stress und Depressionen entgegen. Dennoch schafft es ein Großteil der Bevölkerung nicht, sich wenigstens 2,5 Stunden pro Woche mit mäßiger Intensität zu bewegen, wie von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfohlen. Gerade Patienten mit Herzerkrankung haben im Zuge ihrer chronischen Krankheit häufig den „Drive“ verloren, sich regelmäßig zu bewegen. Manche waren etwa vor ihrer Erkrankung in einer Ballsportart aktiv, trauen sich das aber im höheren Alter und wegen ihrer Herzkrankheit nicht mehr zu. Für sie sind deshalb niederschwellige Bewegungskonzepte gefragt, die Sport mit Spaß verbinden. Um speziell Menschen mit verengten Herzkranzgefäßen, der sogenannten koronaren Herzkrankheit (KHK), oder nach einem Herzinfarkt zu mehr körperlicher Aktivität anzuspornen, fördert die Deutsche Herzstiftung daher das Forschungsprojekt die „MY-3F-Studie: Fit und Fun mit Fußball nach Myokardinfarkt oder koronarer Herzerkrankung“ mit 70.000 Euro. Weitere gut 200.000 Euro erhält das Projekt vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur.
„Der Lebensstilfaktor Ausdauerbewegung ist enorm wichtig, um das Risiko für Herzinfarkt und andere Herz-Kreislauf-Komplikationen wie Schlaganfall oder plötzlicher Herztod zu verringern“, betont der Kardiologe und Vorstandsvorsitzende der Deutschen Herzstiftung, Prof. Dr. Thomas Voigtländer. „Wir fördern dieses Projekt, weil Fußball ein populärer Breitensport ist. Und ein auf Herzkranke abgestimmtes, attraktives Bewegungskonzept kann bedeutsam zur Verbesserung der kardiovaskulären Prävention in Deutschland beitragen.“ Die MY-3F-Studie leistet zudem einen wichtigen Forschungsbeitrag, indem jetzt auch die Gesundheitseffekte von Fußball bei kardiovaskulären Erkrankungen wissenschaftlich erfasst werden. „Wissenschaft, Fußball und Gesundheit miteinander zu verbinden ist eine tolle Sache“, so der Niedersächsische Wissenschaftsminister Björn Thümler. „Damit zeigt sich, dass Wissenschaft lebenswichtige Fragestellungen adressieren, den Beteiligten zugleich Spaß machen und dabei eine hohe Breitenwirkung entfalten kann“, so der Minister weiter.

Mit Fußball die langjährig inaktiven chronisch Kranken erreichen
Studien belegen, dass auch Patienten mit bestehender KHK oder nach einem Herzinfarkt nicht ausreichend Medikamente erhalten, die sich gegen ihre kardiovaskulären Risikofaktoren richten. Und auch lebensstilfördernde Maßnahmen wie Bewegung, gesunde Ernährung und Rauchverzicht werden nicht ausreichend umgesetzt. Dabei ist die Verbesserung der körperlichen Aktivität auch bei diesen Patienten ein Kernelement, um das Fortschreiten der Herzerkrankung oder einen neuen Herzinfarkt zu verhindern. „Mit der MY-3F-Studie untersuchen wir am Beispiel Fußball, inwiefern sich mit diesem Sport besonders auch lange inaktive Personen mit Risikokrankheiten wie Bluthochdruck, Diabetes oder einer Herzerkrankung für körperliche Aktivität gewinnen lassen. Denn das ist bei dieser Personengruppe meistens besonders schwierig“, berichtet der Internist und Studienleiter Prof. Dr. Joachim Schrader, Institut für Klinische Forschung in Cloppenburg. Die MY-3F-Studie wird gemeinsam von der Universitätsklinik für Kardiologie im Klinikum Oldenburg, der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, dem Institut für klinische Forschung in Cloppenburg und der Nephrologie am St. Josefs-Hospital Cloppenburg unter der Studienleitung von Prof. Dr. Joachim Schrader, PD Dr. Stephan Lüders, Dr. Bastian Schrader und Prof. Dr. Albrecht Elsässer durchgeführt. In dem Studienbeirat finden sich renommierte Wissenschaftler aus Göttingen, Hannover und München.

Vom wettkampforientierten hin zum „Gesundheitsfußball“
Fußball ist die mit Abstand populärste Sportart Deutschlands. Die Verbreitung in sämtlichen Regionen und die starke Infrastruktur sind von Vorteil, wenn es darum geht, mehr Menschen mit Risikofaktoren oder bestehender Herzerkrankung zu körperlicher Aktivität zu ermutigen. Allerdings hat Fußball als Präventions- oder Gesundheitssportart derzeit praktisch keine Bedeutung. Dies liegt den Projektleitern zufolge einerseits an der fehlenden wissenschaftlichen Datenlage zur Verbesserung bestimmter Gesundheitsparameter durch Fußball. „Neben dem typischen auf Wettkampf ausgerichteten Fußball gibt es kaum Angebote für ausschließlich auf Gesundheitsaspekte angelegtes Fußballspielen“, sagt Schrader, selbst ein begeisterter Fußballer. Dies gilt insbesondere für ältere Personen mit Risikofaktoren oder bereits bestehender KHK. Der wettkampforientierte Fußball wird dem Internisten zufolge den speziellen Bedürfnissen von inaktiven Personen mit Risikofaktoren oder Herzerkrankungen „nicht gerecht – auch wegen der Verletzungsgefahr“.
Das Trainingsformat der MY-3F-Studie ist daher auf die Verbesserung von Fitness, Spaß und Gesundheit durch Fußball ohne wesentliches Verletzungsrisiko ausgerichtet. Dieses Konzept „Gesundheitsfußball“ wurde von der Studiengruppe entwickelt und beinhaltet den Verzicht auf direkte Zweikämpfe und gefährliche Kontaktaktionen. Der Schwerpunkt liegt auf einem zielgruppenorientierten Pass- und Laufspiel. Vier kleine Tore ziehen die Spielfläche für dieses Trainingskonzept in die Breite. Das unterstützt die Balleroberung über das Laufen statt Tacklings. Hinzu kommen eine Unterbrechung des Trainings mit Dehnübungen zur Vorbeugung von Muskelverletzungen und der vermehrte Einbau von Koordinations- und Kognitionsübungen. Jeder Teilnehmer hat unabhängig von seinen fußballerischen Fähigkeiten gleich viele Ballkontakte. Zu einem derartigen Programm gehören auch leichtere Bälle. Voraussetzung sind ausgebildete Trainer, die ein derartiges Konzept in einer Gruppe umsetzen. Mit der MY-3F-Studie bauen die Ärzte und Forscher auf die erste „3F-Studie: Fit und Fun mit Fußball“ auf (1). Dieses Programm für „Gesundheitsfußball“ wurde bereits bei noch gesunden Teilnehmern mit Risikofaktoren für Herzkreislauferkrankungen erfolgreich eingesetzt. Die primären Ziele (Blutdrucksenkung, Gewichtsabnahme, Reduktion von Medikamenten) wurden erreicht, ohne dass es zu wesentlichen Verletzungen kam.

Ziel der Studie: Gesundheitsfußball landesweit etablieren
Ziel der anlaufenden MY-3F-Studie ist es, das erfolgreiche 3F-Trainingskonzept „Gesundheitsfußball“ in einer Studie bei Patientinnen und Patienten mit bestehender KHK oder nach Myokardinfarkt im Vergleich zu einer Kontrollgruppe einzusetzen und so den Gesundheitsfußball auch in der Sekundärprävention zu etablieren. Körperlich inaktive Patientinnen und Patienten mit Herzerkrankungen trainieren über ein Jahr einmal die Woche für 90 Minuten unter einem für Gesundheitsfußball DFB-lizenzierten Trainer. Das Konzept von Gesundheitsfußball soll langfristig landesweit etabliert werden, daher sind eine Anbindung an lokale Fußballvereine und eine Ausbildung von Trainern erforderlich. Um ein langfristiges Präventionsangebot zu schaffen, wurden bereits Vereine eingebunden und eine Zusatzqualifikation von Trainern speziell für „Gesundheitsfußball“ vom DFB geschaffen. Insgesamt haben 17 Frauen und 73 Männer für eine Teilnahme an der MY-3F-Studie zugesagt, insgesamt 110 bis 120 Studienteilnehmer sollen in die Studie eingeschlossen werden.

Literatur:
(1) Schrader B., Schrader J. et al., Football beats hypertension: results of the 3F (Fit&Fun with Football) study Journal of Hypertension 2021, DOI:10.1097/HJH.0000000000002935

Herz-Kreislauf-Forschung nah am Patienten
Dank der finanziellen Unterstützung durch Stifterinnen und Stifter, Spender und Erblasser kann die Deutsche Herzstiftung gemeinsam mit der von ihr 1988 gegründeten Deutschen Stiftung für Herzforschung (DSHF) Forschungsprojekte in einer für die Herz-Kreislauf-Forschung unverzichtbaren Größenordnung finanzieren. Infos zur Forschung unter www.herzstiftung.de/herzstiftung-und-forschung

Fotomaterial erhalten Sie gerne auf Anfrage unter presse@herzstiftung.de oder per Tel. unter 069 955128-114

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

Niedersächsisches Ministerium
für Wissenschaft und Kultur
Pressestelle: Heinke Traeger
Tel.: (0511) 120-2603
Fax: (0511) 120-2601
E-Mail: pressestelle@mwk.niedersachsen.de
www.mwk.niedersachsen.de

Weitere Informationen:
http://www.herzstiftung.de
http://www.mwk.niedersachsen.de/startseite/
http://www.herzstiftung.de/herzstiftung-und-forschung

Anhang
PM_DHS_Prävention-Gesundheitsfussball_MY-3F-Studie_2022-07-15-Final

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UDE-Chemiker:innen entwickeln Brühtechnik: Mehr als kalter Kaffee

Dr. Thomas Wittek Ressort Presse – Stabsstelle des Rektorats
Universität Duisburg-Essen
Vor allem im Sommer ist er der Renner: Cold Brew Coffee. Fix zubereiten geht aber leider nicht. Ein Team aus der Chemiefakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE) wollte das ändern und hat dafür ein neues Brühverfahren entwickelt: Anstatt den Kaffeesatz für mindestens zwölf Stunden bei Raumtemperatur ziehen zu lassen, dauert ihr Prozess nur drei Minuten – dank Laser. Ihr Ergebnis haben sie in „npj Science of Food“ veröffentlicht. Nun tüfteln zwei von ihnen weiter.

Auf den Gedanken gebracht wurde Dr. Anna Rosa Ziefuß durch einen Ideenwettbewerb ihres Doktorvaters Prof. Stephan Barcikowski. „Die Intention dahinter war, uns zum Denken anzuregen und zwar über unsere eigene Forschung hinaus“, erzählt die Chemikerin. Sie weiß, warum kalt aufgebrühter Kaffee so im Trend liegt: „Er schmeckt nicht so bitter und hat mehr Aromen. Zudem enthält er weniger Säure und lässt sich besser verdauen.“ Aber: Die Geschmacks- und Aromastoffe aus dem gemahlenen Kaffee lösen sich im kalten Wasser nur sehr langsam auf – der „Brühvorgang“ kann bis zu 24 Stunden dauern.

Das Verfahren: das Wasser samt Kaffeepulver mit einem ultrakurz gepulsten Laser für etwa drei Minuten beleuchten – ohne dass das Gemisch erhitzt wird. Das Ergebnis: Neben dem Geschmack stimmt auch die Chemie. Sowohl die Koffein- als auch die Bitterstoffkonzentration entspricht herkömmlichem Cold Brew Coffee. „Durch die fehlende Erhitzung bleiben Pyridin und Diphenol erhalten, die dem Getränk seinen Geschmack verleihen.“ Mit ihrer Brühvariante hat Ziefuß nicht nur den ersten Preis des GUIDE Ideenwettbewerbes gewonnen, sondern zusammen mit ihrer UDE-Teamkollegin, Lebensmittelingeneurin Tina Friedenauer, auch den dritten Platz bei der „From Lab to Market challenge“ von Chemstars.nrw erreicht.

Nun wollen die beiden mit LEoPARD ausgründen. Das steht für Laser-based Extraction offers Pure and Advanced Refreshment Drinks – was zeigt, wo die beiden das Marktpotenzial sehen. „Es ist nicht der Kaffee, sondern das laserbasierte Herstellungsverfahren, das einen enormen Eventcharakter hat. So stellen wir uns vor, dass wir entsprechende Lasersysteme für Veranstaltungen, wie Hochzeiten, vermieten. Aber man könnte es auch an Kaffeehäuser verleihen oder lizensieren.“ Zudem kann der Prozess in Zukunft auch für die Getränkeindustrie interessant werden, da auch Tee oder Matcha so hergestellt werden könnten.

Noch tüfteln die Wissenschaftlerinnen aber an der Vielfallt von LEoPARD. „Cold Brew Coffee ist erst der Anfang, aktuell arbeiten wir an der Entwicklung für weitere Rezepturen für kalte Erfrischungsgetränke,“ sagt Ziefuß.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Anna Rosa Ziefuß, Tel. 0201/18 3-3067, anna.ziefuss@uni-due.de
Redaktion: Jennifer Meina, Tel. 0203/37 9-1205, jennifer.meina@uni-due.de

Weitere Informationen:
https://www.nature.com/articles/s41538-022-00134-6

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Krankenhäuser als hybride Energiespeicher nutzen

Dipl.-Chem. Iris Kumpmann Abteilung Public Relations
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT
Ob Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) oder Kältemaschinen – in vielen deutschen Krankenhäusern stehen Anlagen, die aufgrund ihrer Größe hervorragend geeignet sind, die Einbindung erneuerbarer Energien zu fördern sowie kurzfristige Strompreisschwankungen zu nutzen. Wie hoch das Potenzial der Lastverschiebung konkret ist, haben das Fraunhofer UMSICHT, die Stadtwerke Bochum GmbH und das Evangelische Krankenhaus Hattingen im Projekt »Hybrider Energiespeicher Krankenhaus (HESKH)« untersucht.

Der Startschuss für das Projekt fiel im Oktober 2018. »Wir sind mit der Zielsetzung angetreten, zu ermitteln, welches Potenzial für Lastverschiebungen in Krankenhäusern vorliegt und welche wirtschaftlichen Vorteile sich daraus für die Krankenhäuser ergeben«, erklärt Dr. Anne Hagemeier vom Fraunhofer UMSICHT. »Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Prognose des Wärmebedarfs, der eine wichtige Rolle bei der vorausschauenden Optimierung des Anlageneinsatzes spielt.«

In einem umfangreichen Monitoring wurden über einen Zeitraum von mehr als einem Jahr die Wärme- und Kältemengen im Evangelischen Krankenhaus Hattingen gemessen und durch Kurzzeitmessungen einzelner Stromverbraucher und Abteilungen ergänzt. Die Ergebnisse flossen in verschiedene, im Projekt erstellte Modelle ein und erlaubten es, die Zusammensetzung der Energieverbräuche zu verstehen und Einsparpotenziale aufzudecken. Gleichzeitig konnten durch eine Simulation von Energieverbrauch und -versorgung Möglichkeiten zum Energiesparen und zur Kostenreduktion aufgezeigt werden.

»Es zeigte sich, dass – wenn die Nennlast des Blockheizkraftwerkes (BHKW) des Krankenhauses die Grundlast übersteigt und thermische Speicher vorhanden sind – Flexibilität bereitgestellt und wirtschaftliche Vorteile erzielt werden können. Auch, wenn ein konstanter Strompreis verwendet wird«, so UMSICHT-Wissenschaftler Sebastian Berg. »Gehen wir von einem dynamischen Stromtarif aus, der sich an dem Börsenstrompreis orientiert, können die Stromkosten zusätzlich um bis zu 15 Prozent reduziert werden. Die Stromerzeugung mit dem BHKW erfolgt dann vorzugsweise zu Zeiten, in denen die Strompreise hoch sind.«

Um den vorausschauenden Betrieb in der Praxis umzusetzen, ist die Prognose von Rahmenbedingungen notwendig. Dazu gehören die Energiebedarfe (Strom, Wärme etc.), die Preisen für deren Ein- und Verkauf sowie nicht-steuerbare Eigenerzeugungen (Photovoltaik, Solarthermie). »Um eine hohe Prognosegenauigkeit zu erzielen, haben wir u.a. auf Basis künstlicher neuronaler Netze unterschiedliche Prognosemodelle erstellt und anschließend simulativ getestet«, beschreibt UMSICHT-Wissenschaftler Malte Stienecker das Vorgehen. »Dabei konnten wir feststellen, dass die Prognoseabweichungen zwar zum Teil durch den thermischen Speicher des Krankenhauses ausgeglichen werden konnten, jedoch regelmäßig Anpassungen am ursprünglichen Anlagenfahrplan, der mit den prognostizierten Daten erstellt wurde, notwendig waren, um auch den tatsächlich auftretenden Wärmebedarf zu decken.«

Welche Mehrkosten dadurch im Betrieb anstehen, hängt sowohl von der Größe der Abweichung als auch von ihrem Zeitpunkt ab. So waren vor allem in den Wintermonaten vermehrte Fahrplananpassungen notwendig. Zu dieser Zeit laufen allerdings – aufgrund des höheren Wärmebedarfs – die Spitzenlastkessel, die kurzfristig und ohne Beeinträchtigung der Stromseite ihre Wärmeerzeugung anpassen können. Anders in den Sommermonaten: Dann nutzt das Krankenhaus ausschließlich das BHKW zur Wärmeversorgung, so dass sich Fahrplananpassungen stärker auswirken, weil z.B. mehr Strom eingekauft werden muss.

Die Projektergebnisse sind übrigens sowohl auf andere Krankenhäuser als auch auf Gebäudetypen mit ähnlichen Anlagen bzw. ähnlicher Energieerzeugung übertragbar – beispielweise Hotels, Schwimmbäder oder Gewerbebetriebe. Sebastian Berg: »Wir haben eine Analyse der Krankenhauslandschaft in Deutschland durchgeführt und dabei die ermittelten Lastverschiebepotenziale für das Krankenhaus in Hattingen hochgerechnet. Ergebnis: Wenn alle KWK-Anlagen, die aktuell in Krankenhäusern eingebaut sind, flexibel betrieben werden, liegt ein Lastverschiebepotenzial von etwa 300 MW für positive und 200 MW für negative Flexibilität vor – wenn die Fahrweise der Anlagen nach den Marktpreisen für Strom optimiert wird.« Sprich: Durch eine verbesserte Steuerung können Krankenhäuser zur Energiewende beitragen und gleichzeitig Kosten sparen.

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Fraunhofer-Verfahren erhöht Methanausbeute von Biogasanlagen

Britta Widmann Kommunikation
Fraunhofer-Gesellschaft

Biogasanlagen erzeugen Methan – und etwa 40 Prozent CO2, das bislang ungenutzt entweicht. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM wandeln dieses Abfallprodukt nun ebenfalls in Methan um und erhöhen die Methanausbeute von Biogasanlagen somit drastisch. Das Verfahren läuft, derzeit skaliert das Forscherteam die Demonstrationsanlage auf fünf Kubikmeter Methan pro Stunde hoch.

Deutschland ist auf dem Weg zur Klimaneutralität, bereits bis 2030 sollen die Emissionen von Kohlenstoffdioxid um 65 Prozent sinken – verglichen mit den Werten von 1990. Ein Element der Defossilisierung sind Biogasanlagen: In ihnen bauen Bakterien Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff zu Biogas ab, das durchschnittlich aus etwa 60 Prozent Methan und 40 Prozent CO2 besteht. Während das Biogas in Blockheizkraftwerken Strom und Wärme erzeugt oder aber auf Erdgasqualität aufbereitet ins Erdgasnetz eingespeist werden kann, entweicht das CO2 bislang ungenutzt in die Luft.

Biogas in vollem Umfang nutzen
Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer IMM wollen dies nun ändern. »Wir wandeln das CO2 mit Hilfe von grünem Wasserstoff in Methan um«, erläutert Dr. Christian Bidart, Wissenschaftler am Fraunhofer IMM, den Ansatz des neuen Verfahrens. Das entstehende Biogas kann also nicht nur wie bisher zu etwa 60 Prozent, sondern in vollem Umfang genutzt werden. Die zugrundeliegende Reaktion ist bereits seit etwa hundert Jahren bekannt, blieb allerdings bislang meist auf Laborniveau. Erst die anstehende Energiewende rückt mögliche Anwendungen in den Fokus, die Forschenden überführen die Reaktion daher erstmals in einen industriellen Prozess.

Eine Demonstrationsanlage entwickelte das Forscherteam bereits im Projekt ICOCAD I: Diese wandelt einen Kubikmeter Biogas pro Stunde in einen Kubikmeter Methan um, ihre thermische Leistung beträgt zehn Kilowatt. Im Folgeprojekt ICOCAD II skalieren die Forschenden diese Anlage derzeit auf die fünffache Größe, also auf eine thermische Leistung von 50 Kilowatt. Eine der Herausforderungen, die dabei auf der Agenda stehen: der hochdynamische Prozess. Denn die Strommenge, die aus Wind- und Photovoltaikanlagen erzeugt wird, schwankt stark – und damit auch die Menge des grünen Wasserstoffs, der mittels Strom in Elektrolyseuren aus Wasser gewonnen wird. Die Anlage muss also schnell auf schwankende Mengen an Wasserstoff reagieren können. Zwar wäre auch eine Speicherung von Wasserstoff möglich, jedoch aufwändig und teuer. »Wir arbeiten daher daran, die Anlage flexibel zu gestalten, um die Speicherung von Wasserstoff möglichst zu umgehen«, sagt Bidart. Dazu gehören unter anderem CO2-Speicher: Denn die Menge an CO2, das aus den Biogasanlagen strömt, ist gleichbleibend.

Entwicklung effizienter Katalysatoren
Eine weitere Herausforderung lag in der Entwicklung effizienter Katalysatoren für die Reaktion. Die Forschenden des Fraunhofer IMM haben dafür eine Mikrobeschichtung aus Edelmetallen verwendet. Das Prinzip: Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid strömen durch zahlreiche Mikrokanäle, in denen sie miteinander reagieren können und deren Wände mit einer Beschichtung des Katalysators versehen sind. »Auf diese Weise können wir die Kontaktfläche der Gase mit dem Katalysatormaterial vergrößern und die benötigte Katalysatormenge reduzieren«, weiß Bidart. Im Reaktionsreaktor werden zahlreiche solcher Mikrostrukturen übereinandergestapelt.

Weitere Skalierungen geplant
Derzeit arbeiten die Forscherinnen und Forscher daran, die größere Anlage umzusetzen und den dynamischen Betrieb zu realisieren. 2023, so hofft das Team, könnte diese dann in Betrieb gehen und an einer Biogasanlage real getestet werden. Damit ist die Hochskalierung jedoch keineswegs abgeschlossen – schließlich sind die CO2-Mengen, die an den Biogasanlagen entstehen, groß. Bis zum Jahr 2025 planen die Forschenden daher eine Hochskalierung auf 500 Kilowatt, bis 2026 soll die Anlage gar ein bis zwei Megawatt Leistung erzeugen.

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Potentialflächen von Wasser erstmals kartiert

Dr. Antonia Rötger Kommunikation
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH
Flüssigkeiten sind schwerer zu beschreiben als Gase oder kristalline Feststoffe. Ein HZB-Team hat nun an der Swiss Light Source SLS des Paul Scherrer Instituts, Schweiz, erstmals die Potentialflächen von Wassermolekülen in flüssigem Wasser unter normalen Umgebungsbedingungen kartiert. Das trägt dazu bei, die Chemie des Wassers und in wässrigen Lösungen besser zu verstehen. Diese Untersuchungen können demnächst an der neu errichteten METRIXS-Station an der Röntgenquelle BESSY II fortgesetzt werden.

Wasser ist die bekannteste Flüssigkeit der Welt. In allen biologischen und vielen chemischen Prozessen spielt Wasser eine entscheidende Rolle. Die Wassermoleküle selbst bergen kaum noch ein Geheimnis. Schon in der Schule lernen wir, dass Wasser aus einem Sauerstoff-Atom und zwei Wasserstoff-Atomen besteht. Wir kennen sogar den typischen stumpfen Winkel, den die beiden O-H-Schenkel miteinander bilden. Außerdem wissen wir natürlich, wann Wasser kocht oder gefriert und wie diese Phasenübergänge mit dem Druck zusammenhängen. Aber zwischen der Kenntnis des einzelnen Moleküls und dem Wissen über die makroskopischen Phänomene klafft ein weiter Bereich des Ungefähren: Ausgerechtet über das Verhalten der einzelnen Moleküle in ganz normalem flüssigem Wasser ist nur Statistisches bekannt, die Wassermoleküle bilden ein fluktuierendes Netz aus Wasserstoffbrücken, ungeordnet und dicht und ihre Wechselwirkungen sind überhaupt nicht so gut verstanden wie im gasförmigen Zustand.

Nun hat ein Team um die HZB-Physikerin Dr. Annette Pietzsch hochreines, flüssiges Wasser bei Zimmertemperatur und normalem Druck unter die Lupe genommen. Mit Röntgenuntersuchungen an der Swiss Light Source des Paul Scherrer Instituts und statistischen Modellierungen ist es den Forscher:innen erstmals gelungen, die so genannten Potentialflächen der einzelnen Wassermoleküle im Grundzustand zu kartieren, die je nach Umgebung vielfältige Gestalt annehmen.

„Das Besondere ist hier die Methode: Wir haben die Wassermoleküle an der ADRESS-Beamline mit resonanter inelastischer Röntgenstreuung untersucht. Einfach ausgedrückt haben wir einzelne Moleküle nur ganz vorsichtig angeschubst und dann gemessen, wie sie in den Grundzustand zurückfallen“, sagt Pietzsch. Die niederenergetischen Anregungen führten zu Streckschwingungen und anderen Vibrationen, durch die sich – kombiniert mit Modellrechnungen – ein detailliertes Bild der Potentialoberflächen ergab.

„Damit haben wir eine Methode, um experimentell die Energie eines Moleküls in Abhängigkeit von seiner Struktur zu ermitteln“, erläutert Pietzsch. „Das hilft, die Chemie im Wasser zu verstehen, also auch mehr zu durchblicken, wie sich Wasser als Lösungsmittel verhält.“

Die nächsten Experimente sind schon in Vorbereitung, und zwar an der Röntgenquelle BESSY II am HZB. Dort hat Annette Pietzsch mit ihrem Team die Messstation METRIXS aufgebaut, die genau dafür konzipiert ist, flüssige Proben mit RIXS-Experimenten zu untersuchen. „Nach den Wartungsarbeiten im Sommer starten wir mit ersten Tests der Messinstrumente. Und dann kann es weitergehen.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Annette Pietzsch; annette.pietzsch@helmholtz-berlin.de

Originalpublikation:
PNAS (2022): Cuts through the manifold of molecular H2O potential energy surfaces in liquid water at ambient conditions

Annette Pietzsch, Johannes Niskanen, Vinicius Vaz da Cruz, Robby Büchner, Sebastian Eckert, Mattis Fondell, Raphael M. Jay, Xingye Lu, Daniel McNally, Thorsten Schmitt, Alexander Föhlisch

DOI: 10.1073/pnas.2118101119

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KIT: Klimawandel und Landnutzungsänderungen begünstigen Hochwasserereignisse

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation – Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie
Auf rund 32 Milliarden Euro schätzt die deutsche Bundesregierung den Gesamtschaden der verheerenden Überschwemmungen im Juli 2021. Wie Niederschläge, Verdunstungsprozesse, Gewässer- und Abflussverhalten dieses Hochwasser begünstigten, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in zwei Studien untersucht. Um künftig besser auf solche Extremereignisse vorbereitet zu sein, raten sie dazu, bei Risikobewertungen die Landschaft und Flussverläufe, deren Veränderungen und den Sedimenttransport stärker zu berücksichtigen. Zukunftsprojektionen zeigen außerdem eine zunehmende räumliche Ausdehnung und Häufigkeit solcher Extremereignisse sowie erhöhte Niederschlagsmengen.

Auf rund 32 Milliarden Euro schätzt die deutsche Bundesregierung den Gesamtschaden der verheerenden Überschwemmungen im Juli 2021. Wie Niederschläge, Verdunstungsprozesse, Gewässer- und Abflussverhalten dieses Hochwasser begünstigten, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in zwei Studien untersucht. Um künftig besser auf solche Extremereignisse vorbereitet zu sein, raten sie dazu, bei Risikobewertungen die Landschaft und Flussverläufe, deren Veränderungen und den Sedimenttransport stärker zu berücksichtigen. Zukunftsprojektionen zeigen außerdem eine zunehmende räumliche Ausdehnung und Häufigkeit solcher Extremereignisse sowie erhöhte Niederschlagsmengen.

Diese Presseinformation finden Sie mit Foto zum Download unter: https://www.kit.edu/kit/pi_2022_067_kit-klimawandel-und-landnutzungsanderungen-b…

Das Hochwasser im Juli 2021 gehört zu den fünf schwersten und teuersten Naturkatastrophen der letzten 50 Jahre in Europa. Mehr als 180 Menschen verloren ihr Leben, weit über 10 000 Gebäude wurden beschädigt. Kritische Infrastrukturen wie Strom- und Wasserversorgungsnetze, Brücken, Bahnstrecken und Straßen wurden teilweise oder vollständig zerstört. Das Gesamtausmaß des Hochwassers am 14. und 15. Juli 2021 in der Eifel war auch für Expertinnen und Experten überraschend. Eine Kombination mehrerer Faktoren bedingte diese Katastrophe: „Wir haben untersucht, wie Niederschläge, Verdunstungsprozesse sowie Gewässer- und Abflussverhalten dieses Hochwasser begünstigt haben“, sagt Dr. Susanna Mohr, Geschäftsführerin des Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) am KIT, welche die Studie zusammen mit einem interdisziplinären Team aus mehreren Instituten des KIT erstellt hat.

Geschiebe erhöhte das Ausbreiten sowie die Auswirkungen des Hochwassers an der Ahr
An der Ahr bewegte sich die geschätzte Wasserabflussmenge 2021 in einer ähnlichen Größenordnung wie bei den historischen Hochwasserereignissen 1804 und 1910. Trotzdem lagen die Pegelstände 2021 an mehreren Orten deutlich höher. „Wir haben gesehen, dass sich die Art des Geschiebes – also Material, das durch ein Fließgewässer mittransportiert wird – erheblich verändert hat. Neben Abtragungen von Sedimenten und bereits vorhandenem Totholz hat der anthropogene, also vom Menschen verursachte Einfluss eine erhebliche Rolle gespielt“, sagt Mohr. „So haben sich etwa Fahrzeuge, Wohnwagen, Mülltonnen oder Baumaterialien an Brückenbereichen gestaut, was zu zusätzlichen Engpässen geführt und die Auswirkungen des Hochwassers weiter verschärft hat.“ Um zukünftig besser auf solche Ereignisse vorbereitet zu sein, sei es beim Hochwasserrisikomanagement notwendig, Landschaft, Infrastrukturen und Bebauung sowie Flussverläufe einschließlich deren Veränderungen und mögliche Sedimenttransporte in die Gefährdungsbeurteilung miteinzubeziehen.

Niederschlagsausmaß nicht einzigartig
Die Forschenden verglichen weiterhin das Niederschlagsereignis vom Juli 2021 mit historischen Niederschlagsaufzeichnungen: „Unsere Analysen zeigen, dass die beobachtete Gesamtniederschlagsumme mit zu den höchsten der letzten 70 Jahre in Deutschland zählt – und somit extrem, aber nicht einzigartig war“, sagt Dr. Florian Ehmele vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Department Troposphärenforschung (IMK-TRO). „Die Niederschlagsereignisse, die beispielsweise zu den schweren Hochwassern in Berlin und Brandenburg 1978 oder an der Elbe 2002 geführt haben, waren sowohl hinsichtlich ihrer Niederschlagsintensität als auch ihrer Ausdehnung oder Lebensdauer deutlich stärker.“ Allerdings seien vergangene Niederschlagsereignisse, die mit dem im Juli 2021 vergleichbar sind, überwiegend im Osten und Süden von Deutschland und seltener im Westen beobachtet worden.

Simulationen zeigen: Klimawandel verstärkt künftige Hochwasserereignisse
Zusätzlich haben die Forschenden des KIT das Hochwasserereignis unter verschiedenen Klimarandbedingungen simuliert. „Die Intensität solcher Niederschlagsereignisse nimmt um circa sieben Prozent pro Grad Erwärmung zu. Die Simulationen zeigen, dass sich die Niederschlagsmenge bereits jetzt um elf Prozent gegenüber vorindustriellen Bedingungen erhöht hat“, sagt Dr. Patrick Ludwig, Leiter der Arbeitsgruppe „Regionale Klimamodellierung“ am IMK-TRO. „Bei fortschreitender globaler Erwärmung müssen wir also von einer weiteren Verstärkung des Niederschlags ausgehen.“ Aber nicht nur das sei zukünftig ein Problem: „Laut unserer Zukunftsprojektionen dehnen sich solche Extremereignisse zusätzlich sowohl räumlich als auch zeitlich aus und deren Häufigkeit nimmt zu“, prognostiziert Ludwig.

Risikokompetenz der Bevölkerung muss verbessert werden
Das schwere Hochwasser im Juli 2021 habe somit gezeigt, wie wichtig es ist, auf derartige Ereignisse vorbereitet zu sein und angemessen zu reagieren, so die Forschenden. Um die Resilienz, also die Widerstandfähigkeit im Falle von Katastrophen, zu erhöhen und somit Schäden und Opferzahlen zu verringern, gelte es daher, neben dem Gefahrenpotenzial auch die Verwundbarkeit von Systemen und soziale Aspekte miteinzubeziehen. Ein essenzieller Bestandteil von Resilienz sei dabei die Risikokompetenz der Bevölkerung, also das Wissen um angemessene und rasche Handlungsmöglichkeiten bei Eintritt einer Katastrophe.

Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM)
Das CEDIM, eine interdisziplinäre Einrichtung des KIT, forscht zu Katastrophen, Risiken und Sicherheit. Ziel ist, natürliche und menschengemachte Risiken in einer sich rasch verändernden, von Bevölkerungswachstum, Urbanisierung und Klimawandel geprägten Welt genauer zu verstehen, früher zu erkennen und besser zu bewältigen. Dazu verbinden die Forschenden Risikoerfassung, Risikoanalyse, Risikomanagement und Risikokommunikation und entwickeln darauf aufbauend Konzepte zum Verbessern der Resilienz von Infrastrukturen und Versorgung. (swi)

Originalpublikationen
Susanna Mohr, Uwe Ehret, Michael Kunz, Patrick Ludwig, Alberto Caldas-Alvarez, James E. Daniell, Florian Ehmele, Hendrik Feldmann, Mário J. Franca, Christian Gattke, Marie Hundhausen, Peter Knippertz, Katharina Küpfer, Bernhard Mühr, Joaquim G. Pinto, Julian Quinting, Andreas M. Schäfer, Marc Scheibel, Frank Seidel, and Christina Wisotzky (2022): A multi-disciplinary analysis of the exceptional flood event of July 2021 in central Europe. Part 1: Event description and analysis. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discuss., https://doi.org/10.5194/nhess-2022-137, in review.

Patrick Ludwig, Florian Ehmele, Mário J. Franca, Susanna Mohr, Alberto Caldas-Alvarez, James E. Daniell, Uwe Ehret, Hendrik Feldmann, Marie Hundhausen, Peter Knippertz, Katharina Küpfer, Michael Kunz, Bernhard Mühr, Joaquim G. Pinto, Julian Quinting, Andreas M. Schäfer, Frank Seidel, and Christina Wisotzky: A multi-disciplinary analysis of the exceptional flood event of July 2021 in central Europe. Part 2: Historical context and relation to climate change. In finaler Vorbereitung für Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discuss.

Zur Presseinformation vom 22. Juli 2021: https://www.kit.edu/kit/pi_2021_070_hochwasserrisiken-wurden-deutlich-unterschat…

Zum ersten Bericht des CEDIM zur Flutkatastrophe, Juli 2021: https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000135730

Weitere Informationen zum CEDIM: https://www.cedim.kit.edu

Kontakt für diese Presseinformation:
Sandra Wiebe, 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 9 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 300 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: https://www.kit.edu/kit/presseinformationen.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Sandra Wiebe, Pressereferentin, Tel.: +49 721 608-41172, E-Mail: sandra.wiebe@kit.edu

Originalpublikation:
https://doi.org/10.5194/nhess-2022-137, in review.

Weitere Informationen:
http://Zur Presseinformation vom 22. Juli 2021: https://www.kit.edu/kit/pi_2021_070_hochwasserrisiken-wurden-deutlich-unterschat…
http://Zum ersten Bericht des CEDIM zur Flutkatastrophe, Juli 2021: https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000135730
http://Weitere Informationen zum CEDIM: https://www.cedim.kit.edu

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Molekül facht die Fettverbrennung an

Svenja Ronge Dezernat 8 – Hochschulkommunikation
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Eine Studie unter Federführung der Universität Bonn hat ein Molekül identifiziert, das die Fettverbrennung in braunen Fettzellen anfacht. Der Mechanismus wurde in Mäusen entdeckt, existiert aber wahrscheinlich auch im Menschen: Ist bei ihnen ein Transporter für den Signalstoff weniger aktiv, bleiben sie trotz fettreicher Kost deutlich schlanker. Die Arbeit, an der unter anderem auch Forschende der Universität Leipzig und des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf beteiligt waren, ist nun in der Fachzeitschrift Nature erschienen.

Normalerweise speichern Fettzellen Energie. In braunen Fettzellen dagegen verpufft sie dagegen als Wärme – braunes Fett dient uns also gewissermaßen als biologische Heizung. Unter kalten Bedingungen ist das nicht nur praktisch, sondern überlebenswichtig. Die meisten Säugetiere verfügen daher über diesen Mechanismus. Auch Menschen besitzen braunes Fett. Seine Aktivierung schützt zusätzlich vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

„Heutzutage haben wir es aber selbst im Winter muckelig warm“, erklärt Prof. Dr. Alexander Pfeifer vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Universität Bonn. „Unsere körpereigenen Verbrennungsöfen werden also kaum noch gebraucht.“ Gleichzeitig ernähren wir uns immer energiereicher und bewegen uns zudem weit weniger als unsere Vorfahren. Diese drei Faktoren sind Gift für braune Fettzellen: Sie stellen nach und nach ihre Funktion ein und sterben schließlich sogar ab. Andererseits nimmt die Zahl stark übergewichtiger Menschen weltweit immer weiter zu. „Weltweit suchen Arbeitsgruppen daher nach Wirkstoffen, die das braune Fett stimulieren und so die Fettverbrennung erhöhen“, sagt Pfeifer.

Sterbende Fettzellen kurbeln Verbrennung bei ihren Nachbarn an
Zusammen mit einer Gruppe von Kolleginnen und Kollegen hat nun das Team der Universität Bonn nun ein zentrales Molekül identifiziert, das dazu in der Lage ist. „Es ist bekannt, dass sterbende Zellen oft einen Mix aus Botenstoffen abgeben, die das Verhalten ihrer Nachbarn beeinflussen“, erläutert Dr. Birte Niemann aus Pfeifers Arbeitsgruppe. Zusammen mit ihrer Kollegin Dr. Saskia Haufs-Brusberg hat sie die zentralen Experimente der Studie geplant und durchgeführt. „Wir wollten wissen, ob das bei braunem Fett genauso ist.“

Die Forschenden untersuchten daher braune Fettzellen aus Mäusen, die sie stark gestresst hatten, so dass die Zellen quasi auf dem Weg in den Tod waren. „Dabei haben wir festgestellt, dass sie in großen Mengen ein Molekül namens Inosin ausschütten“, sagt Niemann. Interessanter war aber, wie intakte braune Fettzellen auf den molekularen Hilferuf reagierten: Sie wurden durch das Inosin (oder auch schlicht durch sterbende Zellen in ihrer Nähe) aktiviert. Der Signalstoff fachte also den Verbrennungsofen in ihnen an. Weiße Fettzellen wandelten sich zudem in ihre braunen Geschwister um. Mäuse, die sehr energiereiche Nahrung erhielten und gleichzeitig Inosin injiziert bekamen, blieben auch schlanker als ihre Artgenossen und waren vor Diabetes geschützt.

Eine wichtige Rolle scheint in diesem Zusammenhang der sogenannte Inosin-Transporter zu spielen: Dieses Protein in der Zellmembran transportiert Inosin in die Zelle und senkt so die Konzentration des Botenstoffs auf deren Außenseite. Das Signalmolekül kann so vermutlich nicht mehr seine verbrennungsfördernde Wirkung entfalten.

Medikament hemmt den Inosin-Transporter
„Es gibt ein Medikament, das eigentlich gegen Gerinnungsstörungen entwickelt wurde, aber auch den Inosin-Transporter hemmt“, sagt Pfeifer, der auch Mitglied in den Transdisziplinären Forschungsbereichen „Leben und Gesundheit“ sowie „Nachhaltige Zukunft“ an der Universität Bonn ist. „Wir haben es Mäusen verabreicht, die daraufhin mehr Energie verbrauchten.“ Auch wir verfügen über einen Inosin-Transporter. Bei zwei bis vier Prozent aller Menschen ist er durch eine genetische Veränderung weniger aktiv. „Unsere Kollegen an der Universität Leipzig haben 900 Personen genetisch analysiert“, erklärt Pfeifer. „Diejenigen mit dem weniger aktiven Transporter waren im Schnitt deutlich schlanker.“

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Inosin auch bei uns die Verbrennung in braunen Fettzellen reguliert. Substanzen, die in die Aktivität des Transporters eingreifen, könnten sich daher möglicherweise zur begleitenden Behandlung einer Fettleibigkeit (Adipositas) eignen. Als Ausgangspunkt könnte der bereits zugelassene Wirkstoff gegen Gerinnungsstörungen dienen. „Es sind aber weitere Studien in Menschen nötig, um das pharmakologische Potential dieses Mechanismus zu klären“, meint Pfeifer. Auch glaubt er nicht, dass eine Pille allein die Lösung für die weltweit grassierende Adipositas-Pandemie sein wird. „Die verfügbaren Therapien sind aber momentan zu wenig wirksam“, betont er. „Wir brauchen daher unbedingt Medikamente, um den Energiehaushalt in adipösen Patienten zu normalisieren.“

Welche Schlüsselrolle dabei der körpereigenen Heizung zuerkannt wird, zeigt sich auch in einem neuen Großprojekt: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat kürzlich einen Transregio-Sonderforschungsbereich bewilligt, in dem die Universitäten Bonn, Hamburg und München zielgerichtet an braunem Fettgewebe forschen.

Förderung:
An der Studie waren die Universität sowie das Universitätsklinikum Bonn, das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, die Universität sowie das Universitätsklinikum Leipzig, das Helmholtz-Zentrum München und die Universität Texas beteiligt. Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft sowie das National Institute of Health (USA) finanziert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Alexander Pfeifer
Institut für Pharmakologie und Toxikologie
Universität Bonn
Tel. +49 228 28751300
E-Mail: alexander.pfeifer@uni-bonn.de

Originalpublikation:
Birte Niemann et al.: Apoptotic brown adipocytes enhance energy expenditure via extracellular inosine; Nature; https://doi.org/10.1038/s41586-022-05041-0

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KI im Wassersektor – Umweltministerin unterzeichnet Kooperationsvertrag „DZW – Digitaler Zwilling Wasserwirtschaft“

Tanja Loch-Horn Referat für Öffentlichkeitsarbeit Umwelt-Campus
Hochschule Trier
Am 4. Juli 2022 unterzeichnete die rheinlandpfälzische Umweltministerin Katrin Eder an der Außenstelle des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Trier den Kooperationsvertrag für das Vorhaben „DZW – Digitaler Zwilling Wasserwirtschaft“. Die Hochschule Trier (Umwelt-Campus Birkenfeld) und das DFKI erforschen damit den Einsatz von KI-Methoden für Simulations- und Prognosemodelle in der Wasserwirtschaft.

Uneingeschränkten Zugang zu Frischwasser in Deutschland garantieren zu können, wird allgemein als Selbstverständlichkeit angesehen. Der Schein des glanzvollen Wassers trügt jedoch – insbesondere der Klimawandel und die Urbanisierung stellen für natürliche Ressourcen eine enorme Belastung dar. Auch die demographischen und gesellschaftlichen Veränderungen, politische Zielvorgaben in Bezug auf die Abwasserreinigung oder die energiebedingten CO2-Emissionen der Wasserversorgung gehören zu den vielen neuen Herausforderungen in der Wasserwirtschaft. Wasserwerke in der ganzen Nation stehen vor ähnlichen Fragestellungen. Variablen wie Größe, Besiedlungsdichte, Nutzungsarten, Topologie des Versorgungsgebiets und unterschiedliche Strukturen des Wasser- und Abwassernetzwerkes beeinflussen die Problematik. Neue und resiliente Lösungen müssen gefunden werden. Mit ingenieurstechnischem Höchstmaß und KI gelingt es, den intelligenten Umgang mit Wasser zu gewährleisten.

„Der effiziente und verantwortungsvolle Umgang mit natürlichen Ressourcen ist eine gesellschaftliche Verantwortung und ein entscheidender Beitrag zum Klimaschutz und zur Klimafolgenanpassung. Deshalb unterstützen wir die zukunftsweisende Forschung des DFKI und der Hochschule Trier in diesem Vorhaben. Der Erkenntnisgewinn und Wissenstransfer über digitale Zwillinge sind wegweisend für das Wasser 4.0“, betonte Umweltministerin Katrin Eder. „Die vehemente Fortführung der Digitalisierung der Wasserwirtschaft kann einen großen Beitrag dazu leisten, den neuen Herausforderungen gewachsen zu sein. Das Land Rheinland-Pfalz setzt entschieden auf das Thema KI für Umwelt und Nachhaltigkeit und unterstützt das DFKI deshalb seit mehr als 30 Jahren.“

Prof. Dr. Andreas Dengel, Geschäftsführender Direktor des DFKI in Kaiserslautern und KI-Botschafter des Landes Rheinland-Pfalz: „Die Nutzung von digitalen Zwillingen aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz wird industrielle Prozesse, so auch die Wasserwirtschaft, in den kommenden Jahren maßgeblich beeinflussen. Wir freuen uns, gemeinsam mit dem Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier einen weiteren essenziellen Forschungsbeitrag für eine nachhaltige und umweltfreundliche KI zu leisten. Wir sehen den Einsatz von KI für gesamtgesellschaftliche Herausforderungen als Teil der DFKI-Mission. Mit dem Kompetenzzentrum „DFKI4planet“ und verschiedenen Projekten aus dem breiten Spektrum der KI haben wir uns zum Ziel gesetzt, das große Potenzial intelligenter Technologien effektiv für Umweltschutz und Nachhaltigkeit einzusetzen.“

Die Präsidentin der Hochschule Trier, Prof. Dr. Dorit Schumann, ergänzt: „Digitalisierung und Nachhaltigkeit sind Schwerpunktthemen der Hochschule Trier und ich freue mich besonders, dass das ‚Lebenselixier Wasser‘ im Mittelpunkt der Kooperation steht.“

Projektleiter Prof. Dr. Ralph Bergmann erklärt: „Wir sehen eine große Entwicklungsmöglichkeit, mit Hilfe von erfahrungsbasierten Methoden auf Herausforderungen in der Wasserwirtschaft zu reagieren und mithilfe von Prognose- und Simulationsmodellen beweglich handlungsfähig zu sein. Als Ergebnis erhoffen wir uns, die Prozesse im Wassersektor zukünftig ressourcenschonender und resilient gegen Störungen gestalten zu können. Auf die gemeinsame Zusammenarbeit mit dem Umwelt-Campus freuen wir uns, da wir besonders den Wissenstransfer der Forschenden schätzen.“ Prof. Dr. Stefan Naumann, der seitens des Instituts für Softwaresysteme am Umwelt-Campus das Projekt leitet, sieht in dieser Kooperation erhebliche Chancen, „sowohl im informationstechnischen Bereich als auch im Anwendungsfeld der Wasser- und Energieeinsparung wissenschaftliche Fortschritte zu erzielen und diese auch in die Praxis zu überführen.“

In Anlehnung an der Initiative „Industrie 4.0“, prägt die „German Water Partnership“ den Begriff „Wasser 4.0“ zur Transformation bestehender industrieller Produktionsanlagen zu Cyber-Physical-Systems. Die optimale Vernetzung virtueller und realer Wassersysteme soll in Zukunft in der Wasserwirtschaft Anwendung finden und dabei Planung, Bau und Betrieb berücksichtigt werden. Die Kooperation zwischen der Hochschule Trier (Umwelt-Campus Birkenfeld) und dem DFKI hat unter anderem zum Ziel, gemeinsame Modellprojekte zu entwickeln. Für kommunale Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger können die gemeinsam erarbeiteten Ergebnisse als guter Ansatzpunkt für die Entwicklung von Maßnahmen dienen. Weiter soll das Potenzial der Entwicklung eines digitalen Zwillings in der Wasserwirtschaft exemplarisch konkretisiert werden.

Grundsätzlich wird Gegenstand dieser Kooperation sein:
– Die Referenzmodellentwicklung und Validierung „Digitaler Zwilling Wasserwirtschaft“.
– Anwendungsfälle für den Einsatz Künstlicher Intelligenz in der Wasserwirtschaft.
– Wissenschaftliche Begleitung von Projekten und Wissenstransfer.

GOOD TO KNOW | DIGITALE ZWILLINGE IN DER WASSERWIRTSCHAFT
Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Abbild eines Produkts oder Prozesses, welches mit realen Daten versorgt wird. Bevor Ressourcen in der realen Welt eingesetzt werden, sind digitale Zwillinge von großem Nutzen. Mit ihnen kann das Unternehmen eine realistische Modellierung vornehmen und Produktionsprozesse optimieren und planen. Beispielsweise können Prognose- oder auch Simulationsmodelle mit digitalen Zwillingen angefertigt werden. So können Fehler bei der Verwaltung der Systeme gelöst oder auch verhindert werden. Beispiele hierfür sind die Ortung eines Lecks, die Energieeffizienz, die Wasserqualität, die Planung der Wartungsarbeiten und die frühzeitige Reaktion auf Notfälle. Häufige Fehler können finanzielle Verluste zur Folge haben und vielzählige Gefahren für das Unternehmen mit sich bringen. Umso sinnvoller ist die Anwendung der digitalen Zwillinge in der Wasserwirtschaft. Auf Basis von Echtzeitmodellierung und Wertschöpfung von Wasser- und Umweltdaten wird ein erfolgreicher Grundbaustein der Industrie 4.0 in den Wassersektor implementiert.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Stefan Naumann
06782 171217 | s.naumann@umwelt-campus.de

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Wie die Gesellschaft über Risiko denkt

Noemi Kern Kommunikation
Universität Basel
Von Pandemien bis zur Kernenergie – die Welt ist voller Risiken. Psychologen der Universität Basel haben eine neue Methode entwickelt, mit der die Risikowahrnehmung innerhalb einer Gesellschaft ermittelt werden kann.

Ob es um Arbeit, Finanzen oder Gesundheit geht: Viele unserer alltäglichen Handlungen sind mit einem Risiko verbunden. Doch wie wird Risiko in einer Gesellschaft wahrgenommen und wie denkt der Einzelne darüber nach?

Das wollten Dr. Dirk Wulff und Prof. Dr. Rui Mata wissen, Forscher an der Fakultät für Psychologie der Universität Basel. «Risiko ist etwas, das viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler interessiert», sagt Dirk Wulff. «Jedoch definieren es Disziplinen wie die Psychologie, Soziologie und die Wirtschaftswissenschaften unterschiedlich.»

Gerade der Tatsache, dass die Bedeutung von Risiko je nach Zielsetzung und Lebenserfahrung von Individuum zu Individuum unterschiedlich sein kann, wurde laut Wulff bisher wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Es sei jedoch wichtig zu verstehen, wie verschiedene Personen über Risiken denken, um beispielsweise die Einstellung zu neuen Technologien oder gesellschaftlichen Herausforderungen zu bewerten.

Risiko verbindet diametrale Enden des Gefühlsspektrums
Um dem auf den Grund zu gehen, haben die Forscher eine neue Methode entwickelt, die mit Wortassoziationen und algorithmischen Verfahren die Bedeutung von Risiko für verschiedene Gruppen und Einzelpersonen abbildet. Diese Methode ähnelt einem Schneeballsystem: Dabei wurden Teilnehmende aufgefordert, fünf Wörter zu nennen, die sie mit dem Begriff Risiko assoziieren, sowie fünf Wörter, die sie wiederum mit diesen Assoziationen verbinden. Mit dieser Methode befragten die Forscher eine landesweit repräsentative Stichprobe von 1205 Personen, in der Männer und Frauen sowie verschiedene Altersgruppen gleichermassen vertreten waren.

Aus den insgesamt 36’100 Assoziationen wurde mithilfe eines Algorithmus ein semantisches Netzwerk des Begriffs Risiko generiert, das folgende Komponenten aufweist: Bedrohung, Glück, Investment, Aktivitäten und Analyse. Am prominentesten wurde dabei das semantischer Cluster «Bedrohung» (Gefahr, Unfall, Verlust etc.) mit Risiko in Verbindung gebracht, dicht gefolgt von «Glück» (Profit, Spiel, Abenteuer). «In bisherigen Untersuchungen wurden meist die negativen Komponenten von Risiko betrachtet und dabei ausser Acht gelassen, dass durchaus auch positive Bewertungen damit verbunden sind», sagt Wulff.

Die Methode soll individuelle, aber auch gruppenspezifische Unterschiede in der Risikowahrnehmung erkennen. Dazu haben die Psychologen die Unterschiede zwischen Männern und Frauen und zwischen verschiedenen Altersgruppen untersucht. Allgemein fiel auf, dass Frauen und Männer sowie Menschen verschiedenen Alters ähnlich über Risiken denken. Dennoch ergaben sich Differenzen: Vor allem Ältere gegenüber Jüngeren und Frauen gegenüber Männern verbinden das Wort Risiko stärker mit Bedrohung und weniger mit Glück.

Kleine Unterschiede zwischen Sprachen
Ausserdem haben die Forscher die Frage gestellt: Denken Menschen aus verschiedenen Sprachregionen ähnlich über Risiko? Um das zu untersuchen, haben sie das auf Deutsch ermittelte semantische Netzwerk des Risikos mit dem von zwei anderen Sprachen, Niederländisch und Englisch, verglichen. Zwar gibt es kleine Unterschiede in der Häufigkeit. So wurde im Niederländischen Risiko eher mit Bedrohung und im Englischen stärker mit Vermögen in Verbindung gebracht. Doch deuten die Ergebnisse insgesamt daraufhin, dass es einige universelle Merkmale der Risikodarstellung gibt, die über die Sprache hinweg vergleichbar sind.

«Unsere Untersuchung hat ein neues Fundament geschaffen zu der Frage, wie Menschen über Risiko nachdenken», sagt Wulff. «Dies könnte wichtig sein, um besser zu verstehen, wie verschiedene gesellschaftliche Gruppen Risiken interpretieren und die gesellschaftliche Polarisierung durch bessere Risikokommunikationsstrategien zu bekämpfen.»

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Rui Mata, Universität Basel, Fakultät für Psychologie, Center for Cognitive and Decision Sciences, Tel. +41 61 207 06 11, E-Mail: rui.mata@unibas.ch

Dr. Dirk Wulff, Universität Basel, Fakultät für Psychologie, Center for Cognitive and Decision Sciences, Tel. +41 61 207 06 24, E-Mail: dirk.wulff@unibas.ch

Originalpublikation:
Dirk U. Wulff and Rui Mata
On the semantic representation of risk
Science Advances (2022), doi: 10.1126/sciadv.abm1883

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KIT: Klimawandel und Landnutzungsänderungen begünstigen Hochwasserereignisse

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation – Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie
Auf rund 32 Milliarden Euro schätzt die deutsche Bundesregierung den Gesamtschaden der verheerenden Überschwemmungen im Juli 2021. Wie Niederschläge, Verdunstungsprozesse, Gewässer- und Abflussverhalten dieses Hochwasser begünstigten, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in zwei Studien untersucht. Um künftig besser auf solche Extremereignisse vorbereitet zu sein, raten sie dazu, bei Risikobewertungen die Landschaft und Flussverläufe, deren Veränderungen und den Sedimenttransport stärker zu berücksichtigen. Zukunftsprojektionen zeigen außerdem eine zunehmende räumliche Ausdehnung und Häufigkeit solcher Extremereignisse sowie erhöhte Niederschlagsmengen.

Auf rund 32 Milliarden Euro schätzt die deutsche Bundesregierung den Gesamtschaden der verheerenden Überschwemmungen im Juli 2021. Wie Niederschläge, Verdunstungsprozesse, Gewässer- und Abflussverhalten dieses Hochwasser begünstigten, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in zwei Studien untersucht. Um künftig besser auf solche Extremereignisse vorbereitet zu sein, raten sie dazu, bei Risikobewertungen die Landschaft und Flussverläufe, deren Veränderungen und den Sedimenttransport stärker zu berücksichtigen. Zukunftsprojektionen zeigen außerdem eine zunehmende räumliche Ausdehnung und Häufigkeit solcher Extremereignisse sowie erhöhte Niederschlagsmengen.

Diese Presseinformation finden Sie mit Foto zum Download unter: https://www.kit.edu/kit/pi_2022_067_kit-klimawandel-und-landnutzungsanderungen-b…

Das Hochwasser im Juli 2021 gehört zu den fünf schwersten und teuersten Naturkatastrophen der letzten 50 Jahre in Europa. Mehr als 180 Menschen verloren ihr Leben, weit über 10 000 Gebäude wurden beschädigt. Kritische Infrastrukturen wie Strom- und Wasserversorgungsnetze, Brücken, Bahnstrecken und Straßen wurden teilweise oder vollständig zerstört. Das Gesamtausmaß des Hochwassers am 14. und 15. Juli 2021 in der Eifel war auch für Expertinnen und Experten überraschend. Eine Kombination mehrerer Faktoren bedingte diese Katastrophe: „Wir haben untersucht, wie Niederschläge, Verdunstungsprozesse sowie Gewässer- und Abflussverhalten dieses Hochwasser begünstigt haben“, sagt Dr. Susanna Mohr, Geschäftsführerin des Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) am KIT, welche die Studie zusammen mit einem interdisziplinären Team aus mehreren Instituten des KIT erstellt hat.

Geschiebe erhöhte das Ausbreiten sowie die Auswirkungen des Hochwassers an der Ahr
An der Ahr bewegte sich die geschätzte Wasserabflussmenge 2021 in einer ähnlichen Größenordnung wie bei den historischen Hochwasserereignissen 1804 und 1910. Trotzdem lagen die Pegelstände 2021 an mehreren Orten deutlich höher. „Wir haben gesehen, dass sich die Art des Geschiebes – also Material, das durch ein Fließgewässer mittransportiert wird – erheblich verändert hat. Neben Abtragungen von Sedimenten und bereits vorhandenem Totholz hat der anthropogene, also vom Menschen verursachte Einfluss eine erhebliche Rolle gespielt“, sagt Mohr. „So haben sich etwa Fahrzeuge, Wohnwagen, Mülltonnen oder Baumaterialien an Brückenbereichen gestaut, was zu zusätzlichen Engpässen geführt und die Auswirkungen des Hochwassers weiter verschärft hat.“ Um zukünftig besser auf solche Ereignisse vorbereitet zu sein, sei es beim Hochwasserrisikomanagement notwendig, Landschaft, Infrastrukturen und Bebauung sowie Flussverläufe einschließlich deren Veränderungen und mögliche Sedimenttransporte in die Gefährdungsbeurteilung miteinzubeziehen.

Niederschlagsausmaß nicht einzigartig
Die Forschenden verglichen weiterhin das Niederschlagsereignis vom Juli 2021 mit historischen Niederschlagsaufzeichnungen: „Unsere Analysen zeigen, dass die beobachtete Gesamtniederschlagsumme mit zu den höchsten der letzten 70 Jahre in Deutschland zählt – und somit extrem, aber nicht einzigartig war“, sagt Dr. Florian Ehmele vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Department Troposphärenforschung (IMK-TRO). „Die Niederschlagsereignisse, die beispielsweise zu den schweren Hochwassern in Berlin und Brandenburg 1978 oder an der Elbe 2002 geführt haben, waren sowohl hinsichtlich ihrer Niederschlagsintensität als auch ihrer Ausdehnung oder Lebensdauer deutlich stärker.“ Allerdings seien vergangene Niederschlagsereignisse, die mit dem im Juli 2021 vergleichbar sind, überwiegend im Osten und Süden von Deutschland und seltener im Westen beobachtet worden.

Simulationen zeigen: Klimawandel verstärkt künftige Hochwasserereignisse
Zusätzlich haben die Forschenden des KIT das Hochwasserereignis unter verschiedenen Klimarandbedingungen simuliert. „Die Intensität solcher Niederschlagsereignisse nimmt um circa sieben Prozent pro Grad Erwärmung zu. Die Simulationen zeigen, dass sich die Niederschlagsmenge bereits jetzt um elf Prozent gegenüber vorindustriellen Bedingungen erhöht hat“, sagt Dr. Patrick Ludwig, Leiter der Arbeitsgruppe „Regionale Klimamodellierung“ am IMK-TRO. „Bei fortschreitender globaler Erwärmung müssen wir also von einer weiteren Verstärkung des Niederschlags ausgehen.“ Aber nicht nur das sei zukünftig ein Problem: „Laut unserer Zukunftsprojektionen dehnen sich solche Extremereignisse zusätzlich sowohl räumlich als auch zeitlich aus und deren Häufigkeit nimmt zu“, prognostiziert Ludwig.

Risikokompetenz der Bevölkerung muss verbessert werden
Das schwere Hochwasser im Juli 2021 habe somit gezeigt, wie wichtig es ist, auf derartige Ereignisse vorbereitet zu sein und angemessen zu reagieren, so die Forschenden. Um die Resilienz, also die Widerstandfähigkeit im Falle von Katastrophen, zu erhöhen und somit Schäden und Opferzahlen zu verringern, gelte es daher, neben dem Gefahrenpotenzial auch die Verwundbarkeit von Systemen und soziale Aspekte miteinzubeziehen. Ein essenzieller Bestandteil von Resilienz sei dabei die Risikokompetenz der Bevölkerung, also das Wissen um angemessene und rasche Handlungsmöglichkeiten bei Eintritt einer Katastrophe.

Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM)
Das CEDIM, eine interdisziplinäre Einrichtung des KIT, forscht zu Katastrophen, Risiken und Sicherheit. Ziel ist, natürliche und menschengemachte Risiken in einer sich rasch verändernden, von Bevölkerungswachstum, Urbanisierung und Klimawandel geprägten Welt genauer zu verstehen, früher zu erkennen und besser zu bewältigen. Dazu verbinden die Forschenden Risikoerfassung, Risikoanalyse, Risikomanagement und Risikokommunikation und entwickeln darauf aufbauend Konzepte zum Verbessern der Resilienz von Infrastrukturen und Versorgung. (swi)

Originalpublikationen
Susanna Mohr, Uwe Ehret, Michael Kunz, Patrick Ludwig, Alberto Caldas-Alvarez, James E. Daniell, Florian Ehmele, Hendrik Feldmann, Mário J. Franca, Christian Gattke, Marie Hundhausen, Peter Knippertz, Katharina Küpfer, Bernhard Mühr, Joaquim G. Pinto, Julian Quinting, Andreas M. Schäfer, Marc Scheibel, Frank Seidel, and Christina Wisotzky (2022): A multi-disciplinary analysis of the exceptional flood event of July 2021 in central Europe. Part 1: Event description and analysis. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discuss., https://doi.org/10.5194/nhess-2022-137, in review.

Patrick Ludwig, Florian Ehmele, Mário J. Franca, Susanna Mohr, Alberto Caldas-Alvarez, James E. Daniell, Uwe Ehret, Hendrik Feldmann, Marie Hundhausen, Peter Knippertz, Katharina Küpfer, Michael Kunz, Bernhard Mühr, Joaquim G. Pinto, Julian Quinting, Andreas M. Schäfer, Frank Seidel, and Christina Wisotzky: A multi-disciplinary analysis of the exceptional flood event of July 2021 in central Europe. Part 2: Historical context and relation to climate change. In finaler Vorbereitung für Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discuss.

Zur Presseinformation vom 22. Juli 2021: https://www.kit.edu/kit/pi_2021_070_hochwasserrisiken-wurden-deutlich-unterschat…

Zum ersten Bericht des CEDIM zur Flutkatastrophe, Juli 2021: https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000135730

Weitere Informationen zum CEDIM: https://www.cedim.kit.edu

Kontakt für diese Presseinformation:
Sandra Wiebe, 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 9 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 300 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.

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Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Sandra Wiebe, Pressereferentin, Tel.: +49 721 608-41172, E-Mail: sandra.wiebe@kit.edu

Originalpublikation:
https://doi.org/10.5194/nhess-2022-137, in review.

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Positionspapier zur Energie- und Klimawende

Dr. Barbara Laaser (Pressestelle) Öffentlichkeitsarbeit/Pressestelle
Westfälische Hochschule
Sieben Instituts-Professoren des Westfälischen Energieinstituts (WEI) legen heute nach intensiver Forschungsarbeit ein Positionspapier zur Energie- und Klimawende vor. Unter dem Titel „Energie- und Klimawende zwischen Anspruch, Wunschdenken und Wirklichkeit“ kommen Heinz-J. Bontrup, Michael Brodmann, Christian Fieberg, Markus Löffler, Ralf-M. Marquardt, Andreas Schneider und Andreas Wichtmann zu den folgenden Befunden:

Gelsenkirchen. Die sich verschärfende Klimakrise kann nur durch eine verstärkte internationale Kooperation gelöst werden. Deutschland, mit einem Anteil von rund 2 % der weltweiten CO2-Emissionen, wird dazu nur einen marginalen Beitrag leisten können. Dennoch müssen wir als eines der reichsten Länder der Erde überproportionale Anstrengungen zur CO2-Neutralität unternehmen.

Die bisherigen Bemühungen waren dazu nicht in allen Bereichen hinreichend und die jetzt von der Ampel-Regierung neu ausgegebenen Ziele sind als hoch anspruchsvoll einzustufen. Das WEI sieht hier zum Erreichen der zukünftigen Ziele und dem dazu notwendigen weiteren Ausbau mit erneuerbaren Energien (EE) in Deutschland nicht unbeträchtliche Herausforderungen bei der Versorgungssicherheit mit Elektrizität. Dies gilt sowohl für die Flächen- und Energiespeicherbedarfe, genauso wie für die viel zitierten Wasserstoffszenarien. Der Ausbau mit EE muss auf jeden Fall von Brückentechnologien begleitet werden. Dazu zählen Erdgaskraftwerke im H2-ready-Format und/oder Biogasanlagen. Zusätzlich muss es zu einem wesentlich verbesserten Lastenverschiebungsmanagement und zum verstärkten Ausbau von Grenzkuppelkapazitäten kommen.

Die dabei zur Versorgungssicherheit womöglich dennoch auftretende zu geringe Menge an elektrischer Anschlussleistung mit Auslandsimporten zu lösen, sieht das WEI als problematisch an. Genauso wie die geforderte höhere Energieeffizienz sicher rational ist, ergeben sich aber auch hier mehr Fragen als Antworten. Dennoch wird Deutschland nach Einschätzung der Studie weiter ein Energieimportland bleiben. Selbst wenn für diesen Fall der Import von Kohle, Erdöl und Gas zukünftig verringert werden kann, so entsteht über den notwendigen riesigen Speicherbedarf an elektrischer Energie aus EE eine neue Importabhängigkeit von im Ausland regenerativ erzeugten Wasserstoff und Basiswerkstoffen für Batteriespeicher wie Kobalt und Lithium. Die deutsche Gasreserve würde im Falle einer reinen Wasserstoffwirtschaft nur noch 20 bis 30 Prozent der derzeitigen Erdgasreserve betragen können.

Will man hier im internationalen Austausch verhindern, dass vor allem die Schwellen- und Entwicklungsländer aufgrund ihrer schwierigen ökonomischen Herausforderungen ihre Energieversorgung über die – unter Vernachlässigen externer Effekte – kostengünstigen fossilen Energieträger decken, sondern mittel- bis langfristig aus eigener Kraft die Herausforderungen der Klimakrise angehen können, so sind diesbezüglich Exportmöglichkeiten für diese Länder zu schaffen. Da viele dieser Länder im Sonnengürtel der Erde liegen und enorme Windenergiepotenziale haben, bietet sich hier eine neue internationale Arbeitsteilung an, bei der dort grüner Wasserstoff erzeugt und nach Europa exportiert wird. Dazu müssen aber die reichen Länder entsprechende technische und finanzielle Unterstützungen bereitstellen.

Neben den vielfältigen und beträchtlichen Problemen bei der technischen Umsetzung der Energiewende in Deutschland müssen ebenso große sozioökonomische Herausforderungen bewältigt werden. Energie wird sich dauerhaft drastisch verteuern. Ohne Preissignale und eine Internalisierung negativer Effekte der konventionellen Energieerzeugung auf die Umwelt in die Kalkulationen wird es aber nicht zu notwendigen Verbrauchseinsparungen kommen.

Die unteren Einkommensschichten werden die Preiserhöhungen nur schwerlich stemmen können: Dies zeichnet sich bereits ab, selbst wenn Sondereffekte der Coronakrise und des Ukrainekriegs außen vorgelassen werden. Die politisch aufgesetzten Entlastungspakete der Regierung erweisen sich hier als halbherzig, nicht zielgenau und letztlich auch als ungeeignet, die Problematik dauerhaft zu lösen. Eine Symptompolitik und Sekundärverteilung sind hier nicht zielgerichtet und nur mit einer Beseitigung der Ursachen für niedrige Primäreinkommen angehbar. Es muss deshalb zu einer spürbaren Umverteilung zu Gunsten der Einkommensschwachen kommen. Dazu bedarf es zumindest einer verteilungsneutralen Tarifpolitik zwischen Gewerkschaften und Unternehmerverbänden.

Die für die Umsteuerung benötigten Investitionsbedarfe sind auf Grund der gesamtwirtschaftlichen Ersparnisse nicht das größte Problem der Umsetzung der Energiewende. Tatsächlich müssen dazu die hohen deutschen Exportüberschüsse reduziert werden, was nicht leicht sein wird, weil davon zwei Wirkungen ausgehen: Erstens ein beträchtlicher Transformationsprozess in der deutschen Industrie, nicht nur in der Automobilindustrie, und zweitens Anpassungsprozesse in den Importländern. Ein Großteil der für die Energiewendeinvestitionen notwendigen Finanzmittel würde dann binnenwirtschaftlich zum Einsatz kommen und nicht mehr wie heute, unsere Exportüberschüsse finanzieren. Das Ausland hätte dadurch aber auch weniger kreditbasierte Importmöglichkeiten. Alternativ oder ergänzend könnte hier mit deutschem Finanzkapital in den Schwellen- und Entwicklungsländern eine Infrastruktur aufgebaut werden, um damit EE-Strom und Wasserstoff zu produzieren und für diese Staaten in einer beiderseitigen Win-Win-Lösung eine neue Wohlstandsquelle aufzubauen.

Ohne Lenkung und Regulierung durch den Staat und Interventionen wird die Energiewende nicht umsetzbar sein. Überdies wird eine Verschuldung des Staates unumgänglich sein, was aber nur generationengerecht ist. Daher bedarf es einer Suspendierung der Schuldenbremse zugunsten einer an den Zukunftsinvestitionen orientierten Schuldenbegrenzung. Zudem werden die hohen Einkommen und Vermögen von einer wesentlich höheren Besteuerung betroffen sein. Ohne die ergänzende Wiedereinführung der 1997 ausgesetzten Vermögensteuer und einer höheren Erbschaftsteuer wird die Energie- und Klimawende ebenfalls nicht gelingen.

Das Positionspapier ist unter https://www.w-hs.de/wei/aktuelles/positionspapier-zur-energiewende abrufbar.

Autoren der Meldung und des Positionspapiers: Prof. Dr. Heinz-Josef Bontrup, Prof. Dr. Michael Brodmann, Prof. Dr. Christian Fieberg, Prof. Dr. Markus Löffler, Prof. Dr. Ralf-Michael. Marquardt, Prof. Dr. Andreas Schneider und Prof. Dr. Andreas Wichtmann.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Heinz-J. Bontrup, Telefon: 0160 944 799 84, E-Mail: bontrup@w-hs.de und Prof. Dr. Markus Löffler, Telefon: Tel. 0151 5115 0961, E-Mail: markus.loeffler@w-hs.de

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Wissenschaftsjournalistischer Vortrag: Zahlen lügen nicht?

Marietta Fuhrmann-Koch Kommunikation und Marketing
Universität Heidelberg
Was bedeutet es, wenn der Deutsche im Durchschnitt mehr Geld verdient als ich? Verursacht der Verzehr von Eiscreme vor dem Baden tatsächlich mehr Ertrinkungsunfälle? Über die Bedeutung von Zahlen und Statistiken in der Berichterstattung geht es in einem Vortrag, den die renommierte Wissenschaftsjournalistin Prof. Dr. Ionica Smeets an der Universität Heidelberg halten wird. Die promovierte Mathematikerin ist im laufenden Sommersemester Nature Marsilius Gastprofessorin für Wissenschaftskommunikation; an der Universität Leiden hat sie eine Professur auf diesem Gebiet inne. Die Vortragsveranstaltung mit dem Titel „Lying with Numbers“ findet am 12. Juli 2022 im Marsilius-Kolleg statt.

Wissenschaftsjournalistischer Vortrag: Zahlen lügen nicht?
Veranstaltung mit Ionica Smeets, Nature Marsilius Gastprofessorin für Wissenschaftskommunikation an der Universität Heidelberg

Was bedeutet es, wenn der Deutsche im Durchschnitt mehr Geld verdient als ich? Verursacht der Verzehr von Eiscreme vor dem Baden tatsächlich mehr Ertrinkungsunfälle? Über die Bedeutung von Zahlen und Statistiken in der Berichterstattung geht es in einem Vortrag, den die renommierte niederländische Wissenschaftsjournalistin Prof. Dr. Ionica Smeets an der Universität Heidelberg halten wird. Die promovierte Mathematikerin ist im laufenden Sommersemester Nature Marsilius Gastprofessorin für Wissenschaftskommunikation; an der Universität Leiden hat sie eine Professur auf diesem Gebiet inne. Die englischsprachige Vortragsveranstaltung mit dem Titel „Lying with Numbers“ findet am Dienstag, 12. Juli 2022, im Marsilius-Kolleg, Im Neuenheimer Feld 130.1, statt. Beginn ist um 19.30 Uhr.

„Zahlen lügen nicht, aber sie können ein verzerrtes Bild der Wahrheit vermitteln“, betont Prof. Smeets. Die Nature Marsilius Gastprofessorin wird in ihrem Vortrag in eine Welt voller „überraschender Paradoxien, irreführender Diagramme und heiterer Logik“ entführen. Damit, so die Journalistin und Professorin für Wissenschaftskommunikation, möchte sie dazu beitragen, dass sich ihre Zuhörerinnen und Zuhörer künftig von vermeintlich klaren Zahlen und Statistiken nicht mehr so einfach täuschen lassen.

Die Nature Marsilius Gastprofessur ist eine gemeinsame Initiative von Holtzbrinck Berlin, der Klaus Tschira Stiftung und der Universität Heidelberg. Namhafte Expertinnen und Experten werden im Rahmen der Professur an die Universität eingeladen, um in eigenen Veranstaltungen zu vermitteln, was eine qualitativ hochwertige Berichterstattung über wissenschaftliche Arbeit und wissenschaftliche Erkenntnis ausmacht. Zugleich sollen die Gastprofessorinnen und Gastprofessoren eine breit angelegte Diskussion über neue Formen des Austauschs zwischen Wissenschaft und Öffentlichkeit anstoßen. Im Rahmen ihres Aufenthaltes an der Universität Heidelberg gestaltet Prof. Smeets verschiedene Workshops, etwa eine Veranstaltung zu der Frage, was einen guten populärwissenschaftlichen Vortrag ausmacht, um insbesondere junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler darin zu schulen, ihre Forschung einem breiten Kreis von Adressaten zu vermitteln und zum gesellschaftlichen Dialog beizutragen.

Ionica Smeets hat Angewandte Mathematik und Informatik an der Technischen Universität Delft (Niederlande) studiert und wurde 2010 mit einer Arbeit zum Thema „On continued fraction algorithms“ an der Universität Leiden promoviert. Dort ist sie seit 2015 als Professorin tätig und leitet in Leiden die Forschungsgruppe Wissenschaftskommunikation und Gesellschaft. Seit 2004 arbeitet sie als freiberufliche Journalistin unter anderem für die Zeitung „de Volkskrant“, in der auch eine wöchentliche Kolumne von ihr erscheint. Zugleich vermittelt sie in zahlreichen TV-Formaten wissenschaftliche Themen. Ionica Smeets hat darüber hinaus mehrere Bücher veröffentlicht, zuletzt ein Kinderbuch über Mathematik, das unter anderem mit dem niederländischen Literaturpreis „Zilveren Griffel“ ausgezeichnet wurde.

Kontakt:
Kommunikation und Marketing
Pressestelle
Tel. +49 6221 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de/de/transfer/kommunikation/nature-marsilius-gastprof…

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Die Energielandschaft der Zukunft

Dr. Margareta Bögelein Pressestelle
Hochschule Coburg
Die heutigen Studierenden werden den Wandel gestalten – durch die Stärkung von Windkraft, Photovoltaik, Biomasse und neuer Energieübertragungs- und Speichersysteme.

Kohle, Öl, Gas: Fossile Brennstoffe sind Hauptursache der globalen Erderwärmung. Und sie sind teuer geworden. Deutlich offenbart der Russland-Ukraine-Krieg die Abhängigkeiten. Die Art der Energiegewinnung muss sich grundlegend ändern. Prof. Dr. Bernd Hüttl forscht und lehrt als Professor für erneuerbare Energien insbesondere im Bereich Photovoltaik. Er erklärt, wie die Energielandschaft der Zukunft aussehen wird – und warum wir dafür jetzt dringend gute Ingenieurinnen und Ingenieure brauchen.

Seit 50 Jahren wird über die Energiewende gesprochen – was fehlt denn noch?
Prof. Dr. Bernd Hüttl: Es gibt technische Themen, aber zuerst erfordert die Energiewende gesellschaftliche Akzeptanz, Umsetzungswillen und Betriebswirte, die clevere Finanzierungsmechanismen entwickeln. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz mit der festen Vergütung für Strom aus erneuerbaren Energien war ein wichtiger Schritt. Es hat ganze Technologiezweige gefördert, so dass diese heute preiswert zur Verfügung stehen. PV-Strom großer Anlagen kostet heute in Deutschland nur noch 5 Cent/kWh. Andererseits hat das EEG den Strompreis in die Höhe getrieben, das muss nun geändert werden. Grüner Strom selbst ist inzwischen billig, der Vorteil muss an die Verbraucher zurückgegeben werden. Nur so kann das Stocken der Energiewende überwunden werden.

Und das hat sich jetzt geändert …
Jetzt passiert alles gleichzeitig. Der Atomausstieg ist noch immer Thema, die Abhängigkeit von Russland und die Preissteigerungen haben einen gesellschaftspolitischen Schock ausgelöst und der Klimawandel wird sichtbarer, spürbarer. Aber die Hektik, die nun entsteht, hätte nicht sein müssen. Stöhnend fragen die energieintensiven Industriezweige: Können wir schnell was machen? Nein, schnell können wir nichts machen. Es gibt technische Lösungen, aber da fehlt noch einiges an Entwicklung, damit die Lösungen preiswert werden. Erst das macht Technologien zukunftsfähig. Dafür braucht’s eine Anschubfinanzierung. Und gute Ingenieurinnen und Ingenieure, die wir ausbilden.

Was sind die Themen der Ingenieurinnen und Ingenieure?
Die Energielandschaft der Zukunft. Sie ist dezentral. Zum Beispiel sind Genossenschaften im Bereich der Windenergie stark im Kommen, weil die Menschen vor Ort etwas davon haben und nicht nur die großen Konzerne. Photovoltaik hat große Bedeutung, aber auch Geothermie und Wasserkraft leisten einen Beitrag. Und all die kleinen dezentralen Versorgungseinheiten müssen intelligent, smart, miteinander vernetzt sein, denn die Anforderungen an die Netze sind ganz anders als früher. „Zappelenergie“ nennen es manche, wir sagen volatile Stromerzeugung; das ist ingenieurtechnisch exakt. Die Netze müssen stabilisiert werden, und man muss Energie zwischenspeichern, damit sie greifbar ist, wenn es die sogenannte Dunkelflaute gibt. Kollegen an der Hochschule forschen und lehren auch die Themen Smart Grid und Wasserstofftechnik, außerdem wird man künftig Gas aus erneuerbaren Energien herstellen. Die Speicherung macht Energie teuer. Deshalb müssen wir an allen Stellen daran arbeiten, das weiterzuentwickeln und da gibt es auch spannende Berufsfelder für unsere Absolventinnen und Absolventen.

Was studieren diejenigen, die die Energielandschaft der Zukunft gestalten?
Es gibt natürlich junge Leute, die auf die Straße gehen und den Wandel fordern und zum Beispiel Politikwissenschaft studieren. Aber es gibt auch diejenigen, die sagen: Wenn die Probleme technisch sind, muss ich da ansetzen. Die sind bei uns richtig. Die Hochschule Coburg gehört zum Netzwerk „Study Green Energy und wir sind in allen Bereichen sehr praxisorientiert ausgerichtet, das reicht von kleinen Studierendenprojekten bis zur Promotion. In unserem Bachelorstudiengang Energietechnik und Erneuerbare Energien steht die Speicherung und Verteilung der Erneuerbaren Energie im Mittelpunkt. Aber auch die Studienrichtung Energieeffizientes Gebäudedesign im Bachelor-Studiengang Bauingenieurwesen und der Master-Studiengang ressourceneffizientes Planen und Bauen (Bauingenieurwesen) sind auf die Energiewende ausgerichtet. Die Bewerbungsphase für’s Wintersemester an den Studiengängen der Hochschule läuft. Weitere Informationen darüber gibt es auf der Webseite www.hs-coburg.de.

Interview: Natalie Schalk

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Neue Omikron-Untervarianten BA.2.12.1, BA.4 und BA.5 werden schlechter durch Antikörper gehemmt

Dr. Susanne Diederich Stabsstelle Kommunikation
Deutsches Primatenzentrum GmbH – Leibniz-Institut für Primatenforschung
Infektionen mit den „alten“ Omikron-Untervarianten BA.1 und BA.2 schützen kaum vor der für die Sommerwelle verantwortlichen SARS-CoV-2-Untervariante BA.5

Die Omikron Untervarianten BA.1 und BA.2 des SARS-CoV-2 haben die COVID-19 Pandemie im Frühjahr 2022 dominiert. In vielen Ländern werden diese Viren nun durch neue Untervarianten verdrängt. In Deutschland breitet sich derzeit die Untervariante BA.5 stark aus und führt zu einem Anstieg der Fallzahlen. Bislang war es jedoch noch unklar, ob die Untervarianten BA.2.12.1, BA.4 und BA.5 die vorherrschenden Varianten aufgrund einer gesteigerten Übertragbarkeit verdrängen oder ob sie möglicherweise weniger gut durch Antikörper gehemmt werden. Eine Studie von Forschenden des Deutschen Primatenzentrums (DPZ) – Leibniz-Institut für Primatenforschung, der Medizinischen Hochschule Hannover und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg zeigt, dass die meisten therapeutischen Antikörper die Omikron Untervarianten BA.2.12.1, BA.4 und BA.5 nur schwach oder gar nicht hemmen. Lediglich der Antikörper Bebtelovimab blockierte alle getesteten Varianten mit hoher Effizienz. Außerdem zeigt die Studie, dass die Omikron Untervarianten BA.2.12.1 und insbesondere BA.4 und BA.5 schlechter als ihre Vorgänger BA.1 und BA.2 durch Antikörper gehemmt werden, die nach einer Impfung oder einer Impfung gefolgt von einer Infektion gebildet wurden. Somit handelt es sich bei BA.2.12.1, BA.4 und BA.5 um Immunflucht-Varianten. Eine durchlaufene Infektion mit „alten“ Omikron Untervarianten verleiht nur einen eingeschränkten Schutz gegen eine Infektion mit „neuen“ Untervarianten (The Lancet Infectious Diseases).

SARS-CoV-2 Varianten entstehen, weil das Virus bei seiner Vermehrung Fehler macht. Diese Fehler führen zu Mutationen, die die viralen Proteine verändern, einschließlich des Oberflächenproteins Spike, das den zentralen Angriffspunkt für die Antikörperantwort darstellt. Führen diese Mutationen zu einer schlechteren Bindung von Antikörpern an das Spike-Protein, können sich diese Varianten auch in Bevölkerungen ausbreiten, die infolge von Impfung oder Impfung und zurückliegender Infektion bereits immunisiert wurden.

Die Infektionsbiolog*innen am Deutschen Primatenzentrum haben sich auf die Analyse der Hemmung von SARS-CoV-2 durch Antikörper spezialisiert. Zusammen mit Forschenden von der Medizinischen Hochschule Hannover und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg haben sie untersucht, wie die neuen SARS-CoV-2 Omikron-Untervarianten durch Antikörper gehemmt werden. BA.2.12.1 und BA.4/BA.5 – das Spike-Protein dieser Varianten ist identisch – sind in vielen Ländern auf dem Vormarsch und BA.5 ist wesentlich für den Anstieg an Infektionen in Deutschland verantwortlich.
Das Team um Prerna Arora, Markus Hoffmann und Stefan Pöhlmann fand heraus, dass von zehn Antikörpern, die für die COVID-19 Therapie entwickelt wurden, nur zwei die Infektion mit BA.2.12.1, BA.4 und BA.5 zumindest teilweise hemmten und dass lediglich ein Antikörper, Bebtelovimab (LY-CoV1404), die Infektion mit allen Omikron-Untervarianten wirksam blockierte. „Diese Ergebnisse bestätigen einen Trend, der sich bereits in unseren früheren Studien gezeigt hat: Omikron-Untervarianten werden durch die meisten therapeutischen Antikörper nicht gut gehemmt und die wenigen Antikörper, die gute Hemmung zeigen, sind häufig gegen eine Untervariante aktiv, aber nicht gegen eine andere. Es ist daher wichtig, dass zeitnah neue Antiköper für die Therapie entwickelt werden, um für zukünftige Varianten gut gerüstet zu sein“, so Prerna Arora, Erstautorin der Studie.

Antikörper von ungeimpften Personen, die sich im Frühjahr mit den Omikron-Untervarianten BA.1 oder BA.2 infiziert hatten blockierten zwar auch BA.2.12.1, waren aber gegen BA.4 und BA.5 kaum aktiv. Es ist daher davon auszugehen, dass eine durchgemachte Infektion mit BA.1 oder BA.2 nur einen geringen Schutz vor einer nachfolgenden Infektion mit BA.4 oder BA.5 bietet. Die Antikörperantwort nach einer Grundimmunisierung und Booster-Impfung mit dem mRNA-Impfstoff von BioNTech/Pfizer hemmte alle Omikron Untervarianten, allerdings war die Hemmung deutlich geringer als die des Ursprungsvirus, das sich zu Beginn der Pandemie ausgebreitet hat. Zudem zeigte sich, dass BA.2.12.1, BA.4 und BA.5 weniger effizient gehemmt wurden als BA.1 und BA.2. Ähnliche Ergebnisse wurden auch für Antikörper erhalten, die nach Impfung und anschließender Durchbruchinfektion gebildet wurden. Auch wenn diese sogenannte Hybrid-Immunität zu einer besonders starken Hemmung aller getesteten Varianten führte, war die Hemmung von BA.2.12.1, BA.4 und BA.5 deutlich reduziert.

„BA.2.12.1 sowie insbesondere BA.4 und BA.5 sind Antikörperfluchtvarianten. Die Impfung wird dennoch vor einem schweren Verlauf schützen, der Schutz wird jedoch wahrscheinlich etwas geringer ausfallen als bei den vorher zirkulierenden Varianten“, schließt Markus Hoffmann, Letztautor der Studie. „Unsere zukünftigen Studien müssen zeigen, ob BA.2.12.1 und BA.4 und BA.5 nicht nur schlechter durch Antikörper gehemmt werden, sondern auch Lungenzellen besser infizieren. Wenn das der Fall sein sollte, ist ein Anstieg der Hospitalisierungen nicht auszuschließen. Allerdings wurde ein solcher Effekt zumindest in Südafrika, wo BA.4 und BA.5 zuerst nachgewiesen wurden, bislang noch nicht beobachtet“, sagt Stefan Pöhlmann, der die Studie gemeinsam mit Markus Hoffman geleitet hat.

Originalpublikation
Augmented neutralisation resistance of emerging omicron subvariants BA.2.12.1, BA.4, and BA.5. P. Arora, A. Kempf, I. Nehlmeier, S. R. Schulz, A. Cossmann, M. V. Stankov, H.-M. Jäck, G. M. N. Behrens, S. Pöhlmann, M. Hoffmann (2022). The Lancet Infectious Diseases. DOI: https://doi.org/10.1016/S1473-3099(22)00422-4

Kontakt und Hinweise für Redaktionen
Prof. Dr. Stefan Pöhlmann
Tel: +49 (0) 551 3851-150
E-Mail: spoehlmann@dpz.eu

Dr. Markus Hoffmann
Tel: +49 (0) 551 3851-338
E-Mail: mhoffmann@dpz.eu

Susanne Diederich (Kommunikation)
Tel.: +49 (0) 551 3851-359
E-Mail: sdiederich@dpz.eu

Druckfähige Bilder finden Sie unter folgendem Link:
http://medien.dpz.eu/pinaccess/showpin.do?pinCode=BzjZyFjR8oV1

Die Deutsches Primatenzentrum GmbH (DPZ) – Leibniz-Institut für Primatenforschung betreibt biologische und biomedizinische Forschung über und mit Primaten auf den Gebieten der Infektionsforschung, der Neurowissenschaften und der Primatenbiologie. Das DPZ unterhält außerdem vier Freilandstationen in den Tropen und ist Referenz- und Servicezentrum für alle Belange der Primatenforschung. Das DPZ ist eine der 97 Forschungs- und Infrastruktureinrichtungen der Leibniz-Gemeinschaft.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Stefan Pöhlmann
Tel: +49 (0) 551 3851-150
E-Mail: spoehlmann@dpz.eu

Dr. Markus Hoffmann
Tel: +49 (0) 551 3851-338
E-Mail: mhoffmann@dpz.eu

Originalpublikation:
Augmented neutralisation resistance of emerging omicron subvariants BA.2.12.1, BA.4, and BA.5. P. Arora, A. Kempf, I. Nehlmeier, S. R. Schulz, A. Cossmann, M. V. Stankov, H.-M. Jäck, G. M. N. Behrens, S. Pöhlmann, M. Hoffmann (2022). The Lancet Infectious Diseases. DOI: https://doi.org/10.1016/S1473-3099(22)00422-4

Weitere Informationen:
http://medien.dpz.eu/pinaccess/showpin.do?pinCode=BzjZyFjR8oV1 Druckfähige Bilder
https://www.dpz.eu/de/aktuelles/pressemitteilungen/einzelansicht/news/neue-omikr… Pressemitteilung

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Studien zu Essstörungen: Gen beeinflusst Gewicht und Magersucht

Dr. Milena Hänisch Ressort Presse – Stabsstelle des Rektorats
Universität Duisburg-Essen
Neben Umweltfaktoren beeinflussen auch die Gene die Wahrscheinlichkeit, an einer Essstörung zu erkranken. Wissenschaftler:innen der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben nun jeweils fast 200 Proband:innen untersucht, die entweder von einer Magersucht (Anorexia nervosa) oder extremem Übergewicht betroffen waren. Beim Vergleich genetischer Marker fiel vor allem ein Gen auf, von dem gleich 25 Varianten identifiziert werden konnten: das Gen für PTBP2. Dieses Gen könnte vor allem bei Männern einen ausgeprägten Einfluss auf die Regulierung des Körpergewichts haben. Die Forscher:innen haben ihre Erkenntnisse kürzlich in Translational Psychiatry veröffentlicht.*

„PTBP2 scheint das Körpergewicht und die Magersucht gleichermaßen zu beeinflussen“, erklärt Prof. Dr. Anke Hinney, Leiterin der Forschungsabteilung Molekulargenetik an der Klinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie des Kindes- und Jugendalters des LVR-Klinikums Essen. „Eine frühere Studie hat gezeigt, dass die Expression von PTBP2 bei Patient:innen mit Adipositas höher ist als bei normalgewichtigen Kontrollpersonen.

Die Forschenden kommen zu dem Schluss, dass PTBP2 mit vielen weiteren Genen in Wechselwirkung steht, die entscheidend für die Regulierung des Körpergewichts sind. Bei Männern dürfte PTBP2 zudem eine größere Rolle spielen, vermuten die Autor:innen, weil bei ihnen eine größere Zahl an Varianten für die Gewichtsregulation relevant ist als bei Frauen.

Yiran Zheng, Doktorandin in der Molekulargenetik, betont, dass es keinen unmittelbaren Zusammenhang zwischen den beschriebenen genetischen Veränderungen und der Entwicklung einer Essstörung gibt: „Darüber entscheidet nicht nur ein einziges Gen. Aber wir wissen, dass sowohl Anorexia nervosa, also Magersucht, als auch ein hoher BMI in hohem Maße vererbbar sind. Deshalb ist PTBP2 für uns ein weiterer Ansatzpunkt, um die genetischen Faktoren genauer zu betrachten.“

Redaktion: Dr. Milena Hänisch, Medizinische Fakultät, Tel. 0201/723-1615, milena.haenisch@uk-essen.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Anke Hinney, Leiterin der Forschungsabteilung Molekulargenetik, Klinik f. Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie des Kindes- und Jugendalters/LVR-Klinikum Essen, Tel. 0201/7227-342, anke.hinney@uni-due.de

Originalpublikation:
PTBP2 – a gene with relevance for both Anorexia nervosa and body weight regulation
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35680849/

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Sicheres Trinkwasser auch für entlegene Gebiete – Projekt zur Entwicklungshilfe gestartet

Dr. Volker Hielscher Pressestelle
Institut für Sozialforschung und Sozialwirtschaft e.V. (iso)
Die Verfügbarkeit von sauberem und sicherem Trinkwasser ist in vielen Teilen der Erde alles andere als selbstverständlich. Seine Beschaffung beschäftigt viele Millionen Menschen tagtäglich und ist oft mit erheblichen Strapazen und Gefahren verbunden. Sauberes Trinkwasser ist nicht nur lebensnotwendig, sondern es leistet einen Beitrag zur kulturellen und sozialen Entwicklung insbesondere abgelegener Regionen. Im Projekt LEDSOL entwickelt das iso-Institut in Saarbrücken im Verbund mit internationalen Partnern ein portables Wasserreinigungssystem für Menschen in entlegenen Regionen, die keinen Zugang zu sauberem Wasser haben.

Durch politische Krisen und Naturkatastrophen wird die wirtschaftliche und soziale Entwicklung vieler Regionen dieser Welt behindert. Insbesondere die Folgen des Klimawandels sind spürbar: Andauernde Dürreperioden bedrohen vor allem die ärmsten Regionen der Erde und zwingen nicht selten die Menschen zur Flucht aus ihrer Heimat. Das Menschenrecht auf Zugang zu sauberem Wasser ist in diesen Gebieten meist nicht gewährleistet. Das LEDSOL-Projekt entwickelt vor diesem Hintergrund ein handliches, tragbares und zuverlässiges Wasserreinigungssystem, mit dem Menschen in entlegenen Regionen sauberes Wasser gewinnen können. Mittelbar sollen so der Alltag der Menschen vereinfacht, gesundheitliche Risiken reduziert und gesellschaftliche Entwicklung ermöglicht werden. Die Wasserreinigung basiert auf einer nachhaltigen UV/LED-Technologie, die Strom aus Solarzellen gewinnt, und reduziert so den ökologischen Fußabdruck des Systems auf ein Minimum.
Ein multidisziplinäres Projektkonsortium mit Forschungspartnern aus Europa und Afrika entwickelt das LEDSOL-System mit Förderung der europäischen Kommission im Rahmen des LEAP-RE Cofund Calls. Beteiligt sind dabei neben dem Saarbrücker Institut für Sozialforschung und Sozialwirtschaft (iso) die Partner des Centrul IT pentru Stiinta si tehnologie SRL in Rumänien (CITST), der Tampere University in Finnland (TAU) und die afrikanischen Partner des Laboratory of Applied Hydrology and Environment of University of Lomé (LOME), Togo sowie der Unité de Développement des Equipements Solaires /EPST- Centre de Développement des Energies Renouvelables (UDES / EPST-CDER) mit Sitz in Tipaza, Algerien.
Bei der Systementwicklung stehen die Nutzenden im Fokus und sie werden von Beginn an mit in den Entwicklungsprozess einbezogen. Zur optimalen Anpassung der Dekontaminationsanlage an die Bedarfe und Gewohnheiten der Menschen werden die Systemanforderungen mit sozialwissenschaftlichen Methoden vor Ort in Algerien und Togo erhoben und evaluiert. Die Ergebnisse fließen in die Technikentwicklung ein und werden in Pilottestungen auf ihre Tauglichkeit überprüft. Darüber hinaus wird ein Businessplan entwickelt, um in der Breitennutzung einen kosteneffizienten, niedrigschwelligen und flächendeckenden Zugang zum Wasserreinigungssystem zu gewährleisten.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Kathrin Bierwirth
bierwirth@iso-institut.de

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Norwegische Wasserkraft im treibhausgasneutralen Europa: Das Projekt HydroConnect

Uwe Krengel Pressestelle
Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE
Wasserkraft ist ein wesentlicher Bestandteil des norwegischen Energiesystems. Im Rahmen des HydroConnect-Projekts wird untersucht, ob und wie die norwegische Wasserkraft einen Beitrag zum Klimaschutz in Europa leisten kann. HydroConnect ist ein Verbundprojekt vom Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE, der norwegischen Forschungsorganisation SINTEF Energy Research, der Norwegian University of Science and Technology (NTNU) und der University of Trento. HydroConnect wird vom Norwegian Research Council mitfinanziert.

Um das Ziel der Klimaneutralität in Europa bis 2050 zu erreichen, ist ein erheblicher Ausbau der variablen erneuerbaren Stromerzeugung erforderlich. Daher stehen die europäischen Strom- und Energiesysteme vor mehreren grenz- und sektorenübergreifenden Herausforderungen, insbesondere um diesen Übergang effektiv und effizient zu ermöglichen. HydroConnect analysiert dazu die Auswirkungen der Nutzung norwegischer Wasserkraft und wie diese zum Ausgleich variabler erneuerbarer Energiequellen eingesetzt werden kann.

Die Rolle norwegischer Wasserkraft für den Klimaschutz
Die norwegischen Wasserkraftsysteme verfügen über eine große Speicherkapazität in bestehenden Wasserreservoiren. Basierend auf den Ergebnissen des Projekts HydroBalance und den Szenarien zum Energiesystem aus dem Projekt openENTRANCE bewertet HydroConnect die Auswirkungen der norwegischen Wasserkraftsysteme auf die Bereitstellung von Flexibilität für das europäische Stromsystem. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf den Treibhausgasemissionen in Europa, den Strompreisen in Norwegen und Europa sowie den Umweltauswirkungen auf norwegische Stauseen und Flüsse. Anhand verschiedener Szenarien für die Entwicklung des Stromnetzes und insbesondere der Interkonnektoren wird so untersucht, ob norwegische Wasserkraft einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz in Europa leisten kann.

Das Fraunhofer IEE setzt hierfür Modellierungs- und Optimierungswerkzeuge für die mittel- bis langfristigen Szenarioentwicklungen ein. „Konkret haben wir unser Energiesystemmodell SCOPE Scenario Development (SCOPE SD) genutzt, um relevante europäische Energieszenarien für die norwegische Wasserkraft zu entwickeln. Hierbei verwenden wir unter anderem ein detailliertes Wasserkraftmodell und untersuchen verschiedene Szenariovarianten, um die Rolle der Wasserkraft in zukünftigen europäischen Energieszenarien zu analysieren und die prägenden Unsicherheiten der Zukunft widerzuspiegeln“, so Dr. Philipp Härtel, Leiter des Projektes am Fraunhofer IEE.

Insgesamt hat das Projektteam 15 verschiedene Szenarien analysiert. In einem mittelfristigen Szenario, das für 2030 entwickelt wurde, werden die Treibhausgasemissionen im Vergleich zu 1990 um 55 Prozent reduziert. In den langfristigen Szenarien für 2050 wird Europa als treibhausgasneutrales System modelliert, sodass weniger Treibhausgase produziert als vom System absorbiert werden.

Die Abbildung von Multireservoir-Wasserkraftsystemen in Europa basiert auf der internen Datenbank des Fraunhofer IEE. Diese umfasst die Wasserkraftwerks- und Reservoirparameter von über 850 Wasserkraftsystemen in Europa. Neben anlagen- und speicherspezifischen Daten enthält die Datenbank auch komplexe hydraulische Verbindungen und Kopplungen individueller Becken sowie Informationen über die grenzüberschreitende Marktteilnahme. Die Parameter der Wasserkraftsysteme in Norwegen wurden in enger Abstimmung mit SINTEF und auf Basis der vorhandenen detaillierten Modelle aktualisiert.

Ergebnisse bieten Raum für weiterführende Forschung
Einer der nächsten unmittelbaren Schritte ist der Transfer der Ergebnisdaten aus dem Energiesystemmodell SCOPE SD zu den nachgelagerten Modellen bei SINTEF und NTNU über die openENTRANCE-Nomenklatur. Insbesondere werden die Ergebnisdaten von SCOPE SD genutzt, um den Einsatz der norwegischen Wasserkraft mit dem Modell FanSI noch detaillierter zu analysieren.

Mit dem etablierten Modellaufbau und der geschaffenen Modell-Verknüpfung ist es möglich, neue Sensitivitäten auf Basis der betrachteten Referenzfälle zu untersuchen. In Anbetracht der aktuellen politischen Debatte könnten zusätzliche Sensitivitäten in Bezug auf Offshore-Energie-Inseln oder künftige Wasserstoff- und E-Fuel-Importpreisunsicherheiten neue Erkenntnisse liefern.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Philipp Härtel, Fraunhofer IEE

Weitere Informationen:
https://www.iee.fraunhofer.de/de/presse-infothek/Presse-Medien/2022/norwegische-…

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Das Neun-Euro-Ticket: Eine Chance für Menschen in Armut. Verkehrswissenschaftler der TU Hamburg führen Befragung

durchFranziska Trede Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, PressestelleTechnische Universität Hamburg
Seit dem 1. Juni können Fahrgäste bis Ende August für neun Euro im Monat bundesweit auf allen Strecken und in allen Verkehrsmitteln des Öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) reisen. Das verlockende Angebot hat auch seine Schwachstellen. So die Einschätzung von Christoph Aberle, Doktorand und Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Verkehrsplanung und Logistik an der Technischen Universität Hamburg. Dort erforscht er den Zusammenhang von sozialer Exklusion und Mobilität. Mit einer qualitativen Befragung in Zusammenarbeit mit dem Hamburger Verkehrsverbund (hvv) möchten er und sein Team herausfinden, welche Auswirkungen das kurzfristige Angebot auf einkommensschwache Menschen hat.

Armut schränkt Mobilität ein
Bis Juli befragen Aberle und zwei Masteranden rund 30 Personen, denen monatlich weniger als 900 Euro netto im Monat zur Verfügung steht. Die TU-Forschenden möchten herausfinden, ob diese Menschen mithilfe des 9-Euro-Tickets verstärkt am öffentlichen Leben teilnehmen. Ihre bisherige Erkenntnis: Einkommensarme Menschen fahren kürzere Strecken und sind seltener unterwegs als Menschen mit höherem Einkommen.

Herr Aberle, was erhoffen Sie sich von der qualitativen Befragung?
Wir wollen die Daten aus quantitativen Befragungen, beispielsweise des Verbands Deutscher Verkehrsunternehmen, mit einem Fokus auf Menschen in Armut ergänzen. Die Antworten der Betroffenen helfen uns, soziale Ausgrenzung besser zu verstehen und daraus politische Maßnahmen zu entwickeln. Unser Ziel ist es, Mobilitätsarmut zu bekämpfen und Möglichkeitsräume für Betroffene zu eröffnen und zu erweitern.

Denken Sie, dass Menschen mit geringerem Einkommen den ÖPNV durch das 9-Euro-Ticket verstärkt nutzen?
Eindeutig ja. Eine Person, die „Hartz IV“ bekommt, hat nur 41 Euro im Monat für den Verkehr zur Verfügung. Die Mehrheit der Betroffenen überschreitet dieses Budget fast um das Doppelte. Demzufolge ist der ÖPNV für die meisten Menschen in Armut schlichtweg zu teuer. Zwar gibt es Möglichkeiten, für kleines Geld in Städten wie Hamburg mobil zu sein, dann muss ich mich aber den Sperrzeiten und Zonengrenzen unterordnen. Wir erwarten, dass viele Einkommensarme mit dem 9-Euro-Ticket sowohl in ihrem Alltag als auch in ihrer Freizeit verstärkt Bus und Bahn nutzen. Wobei der Tarif ja für alle hoch attraktiv ist.

Sollte es das 9-Euro-Ticket dann nicht dauerhaft geben?
Einkommensarme Menschen werden durch die kurzfristige Maßnahme deutlich entlastet. Sie können sich, was für viele Menschen selbstverständlich ist, uneingeschränkt und sorglos im Nahverkehr fortbewegen. Hier sehe ich einen absoluten Gewinn an Teilhabechance, den es zu verstetigen gilt, und zwar spezifisch für diese Zielgruppe. Allgemein bewerte ich das 9-Euro-Ticket aus zwei Gründen kritisch. Erstens verfolgt diese kurzfristige Maßnahme keine strategischen Ziele. So bleibt etwa der Individualverkehr gegenüber dem ÖPNV weiterhin attraktiv – zumal gleichzeitig die Energiesteuer gesenkt wurde, die ohnehin durch die Inflation stetig an Wert verliert. Ein finanzieller Anreiz, mittelfristig den Autoschlüssel gegen die Abokarte einzutauschen, fehlt. Dabei bräuchten wir so eine strategische Rahmensetzung, um unsere Klimaziele einzuhalten. Zweitens kann der pauschal günstige Preis die Botschaft transportieren, dass die Bereitstellung von Personenbeförderung ohne Aufwand erfolgt. Das ist schön für den einzelnen Fahrgast – aber ein falsches Signal, wenn es eigentlich darum gehen sollte, den Energiebedarf unserer Verkehrssysteme und Siedlungsstrukturen zu senken.

Weitere Informationen zum Thema Mobilität und soziale Ausgrenzung unter www.stadtarmmobil.de sowie unter www.mobileinclusion.de.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Christoph Aberle M.Sc.
Technische Universität Hamburg
Institut für Verkehrsplanung und Logistik
E-Mail: christoph.aberle@tuhh.de

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

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Besser vorbereitet sein auf Starkregen und Sturzfluten

Peter Kuntz Kommunikation & Marketing
Universität Trier
Die Universität Trier ist an einem Verbundprojekt beteiligt, das den Einsatz von Notabflusswegen während Wasser-Extremereignissen erforscht.

Starkregen und daraus entstehende Sturzfluten gab es in den letzten Jahren immer häufiger. Sie haben zu großen Schäden an der Infrastruktur und vereinzelt sogar zu Verletzten und Todesopfern geführt. Sogenannte Notabflusswege stellen eine Möglichkeit dar, Wassermengen möglichst schadlos durch Wohngebiete abzuleiten. Mit ihnen befasst sich das Verbundforschungsprojekt „Urban Flood Resilience – Smart Tools“ (FloReST), das nun unter der Förderinitiative „Wasser-Extremereignisse“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gestartet ist.

Neben der Universität Trier sind die Hochschule Trier mit dem Umwelt-Campus Birkenfeld, die Hochschule Koblenz, das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, der Softwareentwickler Disy Informationssysteme GmbH sowie die Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann & Partner beteiligt. Gemeinsam bündeln sie die nötigen Fachkenntnisse aus Wissenschaft und Praxis.

„Unsere Kanalisation ist auf eine gewisse Wassermenge beschränkt, die sie abtransportieren kann“, erklärt Juniorprofessor Dr. Tobias Schütz von der Universität Trier. Bei Wasser-Extremereignissen wie Starkregen und dadurch entstehenden Sturzfluten würden allerdings so große Wassermengen frei, dass die Kanalisation regelrecht überflutet werde. „Es entstehen Oberflächenabflüsse, die möglichst kontrolliert und ohne große Schäden zu verursachen durch Siedlungen gesteuert werden müssen. Hierfür werden Notabflusswege in die Bebauung hinein geplant“, so Schütz.

In enger Abstimmung mit Pilotkommunen, Fachverbänden und betroffenen Bürgerinnen und Bürgern sollen nachhaltige und lokal angepasste Maßnahmen zur Hochwasser- und Sturzflutvorsorge entwickelt werden. Dabei stellt die kontinuierliche Einbindung einiger bereits von Sturzfluten betroffener Kommunen sicher, dass sich die entwickelten Maßnahmen auch in die Praxis übertragen lassen. Schütz betont allerdings, dass alle beteiligten Gemeinden das Thema Notabflusswege bereits vor der Flutkatastrophe des vergangenen Jahres im Blick hatten: „Aus fachlicher Sicht war das Thema schon lange relevant, es mangelte an einer Umsetzung in der Praxis. Mit allen beteiligten Akteuren hatten wir schon vor mehr als anderthalb Jahren erstmals Kontakt.“

Während der dreijährigen Projektlaufzeit verfolgen die sechs Verbundpartner eine Reihe von Schwerpunktthemen. Dazu zählt die Neuentwicklung eines robotergestützten Systems, das eine hochaufgelöste 3D-Datenerfassung der innerörtlichen Infrastruktur ermöglicht. Damit wird eine bisher schwer erreichbare Erfassung kleinster Fließhindernisse und Bruchkanten ermöglicht. Technologien mit künstlicher Intelligenz sollen zukünftig Notabflusswege durch Machine-Learning-Verfahren auch ohne die ressourcen-intensive detaillierte Anpassung hydraulischer Modelle für große Einzugsgebiete nachweisbar machen. Zudem soll der Einsatz von Drohnentechnik dazu genutzt werden, belastungsabhängige Notabflusswege experimentell auszuweisen, um die Maßnahmen zur Hochwasser- und Sturzflutvorsorge zielgenau planen und umsetzen zu können.

Des Weiteren ist geplant, eine App zu entwickeln, die die Erfahrungen und Ortskenntnisse der Bürgerinnen und Bürger zu vergangenen Starkregenereignissen erfasst. So soll die Bürgerbeteiligung gefördert und die Betroffenenperspektive mit einbezogen werden. Hinzu kommen Workshops, um Forschungsinteressen und die benötigten Lösungen in den einzelnen Kommunen zu ermitteln. „Was wir im Projekt erforschen, wollen wir möglichst zielgenau an die Bedürfnisse der Kommunen und der darin lebenden Bürgerinnen und Bürger anpassen“, betont Schütz.

Neben der Zusammenarbeit mit fünf Pilot-Kommunen wird das Projekt FloReST durch Mitglieder eines Projektbeirats aus der Praxis (Ingenieurkammer Rheinland-Pfalz), aus der Landesverwaltung (Kompetenzzentrum Hochwasservorsorge und Hochwasserrisikomanagement, Landesamt für Umwelt) sowie dem Gemeinde- und Städtebund (Informations- und Beratungszentrum Hochwasservorsorge Rheinland-Pfalz) unterstützt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Kontakt
JProf. Dr. Tobias Schütz
Hydrologie
Tel. +49 651 201-3071
Mail: tobias.schuetz@uni-trier.de

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Covid-19-Infektion vor allem von Sozialstatus abhängig

Jörg Heeren Medien und News
Universität Bielefeld
Studie untersucht, welche Faktoren das Infektionsgeschehen beeinflussen

Der soziale Status und migrationsbezogene Faktoren wirken unabhängig auf die Verbreitung von Corona-Infektionen. Das zeigt eine heute (13.06.2022) veröffentlichte Studie zur regionalen Verteilung der gemeldeten Infektionen über die ersten drei Wellen der Pandemie. „Im Verlauf der Pandemie hat der soziale Status als Faktor für das Infektionsgeschehen an Bedeutung gewonnen“, sagt der Epidemiologe Professor Dr. med. Kayvan Bozorgmehr von der Universität Bielefeld.

Um die Bedeutung des sozialen Status zu ermitteln, hat das Studienteam um Bozorgmehr sozioökonomische Merkmale wie Bildung, Beschäftigungsstatus und Einkommen mit den Infektionen auf Stadt- und Landkreisebene in Verbindung gebracht. Die Studie ist im Fachjournal Lancet eClinicalMedicine erschienen. Die Forschung ist Teil der StopptCOVID-Studie, einem Kooperationsprojekt der Universität Bielefeld und des Robert Koch Instituts, gefördert vom Bundesministerium für Gesundheit.

„Uns ging es darum, mit Blick auf die unterschiedlichen Regionen in Deutschland Faktoren herauszuarbeiten, von denen abhängt, wie stark sich das Coronavirus ausbreitet“, sagt Kayvan Bozorgmehr. Er ist Professor für Bevölkerungsmedizin und Versorgungsforschung an der Universität Bielefeld und hat die Studie geleitet.

Die Forschenden analysierten die Entwicklung in 401 Landkreisen in Deutschland in einem Zeitraum von 72 Wochen. Das Hauptergebnis der Studie: Sozioökonomische und migrationsbedingte Merkmale beeinflussen das Infektionsgeschehen in Landkreisen in Deutschland unabhängig voneinander. „Ein Mehrwert unserer Studie liegt darin, dass wir beide Faktoren zusammen analysiert haben“, sagt Bozorgmehr. „Die Faktoren wurden bislang meist getrennt voneinander betrachtet.“

In der ersten Welle der Pandemie waren Menschen in wohlhabenderen Landkreisen, in denen ein höherer Sozialstatus dominiert, einem höherem Infektionsrisiko ausgesetzt – zum Beispiel durch Reiserückkehrer*innen. Das war zuvor bereits aus anderen Erhebungen bekannt. Die jetzt veröffentlichte Studie zeigt, dass sich dieses Muster in der zweiten und dritten Welle änderte: Nun waren hauptsächlich Menschen in sozial benachteiligten Regionen stärker gefährdet, sich zu infizieren. Das Risiko in sozial benachteiligten Regionen nahm über die Wellen hinweg zu.

Menschen ausländischer Staatsangehörigkeit nur in erster Welle stärker betroffen
„Bei migrationsbedingten Faktoren sehen wir ein gegenläufiges Muster“, sagt Erstautor Sven Rohleder, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe von Bozorgmehr. „In der ersten Welle war das Infektionsrisiko in Landkreisen mit einem höheren Anteil an Personen mit ausländischer Staatsangehörigkeit relativ hoch. In den späteren Wellen stieg das Risiko jedoch nicht weiter an, sondern es verringerte sich.“

Bozorgmehr erklärt: „Wir interpretieren unsere Ergebnisse so, dass sozioökonomische Faktoren in der gesamten Pandemie für das Infektionsrisiko bedeutsam waren und im Pandemieverlauf an Bedeutung gewannen. Migrationsbedingte Faktoren hatten hingegen zu Beginn der Pandemie ein stärkeres Gewicht.“ Offenbar habe es nach Pandemiebeginn länger gedauert, die Teile der Bevölkerung mit ausländischer Staatsangehörigkeit zu erreichen – ob mit Informationen zur Pandemie oder entsprechenden Maßnahmen.

Studie zeigt Verbindung von sozialer Ungleichheit und Infektionsrisiko
In der Studie haben die Forschenden den German Index of Socioeconomic Deprivation (GISD, Deutscher Index sozioökonomischer Deprivation) verwendet. Deprivation bezieht sich auf einen Mangel an Chancengleichheit. Der Index verzeichnet, in welchen deutschen Regionen soziale Ungleichheit stärker und weniger stark vertreten ist. Der Index wurde am Robert Koch Institut entwickelt und umfasst darüber hinaus auch Informationen zu den einzelnen Dimensionen Bildung, Beschäftigungstatus und Einkommen.

Das Studienteam setzte den Deprivationsindex und dessen einzelne Dimensionen in Beziehung zur Covid-19-Inzidenz in den Stadt- und Landkreisen. Dafür nutzte das Team räumlich-epidemiologische statistische Verfahren. Im Ergebnis zeigt sich: Bei Landkreisen mit einem hohen Anteil von Menschen mit niedriger Bildung oder mit niedrigem Einkommen sind diese einem höheren Infektionsrisiko ausgesetzt. In Landkreisen mit einem höheren Beschäftigungsanteil gibt es hingegen ein umgekehrtes Muster: Hier geht der höhere Beschäftigungsanteil mit einem höherem Inzidenzrisiko einher. Laut Bozorgmehr deute dies auf die große Rolle arbeitsplatzbedingter Faktoren bei der Pandemiekontrolle hin.

Studienteam hat umfangreiche Datenbasis ausgewertet
Für die Studie haben die Forschenden neben dem Deprivationsindex weitere Datensätze miteinander verbunden. Dazu zählen die an das Robert Koch Institut (RKI) gemeldeten Infektionszahlen aus den Stadt- und Landkreisen, Populationsdaten (Anzahl der Einwohner*innen sowie der ausländischen Bevölkerung, jeweils nach Alter und Geschlecht), Informationen zur Siedlungsstruktur und Daten zu Impfungen des RKIs.

Das Studienteam leitet aus den Befunden Empfehlungen für Maßnahmen gegen die Verbreitung von Covid-19 ab: „Ganz grundlegend müssen die Politik und Behörden berücksichtigen, wie sozioökonomische Faktoren bei der Ausbreitung wirken. Nur so können Bevölkerungsgruppen gezielt adressiert werden, um die Pandemie zu bekämpfen“, sagt Bozorgmehr. In sozial benachteiligten Stadt- oder Landkreisen könne mit maßgeschneiderten Maßnahmen gearbeitet werden, zum Beispiel mit angepassten Aufklärungs- und Informationsmaßnahmen. „Außerdem muss das niedrige Einkommen berücksichtigt werden, wenn es um Schutzmaßnahmen geht“, so Bozorgmehr. „Deswegen ist es sinnvoll, in Stadtteilen mit geringem Einkommen kostenlose Tests oder auch kostenlose Masken zur Verfügung zu stellen.“

Ein Fazit: Schon in frühen Phasen von Epidemien mehrsprachige Maßnahmen nutzen
„Man sollte die Diversität in der Gesellschaft mehr berücksichtigen“, so der Gesundheitswissenschaftler. „Insbesondere in frühen Phasen einer Pandemie muss man auf migrationsbedingte Faktoren vorbereitet sein, damit mehrsprachige und zielgruppengerechte Maßnahmen etabliert werden können.“ Er wirft aber auch ein, dass das verwendete Maß des „Anteils der Personen mit ausländischer Staatsangehörigkeit“ sehr ungenau sei und es sich lediglich um eine Annährung an migrationsbedingte Faktoren in Stadt- und Landkreisen handle. Denn zu dieser Gruppe zählen von Personen aus EU-Nachbarländern über Wissenschaftler*innen aus anderen Ländern bis hin zu Geflüchteten alle, die einen Nicht-Deutschen-Pass besitzen. Es sei daher nicht zulässig, basierend auf den Ergebnissen der Studie ein höhere Infektionsrisiko für einzelne Gruppen abzuleiten.

Die aktuelle Veröffentlichung ist nur ein Teil der StopptCOVID-Studie. Im nächsten Schritt analysieren die Wissenschaftler*innen in dem Projekt, wie wirksam die Pandemiemaßnahmen in den Stadt- und Landkreisen waren. In diese Erhebung werden dann auch Daten der vierten Pandemiewelle einfließen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Kayvan Bozorgmehr, Universität Bielefeld
Fakultät für Gesundheitswissenschaften
Telefon: 0521 106-6311 (Sekretariat: -6889)
E-Mail: kayvan.bozorgmehr@uni-bielefeld.de

Originalpublikation:
Sven Rohleder, Diogo Costa, Kayvan Bozorgmehr: Area-level socioeconomic deprivation, non-national residency, and Covid-19 incidence: a longitudinal spatiotemporal analysis in Germany. Lancet eClinicalMedicine, https://doi.org/10.1016/j.eclinm.2022.101485, erschienen am 13. Juni 2022.

Weitere Informationen:
https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Projekte_RKI/Stoppt… Website zur StopptCOVID-Studie
https://www.uni-bielefeld.de/fakultaeten/gesundheitswissenschaften/ag/ag2/index…. Website der Arbeitsgruppe Bevölkerungsmedizin und Versorgungsforschung

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Gewässer setzen Methan frei – auch wenn sie austrocknen

Nadja Neumann Kommunikation und Wissenstransfer
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Gewässer sind unterschätzte Quellen von Klimagasen. Nun haben Forschende unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) gezeigt, dass auch trockener Gewässerboden erhebliche Mengen Methan freisetzen kann. Ein Überblick über die Ursachen und Größenordnungen von Methanemissionen aus Gewässern und ein Ausblick auf die zukünftige Entwicklung im Klimawandel verdeutlichen: saubere Gewässer und mehr Moor, bitte.

Methan entsteht, wenn organisches Material in Abwesenheit von Sauerstoff zersetzt wird. Es kann beim Abbau, von Kohle, Erdöl oder Erdgas freigesetzt werden, wird in Kuhmägen gebildet – aber auch in Binnengewässern und Ozeanen.

Methan entsteht auf verschiedene Arten in Gewässern:
„Unter den verschiedenen Typen von Binnengewässern sind Stauseen und Seen die Hauptemittenten von Treibhausgasen“, erläutert IGB-Forscher Professor Hans-Peter Grossart. „Das liegt daran, dass organisches Material von abgestorbenen Pflanzen und Tieren dort in stärkerem Maße als in fließenden Gewässern auf den sauerstoffarmen Gewässergrund absinkt. Dieser Prozesse wird durch höhere Temperaturen verstärkt. In kleinen Gasbläschen steigt das Methan dann vom Grund bis an die Wasseroberfläche und gelangt so in die Atmosphäre.“

Lange gingen Forschende davon aus, dass Methan in Binnengewässern eben nur dort gebildet wird, wo kein Sauerstoff vorhanden ist. „Jüngste Studien zeigen, dass dieses Treibhausgas auch in der sauerstoffreichen Wassersäule entsteht: Verschiedene Phytoplankton-Arten – Cyanobakterien, Kieselalgen und Haptophyten – emittieren Methan während ihrer Photosynthese,“ sagt IGB-Forscherin Dr. Mina Bizic, die das Wissen über die Methanbildung durch Phytoplankton in einem wissenschaftlichen Artikel zusammengetragen hat.

Methan entsteht auch auf trockenfallenden Flächen:
Und selbst dort entsteht Methan, wo gar kein Wasser mehr ist: Trockenfallende Gewässer sind als Quelle für Klimagase wie Kohlendioxid bekannt. Allerdings wusste man bisher wenig, ob und wie viel über die Freisetzung von Methan aus diesen Flächen freisetzen. Ein Forschungsteam unter Leitung der niederländischen Radboud University hat die globalen Methanemissionen für trockenfallende Flächen von Seen, Teichen, Stauseen und Flüssen in verschiedenen Klimazonen abgeschätzt. Außerdem bestimmten die Forschenden die Umweltfaktoren, welche diese Emissionen steuern.

Hans-Peter Grossart war an der Studie beteiligt: „Die Methanemissionen aus trockenen Binnengewässern waren in allen Klimazonen und in allen aquatischen Systemen mit Ausnahme von Bächen durchweg höher als die Emissionen, die in den angrenzenden Böden in Hanglage gemessen wurden“. Weltweit emittieren trockene Binnengewässer laut den Hochrechnungen 2,7 Millionen Tonnen Methan pro Jahr.

Der Gewässertyp an sich und die Klimazone hatten keinen Einfluss auf die Menge an freigesetztem Methan. Der Gehalt an organischer Substanz im Gewässerboden in Wechselwirkung mit der lokalen Temperatur und die Feuchtigkeit waren die maßgeblichen Einflussfaktoren. Besonders viel Methan entsteht vor allem zu Beginn der Austrocknung und im Laufe des sogenannten First-Flush – also dem Moment, wenn auf die die trockengefallene Fläche wieder Wasser trifft, durch einen Starkregen zum Beispiel.

Mehr Methanfreisetzung durch die Folgen des Klimawandels:
Prozesse im Klimawandel könnten die Emission von Methan weiter antreiben. Zum einen werden Gewässer wärmer. Außerdem sinkt in Seen weltweit der Sauerstoffgehalt. Hans-Peter Grossart war an einer Nature-Studie beteiligt, die den Sauerstoffschwund für 400 Seen verschiedener Klimazonen quantifiziert hat: Im Durchschnitt sank der Sauerstoffgehalt der untersuchten Gewässer in den letzten 40 Jahren um 5,5 Prozent an der Oberfläche und um 18,6 Prozent in der Tiefenzone.
„Auch Phytoplankton wird in Zukunft mehr Methan emittieren, einfach weil mehr davon in Gewässern vorhanden sein wird“, prognostiziert Mina Bizic. Denn zunehmende Nährstofflasten und Erwärmung von Gewässern gelten als Hauptursachen für die jüngsten Zunahmen von Phytoplanktonblüten. Darüber hinaus kann die Phytoplanktonblüte das Auftreten von sauerstofffreien, sogenannten toten Zonen verstärken. Das wiederum kurbelt die klassische Methanbildung unter Sauerstoffarmut an.
„Die Methanfreisetzungen aus ausgetrockneten Gewässerabschnitten werden durch häufigere extreme Wetterereignisse – Austrocknung und Starkregen – ebenfalls zunehmen, denn genau während dieser Wechsel werden besonders viele Treibhausgase emittiert“, ergänzt Hans-Peter Grossart.

Was kann man tun? Saubere Gewässer und mehr Moore, bitte!
Um die Methanbildungen aus Gewässern trotz des Klimawandels in Schach zu halten, helfen Maßnahmen zur Verbesserung der Gewässerqualität. „Wenn weniger Nährstoffe in Gewässer eingetragen werden, wird auch weniger organisches Material gebildet. Außerdem entsteht weniger Phytoplankton“, so Mina Bizic.
Auch Maßnahmen, die das Wasser in der Landschaft halten und das Grundwasser stabilisieren sind hilfreich, denn viele Seen speisen sich durch das Grundwasser. Austrocknende Gewässer haben also oft nicht nur mit einer erhöhten Verdunstung, sondern auch mit sinkenden Grundwasserständen zu tun. Die Schaffung von Feuchtgebieten und Mooren sorgt dafür, dass mehr Wasser in der Landschaft gespeichert wird und dadurch Wasserdefizite aber auch Wasserüberschuss ausgeglichen werden. Moore haben noch einen weiteren Vorteil: „Ein ökologisch intaktes Moor fungiert als langfristige Senke für Kohlenstoff. Trocknet es aus, werden hingegen verstärkt Treibhausgase freigesetzt. Ein trockengelegtes Moor setzt im Jahr durchschnittlich 15 Tonnen CO2 pro Hektar frei. In einem naturnahen Moor entsteht durchaus Methan. Die Methanfreisetzung aus einem entwässerten Mooren fällt in der Regel jedoch höher aus – auch durch die hohe Methanfreisetzung aus den zahlreichen Entwässerungsgräben. Moorschutz ist also immer auch Klimaschutz“, erläutert Dr. Dominik Zak, Gastwissenschaftler am IGB und Moorforscher an der Universität Aarhus in Dänemark.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Hans-Peter Grossart
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
HansPeter.grossart@igb-berlin.de

Dr. Mina Bizic
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
mina.bizic@igb-berlin.de

Dr. Dominik Zak
Aarhus University, Department of Bioscience
doz@ecos.au.dk

Originalpublikation:
José R. Paranaíba, Ralf Aben, Nathan Barros, Gabrielle Quadra, Annika Linkhorst, André M. Amado, Soren Brothers, Núria Catalán, Jason Condon, Colin M. Finlayson, Hans-Peter Grossart, Julia Howitt, Ernandes S. Oliveira Junior, Philipp S. Keller, Matthias Koschorreck, Alo Laas, Catherine Leigh, Rafael Marcé, Raquel Mendonça, Claumir C. Muniz, Biel Obrador, Gabriela Onandia, Diego Raymundo, Florian Reverey, Fábio Roland, Eva-Ingrid Rõõm, Sebastian Sobek, Daniel von Schiller, Haijun Wang, Sarian Kosten: Cross-continental importance of CH4 emissions from dry inland-waters, Science of The Total Environment, Volume 814, 2022, 151925, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151925.

Weitere Informationen:
https://www.igb-berlin.de/news/gewaesser-setzen-methan-frei-auch-wenn-sie-austro…

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Führende Klimaforscher*innen fordern globale Partnerschaft: Regenfälle vorhersagen und Klimawandel entgegentreten

Dr. Annette Kirk Kommunikation
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Neun der weltweit führenden Klimawissenschaftler*innen rufen zu umfangreichen internationalen Investitionen auf, um eine neue Generation von Klimamodellen zu entwickeln, die grundlegende Fragen über die Vorhersagbarkeit zukünftiger Niederschläge und damit verbundenen Extremereignissen beantworten können.

Trotz jahrzehntelanger Forschung ist nicht bekannt, wie sich die Niederschläge in den kommenden Jahren entwickeln werden, und schwere Überschwemmungen sowie lang anhaltende Dürreperioden fallen bereits jetzt anders aus als erwartet. In einer Veröffentlichung, die heute in der Fachzeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht wurde, argumentieren die Wissenschaftler*innen, dass Lösungen zwar vorhanden sind, aber eine verstärkte und strategische internationale Zusammenarbeit erforderlich ist, um Durchbrüche in der Datenverarbeitung wirksam einsetzen zu können und wesentlich fortschrittlichere Klimamodelle zu entwickeln.

Hauptautorin Dame Julia Slingo vom Cabot Institute for the Environment der Universität Bristol sagt: „Die Grundlage, auf der die Klimamodelle in den letzten 30 Jahren aufgebaut wurden, vereinfacht die wasserführenden Systeme stark und lässt einige grundlegende physikalische Aspekte außer Acht, von denen wir heute wissen, dass sie für zuverlässige Vorhersagen unerlässlich sind. Die Lösung liegt in greifbarer Nähe; wir müssen einen Quantensprung von unseren derzeitigen globalen Klimamodellen auf der 100-Kilometer-Skala zu Modellen auf der 1-Kilometer-Skala machen.“

Co-Autor Prof. Bjorn Stevens vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg, ein Pionier globaler Modelle im Kilometermaßstab, betont, dass die wissenschaftliche Grundlage hierfür unbestreitbar ist: „Auf diesen Skalen wird die komplexe Physik von regenführenden Systemen zum ersten Mal richtig dargestellt – mit Folgen, die weit über die Zukunft unseres Wassers hinausgehen und viele Aspekte des Klimawandels betreffen.“

Das internationale Team plädiert für die Schaffung und Bereitstellung von Mitteln für einen Zusammenschluss führender Modellierungszentren, die hochmoderne Exascale-Rechenkapazität nutzen können und eine passende Infrastruktur aufweisen, um die enormen Datenmengen weiterzuverarbeiten. Ziel ist es, ein einsatzfähiges Klimavorhersagesystem im Kilometermaßstab aufzubauen, das allen Nationen dient und ihnen zuverlässige Erkenntnisse über alle Aspekte des Klimawandels liefert.

„Die große Vision ist die Schaffung eines digitalen Zwillings der Erde, der sich auf diese Vorhersagen stützt. Die europäische Initiative Destination Earth (DestinE) weist hierfür den Weg, aber die Dringlichkeit und die internationale Dimension des Vorhabens erfordern eine noch größere Mobilisierung von Ressourcen und Kollaboration, um zu erreichen, was nötig ist“, sagt Co-Autor Dr. Peter Bauer, ein Leiter von DestinE und leitender Wissenschaftler am ECMWF.

Prof. Stephen Belcher, leitender Wissenschaftler des britischen Met Office und Co-Autor, stellt fest: „Die Aufgabe ist gewaltig. Auch wenn sich unser wissenschaftliches Verständnis und die technologischen Entwicklungen im Bereich der Datenverarbeitung und -speicherung weiterentwickelt haben, erfordert das Ausmaß dieses Unterfangens eine internationale Anstrengung.“

Überschwemmungen und Dürren gehören zu den kostspieligsten Auswirkungen des Klimawandels, und Veränderungen in der saisonalen Niederschlagsverteilung und natürlichen Variabilität der Niederschläge können tiefgreifende Auswirkungen auf viele Lebensräume haben, die wiederum unsere Ernährungssicherheit, Wassersicherheit, Gesundheit und Infrastrukturinvestitionen bedrohen. Wie wenig wir jedoch über die Zukunft unseres Wassers wissen, wurde im jüngsten Sachstandsbericht des Weltklimarats IPCC deutlich. Dieser zeigte einmal mehr, dass es erhebliche Unsicherheiten in Bezug auf die Veränderungen der Niederschläge gibt, insbesondere auf regionaler und lokaler Ebene.

Professor Tim Palmer, Co-Autor von der Universität Oxford, sagt: „Es ist dringend. Was wir jetzt brauchen, ist eine ‘Mission für den Planeten Erde’, die sich mit den Gefahren des Klimawandels befasst und entsprechend gefördert ist. Die Welt erlebt schon jetzt Extreme, die außerhalb dessen liegen, was uns die derzeitigen Modelle zeigen können, und unsere sozialen und wirtschaftlichen Strukturen sind bereits massiv gefährdet.“

Professor Thomas Stocker, Universität Bern, Co-Autor und ehemaliger Vorsitzender der Arbeitsgruppe I des Weltklimaberichts IPCC AR5, schließt sich dieser Ansicht an. „Die doppelte Zielsetzung von ‘Netto-Null’ und Klimaresilienz erfordert eine erhebliche Beschleunigung bei der Bereitstellung zuverlässiger und umsetzbarer Klimainformationen, insbesondere für die am stärksten gefährdeten Regionen. Die derzeitigen Klimamodelle können dies nicht leisten, aber durch weltweite Investitionen und wissenschaftliche Partnerschaften im Bereich der globalen Modellierung im Kilometermaßstab wird dies Realität werden.“

Co-Autor Prof. Georg Teutsch vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig, der eine der größten Forschungsinitiativen zur Klimaanpassung in Europa leitet, ist sich dieser Problematik äußerst bewusst. „Wir verfügen heute über sehr detaillierte und ausgefeilte Klimafolgen-Modelle, aber uns fehlen die detaillierten Wetter- und Wasserinformationen, um sie anzutreiben. Solange diese Lücke nicht geschlossen ist, können wir keine verlässlichen Anpassungsentscheidungen treffen“, sagt Teutsch.

Der führende Hydrologe und Co-Autor Prof. Paul Bates, ebenfalls Cabot Institut, stellt fest: „Die vorgeschlagene Investition verblasst im Vergleich zu den klimabedingten Verlusten, die auch heute schon auftreten. Sie macht etwa 0,1 Prozent der geschätzten jährlichen Kosten hydrologischer Extremereignisse aus – ohne dabei die verlorenen Menschenleben zu berücksichtigen. Diese Kosten werden mit dem fortschreitenden Klimawandel noch weiter steigen.“

Autor*innenliste:
Dame Julia Slingo, Cabot Institute, University of Bristol
Prof. Paul Bates, Cabot Institute, University of Bristol, und Fathom, 17-18, Berkeley Square, Bristol
Dr. Peter Bauer, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, Reading
Prof. Stephen Belcher, Met Office, Exeter
Prof. Tim Palmer, University of Oxford
Dr. Graeme Stephens, NASA Jet Propulsion Laboratory, Caltech, Pasadena
Prof. Bjorn Stevens, Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg
Prof. Thomas F. Stocker, Oeschger-Zentrum für Klimaforschung, Universität Bern
Prof. Georg Teutsch, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ, Leipzig

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Bjorn Stevens
Direktor Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 422 (Assistentin Angela Gruber)
E-Mail: bjorn.stevens@mpimet.mpg.de

Dr. Annette Kirk
Leitung Kommunikation
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 374
E-Mail: annette.kirk@mpimet.mpg.de

Originalpublikation:
Slingo, J., P. Bates, P. Bauer, S. Belcher, T. Palmer, G. Stephens, B. Stevens, T. Stocker, G. Teutsch, 2022, Ambitious partnership needed for reliable climate prediction. Nature Climate Change, doi: 10.1038/s41558-022-01384-8

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Die Region als „Wasserschwamm“ – Wie muss Oberfranken auf den Klimawandel reagieren?

Rainer Krauß Hochschulkommunikation
Hochschule Hof – University of Applied Sciences
Der Klimawandel und seine oft verheerenden Folgen sind weltweit allgegenwärtig. Ein Projekt an der Hochschule Hof widmet sich im kommenden Jahr nun den konkreten Folgen für den ländlichen Raum in der Region Oberfranken. Die Forscher des Instituts für Wasser- und Energiemanagement (iwe) möchten ein Konzept für regionale Klimaanpassung entwickeln, das durch die Einbindung digitaler Elemente unter anderem Trockenperioden und Starkregen im Wassermanagement ausgleichen kann – ein bislang einmaliges Projekt.

„Smart Sponge Region (SPORE)“ – zu Deutsch: „Intelligente Schwammregion“ – ist der Titel des Anfang Mai gestarteten Pilotprojektes, das bis Ende Oktober 2023 abgeschlossen sein soll. Der Name ist dabei Programm: Wie ein Schwamm soll die Region zukünftig mit ihren Wasserressourcen umgehen und so die Grundlage dafür legen, dass ein Ausgleich zwischen Trockenheitsperioden und den zunehmenden Starkregenereignissen erfolgen kann.

Sicherung der Grundlagen für Mensch und Tier
„Wir möchten herausfinden, welchen Anpassungsbedarf an den Klimawandel es bei uns gibt – im Hinblick auf Land- und Forstwirtschaft, aber auch mit Blick auf die Wasserwirtschaft für Siedlungen“, erläutert Projektleiter Dr. Stephan Wagner das Ziel der Forschenden. Unter anderem zusammen mit Kommunen und Unternehmen sollen anhand regionaler Prognosen für die Klimaveränderung Lösungen erarbeitet werden, um ökologische Grundfunktionen und einen nachhaltigen Umgang mit Wasserressourcen sicherzustellen. „Letztlich geht es dabei am Ende um nichts weniger als die Sicherung der wirtschaftlichen Entwicklung in der Region und um den Erhalt der Lebensqualität für Mensch und Tier“, so Dr. Wagner weiter.

Detaillierte Untersuchung des ländlichen Raums
Das Konzept der „Schwammregion“ fußt dabei auf einer systematischen Untersuchung der notwendigen Klimawandelanpassung des ländlichen Raums und seiner urbanen Zentren.

„Oberfranken wird auch zukünftig mit trockneren Sommern mit kurzen intensiven Niederschlägen konfrontiert. Das führt z.B. zu Trockenstress der Bäume und es kommt vermehrt zum Waldsterben beispielsweise durch Borkenkäferbefall. Weitere Auswirkungen des Klimawandels können auch Überflutungen infolge von Starkregenereignissen, die Absenkung des Grundwasserspiegels, Ernteausfall, Waldsterben sowie Wald- und Flächenbränden infolge langanhaltender Trockenheit sein“ so Dr. Stephan Wagner. Unbekannt sei bisher, wie stark die Region davon betroffen sein werde und wo demnach Anpassungsmaßnahmen besonders notwendig sind. „Für die Region Oberfranken sollen im Projekt SPORE deshalb zunächst die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt kleinstädtischer Strukturen sowie landwirtschaftlich genutzter Flächen und Wälder ermittelt werden. Für die am schwersten betroffenen Bereiche werden wegweisende und regionale Lösungen für Anpassungsmaßnahmen entwickelt. Dazu zählen z.B. die Wiedervernässung von Wäldern, die Gestaltung wasserresilienter Neubausiedlungen und die Wiederverwertung von Abwasser zur Bewässerung“, so Wagner.

Digitalisierung für eine bessere Vernetzung
„Unser Vorhaben ist in dieser Form bislang einmalig – auch, da bislang meist die Auswirkungen des Klimawandels auf Küstenregionen oder urbane Regionen untersucht wurden“, freut sich auch Prof. Günter Müller-Czygan, der die Leitung des Projektes ab Juli übernehmen wird. Der Stiftungsprofessor beleuchtet an der Hochschule Hof im Rahmen vieler Projekte die fortschreitende Digitalisierung der Wasserwirtschaft, die auch in Bezug auf den Klimawandel von Vorteil sein dürfte: „Die klimatische Veränderung ist bereits heute zum Teil nicht mehr zu stoppen. Darum bedarf es intelligenter und moderner Lösungen, um seine Folgen für die Menschheit so erträglich wie möglich zu machen. Die Digitalisierung schafft Vernetzung und versorgt uns mit vielen und schnellen Informationen, die wir nützen können“, so Prof. Müller-Czygan. So soll der Einbau digitaler Elemente in das Wassermanagement dazu führen, die „Schwammfunktion“ zu einer bestmöglichen Nutzung der Wasserressourcen zu stärken.

Entwicklung dreier konkreter Pilotvorhaben
Das Projekt selbst gliedert sich in zwei Phasen. In Phase eins entwickelt die Hochschule Hof das Konzept der Schwammregion und ermittelt den Bedarf an Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel. Das heimische Kompetenznetzwerk Wasser und Energie e.V., das auch die Projektidee entwickelte, unterstützt die Forschenden beim Aufbau des Netzwerks und bei der Bedarfsermittlung durch die Organisation und Durchführung von Wissenstransfer-Workshops. In der Phase zwei werden dann fünf Projektideen als Pilotvorhaben von Hochschule und ihren Partnern erarbeitet. Drei der Pilotvorhaben sollen so weit entwickelt werden, dass eine Umsetzung im Anschluss an das Projekt SPORE machbar wird.

Förderung
Die für die Realisierung des Forschungsprojektes erforderlichen Fördermittel wurden bei der Wilo Stiftung und bei der Hochschule Hof erfolgreich beantragt. Neben dem Kompetenznetzwerk Wasser und Energie e.V. aus Hof unterstützt auch die Fernwasserversorgung Kronach das Projekt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Günter Müller-Czygan
Ingenieurwissenschaften
Umweltingenieurwesen
Hochschule Hof
Alfons-Goppel-Platz 1
95028 Hof

Fon: +49 (0) 9281 / 409 4683
E-Mail: guenter.mueller-czygan@hof-university.de

Anhang
Die Region Oberfranken als Wasserschwamm

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Weitergeben, was wichtig ist

Sylke Schumann Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin
Leistung und soziales Engagement sind den 46 Deutschlandstipendiat*innen der HWR Berlin gleichermaßen wichtig. Für Stipendiengeber*innen ist es eine Investition für die Gesellschaft und in die Zukunft.

Berlin, 22. Juni 2022 – Nina Schiller wollte beruflich eigentlich in eine ganz andere Richtung gehen. Nach dem Abitur machte sie eine Ausbildung und arbeitete als Rettungssanitäterin. Inzwischen studiert sie International Business Management an der Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin (HWR Berlin). Wenngleich der neuen Deutschlandstipendiatin neben dem Studium nur wenig Freizeit bleibt, sie nutzt diese auch, um sich weiter für andere Menschen einzusetzen.

„Ich habe die Chance und viele Möglichkeiten, aus meinem Leben das zu machen, was ich mir wünsche und vorgenommen habe. Das ist nicht allen Menschen vergönnt, das ist mir bewusst. Deshalb möchte ich etwas weitergeben und bin da für die, die Hilfe brauchen“, sagt die 20-Jährige. Und das tut sie, generationenübergreifend. Sie unterstützt ehrenamtlich den Freunde alter Menschen e. V. und telefoniert mehrmals pro Woche mit einer älteren Dame. Der Verein engagiert sich gegen Einsamkeit und Isolation im Alter. In einem anderen Altersspektrum hilft Nina Schiller im Rahmen des HWR-Buddy-Programms seit zwei Semestern einer Studentin aus der Ukraine, sich in Studium und Alltag besser zurechtzufinden und pflegt außerdem eine Sprachpartnerschaft mit einem amerikanischen Kommilitonen. Davon profitiert auch die Berliner Studentin, nicht nur, weil auf ihrem Studienplan schon bald Auslandssemester an den Partnerhochschulen der HWR Berlin im kalifornischen San Diego und Leeds in England stehen.

Helfen, Netzwerken, Türen öffnen. Neben der finanziellen Unterstützung steht die ideelle ebenso bei den Förderern im Fokus. Seit dem Programmstart im Jahr 2013 hat die HWR Berlin 378 Deutschlandstipendien an Studentinnen und Studenten für ihre Leistungsbereitschaft und ihr gesellschaftliches Engagement neben dem Studium vergeben. Die Ausgezeichneten erhalten monatlich 300 Euro, zur Hälfte finanziert vom Bund und zur Hälfte von Unternehmen, Stiftungen, Vereinen oder privaten Förderern. Die Ausgezeichneten erhalten Wertschätzung und werden Teil eines Netzwerkes aus gegenwärtigen und ehemaligen Stipendiaten und Stipendiatinnen. „Ein Stipendium ist eine Investition in die Zukunft, die jeder einzelnen Stipendiatin und jedem einzelnen Stipendiaten auf dem eigenen Bildungsweg hilft und auch unserer Gesellschaft, die Engagement braucht und Engagement auch würdigt“, sagt Prof. Dr. Andreas Zaby, Präsident der HWR Berlin, zur feierlichen Übergabe im historischen Schöneberger Rathaus.

Ein Gewinn für beide Seiten ist der Kontakt zwischen den Förderern und ihren Stipendiaten und Stipendiatinnen. Die Ziele und der Grundgedanke des Deutschlandstipendiums sowie die soziale Einstellung der studentischen Bewerberinnen und Bewerber decken sich mit dem internationalen Lions-Motto „We Serve“, betonen Vorsitzende Christine Steinmüller und Schatzmeisterin Marieta Frey. Seit 20 Jahren engagieren sich Damen des Lions Club Berlin-Glienicker Brücke für das Allgemeinwohl mit dem Schwerpunkt in der Kinder- und Jugendarbeit. Nun gehören auch drei Deutschlandstipendien an der HWR Berlin zu den vielseitigen Maßnahmen und Aktivitäten. Die erfahrenen Netzwerkerinnen voller Ideen und Tatendrang erleben immer wieder selbst, was möglich wird, wenn Menschen mit gleichen Visionen zusammenkommen und freuen sich auf den Austausch mit ihren Stipendiatinnen, die sie nun unterstützen.

Förderin Jenny Klann kennt das aus eigener Erfahrung, ist Alumna des dualen Studiengangs Bauingenieurwesen der HWR Berlin. Ihr ersparte das Stipendium damals einen Bildungskredit. Das Deutschlandstipendium berücksichtigt neben der Leistung persönliche Lebensumstände und Werdegänge der Bewerber*innen, denen eine finanzielle Unterstützung den erfolgreichen Abschluss ihres Studiums maßgeblich erleichtert. Klann kam auf dem zweiten Bildungsweg zum Studium, hat Durchhaltevermögen bewiesen und hart gearbeitet. Im Anschluss an das nachgeholte Fachabitur machte sie zunächst einen Berufsabschluss und sammelte Praxiserfahrung, ging dann zum Studium und arbeitet jetzt im Technischen Gebäude- und Baumanagement der Europa-Universität Viadrina. „Ohne das Stipendium hätte ich mein Studium wahrscheinlich nicht beenden können“, sagt die Berlinerin rückblickend. „Ich hatte mir damals vorgenommen, jemandem die gleiche Möglichkeit zu geben, sobald ich es mir leisten kann.“ Das kommt Sabrina Menz zugute, die in die Fußstapfen ihrer Förderin tritt, ebenfalls mit Begeisterung Bauingenieurin werden möchte. Die 20-Jährige aus Schwaben ist die Erste in ihrer Familie, die studiert und ist neben der finanziellen Hilfe vor allem dankbar, für den Kontakt zu ihrer neuen Mentorin und dafür, nun Teil des Netzwerks von Deutschlandstipendiaten und -stipendiatinnen zu sein.

Diese Verbindung zwischen fördernden Unternehmen und individuellen Unterstützern und Unterstützerinnen und besonders qualifizierten, engagierten Studierenden, die Verzahnung zwischen Hochschule und Praxis ist eines der Ziele, die das Bundesbildungsministerium mit der vor elf Jahren eingeführten Begabtenförderung verfolgt. Unternehmen nutzen das Deutschlandstipendium als Instrument zur Nachwuchsgewinnung, erhalten Einblicke in Forschung und Wissenschaft, stärken die Region und tragen zur Chancengleichheit in der Bildung bei. Damit sind die jährlich 1 800 Euro pro Deutschlandstipendium gut angelegt bei den Talenten von morgen.

Weitere Informationen zum Deutschlandstipendium an der HWR Berlin
https://www.hwr-berlin.de/kooperationen/unternehmen/deutschlandstipendium/

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

www.hwr-berlin.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Denise Gücker
Deutschlandstipendium@hwr-berlin.de

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Wie können Mikroorganismen unsere Welt retten?

Dr. Gabriele Neumann Stabsstelle Hochschulkommunikation
Philipps-Universität Marburg
Wie können Mikroorganismen unsere Welt retten? Um nichts weniger als Varianten dieser existenziellen Frage geht es bei der Forschung des Zentrums für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO). Die Erforschung großer Fragen verlangt große Leistungen. Dass SYNMIKRO damit aufwarten kann, wurde beim Symposium zum zwölfjährigen Bestehen des Zentrums am 21. und 22. Juni 2022 deutlich. Rund 20 Kurzvorträge gaben einen Einblick in die Breite der Forschung.

Seit 2021 ist der Forschungsneubau von SYNMIKRO auf dem Campus Lahnberge in Betrieb. Unter einem Dach arbeiten dort etwa 250 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Philipps-Universität Marburg (UMR) und des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie (MPI) zusammen. Der Bau bietet moderne Infrastruktur für Forschung und Lehre und gleichzeitig eine gute Umgebung für das Arbeiten miteinander, von modernen Laboren bis zu gut ausgestatteten Seminarräumen und einem begrünten Innenhof als Begegnungsort. Die transdisziplinäre Zusammenarbeit ist auf allen Karriereebenen fruchtbar. So entstehen bei SYNMIKRO zahlreiche Spitzenpublikationen, aber auch erfolgreiche studentische Initiativen. Das Marburger iGEM-Team gewann zum Beispiel schon zweimal die „International Genetically Engineered Machine (iGEM) competition“, einen bedeutenden Wettbewerb für Studierende im Bereich synthetischer Biologie.

In SYNMIKRO werden die vielfältigen Interaktionen von Mikroorganismen mit ihrer Umwelt im molekularen Detail erforscht und neue Möglichkeiten geschaffen, die Fähigkeiten von Mikroorganismen gezielt nutzbar zu machen. Denn Mikroorganismen produzieren und konsumieren klimarelevante Treibhausgase, beeinflussen die Bodenfruchtbarkeit und die Biodiversität. Die Mechanismen, Konsequenzen und Lösungen mikrobieller Umwandlungen von Treibhausgasen stehen vor den aktuellen und künftigen Auswirkungen des Klimawandels besonders im Fokus der Forschung und der Lehre.
Dr. Jan Michael Schuller forscht seit Sommer 2020 bei SYNMIKRO an der Frage, wie Bakterien unter extremen Umweltbedingungen überleben können. Ein Schwerpunkt seiner Forschung ist die Frage, wie Bakterien Wasserstoff oder Licht nutzen können, um das Treibhausgas CO2 zu binden. Wichtige Erkenntnisse im Interesse des Klimaschutzes und für die Entwicklung potenziell wichtiger Zukunftstechnologien. Der Leiter einer Emmy Noether-Arbeitsgruppe und Träger des Heinz Maier-Leibnitz-Preises, sagt: „Ich fühle mich hier zu Hause, weil das Gesamtpaket stimmt. Von den technischen Voraussetzungen für die Forschung bis zu den Kolleginnen und Kollegen. Unter diesen Bedingungen kann man optimale Ergebnisse erzielen – und die Arbeit macht sehr viel Spaß.“

Den Erfolgsfaktor interdisziplinärer Zusammenarbeit und exzellenter technischer Ausstattung betont auch die geschäftsführende Direktorin von SYNMIKRO, Prof. Dr. Anke Becker. „In SYNMIKRO kommen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit unterschiedlichen Erfahrungen und Expertenwissen zusammen. Neben dem geplanten Austausch bei wissenschaftlichen Veranstaltungen sind es gerade die zufälligen Begegnungen auf dem Weg oder in Pausen auf dem Campus und jetzt im neuen SYNMIKRO-Gebäude, die zu spannenden Diskussionen, neuen Ansätzen zur Problemlösung und neuen kreativen Ideen führen.“

„Zwölf Jahre SYNMIKRO haben in Wissenschaft und Lehre, in den Strukturen und in der Zusammenarbeit viel vorangebracht“, so die Hessische Wissenschaftsministerin Angela Dorn. „Hier wird unter einem Dach geforscht, in einem gelebten Geist der Gemeinsamkeit zwischen dem Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie und der Philipps-Universität Marburg. Ermöglicht wurde diese intensive Kooperation durch die Förderung als LOEWE-Zentrum. Die Entwicklung von SYNMIKRO zeigt einmal mehr, dass wir mit Wissenschaft und Forschung den großen Herausforderungen unserer Zeit begegnen. Zum zwölfjährigen Bestehen gratuliere ich herzlich und wünsche weiterhin viel Erfolg und Elan bei der Entwicklung und Umsetzung der innovativen Ideen und bei der bedeutsamen Arbeit.“

Über SYNMIKRO
SYNMIKRO wurde 2010 als LOEWE-Zentrum gegründet und ging nach Ende der LOEWE-Förderung 2019 in die gemeinsame Trägerschaft der Philipps-Universität Marburg (UMR) und dem Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie (MPI) über. SYNMIKRO ist heute ein international weithin sichtbares Zentrum, in dem mehr als 250 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 27 Nationen erfolgreich zusammen forschen und lehren. In den Reihen von SYNMIKRO gibt es zahlreiche Preise und Einzelförderungen, unter anderem drei Heinz Maier-Leibnitz-Preise, neun ERC Grants und fünf DFG Emmy Noether Gruppen.
Seit 2019 hat SYNMIKRO knapp 29 Millionen Euro an Drittmitteln eingeworben. In den zehn Jahren zuvor wurden neben der LOEWE-Förderung weitere 46 Millionen Euro an zusätzlichen Drittmitteln eingeworben.
Seit der Gründung hat SYNMIKRO 210 Promovierende zum Abschluss geführt (Stichtag 31.12.2020), davon 89 Frauen.

Weitere Informationen:
http://www.uni-marburg.de/synmikro

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KI im Unternehmen – Führungskräfte brauchen neue Kompetenzen

Christine Molketin Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
ifaa – Institut für angewandte Arbeitswissenschaft
„Künstliche Intelligenz (KI) wird in den Medien oft sehr stark diskutiert. Bei Beschäftigten entsteht oft die Angst, durch Technologien ersetzt zu werden oder gar ihren Arbeitsplatz zu verlieren“, so Yannick Peifer, wissenschaftlicher Experte des ifaa – Institut für angewandte Arbeitswissenschaft. „KI dient eher als Unterstützung. Bei der Einführung und dem Einsatz von KI steht immer noch der Mensch im Mittelpunkt. Führungskräfte haben im Prozess eine große Verantwortung und besondere Rolle u. a. bei der Aufklärung und Anwendung. Diese Rolle haben wir im Rahmen des Forschungsprojektes humAIn work lab empirisch untersucht.“

Im Kern lässt sich sagen: Führungskräfte stehen sehr unterschiedlichen Anforderungen gegenüber. Sie benötigen zur Bewältigung vor allem Fach-, Methoden- und Führungskompetenzen mit Fokus auf Moderation und Coaching. Genaueres zum Projekt: https://www.arbeitswissenschaft.net/forschung-projekte/humain-work-lab/.
Welche Kompetenzen sind bei Führungskräften gefragt?

Fachkompetenzen:
– Die Führungskraft besitzt ein umfassendes Verständnis von KI und kennt die Bedeutung von Daten.
– Die Führungskraft besitzt umfangreiches Wissen über die Arbeitsprozesse, welche durch KI unterstützt werden sollen.
– Die Führungskraft besitzt ausreichend informationstechnologische Kompetenzen und kann die Zusammenhänge zur KI erklären.

Methodenkompetenzen:
– Die Führungskraft kann der benötigte Begleiter und Coach der Beschäftigten bei der KI-Einführung sein und diesen Veränderungsprozess erfolgreich gestalten.
– Die Führungskraft besitzt ausreichend Moderationsfähigkeiten.

Führungskompetenz: Moderation und Coaching
– Die Führungskraft agiert als Moderator im ganzen Veränderungsprozess, indem sie alle Beteiligten umfangreich einbindet und ihre individuellen Erfahrungen berücksichtigt.
– Mitarbeitende besitzen im Rahmen unterschiedlicher Formate die Möglichkeit, an der KI-Einführung teilzunehmen (Workshops, Einzelgespräche etc.).
– Die Führungskraft analysiert die Erwartungen der Mitarbeitenden an den Einsatz der KI-Anwendung.

Wo müssen Führungskräfte hinschauen?
Die Einführung von KI geht mit erheblichen und dabei sehr unterschiedlichen Anforderungen an Führungskräfte einher. Im Zentrum stehen die Handlungsfelder: Gestaltung des Einführungsprozesses, Auswirkungen auf die Beschäftigungen, Prozessauswirkungen, KI-Kompetenzentwicklung, KI-Qualifizierung, Führungssituation, Unternehmenskultur, Mensch-KI-Interaktion
Im Rahmen von humAIn work lab entwickelt das ifaa Empfehlungen, wie diese Anforderungen zu bewältigen sind.

Veränderung der Arbeit
In der Gesamtheit sind bereits heute starke Veränderungen zu erkennen, welche die Arbeit einer Führungskraft betreffen. „Führungskräfte nehmen bei der Einführung von KI unterschiedliche Rollen ein. Sie sind Multiplikatoren, Begleiter der Beschäftigten im Veränderungsprozess aber oftmals auch Projektverantwortliche. Auf Grund der Komplexität des Themas bedarf es praxisnaher Handlungsempfehlungen. Wir wollen Führungskräften wirksame Instrumente zur Verfügung stellen“, so Peifer.

Das Projekt
Das Projekt humAIn work (Laufzeit: 07.09.2020 bis 06.09.2023) wird im Rahmen der INQA Förderrichtlinie „Zukunftsfähige Unternehmen und Verwaltungen im digitalen Wandel (EXPKI)“ durch das Bundesministerium für Arbeit und Soziales (BMAS) unter dem Dach der Initiative Neue Qualität der Arbeit (INQA) gefördert. Unter Federführung des Instituts für Sozialwissenschaftliche Forschung e.V. (ISF) München beteiligen sich das ifaa – Institut für angewandte Arbeitswissenschaft, INPUT Consulting gGmbH, IBM Deutschland GmbH, Deutsche Telekom Service GmbH, MICARAA GmbH, Atruvia AG und die Bundesvereinigung der Deutschen Arbeitgeberverbände (BDA) sowie ver.di – Vereinte Dienstleistungsgewerkschaft an dem Projekt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Yannick Peifer, M. Sc., B. Eng.
ifaa – Institut für angewandte Arbeitswissenschaft e. V.
Tel.: 0211 / 542263-22
E-Mail: y.peifer@ifaa-mail.de

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Wie künstliche Gehirne die Robotik der Zukunft prägen könnten

Matthias Fejes Pressestelle und Crossmedia-Redaktion
Technische Universität Chemnitz
In der neuen Folge des Forschungspodcast „TUCscicast“ spricht Prof. Dr. Florian Gunter Röhrbein von der TU Chemnitz über das Human Brain Project und die Entwicklung Künstlicher Intelligenz

Forschung und Entwicklung in den Bereichen „Deep Learning“, „Quanten-Computing“ und „Künstliche Intelligenz“ gehen rasant voran und werden schon bald ganz neue Möglichkeiten für den Einsatz von unter anderem Robotern und weiteren interaktiven Technologien ermöglichen. Auch die Technische Universität Chemnitz forscht intensiv an dieser Schnittstelle der Mensch-Technik-Interaktion, unter anderem im Rahmen ihrer Kernkompetenz „Mensch und Technik“ sowie im Sonderforschungsbereich „Hybrid Societies“. Mit der Berufung von Prof. Dr. Florian Gunter Röhrbein an die TU Chemnitz ergibt sich ein weiteres Forschungsfeld im Bereich der Neurorobotik.

In der aktuellen Folge des Wissenschaftspodcast „TUCscicast“ der TU Chemnitz spricht Röhrbein, Inhaber der Professur Neurorobotik an der TU Chemnitz, über den aktuellen Forschungsstand in diesem Bereich sowie technologische Entwicklungslinien. Darüber hinaus spricht er über die Ziele des Human Brain Project, in dem im Auftrag der Europäischen Kommission der Wissensstand über das menschliche Gehirn zusammengefasst und in Computermodelle übertragen werden soll. Röhrbein ist selbst auch Forscher in dem Projekt, an dem über 150 Forschungseinrichtungen überwiegend aus Europa beteiligt sind.

Der Podcast kann auf verschiedenen Wegen gehört werden:
– im Web-Player der TU Chemnitz,
– in jeder Podcast-App über unseren RSS-Feed,
– auf Spotify, Deezer und Apple Podcast.

Hintergrund: TUCscicast – Forschung, die ins Ohr geht
Die TU Chemnitz präsentiert seit 2018 im Podcast „TUCscicast“ aktuelle Forschung an der TU Chemnitz. Zu Wort kommen Forscherinnen und Forscher, die im Gespräch über ihre Arbeit und ihre Erkenntnisse berichten. Die Themen sind dabei ebenso vielfältig wie die Wissensgebiete der Interviewten und decken das gesamte Spektrum von Forschung und Lehre an der Universität ab, wobei der Fokus auf aktuellen Themen und Entwicklungen in Wissenschaft, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft liegt.

Es liegen aktuell drei Staffeln des „TUCscicast“ mit jeweils zehn Episoden sowie ein „Special“ zu Schwerpunkten des Sonderforschungsbereichs „Hybrid Societies“ der TU Chemnitz vor.

Produziert werden die Folgen von „Die Podcastproduzenten“ der BEBE Medien GmbH, die auch den Online-Radiosender „detektor.fm“ betreibt. Ausführender Redakteur ist Pascal Anselmi. Die Produktion an der TU Chemnitz übernehmen Dr. Andreas Bischof und Matthias Fejes.

Die Hörerinnen und Hörer sind herzlich dazu eingeladen, ihre Anmerkungen und Anregungen für die inhaltliche Gestaltung der Audio-Reihe an tucscicast@tu-chemnitz.de zu richten.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Florian Gunter Röhrbein, Professur Neurorobotik der TU Chemnitz, Tel.
+49 371 531-37498, E-Mail florian.roehrbein@informatik.tu-chemnitz.de

Weitere Informationen:
https://www.tu-chemnitz.de/tu/pressestelle/tucscicast.php#s4

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Auf der Spur der lebensbedrohlichen und lebensverkürzenden Krankheiten

Kathrin Anna Kirstein Kommunikation, Marketing und Veranstaltungsmanagement
Humboldt-Universität zu Berlin
In einer empirischen Studie wird erstmals die Häufigkeit der diagnostizierten lebensbedrohlichen und lebensverkürzenden Erkrankungen bei Kindern und Jugendlichen in Deutschland erhoben

Wie viele Kinder und Jugendliche in Deutschland sind von lebensbedrohlichen und lebensverkürzenden Erkrankungen betroffen? Um dies zu berechnen, wurde bisher auf Studienergebnisse aus Großbritannien zurückgegriffen und diese auf Deutschland übertragen. Prof. Dr. Sven Jennessen und Dr. Nadja Melina Burgio vom Institut für Rehabilitationswissenschaften der Humboldt-Universität zu Berlin haben nun erstmals eine Studie dazu durchgeführt: Sie erhoben Daten zur Häufigkeit von Diagnosen lebensbedrohlicher und lebensverkürzender Erkrankungen bei Kindern und Jugendlichen im Alter bis 19 Jahren in Deutschland. Hierfür arbeiteten sie mit dem Spitzenverband Bund der Krankenkassen (GKV-Spitzenverband) und dem Institut für angewandte Gesundheitsforschung Berlin GmbH (InGef) zusammen. Die Studie entstand im Projekt „PraeKids“ in Kooperation mit der Stiftung des Kinderhospizes Regenbogenland in Düsseldorf, welche das Projekt maßgeblich gefördert hat.

Grundlage der Studie sind Behandlungsdiagnosen, die in den Abrechnungsdaten der Krankenkassen dokumentiert sind. Um diese auszuwerten, griffen die Wissenschaftler:innen auf sogenannte ICD-10-Kodierungen zurück, die der amtlichen Klassifikation für Diagnosen dienen. Gemeinsam mit Palliativmediziner:innen der Kinder- und Jugendmedizin erarbeiteten sie eine Liste an Kodierungen, anhand derer sie die Prävalenz bestimmten, also die Häufigkeit der diagnostizierten lebensbedrohlichen und lebensverkürzenden Erkrankungen.

Für das Jahr 2019 bewegt sich diese Prävalenz zwischen 354.748 (InGef) und 402.058 (GKV) Betroffenen. Berücksichtigt man zusätzlich die Code-Liste, die in den Studien in Großbritannien angewandt und im Zuge der Studie aktualisiert wurde, erweitern sich diese Zahlen auf einen Bereich zwischen 319.948 und 402.058 betroffenen Kindern und Jugendlichen.

Die nun mittels einer Studie erhobene Prävalenz der diagnostizierten lebensbedrohlichen und lebensverkürzenden Erkrankungen stellt eine wichtige Grundlage für weitere Untersuchungen wie die Erhebung gesundheitsbezogener Versorgungs- und Begleitungsangebote in Deutschland dar. Weitere Studien sind notwendig, um das Versorgungsangebot mit dem Versorgungsbedarf betroffener Kinder, Jugendlicher sowie deren Familien zu vergleichen und daraufhin konkrete Handlungsempfehlungen für die Gestaltung gesundheitsbezogener Versorgungs- und Begleitungsangebote zu erarbeiten, beispielsweise im Hospiz- und Palliativbereich.

Zum Forschungsbericht des Projekts „PraeKids”: https://edoc.hu-berlin.de/handle/18452/25451

Kontakt
Prof. Dr. Sven Jennessen
Leiter der Abteilung Pädagogik bei Beeinträchtigungen der körperlich-motorischen Entwicklung
Institut für Rehabilitationswissenschaften
Humboldt-Universität zu Berlin
E-Mail: sven.jennessen@hu-berlin.de

Dr. Nadja Melina Burgio
wissenschaftliche Mitarbeiterin
Institut für Rehabilitationswissenschaften
Humboldt-Universität zu Berlin
E-Mail: nadja.burgio@hu-berlin.de

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Wie Algen aus Abwässern zu Dünger werden

Jörg Heeren Medien und News
Universität Bielefeld
Bielefelder Forschende errichten Testanlage am Klärwerk in Lichtenau

Wenn Landwirt*innen ihre Felder düngen, versickert ein Teil des Düngemittels im Boden. Das belastet nicht nur das Grundwasser, auch wichtige Nährstoffe gehen verloren. Forschende der Universität Bielefeld und des Forschungszentrums Jülich untersuchen, wie sich diese Nährstoffe mit der Hilfe von Mikroalgen in den Düngekreislauf zurückführen lassen: Die mikroskopisch kleinen Algen nutzen Nährstoffreste in Abwässern, um zu wachsen – und können so selbst als Düngemittel verwendet werden.

Gemeinsam mit den Stadtwerken Lichtenau haben die Wissenschaftler*innen eine Testanlage zur Algenproduktion an einer Kläranlage in Lichtenau aufgebaut. Das Land NRW fördert das Projekt BiNäA mit rund 413.000 Euro. Medienvertreter*innen sind eingeladen, die Testanlage am 23. Juni bei einem Pressetermin zu besichtigen.

„Die Idee unseres Projekts ist, mithilfe von Algen ein Kreislaufsystem zu errichten“, sagt Professor Dr. Olaf Kruse, wissenschaftlicher Direktor am Zentrum für Biotechnologie (CeBiTec) der Universität Bielefeld. Er leitet die Arbeitsgruppe Algenbiotechnologie und Bioenergie und koordiniert BiNäA. „Wir versuchen, wichtige Nährstoffe zu recyceln und sie am Ende wieder als Düngemittel zu benutzen.“ BiNäA steht für „Biologischer Nährstofftransfer durch Mikroalgen“.

Pflanzen benötigen Nährstoffe wie Phosphor, Stickstoff und Kalium. Diese Elemente sind daher zentrale Bestandteile von Dünger. Weil aber ein Teil des Düngemittels im Boden versickert, gehen auch Nährstoffe verloren. „Es gibt zum Beispiel nur ein begrenztes Vorkommen an Phosphor. Bei solchen Stoffen ist es wichtig, möglichst nachhaltig mit ihnen umzugehen“, sagt Kruse. Auch Stickstoff ist ein Problem: Der Anteil, den die Pflanzen nicht verbrauchen, gelangt als Nitrat in das Grundwasser. Das kann negative Folgen für die Trinkwasserversorgung haben.

Mikroalgen lassen sich mit Nährstoffen anreichern
Algen sind in der Lage, Phosphor, Stickstoff und Kalium aus Abwässern zu verwerten. „Algen nutzen diese Stoffe, um zu wachsen – und das auf sehr nachhaltige Art und Weise: Sie brauchen außer einigen Mineralien nichts weiter als Sonnenlicht und Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre“, sagt Kruse. Im BiNäA-Projekt versuchen die Wissenschaftler*innen, Mikroalgen, die bereits im Abwasser vorhanden sind, möglichst effizient zu vermehren und mit Nährstoffen anzureichern. Die so gewonnene Algen-Biomasse lässt sich trocknen und als Düngemittel verwenden.

Ein besonderer Fokus des Projekts liegt auf der Nährstoffgewinnung aus Klärwasser: Abwasser, das die Reinigungsstufen der Kläranlage schon durchlaufen hat und wieder zurück in den natürlichen Wasserkreislauf geleitet werden soll. Dieses Wasser enthält noch sehr viel Phosphor und Stickstoff. Zusammen mit den Stadtwerken Lichtenau haben die Wissenschaftler*innen eine Versuchsanlage neben der Kläranlage Altenautal in Lichtenau aufgebaut.

Algen helfen dabei, Abwasser besser zu filtern
In der Versuchsanlage wird das nährstoffreiche Wasser über eine geneigte Reaktorfläche geleitet, auf der dann ein natürlicher Algenteppich heranwächst. Die Algen binden Kohlendioxid aus der Luft und führen dem Wasser Sauerstoff zu. Somit produziert die Anlage nicht nur Algen, die Landwirt*innen als Düngemittel verwenden können, sondern hilft auch dabei, das Abwasser zu filtern und die Wasserqualität zu verbessern.

„Wir sind immer daran interessiert, unsere Kläranlagen zu optimieren. Für die Zukunft können sich so neue Möglichkeiten der biologischen Abwasserreinigung ergeben“, sagt Henning Suchanek, der technische Betriebsleiter Abwasserversorgung bei den Stadtwerken Lichtenau. „Der Nährstofftransfer aus den städtischen Abwässern in die Landwirtschaft ist gerade im ländlichen Bereich wichtig.“ Die Stadtwerke Lichtenau haben die Testanlage angeschafft und kümmern sich um Wartungs- und Reparaturarbeiten. Solche Systeme zur Wasseraufreinigung mittels Algenteppich gibt es bereits weltweit, oft werden sie als Algal Turf Scrubber (ATS, Algenteppichsysteme) bezeichnet.

Algendünger oft besser als Mineraldünger
Von Anfang an waren Wissenschaftler*innen des Forschungszentrums Jülich (FZJ) an dem Projekt BiNäA beteiligt. Sie unterstützen neben der Planung und dem Aufbau bei der Analyse von Algen-Biomasse und Nutzungskonzepten. „Wir forschen seit mehreren Jahren zum algenbasierten Nährstofftransfer vom Abwasser zur Kulturpflanze“, sagt Dr.-Ing. Diana Reinecke-Levi vom Bereich Pflanzenwissenschaften am Institut für Bio- und Geowissenschaften (IGB-2). „Unsere ATS-Anlagen zeichnen sich durch ihre einfache Handhabung, stabile Kultivierung, und geringere Kosten aus. Das macht sie für die dezentrale Abwasseraufbereitung und regionale Landwirtschaft so attraktiv.“

Mit der Versuchsanlage in Lichtenau prüfen und optimieren die Forschenden im Projekt das Verfahren zur Nährstoffgewinnung. Die Biotechnolog*innen vom Bielefelder CeBiTec untersuchen etwa, welche Algenarten dort heranwachsen und wie hoch der Anteil an Phosphor und Stickstoff ist. Wie der entstandene Algendünger im Vergleich abschneidet, testen die Wissenschaftler*innen am Jülicher IBG-2 derzeit an Weizenpflanzen. Erste Ergebnisse zeigen: Der Algendünger funktioniert – und zwar mindestens so gut wie herkömmlicher Mineraldünger, oft sogar besser. Darüber hinaus befasst sich das Projekt auch mit der Nachhaltigkeit des Algendüngers und erforscht, ob von ihm Risiken für Mensch und Umwelt ausgehen.

Enge Zusammenarbeit mit lokalen Akteur*innen
Eine Besonderheit des BiNäA-Projekts ist die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftler*innen und lokalen Akteur*innen. Neben den Stadtwerken Lichtenau sind mehrere Landwirte aus Ostwestfalen-Lippe als Projektpartner eingebunden. In einer weiteren Versuchsanlage wird das Verfahren für Abwässer getestet, die in landwirtschaftlichen Betrieben entstehen. „Das Ziel ist, ein möglichst einfaches und robustes Verfahren zu entwickeln, das die Rückgewinnung von Nährstoffen auf einer regionalen Ebene ermöglicht. Kommunen können so ihre eigenen Düngemittel produzieren“, sagt Kruse. Das Landesamt für Natur, Umwelt, und Verbraucherschutz NRW fördert BiNäA im Rahmen der Europäischen Innovationspartnerschaft EIP-Agrar. Das Projekt ist im März 2020 gestartet und läuft noch bis Dezember 2022.

Medienvertreter*innen können sich die Versuchsanlage in Lichtenau bei einem Pressetermin genauer anschauen. Es werden sowohl Wissenschaftler*innen der Universität Bielefeld und des Forschungszentrums Jülich vor Ort sein, als auch Vertreter aus der Landwirtschaft und von den Stadtwerke Lichtenau. Um Anmeldung per E-Mail bis zum 22. Juni an olaf.kruse@uni-bielefeld.de wird gebeten.

Der Pressetermin in Kürze:
Datum: Donnerstag, 23. Juni, 11 Uhr
Ort: Kläranlage Altenautal der Stadtwerke Lichtenau, Ettelner Straße, 33165 Lichtenau

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Olaf Kruse, Universität Bielefeld
Fakultät für Biologie
Telefon: 0521 106-12258
E-Mail: olaf.kruse@uni-bielefeld.de

Henning Suchanek, Stadtwerke Lichtenau GmbH
Abwasserentsorgung
Telefon: 05295 8070
E-Mail: suchanek@stadtwerke-lichtenau.de

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Hochwasserschutz für Mensch und Natur

Judith Jördens Senckenberg Pressestelle
Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen
Mitte Juli jährt sich zum ersten Mal das katastrophale „Ahrtal-Hochwasser“, das in Westdeutschland mehr als 180 Menschen das Leben kostete sowie Schäden in Höhe von 29,2 Milliarden Euro verursachte. Wie ein kluger Hochwasserschutz der Zukunft aussehen sollte und welche Vorteile insbesondere „naturbasierte Lösungen“ bieten, haben deutsche Wissenschaftler*innen unter Federführung der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung (SGN) in einer Handlungsempfehlung zusammengefasst. Der „Policy Brief“ rät zu einem kombinierten Hochwasserschutz unter Einbeziehung der von der EU geforderten Erhöhung der Schutzgebietsflächen von aktuell 10 auf 30 Prozent.

Bei einem Wasserstand von 5,75 Metern brach am 14. Juli 2021 die Datenübermittlung des Pegels Altenahr an das zuständige Landesamt ab – Wassermassen hatten die Messstation mit sich gerissen. Modellierungen zeigen, dass das Ahrwasser einen Pegelstand von bis zu sieben Metern erreichte – im Normalfall liegt er in diesem Flussabschnitt unter einem Meter. „Hochwasser sind grundsätzlich natürliche Ereignisse, die in unseren Flusslandschaften über Jahrtausende eine einzigartige Biodiversität sowie widerstandsfähige Ökosysteme mit mannigfaltigen Leistungen geschaffen haben“, erklärt Senckenberg-Wissenschaftler Dr. Phillip Haubrock und fährt fort: „In den vergangenen Jahrzehnten sind die Frequenz, die Höhe und das Risiko von Hochwassern durch massive Eingriffe des Menschen wie Flussbegradigung, Abtrennung und Bebauung der Auen, Entwaldung, Bodenversiegelung und Drainage deutlich gestiegen. Mit dem Klimawandel verstärkt sich die Hochwassergefahr zusätzlich. Die Katastrophe im letzten Sommer hat uns dies unverkennbar vor Augen geführt.“

Überschwemmungen zählen weltweit zu den häufigsten und größten aller Naturgefahren: Zwischen 1994 und 2013 waren 43 Prozent aller registrierten Naturkatastrophen Hochwasser und betrafen fast 2,5 Milliarden Menschen. Im 20. Jahrhundert forderten Überschwemmungen von Flüssen etwa 7 Millionen Todesopfer. Weltweit wird der jährliche Schaden auf 104 Milliarden US-Dollar geschätzt. „Diese Zahlen zeigen die Grenzen eines vorwiegend technisch orientierten und dabei häufig nicht nachhaltigen Hochwasserschutzes, denn dieser verlagert das Risiko nur örtlich und schadet der Umwelt“, sagt Mitautorin Prof. Dr. Sonja Jähnig vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). Dringend notwendig sei daher ein umfassendes und integriertes Risikomanagement von Land und Wasser, das den Flüssen und ihren Auen mehr Raum gibt, die natürliche Speicherkapazität der Landschaft erhöht und damit auch naturnahe Lebensräume für mehr Artenvielfalt schafft.

Als Lösung schlägt das Forscher*innen-Team von Senckenberg, dem IGB, dem Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ und der Universitäten Duisburg-Essen, Kiel, Frankfurt, Osnabrück sowie der Technischen Hochschule Aachen in einem gemeinsamen „Policy Brief“ einen kombinierten Hochwasserschutz vor. Anstatt rein auf bauliche Maßnahmen wie Deiche oder künstliche Rückhaltebecken zu setzen, sollten verstärkt „naturbasierte Lösungen“ (NbS) zum Einsatz kommen, indem zum Beispiel Flüsse, Auen, Feuchtgebiete und Wälder renaturiert oder Flächen entsiegelt werden. Solche naturbasierten Lösungen erhöhen den Wasserrückhalt in der Landschaft und somit auch die Resilienz gegenüber Hochwasserereignissen. Ein wesentliches Ziel sei es, einen möglichst großen Anteil des Niederschlages am Ort des Auftretens versickern zu lassen oder dort zurückzuhalten. „Eine Erhöhung des Waldanteils kann zum Beispiel helfen, wenigstens einige Hochwasser abzumildern“, sagt Prof. Dr. Dörthe Tetzlaff vom IGB, die ebenfalls am „Policy Brief“ mitgewirkt hat. Neben dem Einsatz naturbasierter Lösungen fordern die Wissenschaftler*innen auch eine verstärkte Ausweisung von Überschwemmungsflächen bei der Erhöhung der Schutzgebietsfläche von derzeitigen 10 auf 30 Prozent, wie sie in der EU-Biodiversitätsstrategie für 2030 vorgesehen ist. Dies fördere die biologische Vielfalt und schütze zugleich die Menschen.

„Durch den globalen Klimawandel werden sich die Häufigkeit und Intensität von Starkniederschlägen weiter verstärken – die Folge sind weitere Überschwemmungen und Katastrophen. Wir brauchen ein grundlegendes Umdenken im Hochwasserschutz, in welchem naturbasierte Lösungen ein essenzielles Segment darstellen. Ein kombinierter Hochwasserschutz, der sowohl technische als auch naturbasierte Maßnahmen beinhaltet, befördert Ökosystemleistungen und die einzigartige biologische Vielfalt von Flusslandschaften und verbindet somit den Schutz von Mensch und Natur! Die Renaturierung von Flüssen und ihren angrenzenden Auenflächen, die Wiedervernässung von Mooren und die Umgestaltung des deutschen Forsts in einen vielfältigen Wald müssen mit Nachdruck vorangetrieben werden. Wir müssen mit und dürfen nicht gegen die Natur handeln“, schließt Senckenberg-Generaldirektor und Gewässerökologe Prof. Dr. Klement Tockner.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Phillip J. Haubrock
Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt
Tel. 06051- 61954 3125
phillip.haubrock@senckenberg.de

Weitere Informationen:
https://sgn.one/h3h Policy Brief

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„Bürger messen ihre Bäche selbst“ – Umwelt-Campus Birkenfeld unterstützt DRK – Modellprojekt an der Kyll

Tanja Loch-Horn Referat für Öffentlichkeitsarbeit Umwelt-Campus
Hochschule Trier
Am 14./15. Juli 2021 hat die Flutkatastrophe die Menschen an der Kyll überrascht und ihr Leben nachhaltig verändert. Um sie angesichts der zunehmenden Wahrscheinlichkeit von Starkregen und Hochwasser zu stärken, haben der Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier, der DRK-Kreisverband Vulkaneifel und engagierte Bürger*innen zusammen ein Selbsthilfeprojekt geplant und Anfang Mai 2022 umgesetzt. Seit einem Monat messen die Bewohner in Jünkerath nun selbst den Pegel der Kyll.

Vor fast einem Jahr wurde der Lebensraum und die Existenzgrundlage vieler Bürgerinnen und Bürger in der Vulkaneifel in Folge eines Unwetters und des dadurch ausgelösten Hochwassers nachhaltig beschädigt oder zerstört. Das wirkt immer noch nach: Bei jedem starken Regen mit Unwetter sind die Menschen im Alarmzustand, schlimme Erinnerungen kommen in ihnen hoch. In der Beratung der DRK-Hochwasserhilfe berichteten die Menschen immer wieder: „Ich höre den Regen ganz anders als früher, viel lauter, ich habe Angst“.

Wissenschaftliche Studien warnen
Die Studie der World Weather Attribution (WWA) zum Starkregen in Westeuropa im Juli 2021 kommt zu dem Schluss, dass die Wahrscheinlichkeit für solche extremen Regenfälle sich durch den bisherigen menschengemachten Temperaturanstieg um das 1,2 bis 9-Fache erhöht hat. Maarten van Aalst, Leiter des Klimazentrums des Internationalen Roten Kreuzes in Den Haag sagte im Deutschlandfunk: „Die Ergebnisse unserer Studie zeigen, dass es immer wichtiger wird, auch solche extremen und sehr seltenen Ereignisse zu berücksichtigen. Denn durch den Klimawandel werden sie künftig wahrscheinlicher.“ In diesem Kontext arbeiten auch Forschende am Umwelt-Campus z. B. im BMBF Projekt FLOREST an wissenschaftlichen Lösungen zur Beherrschung der Klimafolgen. Aber auch die Bürgerinnen und Bürger vor Ort können sich im Rahmen von Bürgerwissenschaften (Citizen-Science) aktiv an den Forschungen beteiligen.

Selbst die Bäche in der Vulkaneifel beobachten
Hochwasservorhersage und frühzeitige Warnungen ermöglichen rechtzeitige Schutzmaßnahmen und werden überlebenswichtig. Das aktuelle Messnetz überwacht allerdings nur die Pegelstände der großen Flüsse. Bei lokalen Starkregenereignissen sind es aber auch die kleinen Fließgewässer in der Nähe, die über die Ufer treten und Schaden anrichten. Vor diesem Hintergrund leistet das Projekt „Bürger messen ihre Bäche selbst“ einen wichtigen Beitrag zur Steigerung der Resilienz jedes Einzelnen und der Gemeinschaft.

Intelligente Technik zum Internet der Dinge (IoT) startet in Jünkerath
Mit einer von der IoT2-Werkstatt am Umwelt-Campus Birkenfeld (UCB) entwickelten Technik können die Menschen selbst tätig werden und den Bach in Nähe von Haus und Hof per Messstation überwachen. Dazu wurde ein Pegelsystem am Oberlauf der Kyll in Jünkerath eingerichtet. Gemessen wird mit einem Ultraschallsensor, der oberhalb der Wasseroberfläche an der Brücke befestigt ist und seine Informationen in das Internet sendet. Mit der Citizen-Science-Box wurde ein neuartiges Gerät mit wasserdichtem Gehäuse und einer autarken Energieversorgung entwickelt, welches sich per grafischer Tools fast spielerisch programmieren lässt. Professor Dr. Klaus-Uwe Gollmer vom Umwelt-Campus Birkenfeld zu dem von ihm mitentwickelten Projekt: „Der Pegel an der Glaadter Brücke ist ein tolles Beispiel für Hilfe zur Selbsthilfe und wurde in Kooperation des DRK Vulkaneifel, der IoT2-Werkstatt am UCB und engagierten Bürgern realisiert. Hier zeigt sich, wie wichtig MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) schon in der Schule für unsere Gesellschaft ist.“

Unterstützung von BBS Gerolstein und DRK Vulkaneifel
Viele Beteiligte arbeiten Hand in Hand: Die Kommunen gaben die Erlaubnis, das System in ihrer Infrastruktur zu montieren, das DRK-Reparatur-Café wartet die Technik, der Umwelt-Campus Birkenfeld und Ehrenamtliche vor Ort werten die Daten aus und stellen diese den Anliegern zur Verfügung. In Zukunft sollen auch die Schülerinnen und Schüler der Berufsbildenden Schule Vulkaneifel in den Bau weiterer Geräte einbezogen werden. So lernen sie im Unterricht, wie IoT und Algorithmen funktionieren und wie MINT uns bei der Beherrschung der Klimafolgen unterstützen kann. Trockene Theorie wird dabei anfassbar konkret und vermittelt den jungen Menschen das Gefühl, die Zukunft selbst gestalten zu können. Manfred Wientgen ist als Projektverantwortlicher des DRK-Kreisverbandes Vulkaneifel überzeugt vom Nutzen der eigenverantwortlichen Messungen: „Aus vielen Gesprächen mit Flutopfern weiß ich, dass es von großer Bedeutung ist, etwas tun zu können und das Projekt Hochwassernetzwerk ermöglicht den Menschen, durch eigene Messungen aktiv zu werden. Der erste Monat hat gezeigt, dass wir neben wichtigen Daten auch das Gefühl vermitteln konnten, den Ereignissen nicht hilflos ausgeliefert zu sein, sondern selbst das Wetter und mögliche Gefahren im Blick zu behalten.“
Die Pegelmessung und viele weitere spannende Forschungsprojekte können am Tag der offenen Tür (25.06.22) am Umwelt-Campus besichtigt werden.

Hintergrund
Der Umwelt-Campus Birkenfeld ist Teil der Hochschule Trier und bündelt Forschung und Lehre zu MINT-Themen mit Fokus auf Digitalisierung und Nachhaltigkeit. Hier arbeiten Studierende der Informatik und der Ingenieurwissenschaften gemeinsam mit den Lehrenden an der Lösung drängender gesellschaftlicher Fragestellungen. Der Umwelt-Campus belegt im internationalen Wettbewerb GreenMetric Platz 6 von über 900 Hochschulen und Universitäten und ist damit Deutschlands nachhaltigster Hochschulstandort.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Klaus-Uwe Gollmer | k.gollmer@umwelt-campus.de | 06782/17-1223

www.umwelt-campus.de

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Urbanen Wetterextremen begegnen: Vorhaben AMAREX erforscht, wie Städte im Umgang mit Regenwasser besser werden können

Julia Reichelt Universitätskommunikation
Technische Universität Kaiserslautern
Wetterextreme und ihre Folgen für die Menschen und ihr Lebensumfeld sind insbesondere in Städten spürbar. Versiegelte und dicht bebaute Flächen lassen bei Starkregen die Wassermassen nicht versickern und heizen sich im Sommer überproportional auf. Zudem schädigen längere Dürreperioden die urbane Vegetation, die im gesunden Zustand ausgleichend auf das Stadtklima wirkt. Deswegen arbeitet das Verbundvorhaben AMAREX (Anpassung des Managements von Regenwasser an Extremereignisse) jetzt an wissenschaftlichen Beiträgen, um die Folgen solcher Wetterextreme abzumildern. Forschende der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) sind im Projektkonsortium federführend.

„Im Zuge des Klimawandels werden sowohl Häufigkeit als auch Intensität von Wetterextremen wie Starkregen und Dürreperioden zunehmen – davon geht die Wissenschaft aus“, verdeutlicht Prof. Dr.-Ing. Ulrich Dittmer, der an der TUK das Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft leitet, die Relevanz des Verbundvorhabens. „Im Rahmen von AMAREX widmen wir uns den Beiträgen, die das städtische Regenwassermanagement zur Starkregen- und Dürrevorsorge leisten kann.

Mit unserer Forschung wollen wir insbesondere Antworten auf zwei zentrale Fragen liefern: Wie können Anlagen der Regenwasserbewirtschaftung (RWB) erweitert bzw. modifiziert werden, um Städte besser an Wetterextreme anzupassen? Wie lassen sich Umsetzungspotenziale und erreichbare Effekte im Bestand und bei Neuplanungen quantifizieren?“ Dabei hat das Projektkonsortium das gesamte blau-grüne System aus RWB-Anlagen, urbanen Grünflächen und städtischer Vegetation im Blick.

Das Projekt umfasst mehrere Teilaufgaben: Forschende der TUK untersuchen in Kooperation mit den Berliner Wasserbetrieben (BWB) Lösungen für die Überflutungsvorsorge und deren Effekte in Berliner Pilotgebieten. Dabei geht es ebenso um dezentrale Maßnahmen des Regenwasserrückhalts (z.B. auf Gründächern oder in Mulden wie den vorübergehenden Einstau von öffentlichen Freiflächen zum Schutz vor Überflutungsschäden. In einem weiteren Arbeitspaket erforscht die Universität Stuttgart zusammen mit den Stadtentwässerungsbetrieben Köln (StEB Köln) und der HELIX Pflanzensysteme GmbH das Potenzial der Regenwasserspeicherung zur Trockenheits- und Hitzevorsorge am Beispiel der Stadt Köln. Das Kompetenzzentrum Wasser Berlin überprüft anhand eines detaillierten Wasserhaushaltsmodells von Berlin, inwiefern die lokale Wasserbilanz sich als Indikator für die erfolgreiche Adaption an Wasserextreme im urbanen Raum eignet. Das Ecologic Institute entwickelt Methoden zur Bewertung sozialer, ökologischer und wirtschaftlicher Wirkungen von blau-grünen Infrastrukturen.

Der kontinuierliche Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis, koordiniert von den Projektpartnern BWB und StEB Köln, erfasst die Anforderungen und Bedarfe der unterschiedlichen Stakeholder und Akteure im Bereich der RWB, wie etwa Wasserbehörden, Verbänden, Kommunal- und Bezirksverwaltungen, NGOs und Eigentümern. „Ebenso werden regelmäßige Rückmeldungen der kommunalen Ebene die Entwicklung der Methoden begleiten. Diese sollen letztlich anwendbar und übertragbar sein.“

Alle erarbeiteten Methoden fließen abschließend in eine Web-Applikation zur Entscheidungsunterstützung. Dieses Tool, das von der Technologiestiftung Berlin entwickelt wird, soll bereits in einer frühen Planungsphase die ganzheitliche Bewertung von Szenarien der RWB und damit eine wassersensible Stadtentwicklung ermöglichen.

Projektförderung und beteiligte Partner
Das Verbundvorhaben AMAREX (Förderkennzeichen 02WEE1624 A-H) wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme „WaX Wasser-Extremereignisse“ im Bundesprogramm „Wasser:N“ als Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)“. Die Fördersumme beträgt rund 2,2 Mio. Euro. Das Verbundvorhaben wird vom Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft der TUK koordiniert und geleitet. Neben den genannten Forschungspartnern wirken die Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz Berlin (SenUMVK) und die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen Berlin (SenSBW) als assoziierte Partner mit sowie das Amt für Landschaftspflege und Grünflächen, Grün- und Landschaftsplanung der Stadt Köln.

Fragen beatwortet:
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Dittmer
Technische Universität Kaiserslautern
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
Tel.: +49 631 205-3685
E-Mail: ulrich.dittmer@bauing.uni-kl.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Dittmer
Technische Universität Kaiserslautern
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
Tel.: +49 631 205-3685
E-Mail: ulrich.dittmer@bauing.uni-kl.de

Anhang
Informationen zur Projektförderung

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Die neue Website der Bundesanstalt für Wasserbau – informativ, vielseitig und spannend

Sabine Johnson Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesanstalt für Wasserbau (BAW)
„Die Website baw.de ist unsere zentrale digitale Kommunikationsplattform. Sie erfreut sich seit Jahren steigender Beliebtheit und wird monatlich fast 100.000 Mal aufgerufen“, kommentierte der Leiter der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), Prof. Dr.-Ing. Christoph Heinzelmann, den Start des grundlegend überarbeiteten Internetauftritts, der am heutigen Tag online gegangen ist. „Unser Webauftritt ist der erste Anlaufpunkt für Informationen über die BAW. Er präsentiert unsere vielfältigen digitalen Angebote sowie unsere umfangreichen Projekt- und Forschungsarbeiten und richtet sich an unsere Partner in Verwaltung, Wissenschaft und Unternehmen sowie an die interessierte Öffentlichkeit.“

Infrastruktur, Umwelt und Mobilität – diese drei Themenbereiche markieren die wesentlichen Aufgabenschwerpunkte der BAW und kommen daher in der neuen Struktur besonders zum Ausdruck. Anhand ausgewählter Beispielprojekte haben Besucherinnen und Besucher der Website die Möglichkeit, sich vertieft über die Arbeit der BAW zu informieren. Prof. Heinzelmann ergänzt: „Durch unsere Arbeit leisten wir einen wichtigen Beitrag dazu, dass die Wasserstraßen in Deutschland den wachsenden verkehrlichen, technischen und ökologischen Anforderungen gerecht werden.“

Die Startseite des neuen Internetauftritts bietet Schnellzugriff auf das große Spektrum sämtlicher Dienste und Informationsangebote der BAW. Die interessierte Öffentlichkeit findet dort beispielsweise das IZW-Medienarchiv mit derzeit mehr als 20.000 frei verfügbaren Bildern aus der langen Geschichte der Bundeswasserstraßen, den BAW-Flickr-Kanal mit aktuellen Bilddokumentationen, Erklärvideos zu wasserbaulichen Themen auf dem BAW-YouTube-Kanal und vieles mehr. Im BAWBlog berichten Beschäftigte der BAW direkt aus ihrem Arbeitsalltag.

Im Repositorium für den Wasserbau ‚HENRY‘ hält die BAW aktuell über 10.000 frei zugängliche wissenschaftliche Publikationen für die Fachöffentlichkeit bereit. Spezielle Fachinformationen zu verkehrswasserbaulichen Themen sind im BAWiki zu finden, das als breitgefächertes Nachschlagewerk fortlaufend erweitert wird und zunehmend an Bedeutung gewinnt, wie die Zugriffszahlen zeigen. Mit diesen und weiteren Onlineangeboten positioniert sich die BAW als eine der wichtigsten Fachinformationsquellen in Deutschland und Europa auf dem Gebiet des Verkehrswasserbaus.

Originalpublikation:
www.baw.de

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

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Hubble-Weltraumteleskop nimmt größtes Nahinfrarotbild auf, um die seltensten Galaxien des Universums zu finden

Dr. Markus Nielbock (MPIA Presse- und Öffentlichkeitsarbeit) Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Astronomie
Ein internationales Team von Forschenden, darunter Ivelina Momcheva vom MPIA, hat heute das größte Nahinfrarotbild veröffentlicht, welches das Hubble-Weltraumteleskop, das von der NASA und der ESA betrieben wird, je aufgenommen hat. Es ermöglicht den Astronomen, die Sternentstehungsgebiete des Universums zu kartieren und zu lernen, wie die frühesten und entferntesten Galaxien entstanden sind. Diese hochauflösende Durchmusterung mit dem Namen 3D-DASH ist insbesondere dazu geeignet, seltene Objekte und Ziele für Folgebeobachtungen mit dem kürzlich gestarteten Weltraumteleskop James Webb (JWST) während dessen jahrzehntlanger Mission zu finden.

„Seit seinem Start vor mehr als 30 Jahren hat das Hubble-Weltraumteleskop eine Renaissance in der Erforschung der Entwicklung von Galaxien der letzten 10 Milliarden Jahre des Universums ausgelöst“, sagt Lamiya Mowla, Dunlap Fellow am Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics der Fakultät für Kunst und Wissenschaft der Universität Toronto und Hauptautorin der Studie. „Das 3D-DASH-Programm vergrößert das Erbe von Hubble im Hinblick auf Weitwinkelaufnahmen insofern, als dass wir damit beginnen können, die Geheimnisse der Galaxien jenseits unserer eigenen zu enträtseln.“

3D-DASH bietet den Forschern zum ersten Mal eine vollständige Nahinfrarot-Durchmusterung des gesamten COSMOS-Feldes, eines der reichhaltigsten Datensätze für extragalaktische Studien außerhalb der Milchstraße. Da das nahe Infrarot die längste und röteste Wellenlänge ist, die mit Hubble beobachtet werden kann – knapp jenseits dessen, was für das menschliche Auge sichtbar ist – können die Astronominnen und Astronomen die frühesten und am weitesten entfernten Galaxien besser erkennen.

Außerdem müssen sie einen großen Bereich des Himmels absuchen, um seltene Objekte im Universum zu finden. Bislang war ein so großes Bild nur vom Boden aus verfügbar und litt unter einer schlechten Auflösung, was die Beobachtungsmöglichkeiten einschränkte. 3D-DASH wird dazu beitragen, einzigartige Phänomene wie die massereichsten Galaxien des Universums, hochaktive schwarze Löcher und Galaxien zu identifizieren, die kurz davor stehen, miteinander zu kollidieren und zu verschmelzen.

„Ich bin neugierig auf Riesengalaxien, die massereichsten Galaxien im Universum, die durch die Verschmelzung anderer Galaxien entstanden sind. Wie haben sich ihre Strukturen entwickelt und was hat ihre Form verändert?“, sagt Mowla, die 2015 als Doktorandin an der Yale University mit dem Projekt begann. „Es war schwierig, diese extrem seltenen Ereignisse mit vorhandenen Aufnahmen zu untersuchen, und das war der Grund für die Konzeption dieser großen Durchmusterung.“

Um einen so ausgedehnten Himmelsbereich abzubilden, setzten die Forscher eine neue Technik mit Hubble ein, die als Drift And SHift (DASH) bekannt ist. DASH erzeugt ein Bild, das achtmal größer ist als das Standard-Sichtfeld von Hubble, indem mehrere Aufnahmen gemacht werden, die dann zu einem Gesamtmosaik zusammengefügt werden, ähnlich wie bei der Aufnahme eines Panoramabildes mit einem Smartphone.

DASH nimmt auch schneller Bilder auf als die übliche Methode, indem es acht Bilder pro Hubble-Umlaufbahn aufnimmt, anstatt eines einzigen Bildes, wodurch in 250 Stunden erreicht wird, was vorher 2.000 Stunden gedauert hätte.

„3D-DASH fügt dem COSMOS-Feld eine neue Ebene einzigartiger Beobachtungen hinzu und ist auch ein Sprungbrett für die Weltraumdurchmusterungen des nächsten Jahrzehnts“, sagt Ivelina Momcheva, Leiterin der Datenwissenschaft am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und Leitende Wissenschaflerin der Studie. „Sie gibt uns einen Vorgeschmack auf zukünftige wissenschaftliche Entdeckungen und ermöglicht uns die Entwicklung neuer Techniken zur Analyse dieser großen Datensätze.“

3D-DASH deckt eine Gesamtfläche ab, die von der Erde aus gesehen fast sechsmal so groß ist wie der Mond am Himmel. Dieser Rekord wird wahrscheinlich auch vom Hubble-Nachfolger JWST nicht gebrochen werden. Dieses wurde eher für empfindliche Nahaufnahmen gebaut, um feine Details eines kleinen Gebiets zu erfassen. Es ist das größte Nahinfrarotbild des Himmels, das Astronomen zur Verfügung steht, bis die nächste Generation von Teleskopen wie das Nancy Grace Roman Space Telescope und Euclid im nächsten Jahrzehnt in Betrieb gehen. Das MPIA ist beiden Projekten beteiligt, sowohl wissenschaftlich als auch in der Entwicklung von Messinstrumenten.

Bis dahin können professionelle Astronomen und Hobby-Sterngucker den Himmel mit einer interaktiven Online-Version des 3D-DASH-Bildes erkunden, die von Gabriel Brammer, Professor am Cosmic Dawn Center des Niels-Bohr-Instituts der Universität Kopenhagen, erstellt wurde.

Weitere Informationen
Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Das Goddard Space Flight Center der NASA verwaltet das Teleskop in Greenbelt, Maryland. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, ist für den wissenschaftlichen Betrieb von Hubble zuständig. Das STScI wird im Auftrag der NASA von der Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C. betrieben.

Medienkontakt
Dr. Markus Nielbock
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel.: +49 (0)6221 528-134
E-Mail: pr@mpia.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Ivelina Momcheva
Leiterin Datenwissenschaft
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel.: +49 (0)6221 528-453
E-Mail: momcheva@mpia.de

Originalpublikation:
Lamiya A. Mowla, Sam E. Cutler, Gabriel B. Brammer, Ivelina G. Momcheva, et al., „3D-DASH: The Widest Near-Infrared Hubble Space Telescope Survey“ in The Astrophysical Journal (2022)
https://arxiv.org/abs/2206.01156

Weitere Informationen:
https://www.mpia.de/aktuelles/institutsmeldungen/2022-3d-dash – Mitteilung des MPIA mit Bildern zum Download

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Digitalisierung in den KMU schreitet nur langsam voran

Dr. Jutta Gröschl Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Institut für Mittelstandsforschung (IfM) Bonn
IKT-Know how findet sich weiterhin vorrangig in den Großunternehmen

Der Anteil der kleinen und mittleren Unternehmen (KMU), die mindestens ein Prozent ihres Umsatzes mit Online-Verkäufen erwirtschaften, ist im Vergleich zu 2020 um zwei Prozentpunkte (2021: 19 %) gestiegen. Damit bieten die KMU zwar weiterhin deutlich seltener als Großunternehmen ihre Produkte und Dienstsleistungen über das Internet an, gleichwohl liegen sie damit nun leicht über dem EU-Durchschnitt. Deutlich höher ist allerdings der Anteil der KMU in Dänemark (38 %), Irland (33 %), Schweden (33 %) und Litauen (32 %), die mindestens ein Prozent ihres Umsatzes mit Online-Verkäufen erwirtschaften.

Deutlicher Rückgang bei den IKT-Weiterbildungen
Kleine und mittlere Unternehmen beschäftigen weiterhin seltener Fachkräfte der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) als Großunternehmen (78 %): Lediglich in 17 % aller KMU fand sich in 2020 IKT-Personal.

Im Vergleich zu 2019 (30 %) sank im ersten Pandemiejahr der Anteil der kleinen und mittleren Unternehmen, die ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern Fortbildungen im IKT-Bereich anboten, um 8 %. Gleichwohl lag damit der Anteil immer noch über dem EU-Durchschnitt (18 %) in 2020.

Niedrige digitale Intensität bei den KMU
Abhängig von der Unternehmensgröße ist auch der Grad der digitalen Intensität: Für diese wird erfasst, wie viele von 12 festgelegten Technologien in einem Unternehmen zu finden sind. Demnach weisen die kleinen und mittleren Unternehmen in Deutschland eine leicht niedrigere digitale Intensität als der EU-Durchschnitt auf. Die Großunternehmen in Deutschland liegen hingegen im EU-Durchschnitt.

Weitere Informationen:
https://www.ifm-bonn.org/statistiken/mittelstand-im-einzelnen/digitalisierung-de…

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Wohl dem, der Wärme liebt – Insekten im Klimawandel

Dr. Katharina Baumeister Corporate Communications Center
Technische Universität München
Wie sich der fortschreitende Klimawandel auf die Bestände heimischer Tierarten auswirkt, ist aufgrund lückenhafter Datensätze oft schwer zu verfolgen. In einer neuen Studie der Technischen Universität München (TUM) und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) wurde nun das umfangreiche Datenbanksystem der Artenschutzkartierung (ASK) des Bayerischen Landesamts für Umwelt (LfU) zum Vorkommen von Schmetterlingen, Libellen und Heuschrecken in Bayern seit 1980 ausgewertet. Das Ergebnis: Wärmeliebende Arten zeigen positive Trends.

Der Klimawandel hat in Mitteleuropa längst Einzug gehalten. Dass er auch die Populationen und Verbreitungsgebiete von Tieren und Pflanzen beeinflusst, ist schon lange kein Geheimnis mehr. Wie sich die Bestände unserer heimischen Tierarten über Jahre und Jahrzehnte verändern, ist eine Fragestellung, mit der sich das BioChange Lab der TUM beschäftigt. „Dazu kommt, dass nicht nur das Klima sich wandelt, sondern auch die Art und Intensität der Landnutzung. Hierzu zählen Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Besiedlung und Verkehr“, sagt Dr. Christian Hof, Leiter der Forschungsgruppe BioChange an der TUM.

Mögen Veränderungen in der Tier- und Pflanzenwelt in bestimmten Gebieten oder für einzelne Arten gut dokumentiert sein, so ist die flächendeckende Datenlage über viele Arten und vor allem über längere Zeiträume hinweg nur lückenhaft. Dies erschwert generelle Rückschlüsse darüber, wie sich Populationen heimischer Arten entwickeln und welche treibenden Faktoren für die Veränderung der biologischen Vielfalt eine Rolle spielen. Gerade Erkenntnisse zur Entwicklung des Artenbestandes über einen möglichst ausgedehnten Zeitraum in Zusammenhang mit Faktoren wie Landnutzung und Klima lassen valide Schlussfolgerungen zum Arten-, Biotop- und Klimaschutz zu.

Auswertung bestehender Datenschätze
Zahlreiche ehrenamtlich und hauptberuflich arbeitende Naturbeobachterinnen und -beobachter sind im unermüdlichen Einsatz. So existieren glücklicherweise Datenbestände zum Vorkommen verschiedener Arten. Hierzu gehört das Datenbanksystem der Artenschutzkartierung (ASK) am Bayerischen Landesamt für Umwelt. Die Artenschutzkartierung ist mit derzeit rund 3,1 Mio. Artnachweisen das landesweite Artenkataster für Tier- und Pflanzenarten in Bayern. Sie bildet eine zentrale Datengrundlage für die tägliche Arbeit der Naturschutzbehörden oder auch für die Erstellung Roter Listen gefährdeter Arten durch das LfU.

Anhand komplexer statistischer Verfahren gelang es Forscherinnen und Forschern des Lehrstuhls für Terrestrische Ökologie der TUM, diewertvollen Daten der ASK auszuwerten und die Bestandstrends von über 200 Insektenarten – rund 120 Schmetterlinge, 50 Heuschrecken und 60 Libellen – in Bayern zu analysieren. In Zusammenarbeit mit zahlreichen weiteren Expertinnen und Experten konnten sie in ihrer Studie zeigen, dass in allen untersuchten Insektengruppen wärmeliebende Arten in ihrem Bestand zunahmen, während das Vorkommen von Arten, die an kühlere Temperaturen angepasst sind, zurückging.

Arten wie die wärmeliebende Feuerlibelle profitieren vom Klimawandel
Die Unterteilung in Wärme und Kälte bevorzugende Insekten erfolgte aufgrund einer Berechnung anhand empirischer Daten. „Wir haben die Temperaturvorlieben der einzelnen Arten nach ihrem Verbreitungsgebiet innerhalb Europas ermittelt. Dazu verwendeten wir die mittlere darin vorherrschende Temperatur. Das heißt, Arten, die ein eher nördliches Verbreitungsgebiet haben, sind kälteangepasste Arten, und Arten, die eher ein südeuropäisches Verbreitungsgebiet haben, sind wärmeangepasste Arten“, sagt Eva Katharina Engelhardt, Doktorandin am TUM BioChange Lab.

Wärmeangepasst sind beispielsweise der Graublaue Bläuling (Schmetterling), das Weinhähnchen (Heuschrecke) und die Feuerlibelle. „Die Feuerlibelle ist einer der bekanntesten Profiteure der Klimaerwärmung. Die ursprünglich im mediterranen Raum verbreitete Großlibelle trat Anfang der 90er Jahre zum ersten Mal in Bayern auf und ist inzwischen großflächig verbreitet“, sagt Hof zu dem Ergebnis.

Zu den kälteangepassten Arten gehören der Alpen-Perlmutterfalter, die Alpine Gebirgsschrecke oder die Kleine Moosjungfer.

Bestände von Faltern, Heuschrecken und Libellen vom Klimawandel beeinflusst
„Unsere Vergleiche der verschiedenen Insektengruppen zeigten deutliche Unterschiede“, sagt Engelhardt. „Während bei Schmetterlingen und Heuschrecken mehr Bestandsabnahmen als -zunahmen zu verzeichnen waren, zeigten die Libellen überwiegend positive Trends.“ Ein möglicher Grund hierfür ist die Verbesserung der Gewässerqualität während der letzten Jahrzehnte, was insbesondere den auf Wasser-Lebensräume angewiesenen Libellen zu Gute kommt. Lebensraumspezialisten, also Arten, die an ganz bestimmte Ökosysteme angepasst sind, verzeichneten einen Rückgang der Population. Schmetterlinge, wie das Große Wiesenvögelchen oder der Hochmoor-Bläuling sind hierfür Beispiele, denn sie sind auf ihren ganz speziellen Lebensraum angewiesen.

„Unsere Studie belegt, dass die Auswirkungen des Klimawandels eindeutige Spuren auch in unserer heimischen Insektenfauna hinterlassen. Unsere Arbeit ist ein Beispiel dafür, wie man mit modernen wissenschaftlichen Verfahren spannende Ergebnisse aus vorhandenen Datensätzen gewinnen kann. Diese sind im ehrenamtlichen und behördlichen Naturschutz zwar oft vorhanden, aber kaum systematisch ausgewertet. Dies sollte, in Form von Kooperationen wie unserer, viel öfter passieren“, meint Dr. Diana Bowler vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv).

Johannes Voith, Entomologe am Bayerischen Artenschutzzentrum im LfU, fügt hinzu: „Im Rahmen der Kooperation insbesondere mit der TUM profitieren wir nicht nur von dem reinen Erkenntnisgewinn. So ist beispielsweise geplant, dynamische Verbreitungskarten zu einzelnen Arten zu erstellen.“

Mehr Informationen:
Die Studie ist Teil der Arbeit der Juniorforschungsgruppe „mintbio“ am BioChange Lab der TUM, welche vom Bayerischen Klimaforschungsnetzwerk bayklif gefördert wird. Für die Untersuchungen arbeiteten Doktorandin Eva Katharina Engelhardt und Dr. Christian Hof intensiv mit Diana Bowler vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig, der Friedrich-Schiller Universität Jena, des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), mit dem Bayerischen Landesamt für Umwelt sowie verschiedenen weiteren Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen sowie Expertinnen und Experten für die untersuchten Insektengruppen zusammen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Christian Hof
Junior Research Group Leader
www.toek.wzw.tum.de/index.php?id=271
Technische Universität München
Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie
School of Life Sciences Weihenstephan
Tel.: +49 (0) 8161 71-2489
christian.hof@tum.de
www.professoren.tum.de/en/tum-junior-fellows/h/hof-christian/
https://www.biochange.de/dr-christian-hof/

Eva Katharina Engelhardt
Technische Universität München
Hans-Carl-von-Carlowitz-Platz 2
85354 Freising
Tel.: +49.8761.3019847
e.k.engelhardt@tum.de
https://www.biochange.de/e_k_engelhardt/
https://www3.ls.tum.de/toek/team/engelhardt-eva-katharina/

www.biochange.de
www.bayklif.de/juniorgruppen/mintbio/

Originalpublikation:
Eva Katharina Engelhardt, Matthias F. Biber, Matthias Dolek, Thomas Fartmann, Axel Hochkirch, Jan Leidinger, Franz Löffler, Stefan Pinkert, Dominik Poniatowski, Johannes Voith, Michael Winterholler, Dirk Zeuss, Diana E. Bowler, Christian Hof (2022): Consistent signals of a warming climate in occupancy changes of three insect taxa over 40 years in central Europe. In: Global Change Biology, URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.16200

Weitere Informationen:
https://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/details/37448 (Pressemitteilung)
https://mediatum.ub.tum.de/1660497 (Bilder)

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Mit fortschreitender Erholung des Arbeitsmarkts arbeiten Beschäftigte wieder mehr Stunden

Sophia Koenen, Jana Bart, Inna Felde und Christine Vigeant Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Institut für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung der Bundesagentur für Arbeit (IAB)
Das Arbeitsvolumen stieg im ersten Quartal 2022 aufgrund der Lockerungen der coronabedingten Einschränkungen gegenüber dem entsprechenden Vorjahresquartal 2021 um 3,3 Prozent auf 15,4 Milliarden Stunden. Dies geht aus der am Dienstag veröffentlichten Arbeitszeitrechnung des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung (IAB) hervor.

Die Zahl der Erwerbstätigen verzeichnete im ersten Quartal 2022 einen Anstieg von 690.000 Personen gegenüber dem Vorjahresquartal 2021 und übertraf mit 45,1 Millionen Personen erstmals wieder das Niveau vor Ausbruch der Covid-19-Pandemie im ersten Quartal 2020. Pro erwerbstätiger Person betrug die Arbeitszeit im ersten Quartal 2022 durchschnittlich 341,3 Stunden – das ist ein Anstieg von 1,7 Prozent im Vergleich zum entsprechenden Vorjahresquartal.

Nach ersten Hochrechnungen ging die Kurzarbeit im ersten Quartal 2022 gegenüber dem Vorjahresquartal um 2,4 Millionen Personen auf 1,1 Millionen Personen deutlich zurück. Während die coronabedingten Einschränkungen gelockert wurden, führten die verschärften Engpässe bei Rohstoffen und Vorleistungsgütern im Produzierenden Gewerbe infolge des russischen Kriegs gegen die Ukraine zu einem Anstieg der Kurzarbeit im Vergleich zum Vorquartal. „Der sinkende Trend bei der konjunkturellen Kurzarbeit würde sich aller Voraussicht nach umkehren, falls es kurzfristig zu einem Gas-Lieferstopp oder zu weiteren geopolitischen Verwerfungen kommt“, berichtet Enzo Weber, Leiter des Forschungsbereichs „Prognosen und gesamtwirtschaftliche Analysen“.

Der Krankenstand erreichte im ersten Quartal 2022 mit 6,4 Prozent einen historischen Höchststand und lag damit deutlich über dem Wert im Vorjahresquartal in Höhe von 4,4 Prozent. „Wegen der Kurzarbeit und des hohen Krankenstands infolge der Omikron-Welle lag das Arbeitsvolumen noch unter Vorkrisenniveau. Diese coronabedingten Effekte gehen aber derzeit weiter zurück“, so Weber. Im ersten Quartal hätten die Wirkungen der Covid-19-Pandemie das Arbeitsvolumen saison- und kalenderbereinigt jedoch noch um 1,0 Prozent gedämpft.

4,15 Millionen Beschäftigte gingen im ersten Quartal 2022 einer Nebentätigkeit nach. Das entspricht 6,8 Prozent mehr als noch im ersten Quartal 2021. „Ebenso wie bei geringfügigen Formen der Beschäftigung sind Nebenjobs häufig kurzfristig angelegt. Viele dieser Jobs sind während der Pandemie weggefallen und werden nun im Zuge der Lockerungen wieder nachgefragt“, erklärt IAB-Forscherin Susanne Wanger.

Weitere Informationen:
https://doku.iab.de/arbeitsmarktdaten/tab-az2021.xlsx
https://doku.iab.de/arbeitsmarktdaten/AZ_Komponenten.xlsx
https://doku.iab.de/aktuell/2014/aktueller_bericht_1407.pdf

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Polarstern II: Der Startschuss für den Neubau ist gefallen

Sebastian Grote Kommunikation und Medien
Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Bundestag macht den Weg frei für den Bau des neuen AWI-Forschungseisbrechers. Nächster Schritt ist ein Teilnahmewettbewerb, in dem sich Werften um den Auftrag bewerben können

Seit 40 Jahren fährt das Forschungsschiff Polarstern in die Arktis und Antarktis und gibt Menschen aus aller Welt die Chance, in den extremsten Regionen des Planeten sicher und effektiv zu forschen. Es hat wesentlich dazu beigetragen, dass die Bundesrepublik Deutschland rasch nach dem Beitritt zum Antarktisvertrag als Konsultativmitglied eine führende Rolle in der Polar- und Meeresforschung erreicht hat. Damit diese auch in Zukunft auf höchstem wissenschaftlichem und technischem Niveau möglich ist, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in die Lage versetzt, den Bau eines modernen, leistungsfähigen und nachhaltigen Nachfolgeschiffs auszuschreiben und zu koordinieren. Mit dem Beschluss des Bundeshaushalts 2022 durch den Deutschen Bundestag am 3. Juni 2022 kann nun das Vergabeverfahren starten. Das AWI plant, die europaweite Ausschreibung für den Neubau umgehend zu veröffentlichen, sodass der Teilnahmewettbewerb als erster Schritt des Vergabeverfahrens zeitnah starten kann. Die Inbetriebnahme des neuen Schiffs ist für 2027 geplant. Für einen möglichst lückenlosen Übergang soll die notwendige Klassifikation – der so genannte Schiffs-TÜV – der Polarstern bis Ende 2027 verlängert werden.

Als Forschungs- und Versorgungsschiff der Neumayer-Station III in der Antarktis ist die Polarstern eine zentrale Säule der deutschen Polarforschung. Seit seiner Indienststellung am 09. Dezember 1982 hat das Forschungsflaggschiff der Bundesrepublik Deutschland mehr als 1,8 Millionen Seemeilen zurückgelegt – und damit rechnerisch mehr als 82-mal die Erde am Äquator umrundet. Seit 1981 gehört die Bundesrepublik Deutschland dem Antarktisvertrag als Konsultativstaat an. Das hohe Ansehen der deutschen Polarforschung und ihrer international herausragenden Forschungsplattform trägt wesentlich dazu bei, dass Deutschlands Engagement für Umwelt- und Klimaschutz in den Polarregionen unter den Vertragsstaaten Gewicht hat. Dank einer Generalüberholung von 1999 bis 2001 zählt die Polarstern auch nach 40-jähriger Dienstzeit noch immer zu den leistungsfähigsten Forschungsschiffen der Welt. Zuletzt hat sie bei extremen Wetter- und Eisbedingungen die einjährige Drift-Expedition MOSAiC am Nordpol absolviert.

Damit das AWI und die internationale Wissenschaftsgemeinde auch in den kommenden und für die Zukunft des Planeten entscheidenden Jahrzehnten Polar- und Meeresforschung auf höchstem Niveau betreiben können, hat das BMBF zugestimmt, dass das AWI das Vergabeverfahren für den Bau des multifunktionalen eisbrechenden Polarforschungs- und Versorgungsschiffs Polarstern II durchführt. Das AWI wird zudem die Bauaufsicht führen sowie die Inbetriebnahme der Polarstern II nach erfolgter Erprobung koordinieren. Danach soll der neue Forschungseisbrecher die derzeitige Polarstern vollständig ersetzen.

Dazu erklärt Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger:
„Ich freue mich sehr, dass der Weg für den Bau der neuen Polarstern II nun frei ist. Damit kann die deutsche Meeres- und Polarforschung nahtlos an die Erfolge der Polarstern anknüpfen, wie die MOSAiC-Expedition in die Arktis. Die Polarregionen sind ein Frühwarnsystem für die Folgen des Klimawandels. Sie erlauben uns einen tiefen Blick hinein in die Zukunft unseres Klimas und Wetters. Es ist deshalb existenziell wichtig, dass wir die Vorgänge an den Polen noch besser verstehen. Denn gute Klimaforschung ist die Grundlage für besseren Klimaschutz. Die Polarstern II wird als leistungsfähiges und nachhaltiges Forschungsschiff einen wichtigen Beitrag dazu leisten.“

„Das Ziel des Neubauprojekts ist ganz klar: Wir wollen ein Forschungsschiff bauen, das wie sein Vorgänger der internationalen Wissenschaft eine Basis bietet und die Möglichkeit eröffnet, in den extremsten Umfeldern der Welt den Puls unseres Planeten zu fühlen“, sagt AWI-Direktorin Prof. Dr. Antje Boetius. „Das neue Schiff ist dabei auch ein wichtiger internationaler Beitrag Deutschlands zur UN-Dekade der Ozeanforschung für nachhaltige Entwicklung, um die globalen Nachhaltigkeitsziele der UN-Agenda 2030 zu erreichen. Außerdem soll die neue Polarstern dank modernster Ausstattung und klimafreundlicher Technik zu einer Botschafterin für Nachhaltigkeit in der Schifffahrt werden.“

Koordiniert wird der Bau des neuen Forschungs- und Versorgungsschiffes von einem neu gebildeten AWI-Projektteam unter Leitung des Luft- und Raumfahrtingenieurs Detlef Wilde. „Die einzigartige Polarstern hat in 40 Jahren hohe Maßstäbe gesetzt“, sagt Detlef Wilde. „Wir wollen diese Messlatte überspringen und der Wissenschaft mit der Polarstern II ein modernes, leistungsfähiges und nachhaltiges Schiff und damit eine mehr als würdige Nachfolgerin liefern.“ Der erste Schritt des Vergabeverfahrens sei nun der demnächst beginnende Teilnahmewettbewerb, erläutert Detlef Wilde. Dabei ist eine europaweite Ausschreibung vergaberechtlich vorgeschrieben. „Die geeigneten Bewerber werden wir nach erfolgreichem Abschluss des Teilnahmewettbewerbes zur Abgabe von Angeboten auffordern.“

Die Polarstern II wird Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der ganzen Welt die Möglichkeit geben, insbesondere aus den Polarregionen entscheidende Erkenntnisse zu dem tiefgreifenden Klimawandel zu gewinnen, in dem unser Planet steckt. Ziel ist es, Lösungen zu finden, um das ökologische Gleichgewicht der Polargebiete und Meere für künftige Generationen zu erhalten. In das Anforderungsprofil sind die Erfahrungen aus 40 Jahren Polarstern-Betrieb eingeflossen.

Die Polarstern II wird unter sich verändernden Eis- und Witterungsbedingungen einsetzbar sein, damit das AWI langfristig seinen Forschungsauftrag erfüllen kann, vor allem in den kalten und gemäßigten Regionen der Welt die komplexen Prozesse im System Erde zu entschlüsseln. So wird das Forschungsschiff, das wie sein Vorgänger weiterhin die Bundesdienstflagge führen wird, eine höhere Eisbrechleistung besitzen, damit es auch in die wenigen Gebiete vordringen kann, in denen das Eis für die heutige Polarstern zu dick ist, etwa das südliche Weddellmeer in der Antarktis. Die neue Polarstern soll eine Lebensdauer von mindestens 30 Jahren haben und auch im Eis überwintern können. Sie muss modernstes Großgerät für tiefe Sedimentbohrungen beherbergen können und wird über einen sogenannten „Moonpool“ verfügen, eine geschützte Rumpföffnung im Schiff, damit komplexe Tauchroboter auch unter dem Eis tauchen können.

„Wir brauchen ein leistungsfähiges Schiff, das unter allen Eisbedingungen in Arktis und Antarktis einsetzbar ist und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern die Möglichkeit gibt, Beobachtungen und Daten aus den am stärksten vom Klimawandel betroffenen Regionen zu liefern“, so Antje Boetius. „Dies sind Erkenntnisse, die unsere Gesellschaft dringend benötigt, um die richtigen Entscheidungen zu Klima-, Umwelt- und Naturschutz zu treffen – für die Zukunft der Polarregionen, der Lebensvielfalt an Land und im Meer und für kommende Generationen.“

Nicht zuletzt soll die Polarstern II für Innovation und Nachhaltigkeit in der Forschung stehen und muss dazu höchste Energieeffizienz- und Umweltstandards erfüllen – etwa durch eine deutliche Reduzierung der Stickstoffoxid-(NOx)- und Partikelemissionen durch den Einsatz von Abgasnachbehandlungsanlagen und Partikelfiltern. Dabei muss gewährleistet sein, dass die Polarstern II auch in extremen Regionen fernab jeder Versorgung sicher, effizient und verlässlich betrieben werden kann.

„Nach Abschluss des Ausschreibungsverfahrens und erfolgter Zuschlagserteilung sollte die Arbeit auf der ausgewählten Werft 2023 beginnen“, sagt Detlef Wilde. „Nach eingehenden Testfahrten auch im Eis ist die Inbetriebnahme des neuen Schiffs für 2027 geplant.“

Informationen zur Ausschreibung:
Über den Start des Vergabeverfahrens für den Neubau der Polarstern II wird das AWI auf seiner Website www.awi.de informieren. Mit Bekanntgabe im Supplement zum Amtsblatt der Europäischen Union wird die Ausschreibung auf dem elektronischen Vergabeinformationssystem subreport ELViS öffentlich zugänglich sein.

Informationen für Redaktionen
Druckbare Fotos finden Sie in der Online-Version dieser Pressemitteilung: https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse.html

Ansprechpersonen:
Sebastian Grote, Abteilung Kommunikation und Medien des Alfred-Wegener-Instituts: Tel.: 0471 4831-2006, E-Mail: sebastian.grote@awi.de

Lavinia Meier-Ewert, Referentin für Öffentlichkeitsarbeit Polarstern II: Tel.: 0471 4831-1406, E-Mail: lavinia.meier-ewert@awi.de

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 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Weitere Informationen:
https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse.html
https://www.awi.de/expedition/schiffe/polarstern-ii.html

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Effektive Auffrischung der Antikörperantwort gegen Omikron und andere Virusvarianten nach 3. und 4. COVID-19-Impfung

Dr. Susanne Stöcker Presse, Informationen
Paul-Ehrlich-Institut – Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel
Forschende des Paul-Ehrlich-Instituts (PEI) und der Main-Kinzig-Kliniken haben die Antikörperantwort nach COVID-19-mRNA (Comirnaty)-Impfungen gegenüber verschiedenen SARS-CoV-2-Virusvarianten im zeitlichen Verlauf untersucht. Nach zweifacher Impfung gegen COVID-19 sind die Antikörperspiegel gegenüber der derzeit in Deutschland dominierenden Omikron-Variante gering. mRNA-Auffrischimpfungen erhöhen die Antikörperspiegel gegen Omikron deutlich. Über die Ergebnisse berichtet Vaccines.

Die nach COVID-19-Impfung im zeitlichen Verlauf nachlassende Immunantwort gegen SARS-CoV-2 sowie das Auftreten von SARS-CoV-2-Varianten führen zu reduziertem Infektionsschutz und Unsicherheiten in der Vorhersage des Schutzes vor schweren Krankheitsverläufen insbesondere nach Infektion mit der Omikron-Variante des SARS-CoV-2.

Ein Forschungsteam der Abteilung Virologie und der Abteilung Sicherheit von Arzneimitteln und Medizinprodukten des Paul-Ehrlich-Instituts sowie der Main-Kinzig-Kliniken unter Leitung von Prof. Eberhard Hildt, Leiter der Abteilung Virologie des Paul-Ehrlich-Instituts, untersuchten die Antikörperantwort nach COVID-19-Impfungen. Dabei ermittelten sie den Anstieg der Blutspiegel (Titer) der Antikörper nach Auffrischimpfung(en) und die Abnahme der Titer gegenüber SARS-CoV-2-Varianten mit der Zeit nach Impfung. Zusätzlich zum Nachweis bindender und neutralisierender Titer wurde auch die Veränderung der Affinität – also die Stabilität – der Antikörperbindung an das Spikeprotein verschiedener Virusvarianten im Zeitverlauf untersucht.

Zwei Impfungen mit dem mRNA-Impfstoff Comirnaty führten nicht zur adäquaten Bildung neutralisierender Antikörper gegen die aktuell dominierende Omikron-Variante. Eine erste Auffrischungsimpfung (Booster) erhöhte dagegen die Spiegel von IgG- und IgA-Antikörpern, die gegen die Rezeptorbindungsdomäne der Virusvariante Omikron gerichtet sind, sowie deren Virus-neutralisierende Kapazität. Zwar waren fünf bis sechs Monate nach der dritten Impfung weiter Omikron-Spikeprotein-bindende Antikörper nachweisbar, aber in 36 Prozent der untersuchten Seren wurden keine Omikron-neutralisierenden Antikörper mehr detektiert. Dagegen konnten alle Seren die Delta-Variante, die im vergangenen Jahr in Deutschland weit verbreitet war, effizient neutralisieren.

Eine zweite Auffrischimpfung mit dem mRNA-Impfstoff Comirnaty – was der vierten COVID-19-Impfung entspricht – sorgte erneut für einen deutlich Anstieg Omikron-, Delta- und Wuhan-neutralisierender Antikörper.

Beim Vergleich der verschiedenen Impfstrategien bei der Grundimmunisierung (homologe Impfung mit ausschließlich Comirnaty oder Kombination Vaxzevria (AstraZeneca) und Comirnaty) zeigte sich kein Unterschied im Hinblick auf die Breite der Immunantwort nach Booster-Impfung.

Originalpublikation:
Hein S, Mhedhbi I, Zahn T, Sabino C, Benz NI, Husria Y, Renelt PM, Braun F, Oberle D, Maier TJ, Hildt C, Hildt E (2022): Quantitative and Qualitative Difference in Antibody Response against Omicron and Ancestral SARS‐CoV‐2 after Third
and Fourth Vaccination. Vaccines 2022, 10(5), 796
DOI:https://doi.org/10.3390/vaccines10050796

Weitere Informationen:
https://www.mdpi.com/2076-393X/10/5/796/htm – Volltext der Publikation
https://www.pei.de/DE/newsroom/pm/jahr/2022/12-antikoerperantwort-omikron-nach-d… Diese Pressemitteilung auf den Seiten des Paul-Ehrlich-Instituts

Anhang
ZItat Prof. Eberhard Hildt, Leiter Abteilung VIrologie des Paul-Ehrlich-Institut, zur Bedeutung der Boosterimpfung gegen COVID-19

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Neues Tool für Notfallplanung bei Extrem-Hochwassern

Nathalie Matter Media Relations, Universität Bern
Universität Bern
Das Mobiliar Lab für Naturrisiken der Universität Bern zeigt, dass in der Schweiz weit grössere Hochwasser möglich sind als bisher angenommen. Diese Extremereignisse unterstreichen die Bedeutung einer überregionalen Notfallplanung. Ein neues Modellierungs-Tool soll bei der Bewältigung grosser Überschwemmungen helfen.

Auch Expertinnen und Experten konnten sich das Ausmass dieser Hochwasser nicht vorstellen: Mit den verheerenden Unwettern vom Sommer 2021 in Deutschland hatte schlicht niemand gerechnet. Dies zeigt, dass Hochwasser möglich sind, die den bisherigen Erfahrungsbereich massiv überschreiten – auch in der Schweiz. «Wir müssen das Undenkbare denken: extreme, noch nie so aufgetretene Niederschlagsszenarien sind möglich», sagt Olivia Romppainen, Professorin für Klimafolgenforschung und Co-Leiterin des Mobiliar Labs.

Nun hat das Mobiliar Lab Auswirkungen von extremen Hochwasserszenarien in der Schweiz mit Hilfe eines neuen Modellierungstools ermittelt. Die Berechnungen zeigen, dass es bei einem extremen Niederschlagszenario innert kürzester Zeit in sehr vielen Flüssen zu Überschwemmungen kommt. An unterschiedlichen Orten treten die Schäden praktisch gleichzeitig auf und schnellen sprunghaft in die Höhe. Die extremen Hochwasser hätten in einem solchen Worst-Case-Szenario Gebäudeschäden von knapp 6 Milliarden Franken zur Folge, was die gesamten ökonomischen Schäden von 3 Milliarden Franken des Jahrhunderthochwassers in der Schweiz von 2005 bei weitem übertrifft. Kommt dazu: Treten extreme Überschwemmungen simultan auf, werden die Rettungsorganisationen vor massive Herausforderungen gestellt. Es kann zu grossen logistischen und personellen Problemen kommen.

Neue Sicht auf die Dynamik von Naturgefahren
«Wir sind für unsere Berechnungen von Niederschlagsszenarien ausgegangen, die extrem, aber physikalisch plausibel sind», sagt Andreas Zischg, Professor für die Modellierung von Mensch-Umwelt-Systemen und Co-Leiter des Mobiliar Labs. «Sie haben sich zwar noch nie ereignet, könnten aber auftreten. Dann hätten wir es mit einem hydrologischen Erdbeben zu tun, also einem Ereignis mit grosser räumlicher Betroffenheit.» Dabei liegt der Fokus des Hochwasser-Tools nicht, wie bei der Betrachtung von Naturgefahren bisher üblich, auf Auswirkungen in einzelnen Gemeinden. Betrachtet werden erstmals die kombinierten Folgen für mehrere Flusseinzugsgebiete in weiten Teilen der Schweiz.

Wie die Untersuchung von neun extremen gesamtschweizerischen Niederschlags- und Hochwasserszenarien zeigen, liefert das Werkzeug Forschungsresultate von grosser gesellschaftlicher Relevanz. So zeigen die Simulationen des Mobiliar Labs etwa erstmals, welche indirekten Auswirkungen Überschwemmungen haben: Durch extreme Hochwasser werden unter anderem Verkehrsverbindungen unterbrochen. Im Worst Case-Szenario führt das zu Umleitungen in der Länge von 3’000 Kilometern – mit entsprechenden Folgen für Personen, die pendeln, und Lieferketten. Zu den erweiterten Präventionsmassnahmen im Hochwasserfall gehört deshalb die Planung möglicher Ausweichrouten bei Überschwemmungen.

«Treten grosse Schäden an vielen Orten gleichzeitig auf, führt dies innert Kürze zu einer komplexen und schwierig zu bewältigenden Situation», erklärt Andreas Zischg. Deshalb brauche es unbedingt eine koordinierte überregionale Notfallplanung, um auch auf Hochwasser von bisher undenkbaren Dimensionen vorbereitet zu sein. Das Tool soll nun als Übungstool für den Bevölkerungsschutz und für Blaulichtorganisationen dazu beitragen, die Notfallplanung zu verbessern und Schäden im Katastrophenfall zu mindern.

Das Mobiliar Lab für Naturrisiken an der Universität Bern
Das Mobiliar Lab für Naturrisiken ist eine gemeinsame Forschungsinitiative des Oeschger-Zentrums für Klimaforschung der Universität Bern und der Mobiliar. Untersucht werden in erster Linie die an Hagel, Hochwasser und Sturm beteiligten Prozesse und die Schäden, die daraus entstehen. Das Mobiliar Lab arbeitet an der Schnittstelle von Wissenschaft und Praxis und strebt Resultate mit hohem Nutzen für die Allgemeinheit an. Die Unterstützung durch die Mobiliar ist Teil des Gesellschaftsengagements der Mobiliar Genossenschaft.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
PROF. DR. ANDREAS ZISCHG
Mobiliar Lab für Naturrisiken, Universität Bern
Telefon: +41 31 684 88 39
E-Mail-Adresse: andreas.zischg@giub.unibe.ch

Originalpublikation:
https://hochwasserdynamik.hochwasserrisiko.ch/de/scenarios

Weitere Informationen:
https://www.unibe.ch/aktuell/medien/media_relations/medienmitteilungen/2022/medi…

Anhang
Medienmitteilung UniBE

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Vitamin D-Anreicherung von Lebensmitteln – Potenziale auch für die Krebsprävention

Dr. Sibylle Kohlstädt Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Krebsforschungszentrum
Die systematische Anreicherung von Lebensmitteln mit Vitamin D könnte mehr als hunderttausend krebsbedingte Todesfälle pro Jahr in Europa verhindern. Das ermittelten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) mithilfe statistischer Modellrechnungen.

Vitamin D-Mangel wird nicht nur mit Knochen- und Muskelerkrankungen, sondern auch mit einer erhöhten Infektanfälligkeit und zahlreichen anderen Erkrankungen in Zusammenhang gebracht. Meta-Analysen großer randomisierter Studien haben gezeigt, dass die Einnahme von Vitamin D-Präparaten die Sterberaten an Krebs um circa 13 Prozent senkt. Die Anreicherung von Lebensmitteln mit Vitamin D kann die Vitamin D-Spiegel in ähnlicher Weise erhöhen wie die Einnahme von Vitamin D-Präparaten. Einige Länder wie die USA, Kanada und Finnland reichern Lebensmittel bereits seit längerem mit einer Extraportion Vitamin D an. Die meisten anderen Nationen tun das allerdings bislang nicht.

Epidemiologen am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) unter Leitung von Hermann Brenner untersuchten nun den möglichen Einfluss einer gezielten Anreicherung von Lebensmitteln mit Vitamin D auf die Krebssterblichkeit in Europa. Brenners Team sammelte dazu zunächst Informationen über die Richtlinien zur Nahrungsmittelergänzung von Vitamin D aus 34 europäischen Ländern. Zudem ermittelten die Wissenschaftler aus Datenbanken die Anzahl krebsbedingter Todesfälle und die Lebenserwartung in den einzelnen Ländern. Diese Informationen verknüpften sie mit den Ergebnissen der Studien zum Einfluss der Vitamin D-Gabe auf die Krebssterberaten. Mit statistischen Methoden schätzten sie daraus die Anzahl der krebsbedingten Todesfälle, die in den Ländern mit Lebensmittelanreicherung bereits verhindert werden. Außerdem errechneten sie die Zahl der Todesfälle, die zusätzlich vermieden werden könnten, wenn alle europäischen Länder die Anreicherung von Vitamin D in Lebensmitteln einführen würden.

Die Forscher kamen zu dem Ergebnis, dass die Vitamin D-Anreicherung aktuell etwa 27.000 Krebstodesfälle in allen betrachteten europäischen Ländern pro Jahr verhindert. „Würden alle von uns betrachteten Länder Lebensmittel mit angemessenen Mengen Vitamin D anreichern, könnten nach unseren Modellrechnungen ca. 130.000 bzw. etwa neun Prozent aller Krebstodesfälle in Europa verhindert werden. Das entspricht einem Gewinn von fast 1,2 Millionen Lebensjahren“, so Brenner.

Die regelmäßige Gabe von Vitamin D bei Kindern ist zwischenzeitlich weltweit gängige Praxis. Sie hat die früher verbreitete Rachitis, die bekannteste Vitamin D-Mangelerkrankung, weitestgehend verschwinden lassen. Aber noch immer hat ein großer Teil der Bevölkerung, insbesondere der älteren Menschen, niedrige Vitamin D-Spiegel, die mit einem erhöhten Risiko zahlreicher anderer Erkrankungen in Verbindung stehen. „Die aktuellen Daten zur Senkung der Krebssterblichkeit zeigen das immense Potenzial, das eine Verbesserung der Vitamin D-Versorgung auch, aber nicht nur für die Krebsprävention, haben könnte“, erläutert Brenner. „Das sollten wir künftig besser nutzen.“

Neben der Zufuhr von Vitamin D über die Nahrung kann eine ausreichende Versorgung auch durch Sonnenbestrahlung sichergestellt werden: Der Krebsinformationsdienst des DKFZ empfiehlt, sich bei Sonnenschein im Freien zwei- bis dreimal pro Woche für etwa zwölf Minuten aufzuhalten. Gesicht, Hände und Teile von Armen und Beinen sollten für diese Zeitspanne unbedeckt und ohne Sonnenschutz sein.

Tobias Niedermaier, Thomas Gredner, Sabine Kuznia, Ben Schöttker, Ute Mons, Jeroen Lakerveld, Wolfgang Ahrens, Hermann Brenner. Vitamin D food fortification in European countries: The underused potential to prevent cancer deaths.
European Journal of Epidemiology 2022, DOI: 10.1007/s10654-022-00867-4

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Wachgerüttelt – DGSM-Aktionstag am 21. Juni sensibilisiert für die Wichtigkeit von erholsamem Schlaf

Romy Held Pressestelle
Deutsche Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM)
Das Motto des DGSM-Aktionstages Erholsamer Schlaf am 21. Juni 2022 lautet „Smarter schlafen“. Angesichts der weiten Verbreitung von Schlafstörungen möchte die DGSM Interessierte und Betroffene informieren, um die frühzeitige Erkennung von Schlafstörungen zu fördern.

Bei der Ein- und Durchschlafstörung (Insomnie) handelt es sich um eine der häufigsten Erkrankungen in unserem Gesundheitssystem. Studien zeigen, dass bis zu 10 % der Bevölkerung an einer behandlungsbedürftigen Insomnie leiden. Nach internationalen Studien leiden mehr als 70 % der Betroffenen länger als ein Jahr und fast 50 % länger als drei Jahre an dieser Erkrankung. Das sind mindestens 5 Millionen Bundesbürger. Viele Menschen erhoffen sich Hilfe auf dem breiten Markt für technische Schlafhilfen. Bei der Crowdfunding Plattform Kickstarter sind über 1400 Projekte mit dem Thema „Sleep“ gelistet. Das Marktforschungsinstitut Global Market Insights schätzt die weltweiten Ausgaben dafür auf bis zu 27 Milliarden in fünf Jahren. Schlafmediziner sprechen ihnen maximal eine unterstützende Funktion zu, warnen jedoch zugleich vor mehr Risiken als Nutzen. Was können sie also, die zahlreichen Sleep-Gadgets auf dem Markt? Das ist eines der Schwerpunktthemen des DGSM-Aktionstages Erholsamer Schlaf am 21. Juni 2022 – ein jährliches Datum zum Wachrütteln.

Die Gesellschaft bietet ganzjährig Informationen und Hilfestellung zum Thema Schlafstörungen und Schlaferkrankungen, nutzt aber jedes Jahr gezielt den 21. Juni, um die Botschaft, wie wichtig erholsamer Schlaf für die Gesundheit des Menschen ist, zusätzlich thematisch zu fokussieren. Jeweils am Vortag des Aktionstages lädt die DGSM zu einer Pressekonferenz mit Schlafexperten ein. Bitte merken Sie sich gern bereits dafür den 20.6. 2022 um 10.30 Uhr vor. Die Pressekonferenz findet digital statt. Bitte melden Sie sich dazu einfach bei Romy Held (romy.held@conventus.de) an und Sie erhalten die Zugangsdaten.

Weitere Schwerpunktthemen 2022 sind:
• Schlafstörungen in Krisenzeiten (Pandemie, Krieg in der Ukraine)
• Digitalisierung und Telemedizin
• Schlafmedizin in der hausärztlichen Praxis – ein Thema?!

Erste Informationen zu den Schwerpunktthemen bieten Ihnen die Videostatements unter https://www.dgsm.de/gesellschaft/aktionstag/aktionstag-2022.

Spezielle Angebote für Journalist:innen sowie weitere Informationen über den Schlaf finden sich unter https://www.dgsm.de/gesellschaft/aktionstag/informationen-zum-thema-schlaf.

Wir freuen uns über Ihr Interesse!

Kontakt für Rückfragen:
Conventus Congressmanagement
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Romy Held
Carl-Pulfrich-Straße 1, 07745 Jena
Tel.: 0173/5733326
E-Mail: romy.held@conventus.de

Weitere Informationen:
https://www.dgsm.de/gesellschaft/aktionstag/aktionstag-2022
https://www.dgsm.de/gesellschaft/aktionstag/informationen-zum-thema-schlaf

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Auf Spurensuche im Abwasser: Mikroplastik, Schwermetalle, Arzneimittel

Johanna Helbing Kommunikation/ Pressestelle
Technische Hochschule Lübeck
Das Land Schleswig-Holstein unterstützt den Ausbau der Versuchs- und Ausbildungskläranlage der TH Lübeck in Reinfeld mit 700.000 Euro. Die geplante Investition in Erweiterung der Anlage ist zukunftsweisend für die Abwasserbehandlung in SH

Die TH Lübeck, Labor für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik, betreibt seit 2005 auf dem Gelände der kommunalen Kläranlage der Stadt Reinfeld eine Versuchs- und Ausbildungskläranlage (VAK). Ziel der Anlage ist u.a. die Erprobung neuartiger Technologien, die eine verbesserte und effizientere Reinigung von (kommunalem) Abwasser ermöglicht. Die VAK dient überdies im Rahmen von Praktika, Bachelor-/Masterarbeiten und F&E-Projekten der Ausbildung des akademischen Nachwuchses im Bereich des technischen Gewässerschutzes.

Die derzeit auf der VAK vorhandene Anlagentechnik (Belebtschlammverfahren) entspricht dem Stand der Technik der 1990er Jahre. Sie erlaubt vorrangig die Minimierung des Nährstoffgehaltes zum Schutz der Gewässer gegenüber einer Eutrophierung oder einem akuten Sauerstoffdefizit. In den vergangenen Jahren wurden in der Fachwelt allerdings zunehmend weitergehende Probleme hinsichtlich des Umgangs mit Abwasser und der notwendigen Reinigungsleistung identifiziert. Hierzu zählen insbesondere folgende Themenfelder:
• Der Rückhalt von Spurenstoffen, die bisher nicht vollständig in der kommunalen Abwasserreinigung zurückgehalten werden und die nachweislich zu einer negativen Beeinflussung der Ökosysteme in den Gewässern führen können. Zu den Spurenstoffen gehören bspw. Pflanzenschutzmittel, Schwermetalle, Arzneimittel oder Putzmittel.
• Der Rückhalt von Mikroplastik, das als Quelle von Weichmachern (Phtalate etc.) oder als Träger weiterer Spurenstoffe, die sich an die Oberfläche der Partikel anlagern, problematisch für die aquatische Umwelt sein können.
• Der Rückhalt von (multiresistenten) Keimen, für die keine oder nur noch wenige Antibiotika zur Verfügung stehen und die aktuell zu gewissen Anteilen durch Kläranlagen in die Gewässer eingetragen werden.

„Es ist enorm wichtig, dass wir diese Stoffe zurückhalten, weil unser Abwassersystem ansonsten ein offenes System wäre. Das heißt: alle Stoffe, die aus der Stadt entwässert werden, können dann potenziell in die Gewässer gelangen“, sagt Prof. Matthias Grottker, Leiter des Labors für Siedlungswasserwirtschaft der TH Lübeck.

Zum gezielten Rückhalt von Spurenstoffen wurden bereits bspw. in Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen kommunale Kläranlagen mit Verfahren der sog. 4. Reinigungsstufe erweitert, die notwendig sind, um Spurenstoffe gezielt aus dem Abwasser zu entfernen. Hierzu zählen die Aktivkohle-Behandlung und die Ozonung. Lösungsansätze wie Membranverfahren oder Verfahrenskombinationen der zuvor genannten Verfahrenstechniken wurden bislang nicht auf kommunalen Kläranlagen implementiert. Je nach gewähltem Verfahren werden ebenfalls Mikroplastik-Partikel und/oder (multiresistente) Keime aus dem Abwasser entfernt.

Das Land Schleswig-Holstein hat vor diesem Hintergrund einen Förderbescheid an die TH Lübeck übergeben, um die bestehende VAK um verschiedene Module der 4. Reinigungsstufe zu erweitern. Die geplante Investition ermöglicht eine zeitgemäße Bearbeitung abwassertechnischer Fragestellungen und ist somit zukunftsweisend für die Abwasserbehandlung in Schleswig-Holstein in den kommenden Jahrzehnten. Die VAK versteht sich dabei als zentrale Anlaufstelle für Fragestellungen bezüglich der 4. Reinigungsstufe auf kommunalen Kläranlagen im Land Schleswig-Holstein. Des Weiteren können die Kläranlagenbetreiber in Schleswig-Holstein die neuen innovativen Verfahren bzw. Verfahrenskombinationen kennenlernen und den Umgang mit der Technik erlernen. Zudem kann die mobile Lösung auf der VAK dazu genutzt werden, die einzelnen Verfahren oder auch Verfahrenskombinationen testweise auf kommunalen Kläranlagen in Schleswig-Holstein einzusetzen und mit deren spezifischen Abwasserzusammensetzung zu erproben. Dies betrifft vor allem Kläranlagen, die die Absicht haben, ihre Kläranlage mit einer 4. Reinigungsstufe nachzurüsten. Die Kläranlagenbetreiber können durch die VAK soweit unterstützt werden, dass eine möglichst effektive und wirtschaftliche Verfahrenslösung gefunden wird.

Die Bewilligung der Fördermittel i.H.v. 700.000 Euro für die Erweiterung der VAK erfolgt aus EU-Mitteln des Wiederaufbaufonds (EURI), die über das Landesprogramm für die Entwicklung des ländlichen Raums Schleswig-Holstein (LPLR) zur Verfügung gestellt wurden. Die Bewilligung erfolgt gemäß der „Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Abwasserbehandlung in Schleswig-Holstein“ vom 24. Oktober 2021.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Matthias Grottker
E-Mail: matthias.grottker@th-luebeck.de
Dr.-Ing. Kai Wellbrock
E-Mail: kai.wellbrock@th-luebeck.de

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7 Stunden Schlaf pro Nacht sind kein Garant für erholsamen Schlaf!

Romy Held Pressestelle
Deutsche Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM)
Die Deutsche Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM) empfiehlt, die Schlafdauer dem individuellen Schlafbedürfnis anzupassen und nicht einer vermeintlichen Zeitvorgabe von 7 Stunden pro Nacht. Stellungnahme der DGSM zu einer aktuellen Studie, die einen Zusammenhang zwischen sieben Stunden Schlaf als Idealwert für die kognitive Leistungsfähigkeit, das allgemeine Wohlbefinden und die psychische Gesundheit von Menschen mittleren und höheren Alters nahe legt.

Die Ergebnisse einer aktuellen britisch/chinesischen Studie mit fast 500000 Erwachsenen zwischen 38 und 73 Jahren haben zur öffentlichen Diskussion über die optimale Schlafdauer bei Erwachsenen geführt. Daraus ist der Eindruck entstanden, dass 7 Stunden Schlaf pro Nacht bei Erwachsenen eine Notwendigkeit sei. Kürzerer oder längerer Schlaf sei mit erhöhten Risiken für psychische Erkrankungen und geistige Einschränkungen verbunden.

Die Deutsche Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM) nimmt hierzu wie folgt Stellung:
Eine ursächliche Verbindung zwischen kurzem bzw. langem Schlaf und den genannten Erkrankungen bzw. Einschränkungen kann mit dem Studiendesign nicht nachgewiesen werden und die Autorinnen und Autoren der Arbeit behaupten dies auch nicht in dem zitierten Artikel. Dementsprechend ist die Studie kein Hinweis darauf, dass der Versuch, genau 7 h zu schlafen, gesundheitsförderlich ist. Dies kann sich für Menschen mit einem geringeren oder längeren Schlafbedarf sogar eher gesundheitsschädlich auswirken. Der Schlafbedarf ist individuell sehr unterschiedlich und wird genetisch gesteuert von unserer inneren Uhr. Daraus resultiert, dass die meisten Erwachsenen eine durchschnittliche Schlafdauer von etwa 6 bis 8 Stunden haben. Einige Langschläfer brauchen regelmäßig mehr Schlaf, wohingegen Kurzschläfer mit deutlich weniger Schlaf auskommen, ohne dadurch krank zu werden. Hinzu kommt, dass für den Erholungswert des Schlafes nicht nur die Schlafdauer relevant ist, sondern auch die Schlafqualität. Und die kann, körperlich oder psychisch bedingt, beeinträchtigt sein. Insofern sind die Ergebnisse der Studie differenziert zu betrachten und es ist nicht ein statistisch gewonnener Mittelwert über 500000 Probanden auf einzelne Individuen zu verallgemeinern.

Unabhängig davon ist zu betonen, dass sowohl Menschen, die einen chronischen Schlafmangel haben als auch Menschen, die regelmäßig zu lange (über 9 Stunden pro 24h) schlafen, ein erhöhtes Risiko für körperliche Erkrankungen, insbesondere Herz-Kreislauf-Erkrankungen, psychische Störungen, insbesondere Depressionen und Angststörungen und kognitive Einschränkungen bis hin zu einem erhöhten Risiko für dementielle Erkrankungen im höheren Alter haben und dass zu kurze oder zu lange Schlafzeiten auch ein Hinweis zugrunde liegender Erkrankungen sein kann.

Die Deutsche Gesellschaft für Schlafforschung und Schlafmedizin (DGSM) wird anlässlich des DGSM-Aktionstages Erholsamer Schlaf am 21.6.2022 die Thematik ausführlich präsentieren.

Presserückfragen bitte an:
Conventus Congressmanagement
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Romy Held
Carl-Pulfrich-Straße 1, 07745 Jena
Tel.: 03641/3116280
E-Mail: romy.held@conventus.de

Originalpublikation:
Li, Y., Sahakian, B.J., Kang, J. et al. The brain structure and genetic mechanisms underlying the nonlinear association between sleep duration, cognition and mental health. Nat Aging (2022). https://doi.org/10.1038/s43587-022-00210-2

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

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Aktuelle Studie – Rund zehn Prozent der Erwerbstätigen arbeiten „suchthaft“

Rainer Jung Abt. Öffentlichkeitsarbeit
Hans-Böckler-Stiftung
Rund ein Zehntel der Erwerbstätigen in Deutschland arbeitet suchthaft, ergibt eine von der Hans-Böckler-Stiftung geförderte Studie auf Basis repräsentativer Daten von 8000 Erwerbstätigen.*

Von suchthaftem Arbeiten Betroffene arbeiten nicht nur sehr lang, schnell und parallel an unterschiedlichen Aufgaben, sie können auch nur mit schlechtem Gewissen freinehmen und fühlen sich oft unfähig, am Feierabend abzuschalten und zu entspannen. Führungskräfte zeigen überdurchschnittlich oft Symptome suchthaften Arbeitens. In mitbestimmten Betrieben kommt suchthaftes Arbeiten seltener vor als in solchen ohne Mitbestimmung, so die Untersuchung von Forschenden des Bundesinstituts für Berufsbildung (BIBB) und der Technischen Universität Braunschweig, die über gut zwei Jahre mit Unterstützung der Hans-Böckler-Stiftung dem Thema nachgegangen sind. Betriebsräte helfen, Grenzen zu ziehen und könnten Beschäftigte so vor Selbstausbeutung schützen.

Frühmorgens ins Büro und spätabends wieder raus, zu Hause noch einmal die Mails checken, einfach nicht loslassen können: Suchthaftes Arbeiten ist kein Randphänomen, das nur eine kleine Gruppe von Führungskräften betrifft. Tatsächlich sind exzessives und zwanghaftes Arbeiten in allen Erwerbstätigengruppen verbreitet. Das Forschungsteam hat zu diesem Thema eine Auswertung auf Basis repräsentativer Daten für Erwerbstätige in Deutschland durchgeführt. Einige der Ergebnisse von Beatrice van Berk (BIBB), Prof. Dr. Christian Ebner (TU Braunschweig) und Dr. Daniela Rohrbach-Schmidt (BIBB) mögen auf den ersten Blick überraschen. Wer bei IT-Berufen etwa an Leute denkt, die bis spät in die Nacht beruflich bedingt vor dem Computer hocken und IT-Probleme lösen, sieht sich getäuscht: Tatsächlich ist der Berufsbereich Informatik, Naturwissenschaft, Geografie am wenigsten betroffen. Am häufigsten neigen Menschen in Land-, Forst-, Tierwirtschaft und Gartenbau zu suchthaftem Arbeiten. In der ersten Gruppe sind es 6 Prozent, in der zweiten 19 Prozent. In weiteren untersuchten Wirtschaftsbereichen, unter anderem Verkehr/Logistik, Produktion/Fertigung, Kaufmännische Dienstleistungen/Handel/Tourismus oder Gesundheit/Soziales/Erziehung liegen die Werte zwischen 8 und 11 Prozent (siehe auch Abbildung 4 in der in der Fachzeitschrift „Arbeit“ publizierten Studie; Link unten).

Wann werden aus engagierten Erwerbstätigen solche, deren Leben von der Arbeit dominiert wird? Dieser Frage haben sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schon vor Jahrzehnten gewidmet. 1971 prägte der Psychologe Wayne Oates den Begriff Workaholic, um zu beschreiben, dass einige Menschen ein Verhältnis zu ihrer Arbeit haben wie Süchtige zum Alkohol. Heute arbeitet die Forschung mit verschiedenen Kriterienkatalogen. International verbreitet ist etwa die Dutch Work Addiction Scale, die auch van Berk, Ebner und Rohrbach-Schmidt als Befragungsinstrument in ihrer Erhebung genutzt haben. Suchthafte Arbeit lässt sich demnach anhand von zwei Dimensionen bestimmen. Erstens muss die jeweilige Person exzessiv arbeiten, das heißt: lange arbeiten, schnell arbeiten und verschiedene Aufgaben parallel erledigen. Der zweite Faktor als Voraussetzung für suchthaftes Arbeiten ist die „Getriebenheit“ der Erwerbstätigen: hart arbeiten, auch wenn es keinen Spaß macht, nur mit schlechtem Gewissen freinehmen, Unfähigkeit zur Entspannung am Feierabend, also „Entzugserscheinungen“ in der erwerbsarbeitsfreien Zeit.

Die Auswertung stützt sich auf eine Befragung von rund 8000 Erwerbstätigen in den Jahren 2017 und 2018. Zu jeder der beiden Dimensionen von Arbeitssucht wurden den Interviewten fünf Aussagen präsentiert, zu denen sie, mit mehreren Abstufungen, Zustimmung oder Ablehnung äußern konnten. Etwa „Ich bin stets beschäftigt und habe mehrere Eisen im Feuer“ oder „Ich spüre, dass mich etwas in mir dazu antreibt, hart zu arbeiten“.

Der Untersuchung zufolge arbeiten 9,8 Prozent der Erwerbstätigen suchthaft. Weitere 33 Prozent arbeiten exzessiv – aber nicht zwanghaft. 54,9 Prozent der Erwerbstätigen arbeiten dagegen „gelassen“. Und eine kleine Gruppe arbeitet zwar nicht viel, aber zwanghaft.

Mit rund 10 Prozent Arbeitssüchtigen erreicht Deutschland einen Wert, der nah an den Ergebnissen ähnlicher Studien aus anderen Ländern liegt. So kamen Forschende in den USA ebenfalls auf 10 Prozent und in Norwegen auf gut 8 Prozent. Aus dem Rahmen fällt Südkorea, wo eine Untersuchung einen Anteil von fast 40 Prozent ergab, allerdings mit einer etwas weiter gesteckten Definition von Arbeitssucht.

In einer weiteren Hinsicht fügen sich die Erkenntnisse von van Berk, Ebner und Rohrbach-Schmidt in den internationalen Forschungsstand: „Insgesamt deutet die Studienlage darauf hin, dass die Verbreitung von suchthaftem Arbeiten unter den Erwerbstätigen – wenn überhaupt – nur schwache Unterschiede bezüglich soziodemografischer Merkmale aufweist.“ So ist es auch in Deutschland. Schulabschluss und Familienstatus zeigen keine Zusammenhänge mit der Neigung zu suchthafter Arbeit. Einen kleinen, aber signifikanten Unterschied gibt es zwischen Frauen und Männern, die zu 10,8 beziehungsweise 9 Prozent betroffen sind. Deutlichere Unterschiede bestehen zwischen Altersgruppen: Bei den 15- bis 24-Jährigen beträgt die Quote 12,6 Prozent, bei den 55- bis 64-Jährigen 7,9 Prozent.

Wer eine lange vertragliche Wochenarbeitszeit hat, neigt leicht überdurchschnittlich zur Arbeitssucht; ob der Vertrag befristet ist oder nicht, spielt dagegen keine Rolle. Auch das Anforderungsniveau erweist sich als neutral. Starke Unterschiede zeigen sich dagegen im Hinblick auf Selbstständigkeit und Führungsverantwortung. Unter Selbstständigen liegt die Workaholic-Quote bei 13,9 Prozent. Dies könnte auch einer der Gründe für den hohen Anteil in landwirtschaftlichen Berufen sein, denn in dieser Branche sind viele Erwerbstätige selbstständig.

Zwischen suchthaftem Arbeiten und Führungsverantwortung besteht „ein statistisch höchst signifikanter Zusammenhang“. Führungskräfte sind zu 12,4 Prozent arbeitssüchtig, andere Erwerbstätige nur zu 8,7 Prozent. „Unter den Führungskräften ist suchthaftes Arbeiten zudem umso stärker ausgeprägt, je höher die Führungsebene ist.“ Die obere Ebene kommt auf einen Anteil von 16,6 Prozent. In vielen Betriebskulturen werden an Führungskräfte wahrscheinlich Anforderungen gestellt, die „Anreize für arbeitssüchtiges Verhalten“ setzen, vermuten die Wissenschaftlerinnen und der Wissenschaftler. Beispielsweise, wenn erwartet wird, dass sie als Erste kommen und als Letzte gehen.

Einen starken Zusammenhang mit suchthafter Arbeit haben schließlich Betriebsgröße und Mitbestimmung. In Großbetrieben ist Arbeitssucht weniger verbreitet als in kleinen Betrieben. Bei weniger als zehn Beschäftigten „fallen 12,3 Prozent in die Kategorie der suchthaft Arbeitenden“, bei mehr als 250 Beschäftigten 8,3 Prozent. Dies könnte an einer stärkeren Regulierung liegen. Beschäftigte in Großunternehmen bekommen Schwierigkeiten mit der Personalabteilung, wenn das Arbeitszeitkonto überquillt. Ähnliche Unterschiede treten beim Vergleich von Betrieben mit und ohne Betriebsrat zutage: Mit Mitbestimmung arbeiten 8,7 Prozent der Beschäftigten suchthaft, ohne Betriebsrat 11,9 Prozent. Eine besondere Rolle dürften in diesem Kontext Betriebsvereinbarungen spielen – „ein wichtiges Instrument der betrieblichen Regulierung, welches exzessivem und zwanghaftem Arbeiten entgegenwirken kann“, so die Forschenden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Eike Windscheid
Abteilung Forschungsförderung
Tel. 0211-7778-644
E-Mail: Eike-Windscheid@boeckler.de

Rainer Jung
Leiter Pressestelle
Tel.: 0211-7778-150
E-Mail: Rainer-Jung@boeckler.de

Originalpublikation:
*Beatrice van Berk, Christian Ebner, Daniela Rohrbach-Schmidt: Wer hat nie richtig Feierabend? Eine Analyse zur Verbreitung von suchthaftem Arbeiten in Deutschland, Zeitschrift Arbeit 3/2022, April 2022. Download: https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/arbeit-2022-0015/html

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Kleine Wasserlinse – großes Potential für die Landwirtschaft | Rund 500.000 Euro für Praxis-Forschungsprojekt

Friedrich Schmidt Pressestelle
Universität Vechta
An Teichen und Gräben sieht man sie häufig – die Teich- oder Wasserlinsen, im Volksmund auch „Entengrütze“ genannt. Wasserlinsen können unter optimalen Bedingungen ihre Biomasse innerhalb eines Tages verdoppeln und gedeihen auch auf Schmutz- und Abwässern hervorragend. Wie (wirtschaftlich) praktikabel das funktioniert, ob die Abwässer auf diese Weise gereinigt werden können – sodass sie eventuell einleitfähig werden – und ob darüber hinaus ein natürliches Futtermittel enstehen kann, untersucht das Konsortium um das Forschungsprojekt ReWali.

Am 10. Mai 2022 fand das Kick-off-Meeting des Projektes „ReWali – Reduktion des Nährstoffeintrags in Gewässer sowie Produktion von Futtermittel durch Wasserlinsen“ bei der Firma NOVAgreen statt. Ziel des Projektes ist es, Kreislaufwirtschaft in der Landwirtschaft durch den Einsatz der Wasserlinse neu zu denken. Die Wasserlinse ist innerhalb kurzer Zeit in der Lage, dem Wasser Nährstoffe wie z.B. Nitrat und Phosphor zu entziehen und in erntefähige Biomasse zu binden. Diese Biomasse soll im Projekt als natürliches, proteinreiches Futtermittel eingesetzt werden. Dadurch kann die Linse in einem Kreislaufsystem direkt vor Ort wieder einer Nutzung zugeführt und die Nährstoffe somit „recycelt“ werden.

Im Projekt wird die bisher unterschätzte heimische Pflanze u.a. auf sogenanntem „Schlabberwasser“, d.h. einem mäßig nährstoffhaltigen Brauchwasser aus der Gänsehaltung angebaut und dann wieder direkt als Futter eingesetzt. Solche niedrig und mäßig belasteten Wasser wie das Schlabberwasser einzuleiten erfordert eine Genehmigung der Wasserbehörden und wird nach heutigen Standards immer schwieriger umzusetzen. Alternativ muss belastetes Oberflächen- und Brauchwasser gelagert werden, was Platz benötigt und zusätzliche Kosten aufwirft. Die Produktion von Wasserlinsen könnte die Problematik der Verwertung des Schlabberwassers lösen und gleichzeitig ein lokal produziertes Futter für die Gänsezucht darstellen, das im optimalen Fall z.B. Soja ersetzen könnte. Dieses Konzept der Kreislaufwirtschaft könnte zukünftig auch auf andere Tierarten, wie z.B. die Fischhaltung übertragen werden.

Technisches KnowHow für den Anbau liefert im Projekt die Firma NOVAgreen Projektmanagement GmbH aus Vechta-Langförden. Praktisch erprobt wird das Projekt auf dem Gänsehof der Familie Claßen aus Bakum, wo die Wasserlinse angebaut und verfüttert wird. Die Universität Göttingen untersucht die Fleischqualität, der mit Wasserlinsen gefütterten Gänse. Auch die Frage „ob Wasserlinsen ebenso an Fische verfüttert werden können und ob insbesondere Forellen (als Fleischfresser mit hohem Eiweißbedarf) die proteinreiche Wasserlinse gut vertragen“, versucht die Uni Göttingen in diesem Projekt zu beantworten. Außerdem sollen Wege ermittelt werden, wie die Wasserlinse lagerfähig und in Mischrationen eingesetzt werden kann. Die Projektkoordination und Öffentlichkeitsarbeit übernimmt der Verbund Transformationsforschung agrar Niedersachsen (trafo:agrar) bei der Universität Vechta.

Gefördert wird das Vorhaben über drei Jahre mit rund einer halben Millionen € von den Europäischen Innovations-Partnerschaften für Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Kontakt
Dr. Linda Armbrecht und Dr. Stefanie Retz
Verbund Transformationsforschung agrar Niedersachsen
E-Mail: linda.armbrecht@trafo-agrar.de, stefanie.retz@trafo-agrar.de
Tel.: +49. (0) 4441.15 442
https://www.trafo-agrar.de

Weitere Informationen:
https://www.uni-vechta.de/koordinierungsstelle-transformationsforschung-agrar

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Kompetent, kompakt und aktuell: diabetes zeitung feiert sechsjähriges Bestehen

Michaela Richter Pressestelle
Deutsche Diabetes Gesellschaft
Kompetent, kompakt und aktuell: Seit nunmehr sechs Jahren informiert die diabetes zeitung (dz) umfassend über Diabetes mellitus und präsentiert ihren Leser*innen in 10 Ausgaben pro Jahr komprimiert die wichtigsten wissenschaftlichen Erkenntnisse und Informationen rund um die Stoffwechselerkrankung. Sie wird von der Deutschen Diabetes Gesellschaft (DDG) in Kooperation mit der MedTrix Group herausgegeben, erscheint in einer Print-Auflage von 25.000 Exemplaren und kann zudem als e-Paper abgerufen werden.

Die Anzahl an Diabetespatientinnen und -patienten steigt und täglich gibt es neue Erkenntnisse und Informationen aus Wissenschaft, Therapie, Praxis und Gesundheitspolitik. „Es bleiben den Behandelnden im Praxisalltag immer weniger Zeitressourcen, um sich ausgiebig über aktuelle und wichtige Entwicklungen zu informieren“, erklärt DDG Mediensprecher Professor Dr. med. Baptist Gallwitz. „Die dz ist von vielen Schreibtischen in Klinik und Praxis nicht mehr wegzudenken. Sie ist als zuverlässige Quelle, die konzentriert und umfassend rund um Diabetes berichtet, inzwischen unverzichtbar.“

Monatlich fasst ein Redaktionsteam, bestehend aus Expertinnen und Experten der Diabetologie und angrenzender Fächer, alle wichtigen Ereignisse zusammen. Sie berichten über aktuelle Nachrichten, Kongresse, Kasuistiken, Weiterbildungsangebote, neue Therapieansätze, Leitlinien, medizintechnische Innovationen, Ergebnisse aus der Ernährungsforschung, Innovationen auf dem Diabetes-Arzneimittelmarkt und Nützliches für den Praxis- oder Klinikalltag. Aktuelle wissenschaftliche Publikationen werden in kurzen Übersichtsartikeln zusammengefasst. Einen besonderen Stellenwert nehmen auch versorgungsrelevante und gesundheitspolitische Themen in Interviews, Artikeln und Gastbeiträgen renommierter Expertinnen und Experten ein.

„Neben den umfassenden Inhalten möchten wir auch alle an Diabetes beteiligten Fachbereiche in die Berichterstattung einbeziehen, indem wir ihre – oft sehr verschiedenen – Bedürfnisse und Interessen bedienen“, führt Stephan Kröck, Geschäftsführer der MedTriX GmbH Deutschland, aus. „Bei der Gründung vor sechs Jahren war es uns wichtig, einen Titel für eine diabetologisch interessierte, diverse Zielgruppe zu publizieren, der nicht ausschließlich für Spezialistinnen und Spezialisten gedacht ist. Wir wollten nicht nur ein weiteres diabetologisches Fachjournal schaffen.“

So richtet sich die dz gleichwohl an Ärztinnen und Ärzte der Allgemeinmedizin, der inneren Medizin und der Diabetologie – sowohl in Klinik als auch in Praxis –, Expertinnen und Experten aus den Bereichen Diabetesberatung und -schulung, Pflege und Podologie. „Aber wir haben nicht nur die Behandelnden im Blick. Auch Entscheidungsträger aus Politik und Gesundheitswesen gehören zu unserem langjährigen Leserkreis. Denn bevor gesundheitspolitische Beschlüsse gefasst werden, müssen und wollen die Verantwortlichen optimal informiert sein“, erklärt Gallwitz. Dass die dz diese verschiedenen Disziplinen miteinander verbindet, mache sie einzigartig am Markt.

Rund 90 Prozent der Diabetespatientinnen und -patienten werden in Hausarztpraxen diagnostiziert und betreut. Hier ist aufgrund der Fülle und Vielfältigkeit der zu behandelnden Erkrankungen der Informationsbedarf zu aktuellen Neuerungen in der Diabetologie besonders hoch. „Die diabetes zeitung bildet die große Schnittmenge in der täglichen Arbeit von Hausärztinnen und Hausärzten sowie Diabetologinnen und Diabetologen aufgrund ihrer Themenvielfalt rund um den Diabetes gut ab. Dadurch leistet sie eine wichtige Informationsarbeit“, erläutert Dipl.-Med. Ingrid Dänschel, Vorstandsmitglied im Deutschen Hausärzteverband.

Die dz erscheint mit einer Auflage von 25.000 und ist als e-Paper auf der Website der DDG verfügbar https://www.deutsche-diabetes-gesellschaft.de/diabetes-zeitung sowie im Zeitungsformat hier zu abonnieren: https://shop.medical-tribune.de/diabetes-zeitung

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Ökologische Funktionen von Fließgewässern weltweit stark beeinträchtigt / Metastudie zeigt maßgebliche Stressoren

Susanne Hufe Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ
Landwirtschaft, Habitatverlust oder Abwässer – menschgemachte Stressoren wirken sich negativ auf die biologische Vielfalt in Bächen und Flüssen aus. In welchem Maße dabei auch ihr Vermögen zur Selbstreinigung und andere wichtige Ökosystemleistungen in Mitleidenschaft gezogen werden, darüber weiß man noch sehr wenig. Mit einer kürzlich im Fachjournal Global Change Biology veröffentlichten Metastudie hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) den weltweiten Stand der Forschung dazu erfasst – und gibt damit neue Impulse für ein verbessertes Gewässermanagement.

Fließgewässer sind die Lebensadern unserer Erde, Hotspots der Biodiversität und für den Menschen unverzichtbare Lebensgrundlage: Sie stellen Trinkwasser bereit, dienen dem Hochwasserschutz und werden zur Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen genutzt. Doch der Mensch nimmt Einfluss auf Gewässersysteme und deren ökologische Funktionen – unter anderem durch Veränderung der natürlichen Gewässerstruktur, Landwirtschaft oder Einleitung von Abwässern. „Das alles geht natürlich nicht spurlos an den Fließgewässern vorüber“, sagt Dr. Mario Brauns, Wissenschaftler am UFZ-Department Fließgewässerökologie. „Die allermeisten Studien dazu befassen sich mit den Auswirkungen auf die Biodiversität – was aus unserer Sicht aber nur einen Teil des Problems erfasst. Denn ein Verlust der biologischen Vielfalt kann zwar anzeigen, dass etwas nicht stimmt in einem Gewässer, doch ob und inwieweit seine ökologischen Funktionen in Mitleidenschaft gezogen sind, bleibt unbeantwortet.“

Eine der wichtigsten Ökosystemleistungen von Fließgewässern ist ihre natürliche Reinigungsleistung. Sie kann über verschiedene ökologische Funktionen wie etwa die Nährstoffaufnahme oder die Zersetzung von Laub bewertet werden. Doch wie genau wirken sich menschliche Stressoren auf diese ökologischen Funktionen aus, die für die natürliche Selbstreinigungskraft eines Fließgewässers essenziell sind? „Für unsere Metastudie haben wir gemeinsam mit internationalen Kolleg:innen den aktuellen Stand der Forschung zu dieser Frage zusammentragen“, sagt Brauns. Das Forschungsteam wertete die Fachliteratur nach Studien aus, in denen die Auswirkungen menschlicher Stressoren auf die ökologischen Funktionen von Fließgewässern untersucht wurden. „Wir haben sämtliche weltweit verfügbaren Forschungsarbeiten recherchiert und fanden insgesamt 125 Studien – was im globalen Maßstab wirklich eine sehr geringe Ausbeute ist“, sagt Brauns. „Das hat noch einmal verdeutlicht, wie wenig hierzu bislang geforscht wurde. Und: Die gefundenen Studien wurden vor allem in Europa, Nordamerika oder Kanada durchgeführt. Über die Regionen Asien oder Afrika ist bislang fast nichts bekannt. Hier besteht aus unserer Sicht höchster Forschungs- und Handlungsbedarf.“

Die Auswertung der Studiendaten ergab, dass die Effizienz, mit der Fließgewässer Nitrat zurückhalten können, in Bächen, die durch landwirtschaftlich genutzte Gebiete fließen, fast fünfmal geringer ist als in Bächen mit natürlicher Umgebung. „Das ist wirklich enorm“, sagt Brauns und erklärt: „Landwirtschaftlich geprägte Fließgewässer sind durch hohe Nährstoffkonzentrationen und eine geschädigte Gewässerstruktur so stark belastet, dass sie ihre natürliche ökologische Rückhaltefunktion nicht mehr ausreichend erfüllen können und dadurch einen Großteil ihrer Reinigungsleistung einbüßen.“ Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Studie ist die vergleichende Bewertung der Stressoren: Welcher Stressor hat über alle ökologischen Funktionen hinweg die stärksten Auswirkungen? Deutlich auf Platz eins liegt die Einleitung von Abwässern. Auf dem unrühmlichen zweiten Platz die Landwirtschaft und auf Platz drei die Urbanisierung. „Das sind alles Bereiche, in denen wir dringend tätig werden müssen“, sagt Brauns. „Um die Gewässergefährdung besser abschätzen und passende Managementmaßnahmen einleiten zu können, sind die ökologischen Funktionen von Fließgewässern sehr gute und aussagekräftige Indikatoren. Das konnten wir mit unserer Metastudie zeigen. Wir hoffen, dass es in Zukunft vermehrt Studienansätze geben wird, die die ökologischen Funktionen von Fließgewässern in den Fokus nehmen. Und das am besten auf breiter Ebene weltweit – denn es besteht rund um den Globus dringender Handlungsbedarf.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Mario Brauns
UFZ-Department Fließgewässerökologie
mario.brauns@ufz.de

Originalpublikation:
Mario Brauns, Daniel C. Allen, Iola G. Boëchat, Wyatt F. Cross, Verónica Ferreira, Daniel Graeber, Christopher J. Patrick, Marc Peipoch, Daniel von Schiller, Björn Gücker: A global synthesis of human impacts on the multifunctionality of streams and rivers, Global Change Biology, doi: 10.1111/gcb.16210
https://doi.org/10.1111/gcb.16210

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Studie untersucht Mikroplastikbelastung in der Rheinaue bei Langel in Köln

Gabriele Meseg-Rutzen Kommunikation und Marketing
Universität zu Köln
Mikroplastik sammelt sich in der Rheinaue Langel-Merkenich an / Topografie und Überflutung bestimmen die lokale Menge der Plastikpartikel im Boden

Mikroplastik kann sich in Flussauen ablagern und in tiefere Bodenbereiche transportiert werden. Die lokale Topografie, die Überschwemmungsfrequenz und die Bodenbeschaffenheit sind für die Menge der abgelagerten Plastikpartikel und deren mögliche Verlagerung in die Tiefe verantwortlich. Das ist das zentrale Ergebnis einer Studie von Forscher:innen der Universitäten Köln und Bayreuth unter der Leitung von Professorin Dr. Christina Bogner vom Geographischen Institut der Universität zu Köln und Dr. Martin Löder von der Universität Bayreuth. Das Forschungsteam untersuchte die Rheinaue Langel-Merkenich nördlich von Köln auf drei
Probenahmelinien in zunehmenden Abstand vom Fluss jeweils in zwei Bodentiefen auf die Mikroplastikbelastung. Das Forschungsteam ist Teil des DFG-Sonderforschungsbereichs 1357 Mikroplastik. Der aus den Untersuchungen resultierende Artikel „Flooding frequency and floodplain topography determine abundance of microplastics in an alluvial Rhine soil“ ist bei Science of the Total Environment erschienen.

Es ist bekannt, dass über Flüsse Mikroplastik in Richtung der Ozeane transportiert wird. Unklar ist, ob alle Partikel letztlich dort landen. Während des Weges in Richtung Meer interagieren Mikroplastikpartikel nicht nur mit Flusssedimenten, sondern können sich auch in den Uferbereichen ablagern. Forscher:innen der Universität zu Köln und der Universität Bayreuth untersuchten in Überflutungsbereichen des Rheins, ob bei größeren Überschwemmungen ein Teil des Mikroplastiks auf den überschwemmten Flächen verbleibt. Besonders interessierten sich die Wissenschaftler:innen dafür, wie sich das Mikroplastik in den überschwemmten Böden verteilt und ob es in tiefere Bodenhorizonte gelangt.

Um diese Frage anzugehen, sammelte das Team in der Rheinaue Bodenproben in zwei verschiedenen Tiefen (0-5 cm und 5-20 cm) entlang dreier Probenahmelinien mit Messpunkten mit zunehmendem Abstand zum Fluss und bestimmten die Häufigkeit von Mikroplastik mittels Mikro-Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (mikroFTIR Spektroskopie). Dieses Verfahren ermöglicht eine eindeutige Charakterisierung der Plastiksorte jedes untersuchten Partikels bis zu einer minimalen Partikelgröße von 10 µm über die Messung seines chemischen Fingerabdrucks. Die Menge an Mikroplastik pro Kilogramm trockenen Bodens schwankte zwischen 25.502 und 51.119 Partikeln in den obersten 5 cm und zwischen 25.616 und 84.824 Partikeln im tieferen Boden (5-20 cm). Ungefähr 75 Prozent der Partikel waren kleiner als 150 µm.

Bei ihren Untersuchungen stellten die Forscher:innen fest, dass die Verteilung der Mikroplastikpartikel im Wesentlichen von zwei Faktoren abhängt: einerseits von der Beschaffenheit und dem Bewuchs der Bodenoberfläche und andererseits davon wie häufig die untersuchte Stelle überschwemmt wird. So können sich im Laufe der Überschwemmungen vor allem in den Senken Mikroplastikpartikel in den Rheinauen anreichern und werden an Stellen, die durch Grasbewuchs vor Erosion geschützt sind und in denen Regenwurmaktivität festgestellt wurde, auch in tiefere Schichten der Bodenhorizonte verlagert.
„Je kleiner das Mikroplastik ist, umso eher wird es von Bodenlebewesen aufgenommen und kann sie möglicherweise negativ beeinflussen. Wie genau und in welchen Mengen Mikroplastik für Bodenlebewesen schädlich sein kann, erforschen wir neben der Entstehung und dem Transportverhalten von Mikroplastik in der Umwelt im SFB Mikroplastik“, sagt Doktorand Markus Rolf. Professorin Dr. Bogner fügt hinzu: „Unser interdisziplinärer Ansatz kann auch auf andere Überschwemmungsgebiete übertragen werden, um die entsprechenden Prozesse aufzuklären. Informationen aus solchen Untersuchungen sind sowohl für die Lokalisierung potenzieller Mikroplastiksenken für Probenahmepläne als auch für die Identifizierung von Gebieten mit erhöhter Bioverfügbarkeit von Mikroplastik für eine angemessene ökologische Risikobewertung von wesentlicher Bedeutung.“

Inhaltlicher Kontakt:
Professorin Dr. Christina Bogner
Geographisches Institut der Universität zu Köln
+49 221 470 3966
christina.bogner@uni-koeln.de

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

Veröffentlichung:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722022343

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Gesunder Schlaf: Warum so wichtig fürs Herz?

Michael Wichert Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsche Herzstiftung e.V./Deutsche Stiftung für Herzforschung
Schlafmangel hat Folgen für den Organismus und schädigt dauerhaft Herz und Kreislauf. Was zum herzgesunden Schlaf gehört, erklären Herzspezialisten und Schlafmediziner in HERZ heute

Gesunder Schlaf wirkt wie ein Medikament: Während der Nachtruhe sinken Herzschlag und Blutdruck. Außerdem werden Fett- und Zuckerstoffwechsel optimiert, das Immunsystem gestärkt, die Wundheilung beschleunigt und zelulläre Reparaturprozesse angestoßen. Umgekehrt hat Schlafmangel gravierende Folgen für den Körper – insbesondere für das Herz: „Findet der erholsame Schlaf dauerhaft zur falschen Zeit oder regelmäßig zu kurz statt, können die Folgen für die Gesundheit gravierend und zahlreiche Krankheiten die Folge sein, darunter schwere Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems”, warnt Herzspezialist Prof. Dr. med. Dr. phil. Anil-Martin Sinha vom Wissenschaftlichen Beirat der Deutschen Herzstiftung und Chefarzt der Abteilung für Kardiologie am Sana Klinikum Hof in der aktuellen Ausgabe von HERZ heute. Besonders ausgeprägt seien die negativen Auswirkungen auf Herz und Kreislauf bei den schlafbezogenen Atemstörungen, etwa der obstruktiven Schlafapnoe. Mehr Informationen zum Zusammenhang zwischen Schlaf und Herzgesundheit sowie neue Erkenntnisse aus der Schlafmedizin bietet die aktuelle Ausgabe von HERZ heute 2/2022 mit dem Titel „Herzgesund schlafen“. Renommierte Kardiologen und Schlafmediziner erklären unter anderem Ursachen und Behandlungsmöglichkeiten der Schlafapnoe und geben Tipps für einen besseren Schlaf. Ein Probeexemplar der Ausgabe kann kostenfrei bei der Herzstiftung angefordert werden unter Tel. 069 955128-400 oder unter www.herzstiftung.de/bestellung

Chronischer Schlafmangel: Warum schädlich für Herz und Gefäße?
Während wir schlafen, ist das Gehirn hochaktiv: „In den verschiedenen Schlafphasen formt und festigt sich das Gedächtnis“, erklärt Prof. Sinha. Erinnerungen würden gefestigt und Überflüssiges gelöscht. „Zwischen der Leistungsfähigkeit des Gehirns und der Qualität des Schlafes besteht ein enger Zusammenhang“, so der Kardiologe. Doch nicht nur für die kognitive, auch für die körperliche Regeneration ist ein erholsamer Schlaf extrem wichtig. Denn während wir schlafen, werden zelluläre Reparaturprozesse angeschaltet und bestimmte Stoffwechselprozesse aktiviert und optimiert – etwa der Fett- und Zuckerstoffwechsel. Zudem wird der Blutdruck langfristig konstant gehalten, was sich auf die Gesundheit von Herz und Kreislauf auswirkt. Umgekehrt kann chronischer Schlafmangel Entzündungsprozesse im Körper anstoßen: Es entstehen aggressive Sauerstoffmoleküle, sogenannte „freie Radikale“, die Zellen und Gewebe angreifen und unter anderem die Arteriosklerose begünstigen, eine der Hauptursachen für viele Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Nächtliche Atemaussetzer: Vorsicht bei Verdacht auf Schlafapnoe
Von einer Schlafstörung spricht man, wenn ein Mensch über einen Zeitraum von einem Monat oder länger mindestens dreimal pro Woche Schwierigkeiten mit dem Ein- oder Durchschlafen hat. Häufig stecken psychische, neurologische oder andere körperliche Erkrankungen hinter einer Schlafstörung. Zu einer der häufigsten Ursachen zählt die Schlafapnoe, bei der es während des Schlafs immer wieder zu Atemaussetzern kommt. Typische Symptome sind Schnarchen und Tagesmüdigkeit. Die Atemaussetzer in der Nacht haben gravierende Folgen: Zellen und Organe werden nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. „Der Körper gerät dann in einen Alarmzustand, Blutdruck und Herzfrequenz steigen“, erklärt Prof. Sinha. Bestehe der Verdacht auf eine Schlafapnoe, sollten Betroffene unbedingt einen Arzt aufsuchen, rät der Kardiologe und warnt: „Eine unbehandelte Schlafapnoe erhöht das Risiko für Herzinfarkt, Herzschwäche und Schlaganfall und verkürzt die Lebenserwartung.“

Tipps für einen besseren Schlaf
Neben körperlichen Ursachen können auch Stress, schwere Mahlzeiten am Abend oder generell ein ungesunder Lebensstil Schlafstörungen begünstigen. Wer schlecht ein- oder durchschläft, sollte daher abends nur leichte, proteinreiche Mahlzeiten zu sich nehmen und mindestens vier Stunden vor dem Schlafengehen keinen Kaffee mehr trinken. Weitere Tipps für einen gesunden Schlaf sind unter anderem:
– Gehen Sie abends etwa immer zur gleichen Zeit ins Bett. Einschlaf- und Aufstehzeit sollten jeweils nicht um mehr als 30 Minuten variieren.
– Das Schlafzimmer sollte kühl, ruhig und abgedunkelt sein – ideal sind 18 Grad. Frische Luft sorgt ebenfalls für besseren Schlaf.
– Regelmäßige Schlafrituale wie Atemübungen, das Anhören ruhiger Musik oder Meditation helfen dabei, zur Ruhe zu kommen und besser einzuschlafen.
– Meiden Sie am späten Abend elektronische Geräte wie Computer, Smartphone oder Tablet.
– Regelmäßiger Sport verbessert den Schlaf – allerdings nicht, wenn Sie spät abends aktiv sind. Verlegen Sie Ihre körperliche Aktivität daher auf die Zeit vor 18 Uhr.

Mehr Tipps für einen gesunden Schlaf sowie Informationen zu Ursachen und Folgen von Schlafstörungen erhalten Sie in der aktuellen Ausgabe der HERZ heute oder unter www.herzstiftung.de (Suchfunktion-Eingabe „Schlaf“)

(1) Literatur: Fox, H., Sinha A. et al.: Positionspapier „Schlafmedizin der Kardiologie“, Update 2021. DOI 10.1007/s12181-021-00506-4

Aktuelle HERZ heute: Jetzt Probeexemplar anfordern!
Die Zeitschrift HERZ heute erscheint viermal im Jahr. Sie wendet sich an Herz-Kreislauf-Patienten und deren Angehörige. Weitere Infos zum Thema bietet die aktuelle Zeitschrift HERZ heute 2/2022 „Herzgesund schlafen“. Ein kostenfreies Probeexemplar ist unter Tel. 069 955128-400 oder unter www.herzstiftung.de/bestellung erhältlich.

Neuer Video-Clip: Herzinfarkt-Forschung zum Schlafverhalten
Im Rahmen des von der Deutschen Herzstiftung geförderten Herzinfarkt-Forschungsprojekts „ACROSSS-Studie“ untersuchen Ärzte am Uniklinikum Essen den Zusammenhang zwischen Auftreten von Schlaganfällen und Herzinfarkten und den individuellen Schlafgewohnheiten: www.youtube.com/watch?v=9DLzCWOFl7c

Bild- und Fotomaterial erhalten Sie auf Anfrage unter presse@herzstiftung.de oder per Tel. unter 069 955128-114.

Kontakt:
Deutsche Herzstiftung
Pressestelle: Michael Wichert (Ltg.) / Pierre König
Tel. 069 955128-114/-140
E-Mail: presse@herzstiftung.de
www.herzstiftung.de

Weitere Informationen:
– Forschungs-Video-Clip „Gesund schlafen – Herzinfarkt vorbeugen?“
http://www.herzstiftung.de

Anhang
DHS_PM_Herzgesund Schlafen_2022-05-19-Fin

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Die Migration nach Deutschland ist während der Covid-19-Pandemie stark eingebrochen

Christine Vigeant Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Institut für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung der Bundesagentur für Arbeit (IAB)
Mit dem Ausbruch der Covid-19-Pandemie im Jahr 2020 ist der Saldo aus Zu- und Fortzügen von ausländischen Staatsangehörigen in Deutschland um 34 Prozent gegenüber dem Vorkrisenjahr 2019 gesunken. Besonders stark ist dabei die Migration aus Drittstaaten zurückgegangen. Das zeigt eine am Dienstag veröffentlichten Studie des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung (IAB).

Die Covid-19-Pandemie hat die Rahmenbedingungen für Migration nach Deutschland und in andere Zielländer verändert. Dabei haben sich die mit dem Infektionsgeschehen verbundenen Risiken, Mobilitätsbeschränkungen, sinkende Beschäftigungschancen und geringere Verdienste unterschiedlich auf die Ziel- und Herkunftsländer der Migration ausgewirkt. Der Wanderungssaldo in Deutschland belief sich im Jahr 2020 auf rund 245.000 Personen im Vergleich zu 371.000 Personen im Vorkrisenjahr 2019. In der ersten Jahreshälfte 2021 betrug die Nettozuwanderung rund 134.000 Personen, das entspricht einem Minus von 33 Prozent gegenüber dem ersten Halbjahr 2019. Damit ist die Migration nach Deutschland stärker eingebrochen als beispielsweise in Österreich, der Schweiz und den skandinavischen Ländern, wo sich die Wanderungszahlen im Jahresverlauf stärker erholten.

Die Covid-19-Pandemie wirkte sich zudem unterschiedlich auf die Migration nach Deutschland aus verschiedenen Herkunftsländergruppen aus. Mit einem Rückgang von 55 Prozent im Krisenjahr 2020 brach die Migration zu Erwerbszwecken aus Drittstaaten besonders stark ein. Demgegenüber waren die Wanderungsbewegungen im Jahresverlauf 2021 mit den Mitgliedsstaaten der EU weitgehend stabil. „Staatsangehörige aus dem Europäischen Wirtschaftsraum waren weniger von Mobilitätsbeschränkungen betroffen, auch mussten sie keine Visa und andere Dokumente beantragen“, so IAB-Forschungsbereichsleiter Herbert Brücker.

Die Politikmaßnahmen zur Eindämmung der Pandemie stehen statistisch in einem besonders starken Zusammenhang mit dem Rückgang der Wanderungszahlen. Weiter besteht auch ein enger Zusammenhang des Rückgangs mit der Inzidenz der Covid-19-Infektionen, dem Rückgang des BIP und dem Anstieg der Erwerbslosenquoten. „Weil die Migration auch das Infektionsgeschehen und die Maßnahmen zur Eindämmung der Pandemie beeinflusst haben könnte, sind diese Befunde nicht kausal zu interpretieren, sondern als deskriptiver Zusammenhang zwischen den verschiedenen Variablen“, erklärt IAB-Forscher Christoph Deuster.

Die Studie beruht auf den Daten nationaler Statistikämter in Deutschland, Österreich, der Schweiz, Finnland, Norwegen und Schweden, sowie Daten von Forscherinnen und Forschern der Universität Oxford.

Die IAB-Studie ist abrufbar unter: https://doku.iab.de/kurzber/2022/kb2022-10.pdf.

Originalpublikation:
https://doku.iab.de/kurzber/2022/kb2022-10.pdf

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Wasserwiederverwendung in der Landwirtschaft: Forschungsprojekt HypoWave+ auf der IFAT 2022

Melanie Neugart Wissenskommunikation und Öffentlichkeitsarbeit
ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung
Das im Forschungsprojekt HypoWave erfolgreich entwickelte Verfahren einer landwirtschaftlichen Lebensmittelproduktion mit recyceltem Wasser geht erstmals im großen Maßstab in die Anwendung. Im „kleinen Maßstab“ wird das Modell für die hydroponische Gemüseproduktion mit aufbereitetem Bewässerungswasser auf der IFAT in München zu sehen sein. Das Forschungsteam von HypoWave+ stellt das Projekt vom 30. Mai bis 3. Juni 2022 in Halle B2 am Stand des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) vor.

Die landwirtschaftliche Gemüseproduktion ist wasserintensiv. Doch Wasserknappheit ist inzwischen ein weltweites Problem, das durch den voranschreitenden Klimawandel noch verstärkt wird. Um möglichst ertragreiche Ernten zu sichern, werden neue, wassersparende Anbauverfahren gesucht. Mit dem Forschungsprojekt HypoWave+ unter der Leitung der Technischen Universität Braunschweig fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Umsetzung einer alternativen landwirtschaftlichen Anbauform in Kombination mit Wasserwiederverwendung im großtechnischen Maßstab. Das HypoWave-Verfahren ermöglicht einen regionalen, wasserschonenden und ganzjährigen Gemüseanbau im Gewächshaus und bietet damit eine Alternative zur herkömmlichen Gemüseproduktion. 

Regionale Lebensmittelerzeugung trotz Wasserknappheit
Das hydroponische Verfahren, bei dem Pflanzen in Gefäßen ohne Erde über eine Nährlösung unter Verwendung von recyceltem Wasser versorgt werden, wurde im Vorgängerprojekt im niedersächsischen Hattorf erfolgreich erprobt. Das Forschungsteam um Projektleiter Thomas Dockhorn von der TU Braunschweig und Projektkoordinatorin Martina Winker vom ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung stellt das Verfahren nun auf der Münchener IFAT vor. Am Messestand des BMBF präsentieren die Wissenschaftler*innen die Innovation im Modellmaßstab: Mit dem HypoWave-Verfahren kann zum einen eine Alternative zur Bewässerung mit Trink- und Grundwasser erschlossen werden. Die Anbauform bietet zudem eine optimierte Nährstoffversorgung, da den Pflanzen lebenswichtige Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor aus dem aufbereiteten Wasser zugeführt werden. 

Das HypoWave-Verfahren auf der IFAT 2022
Besuchen Sie das Forschungsteam von HypoWave+ auf der IFAT vom 30. Mai bis 3. Juni 2022 in Halle B2 auf dem Gemeinschaftsstand des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) mit der Standnummer 115/214. Wissenschaftler*innen der TU Braunschweig, des ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung, des Fraunhofer IGB und Vertreter*innen der Praxispartner Integar und Huber SE informieren Sie gerne über die Wasserwiederverwendung im hydroponischen Anbau und technische und nicht-technische Voraussetzungen für die Implementierung des Verfahrens. 

Das Forschungsprojekt HypoWave+
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt „HypoWave+ – Implementierung eines hydroponischen Systems als nachhaltige Innovation zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung“ zur Fördermaßnahme „Wassertechnologien: Wasserwiederverwendung“ im Rahmen des Bundesprogramms „Wasser: N“. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie Forschung für Nachhaltigkeit (FONA). Die Fördersumme beträgt 2,8 Millionen Euro. Die Projektpartner im Forschungsverbund unter der Leitung der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft (ISWW), sind das ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung, das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, die Universität Hohenheim (UHOH), der Abwasserverband Braunschweig (AVB), der Wasserverband Gifhorn (WVGF), IseBauern GmbH & Co. KG, aquatune GmbH (a Xylem brand), Ankermann GmbH & Co. KG, Huber SE und INTEGAR – Institut für Technologien im Gartenbau GmbH.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Martina Winker
– Projektkoordination –
ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung
Forschungsschwerpunkt Wasserinfrastruktur und Risikoanalysen
Hamburger Allee 45
60486 Frankfurt am Main
Telefon: 49 69 707 6919-53
E-Mail: winker@isoe.de

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

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Mehrheit der Deutschen setzt auf erneuerbare Energien

Klaus Jongebloed Pressestelle
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Repräsentative forsa-Umfrage im Auftrag der DBU

Osnabrück. Russlands Angriffskrieg gegen die Ukraine hat nicht nur unermessliches menschliches Leid verursacht, sondern auch eine intensive Debatte um Energiewende, Versorgungssicherheit und künftige Energieträger ausgelöst. Ein Aspekt: Kernenergie schien trotz des in Deutschland beschlossenen Atomausstiegs an Zuspruch zu gewinnen. Eine überraschende Erkenntnis fördert vor diesem Hintergrund eine aktuelle – repräsentative – Umfrage des Meinungsforschungsinstituts „forsa Gesellschaft für Sozialforschung und statistische Analysen“ im Auftrag der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) zutage: Laut forsa-Erhebung für den DBU-Umweltmonitor „Energiewende und Wohnen“ erteilt eine klare Mehrheit der Deutschen (75 Prozent) der Renaissance von Atomkraft eine Absage; breite Unterstützung (65 bis 75 Prozent) finden hingegen erneuerbare Energien (EE).

Unabhängiger von Energieimporten wie russisches Gas oder Öl
Lediglich ein Viertel der Befragten ist laut forsa dafür, künftig Kernenergie stärker zu nutzen, um Deutschland unabhängiger von Energieimporten wie russisches Gas oder Öl zu machen. „Die Zukunft der Energieversorgung gehört den erneuerbaren Energien. Dieses Signal vermittelt auch die jetzige forsa-Umfrage“, sagt DBU-Generalsekretär Alexander Bonde. „Wir müssen den Ausbau der Erneuerbaren beherzt vorantreiben. Das allein reicht aber nicht. Neben einem schnelleren EE-Ausbau brauchen wir zugleich mehr Energieeffizienz – also kluge Maßnahmen vom Dämmen bis zum Heizen, besonders im alten Gebäudebestand.“ Tatsächlich bestätigt die forsa-Erhebung einen starken Rückhalt in der Bevölkerung für ein solches strategisches Vorgehen: Eine überwältigende Mehrheit der Deutschen – insgesamt zwischen 65 und 75 Prozent – fordert, in Zukunft vor allem auf Solar- und Windenergie sowie Wasserstoff aus regenerativer Energie zu setzen, damit Deutschland nicht mehr wie bislang von Energieimporten abhängig ist. Energieträgern wie Gas (6 Prozent Zustimmung) und Kohle (5 Prozent) trauen nur noch wenige Deutsche eine Zukunft im Energiemix zu.

Lediglich 14 Prozent der 18- bis 29-Jährigen für Kernenergie
Bei der repräsentativen forsa-Erhebung zwischen dem 14. bis 30. April dieses Jahres wurden neben 1.000 Bürgerinnen und Bürger ab 18 Jahren auch 1.011 Hauseigentümerinnen und Hauseigentümer in Deutschland befragt. Die ermittelten Ergebnisse können sowohl auf die Gesamtheit der erwachsenen Bevölkerung als auch auf die Hauseigentümer in Deutschland übertragen werden. Auffallend in der aktuellen forsa-Umfrage zur Kernenergie als Option für größere Unabhängigkeit von Energieimporten bei gleichzeitiger Vermeidung von Versorgungsengpässen sind die Unterschiede zwischen den Altersgruppen: Unter den 18- bis 29-Jährigen sehen darin lediglich 14 Prozent eine Lösung für die Zukunft. Bei den 30- bis 44-Jährigen (28 Prozent), den 45- bis 59-Jährigen (27 Prozent) sowie den 60-Jährigen und Älteren (26 Prozent) liegt dieser Wert nahezu doppelt so hoch. In den genannten Altersgruppen ist hingegen die Zustimmung zur Solar- und Windenergie sowie Wasserstoff aus erneuerbaren Energien mit zwei Dritteln bis drei Vierteln der Befragten nahezu gleich groß.

„Enormes Einsparpotenzial für mehr Energieeffizienz“
Welche Herausforderung auf den Energiemarkt allein in Deutschland wartet, macht eine andere Erkenntnis der forsa-Umfrage deutlich: Denn noch heizen ihr Haus oder ihre Wohnung insgesamt 52 Prozent der Befragten mit Gas und 18 Prozent mit Öl. Luft-Wärmepumpe (3 Prozent), Erd-Wärmepumpe (2 Prozent) und Solarenergie (1 Prozent) verharren dagegen derzeit noch im unteren einstelligen Bereich. Etwas mehr genutzt wird im Moment lediglich Fernwärme; das gaben elf Prozent der Befragten an. Hausbesitzer, deren Haus vor 1978 gebaut wurde, nutzen weitaus häufiger (31 Prozent) eine Öl-Heizung als solche mit Häusern, die erst nach 1978 errichtet wurden (15 Prozent). Das Jahr markiert eine Zäsur in der bundesdeutschen Energiepolitik, denn Ende 1977 trat in Deutschland die erste Wärmeschutzverordnung in Kraft – mit der Folge, dass nicht nur das Dämmen von Dächern, Wänden und Decken an Bedeutung gewann, sondern auch effizientere Heizungstechniken. Hinzu trugen seinerzeit die noch spürbaren Auswirkungen der Ölkrise Anfang der 1970er-Jahre zu einem Umdenken bei. Dazu DBU-Generalsekretär Bonde: „Dieses forsa-Ergebnis ist als Appell für dringendes Handeln zu verstehen. Denn fast zwei Drittel der Gebäude in Deutschland sind vor der ersten Wärmeschutzverordnung gebaut worden. Das birgt enormes Einsparpotenzial für mehr Energieeffizienz.“

Weitere Informationen:
https://www.dbu.de/123artikel39392_2442.html Online-Pressemitteilung

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DGIM: Einrichtungsbezogene Impfpflicht greift zu kurz – Vorbereitung auf nächste Corona-Welle muss jetzt erfolgen

Dr. Andreas Mehdorn Pressestelle
Deutsche Gesellschaft für Innere Medizin e. V.
Das Bundesverfassungsgericht hat in seiner gestrigen Entscheidung die einrichtungsbezogene Impfpflicht für Beschäftigte in Pflege- und Gesundheitsberufen für rechtens erklärt. Die Richterinnen und Richter argumentieren, der Schutz vulnerabler Gruppen wiege in diesem Fall schwerer als das Grundrecht der körperlichen Unversehrtheit der einzelnen Gesundheits- und Pflegemitarbeitenden. Doch eine einrichtungsbezogene Impfpflicht reicht nicht aus, um besonders gefährdete Bevölkerungsgruppen vor einer Infektion und das Gesundheitssystem vor einer Überlastung zu schützen, betont die Deutsche Gesellschaft für Innere Medizin e. V. (DGIM).

Die DGIM fordert die Politik deshalb nach wie vor auf, mit Maßnahmen wie einer allgemeinen Impfpflicht die Impfquote in der gesamten Bevölkerung zu erhöhen, um für kommende Corona-Wellen gerüstet zu sein.

Seit fast zwei Jahren kümmern sich Ärztinnen und Ärzte, Pflegende und andere Mitarbeitende im Gesundheits- und Pflegesektor in Krankenhäusern, Arztpraxen und Pflegeeinrichtungen unermüdlich um Corona-Infizierte, Seniorinnen und Senioren und andere Menschen. „Die allermeisten Gesundheits- und Pflegebeschäftigten sind geimpft und kommen so ihrer Verantwortung nach, ihre Patientinnen und Patienten bestmöglich zu schützen“, sagt DGIM-Generalsekretär und Internist Professor Dr. med. Georg Ertl aus Würzburg.

Dagegen sei der Blick auf den allgemeinen Stand der Corona-Impfkampagne ernüchternd: Rund 25 Prozent der Bevölkerung sind bislang nicht geimpft. „Dass sich ein so großer Teil der Bevölkerung gegen die Impfung entschieden hat, ist bedenklich. Denn die Impfung hat sich als der wichtigste Schutz vor einem schweren Corona-Verlauf erwiesen, auch wenn sie das Risiko einer Ansteckung und Übertragung des Virus nicht komplett verhindern kann“, ergänzt Professor Dr. med. Ulf Müller-Ladner, Vorsitzender der DGIM, Rheumatologe und klinischer Immunologe. „Man möge bedenken, um wieviel schlimmer die Welt aussehen würde, wenn es durch vergleichbare frühere Impfaktionen nicht gelungen wäre, Infektionskrankheiten wie Pocken, Kinderlähmung und viele andere auszurotten oder zurückzudrängen – und genau das muss das jetzige Ziel auch sein.“

Das Bundesverfassungsgericht hat die einrichtungsbezogene Impfpflicht in seiner gestrigen Entscheidung nun für rechtens erklärt und dies mit dem Schutz vulnerabler Gruppen vor einer Erkrankung begründet. „Die Urteilsbegründung geht am Problem vorbei. Die Impfung schützt vor allem vor schweren Verläufen und damit unser Gesundheitssystem vor Überlastung – aber nur, wenn möglichst alle geimpft sind“, so DGIM-Generalsekretär Ertl. Jedes Bett, das nicht für einen Ungeimpften benötigt wird, kann das Leben eines anderen retten. Umso wichtiger wäre aus Sicht der Experten eine allgemeine Impflicht, die im vergangenen April im Bundestag jedoch nicht einmal zur Abstimmung stand. Für den Schutz vulnerabler Gruppen könnten nicht allein die Mitarbeitenden im Gesundheits- und Pflegesektor verantwortlich sein. Diese Verantwortung trage die gesamte Bevölkerung gleichermaßen, betont Ertl.

Da es höchst wahrscheinlich ist, dass im kommenden Herbst und Winter die Infektionszahlen wieder in die Höhe schnellen und die Krankenhäuser viele Corona-Infizierte versorgen müssen, ist es nach Meinung der Fachgesellschaft jetzt an der Zeit, Maßnahmen zu ergreifen, um die Impfquote zu erhöhen. „Wenn die Politik das Gesundheitssystem ernsthaft unterstützen und die Mitarbeitenden im Gesundheits- und Pflegebereich entlasten will, muss sie weiter an einer allgemeinen Impfpflicht arbeiten“, fordert der DGIM-Generalsekretär.

Ihr Kontakt für Rückfragen:
DGIM Pressestelle
Dr. Andreas Mehdorn
Postfach 30 11 20
70451 Stuttgart
Tel.: +49 711 8931-313
Fax: +49 711 8931-167
E-Mail: mehdorn@medizinkommunikation.org
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Wenn Mikroben übers Essen streiten

Susanne Héjja Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biogeochemie
Man sieht sie mit bloßem Auge nicht, aber unser Waldboden ist übersät mit Mikroorganismen. Sie zersetzen herabfallendes Laub und verbessern damit die Bodenqualität und wirken dem Klimawandel entgegen. Doch wie stimmen diese Einzeller sich über ihre Aufgabenverteilung ab? Diesem bisher wenig verstandenen Prozess ist ein internationales Forschungsteam auf den Grund gegangen. Die Forschenden konnten zeigen, dass Bakterien beim Abbau von Laub chemische Verbindungen herstellen, die die Konkurrenten kontrollieren.

Durch diesen Wettbewerb wird die Aufgabenverteilung in der Gemeinschaft optimiert: nur die Mikroorganismen, die andere Mitstreiter abwehren können und gleichzeitig gut an das Nahrungsangebot angepasst sind, setzen sich durch. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in Scientific Reports veröffentlicht.

Kleine Moleküle mit großer Wirkung
In Wiesen und Wäldern wird der Kohlenstoffkreislauf dadurch angetrieben, dass mikrobielle Gemeinschaften das jährlich fallende Laub zersetzen und verwerten. Hierfür müssen viele verschiedene Schritte des Abbaus durchlaufen werden. Verschiedene Mikroorganismen können dabei ähnliche Funktionen übernehmen. Dieses Konzept der funktionellen Überlappungen basiert auf gene-tisch angelegten Eigenschaften, die aktiv werden können, aber auch ungenutzt bleiben können. Die aktiven Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen und ihrer Nahrungsquelle, aber auch untereinander, werden durch eine Vielzahl kleiner Moleküle vermittelt. Wenn es im Wald auf die Laubschicht regnet, vermengen sich diese Moleküle mit Naturstoffen aus der Umwelt. Es entsteht eine komplexe Mischung, die in den Geowissenschaften als gelöste organische Materie bezeichnet wird. Da sie auch Moleküle der Mikroorganismen enthält, gibt die chemische Analyse ihrer Zusammensetzung auch Auskunft über den aktiven mikrobiellen Stoffwechsel. Die Forscher*innen untersuchten über 6000 organische Moleküle, die in gelöster organischer Materie von vier verschiedenen Laubarten und zwei unterschiedlichen geographischen Standorten vorkamen.

„Obwohl uns die genaue Struktur der einzelnen Moleküle noch weitgehend unbekannt war, gelang es, sie mit einer Netzwerkanalyse nach ihrer möglichen Herkunft gruppieren“, erklärt der Erstautor der Studie, Dr. Simon Schroeter vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie. Den so gefundenen Molekülgruppen konnten dann mit Hilfe biochemischer Datenbanken Funktionen in verschiedenen Stoffwechselwegen zugeschrieben werden. Obwohl die mikrobiellen Gemeinschaften wie erwartet ähnliche Funktionen aufwiesen, passten sie sich innerhalb weniger Tage an das unterschiedliche Laub an. Es scheint, dass die Aufgabenverteilung weniger davon abhängt, wer welche Funktion erledigen kann, denn das unterscheidet sich kaum, sondern vielmehr davon, wer sich am besten an die Gesamtsituation anpasst und gleichzeitig durchsetzungsstark ist. „Unsere Untersuchungen ergeben eine neue Sichtweise auf die gelöste organische Materie, besonders bezogen auf ihre ho-he Bedeutung für den mikrobiellen Stoffwechsel“, so Schroeter weiter, „ein Konzept das man als Meta-Metabolom bezeichnen kann“.

Interdisziplinäre Forschung als Schlüssel zu einem ganzheitlichen Verständnis von Umweltprozessen
Bei der Frage, wie sich Mikroorganismen bei bestimmten Nahrungsangeboten verhalten, liegt die besondere Herausforderung darin, die aktiven Stoffwechselprozesse der gesamten mikrobiellen Gemeinschaft nachvollziehen zu können. Die genetische Ausstattung einer Art beantwortet diese Frage allein nicht. In der Studie wurden daher neben DNA-Sequenzierungen auch die Zusammensetzung der Proteine und die Zwischen- und Endprodukte des Stoffwechsels analysiert. Hierbei zeigte sich, dass auch molekulare Stoffwechselpfade aktiv sind, die zur Biosynthese von Antibiotika führen. Die Freisetzung von hemmenden oder gar tödlichen Antibiotika verschafft deren Produzenten einen starken Wettbewerbsvorteil in der Konkurrenz um das Nahrungsangebot. Die For-scher*innen sehen darin, dass der Wettbewerb die Anpassung der mikrobiellen Gemeinschaft vorantreibt und sie optimiert. Der mikrobielle Streit ums Essen könnte also durchaus konstruktiv sein und diejenigen Spezies unterstützen, deren Fähigkeiten sehr gut an das Nahrungsangebot angepasst sind.

„Die Funktionsweise mikrobieller Gemeinschaften in der Umwelt ganzheitlich zu verstehen, ist eine Aufgabe, die wir nur interdisziplinär lösen können.“, stellt der Initiator der Studie Prof. Dr. Gerd Gleixner fest. Er verweist dabei auf die nationalen und internationalen Partner des Projekts, mit ihren unterschiedlichen aber sich ergänzenden wissenschaftlichen Kompetenzen. „Auch das Austauschprogramm für Nachwuchswissenschaftler*innen unserer Graduiertenschule (IMPRS-gBGC) hat uns dabei enorm geholfen“, so Gleixner weiter.

Die veröffentlichten Ergebnisse wurden im DFG-geförderten Sonderforschungsbereich (SFB 1076) AquaDiva erarbeitet. Die Probennahmen erfolgten an der AquaDiva-Forschungsstation im Hainich Nationalpark (Thüringen) und an der Forschungsstation Gut Linde der Zwillenberg-Tietz-Stiftung (Brandenburg). An der Studie beteiligt waren neben dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie auch Arbeitsgruppen der Friedrich-Schiller-Universität Jena (Prof. Küsel, Prof. Pohnert), des Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (Prof. von Bergen) und der Universität Nantes (Prof. Eveillard).

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Gerd Gleixner
Forschungsgruppenleiter Molekulare Biogeochemie
Max-Planck-Institut für Biogeochemie
gerd.gleixner@bgc-jena.mpg.de

Dr. Simon A. Schroeter
Max-Planck-Institut für Biogeochemie
simon.schroeter@bgc-jena.mpg.de

Originalpublikation:
Schroeter, S.A., Eveillard, D., Chaffron, S. et al. Microbial community functioning during plant litter decomposition. Sci Rep 12, 7451 (2022). doi: 10.1038/s41598-022-11485-1

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Herzinsuffizienz: Verheiratete leben länger

Kirstin Linkamp Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universitätsklinikum Würzburg
Fabian Kerwagen vom Universitätsklinikum Würzburg hat beim Heart Failure Kongress 2022 seine Forschungsergebnisse vorgestellt: Unverheiratet zu sein ist mit einem höheren Sterberisiko bei PatientInnen mit Herzinsuffizienz verbunden.

Unverheiratete Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz haben weniger Vertrauen in den Umgang mit ihrer Erkrankung und sind in ihrer sozialen Teilhabe stärker eingeschränkt als Verheiratete. „Diese Unterschiede könnten zu der beobachteten schlechteren Langzeitüberlebensrate bei unverheirateten Patientinnen und Patienten beitragen“, erklärt Dr. Fabian Kerwagen vom Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz Würzburg (DZHI). Seine Forschungsergebnisse hat der angehende Kardiologe und Nachwuchswissenschaftler heute auf der Heart Failure 2022, einem wissenschaftlichen Kongress der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie (ESC), vorgestellt. Soziale Unterstützung helfe Menschen bei der Bewältigung von Langzeiterkrankungen. Fabian Kerwagen nennt Beispiele: „Ehepartner können bei der korrekten und regelmäßigen Einnahme der Medikamente unterstützen, Motivation spenden und eine Vorbildfunktion bei der Entwicklung gesunder Verhaltensweisen einnehmen, was sich alles auf die Lebenserwartung auswirken kann.“

Unverheirateten fehlt es häufiger an Selbstwirksamkeit und sozialer Interaktion
Frühere Studien haben gezeigt, dass unverheiratete Personen sowohl in der Allgemeinbevölkerung als auch beim Vorliegen einer koronaren Herzkrankheit eine schlechtere Überlebensprognose haben. Fabian Kerwagen wollte wissen, wie sich der Familienstand bei einer chronischen Herzinsuffizienz auswirkt und analysierte Daten aus der erweiterten INH-Studie (E-INH = Extended Interdisciplinary Network Heart Failure). An der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten E-INH-Studie nahmen 1.022 Personen teil, die zwischen den Jahren 2004 und 2007 aufgrund einer dekompensierten Herzinsuffizienz ins Krankenhaus eingeliefert wurden. Von den 1.008 Betroffenen, die Angaben zum Familienstand machten, waren 633 (63 %) verheiratet und 375 (37 %) unverheiratet, davon 195 verwitwet, 96 nie verheiratet und 84 getrennt lebend oder geschieden.

Zu Beginn der Studie wurden die Lebensqualität, die sozialen Einschränkungen und die sogenannte Selbstwirksamkeit mit dem Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire erhoben. Dieser Fragebogen wurde speziell für Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz entwickelt. Soziale Einschränkungen beziehen sich auf das Ausmaß, in dem die Folgen einer Herzinsuffizienz die Teilhabe am gesellschaftlichen Leben beeinträchtigen, wie zum Beispiel die Ausübung von Hobbys und Freizeitaktivitäten oder die Interaktion mit Freunden und Familie. Selbstwirksamkeit beschreibt die Einschätzung der Betroffenen, inwiefern sie sich in der Lage fühlen, eine Verschlechterung der Herzinsuffizienz zu verhindern und Komplikationen zu bewältigen. Es gab keine Unterschiede zwischen verheirateten und unverheirateten Patientinnen und Patienten hinsichtlich der allgemeinen Lebensqualität. Allerdings schnitt die unverheiratete Gruppe bei den sozialen Einschränkungen und der Selbstwirksamkeit schlechter ab als die verheiratete Gruppe.

Während der zehnjährigen Nachbeobachtungszeit starben insgesamt 67% der Patientinnen und Patienten. Unverheiratete hatten dabei im Vergleich zu Verheirateten ein um ca. 60 Prozent höheres Todesrisiko, wobei verwitwete Probandinnen und Probanden das höchste Risiko aufwiesen.

Gesundheits-App soll Betroffene unterstützen
Fabian Kerwagen resümiert: „Der Zusammenhang zwischen Ehe und Langlebigkeit illustriert, wie wichtig soziale Unterstützung für Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz ist – ein Thema, das durch die soziale Distanzierung während der COVID-19 Pandemie noch an Bedeutung gewonnen hat.“ Seine Empfehlung: „Das soziale Umfeld sollte bei der Behandlung von Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz berücksichtigt und einbezogen werden. Strukturierte Behandlungsprogramme mit spezialisierten Herzinsuffizienz-Pflegekräften oder Selbsthilfegruppen für Herzinsuffizienz können dabei helfen, um mögliche Lücken zu schließen.“ Aufklärung über das Leben mit einer Herzinsuffizienz sei von entscheidender Bedeutung, gleichzeitig aber müsse auch das Vertrauen der Patientinnen und Patienten in ihre Fähigkeiten zur Selbstversorgung gestärkt werden. Sein Blick in die Zukunft: „Wir arbeiten an einer digitalen Gesundheitsanwendung für das Smartphone, die Patientinnen und Patienten mit Herzinsuffizienz weitere Unterstützung beim täglichen Umgang mit ihrer Erkrankung bieten soll.“

Fabian Kerwagen hat die Analysen im Rahmen seines Clinician Scientist Programms „UNION-CVD“ (Understanding InterOrgan Networks in Cardiac and Vascular Diseases) durchgeführt. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Stipendium bietet eine strukturierte wissenschaftliche Ausbildung für Ärztinnen und Ärzte unter dem Dach des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung (IZKF) der Universität Würzburg.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Fabian Kerwagen, kerwagen_f@ukw.de

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Entspannen und verdienen: So wählen unternehmenserfahrene Bachelorstudierende der Generation Z ihren Arbeitgeber aus

Therese Bartusch-Ruhl M. A. Pressestelle Fachbereich Wirtschaft
Hochschule Mainz
Eine Kurzstudie von Prof. Dr. Norbert Rohleder an der Hochschule Mainz

Entspannen und verdienen – bei der Wahl ihres Arbeitgebers legen praxiserfahrene Bachelorstudierende der Generation Z den Fokus sowohl auf eine ausgewogene Work-Life-Balance als auch auf die Vergütung. Das geht aus einer Kurzstudie hervor, die von Professor Dr. Norbert Rohleder am Fachbereich Wirtschaft der Hochschule Mainz im Mai 2022 durchgeführt wurde.

Demnach sind für knapp 77 Prozent der Befragten die Möglichkeiten, ihr Arbeits- und Privatleben in Einklang zu bringen, die wichtigste Eigenschaft, die einen attraktiven Arbeitgeber ausmachen; nahezu 70 Prozent der zwischen 1995 und 2010 Geborenen betrachten das Entgelt als präferiertes Attribut. Schließt man bei den Befragten auch Studierende mit ein, deren praktische Erfahrungen sich auf Ferienjobs und Praktika beziehen, steht der Verdienst sogar an erster Stelle. Nur etwas mehr als die Hälfte der berufserfahrenen „Gen Z“ erachten Aufstiegs- und Entwicklungsmöglichkeiten als wichtige Eigenschaft, die ihnen Unternehmen bieten müssen. Internationalität, Attraktivität der Produkte und Freizeitangebote charakterisieren aus Sicht der berufserfahrenen Befragten am wenigsten einen attraktiven Arbeitgeber.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Die detaillierten Ergebnisse der Kurzstudie können kostenfrei beim Studienautor, Prof. Dr. Norbert Rohleder (norbert.rohleder@hs-mainz.de) angefragt werden.

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Dem Insektensterben auf der Spur: Landnutzung und Klima stören Kolonieentwicklung der Steinhummel

Annika Bingman Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Ulm
Bestäubende Insekten sind für die Biodiversität und die landwirtschaftliche Produktion unersetzlich. Doch seit Jahren geht der Bestand an Bienen, Hummeln und weiteren Insekten stark zurück. Mögliche Gründe reichen vom Klimawandel über den Einsatz von Pestiziden bis zum Verlust von Lebensraum. Nun haben Biologinnen und Biologen der Universität Ulm erstmals nachgewiesen, dass die Landnutzungsintensität und klimatische Veränderungen das chemische Duftprofil und die Körpergröße von Steinhummeln beeinflussen. Beide Faktoren könnten mitursächlich für den Insekten-Rückgang sein. Die Forschungsergebnisse sind im Fachjournal PLOS ONE erschienen.

Die große Mehrzahl der Wild- und Kulturpflanzen wird von Insekten bestäubt. Umso beunruhigender sind Ergebnisse der Forschungsplattform Biodiversitäts-Exploratorien: In einem Zeitraum von zehn Jahren ist die Anzahl der Insektenarten um ein Drittel zurückgegangen. Nun haben sich Ulmer Forschende auf Ursachensuche begeben: In den Exploratorien Schwäbische Alb, Hainich-Dün und Schorfheide-Chorin analysierten sie, wie sich Umweltbedingungen auf Arbeiterinnen der Steinhummel (Bombus lapidarius) auswirken. Die untersuchten Gebiete in Nord-, Mittel- und Süddeutschland sind in verschieden stark genutzte landwirtschaftliche Flächen eingebettet. Im Rahmen der Forschungsplattform werden zum Beispiel regelmäßig Klima-Daten aufgezeichnet und die Landnutzungsintensität erhoben – festgemacht an Beweidung, Mahd und Düngung.

Professor Manfred Ayasse, Seniorautor der jetzt veröffentlichten Publikation in PLOS ONE, ist Experte für die chemische Kommunikation von Insekten. Der Ulmer Biologe weiß: Eine Störung der Pheromonproduktion – etwa durch Umwelteinflüsse – kann den Fortbestand ganzer Kolonien gefährden. Daher stehen Oberflächenduftstoffe der Steinhummel im Zentrum der aktuellen Studie.
Alle benötigten Steinhummeln wurden im Sommer 2018 auf 42 Experimentierflächen der Biodiversitäts-Exploratorien eingesammelt und im Labor untersucht. „Mithilfe von chemischen Analysen haben wir die Menge und Zusammensetzung der Oberflächenduftstoffe von 307 Hummeln analysiert. Zudem wurde die Größe jedes Insekts gemessen; und letztlich haben wir unsere Ergebnisse mit der Bewirtschaftungsintensität der Untersuchungsflächen aus den drei Exploratorien korreliert“, erklärt Erstautor Florian Straub, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Ulmer Institut für Evolutionsökologie und Naturschutzgenomik.

Die Untersuchungen zwischen Feld und Labor belegen den Einfluss der Umweltfaktoren und insbesondere der landwirtschaftlichen Nutzung. Tatsächlich verändert sich das Duftprofil der Steinhummel in Abhängigkeit von der Temperatur und Bewirtschaftungsintensität am Standort. Im Exploratorium Schorfheide-Chorin konnten die Forschenden zudem zeigen, dass die Gesamtduftstoffmenge durch eine steigende Landnutzungsintensität zunimmt. Sowohl die Veränderung des Duftprofils als auch der Duftstoffmenge birgt das Risiko, die chemische Insekten-Kommunikation zu stören.
Von einer solchen Modifikation ist auch das Königinnenpheromon betroffen, das eine Schlüsselrolle beim Insektensterben spielen könnte. Dieses Pheromon erfüllt nämlich eine wichtige Funktion bei der Arbeitsteilung und der sozialen Interaktion im Nest. Eine Störung dieser chemischen Kommunikation hat somit Auswirkungen auf die Fortpflanzung und die weitere Entwicklung der Kolonie.

Für die abnehmende Körpergröße der Insekten fanden die Forschenden ebenfalls eine Erklärung: Ursächlich ist wohl die Wechselwirkung zwischen Landnutzungsintensität und Untersuchungsregion, die beispielsweise das Futterangebot beeinflusst. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermuten, dass weniger Futter einen nachteiligen Effekt auf die Larven-Entwicklung hat. Eine geringere Körpergröße gefährdet wiederum den Steinhummel-Bestand, indem kleinere Insekten weniger Nahrung transportieren und nicht so lange Strecken bei der Futtersuche zurücklegen können.

„Offenbar wirken sich eine intensive landwirtschaftliche Nutzung und Temperatur-Änderungen nachteilig auf die Fortpflanzung und Kolonieentwicklung der Steinhummel aus. Dies könnte eine Ursache für den dramatischen Insekten-Rückgang sein“, resümiert Professor Manfred Ayasse von der Universität Ulm. Allerdings sei der Effekt der Landnutzung oft erst in Verbindung mit klimatischen Veränderungen relevant gewesen.
Zukünftige Studien sollten die verschiedenen Einflussfaktoren – insbesondere rund um die landwirtschaftliche Nutzung – stärker differenzieren und die Mobilität der Insekten berücksichtigen.

Die Forschenden der Universität Ulm (Institut für Evolutionsökologie und Naturschutzgenomik), der TU München und der drei Exploratorien wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Zuge des Langzeit-Projekts „Biodiversitäts-Exploratorien“ unterstützt.

Zu den Biodiversitäts-Exploratorien
Die drei Biodiversitäts-Exploratorien Schwäbische Alb, Hainich-Dün und Schorfheide-Chorin sind Teil einer Forschungsplattform, die seit 2006 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Auf real bewirtschafteten Untersuchungsflächen erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie sich unterschiedliche land- und forstwirtschaftliche Bewirtschaftungsformen auf die Biodiversität auswirken. Die Leitung des Exploratoriums Schwäbische Alb hat Professor Manfred Ayasse von der Universität Ulm.
http://www.biodiversity-exploratories.de/de/

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Florian Straub: Tel.: 0731-5022696, florian.straub@uni-ulm.de
Prof. Dr. Manfred Ayasse: Tel.: 0731-5022663, manfred.ayasse@uni-ulm.de

Originalpublikation:
Straub F, Kuppler J, Fellendorf M, Teuscher M, Vogt J, Ayasse M (2022) Land-use stress alters cuticular chemical surface profile and morphology in the bumble bee Bombus lapidarius. PLoS ONE 17(5): e0268474. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0268474

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Ökologische Funktionen von Fließgewässern weltweit stark beeinträchtigt / Metastudie zeigt maßgebliche Stressoren

Susanne Hufe Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ
Landwirtschaft, Habitatverlust oder Abwässer – menschgemachte Stressoren wirken sich negativ auf die biologische Vielfalt in Bächen und Flüssen aus. In welchem Maße dabei auch ihr Vermögen zur Selbstreinigung und andere wichtige Ökosystemleistungen in Mitleidenschaft gezogen werden, darüber weiß man noch sehr wenig. Mit einer kürzlich im Fachjournal Global Change Biology veröffentlichten Metastudie hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) den weltweiten Stand der Forschung dazu erfasst – und gibt damit neue Impulse für ein verbessertes Gewässermanagement.

Fließgewässer sind die Lebensadern unserer Erde, Hotspots der Biodiversität und für den Menschen unverzichtbare Lebensgrundlage: Sie stellen Trinkwasser bereit, dienen dem Hochwasserschutz und werden zur Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen genutzt. Doch der Mensch nimmt Einfluss auf Gewässersysteme und deren ökologische Funktionen – unter anderem durch Veränderung der natürlichen Gewässerstruktur, Landwirtschaft oder Einleitung von Abwässern. „Das alles geht natürlich nicht spurlos an den Fließgewässern vorüber“, sagt Dr. Mario Brauns, Wissenschaftler am UFZ-Department Fließgewässerökologie. „Die allermeisten Studien dazu befassen sich mit den Auswirkungen auf die Biodiversität – was aus unserer Sicht aber nur einen Teil des Problems erfasst. Denn ein Verlust der biologischen Vielfalt kann zwar anzeigen, dass etwas nicht stimmt in einem Gewässer, doch ob und inwieweit seine ökologischen Funktionen in Mitleidenschaft gezogen sind, bleibt unbeantwortet.“

Eine der wichtigsten Ökosystemleistungen von Fließgewässern ist ihre natürliche Reinigungsleistung. Sie kann über verschiedene ökologische Funktionen wie etwa die Nährstoffaufnahme oder die Zersetzung von Laub bewertet werden. Doch wie genau wirken sich menschliche Stressoren auf diese ökologischen Funktionen aus, die für die natürliche Selbstreinigungskraft eines Fließgewässers essenziell sind? „Für unsere Metastudie haben wir gemeinsam mit internationalen Kolleg:innen den aktuellen Stand der Forschung zu dieser Frage zusammentragen“, sagt Brauns. Das Forschungsteam wertete die Fachliteratur nach Studien aus, in denen die Auswirkungen menschlicher Stressoren auf die ökologischen Funktionen von Fließgewässern untersucht wurden. „Wir haben sämtliche weltweit verfügbaren Forschungsarbeiten recherchiert und fanden insgesamt 125 Studien – was im globalen Maßstab wirklich eine sehr geringe Ausbeute ist“, sagt Brauns. „Das hat noch einmal verdeutlicht, wie wenig hierzu bislang geforscht wurde. Und: Die gefundenen Studien wurden vor allem in Europa, Nordamerika oder Kanada durchgeführt. Über die Regionen Asien oder Afrika ist bislang fast nichts bekannt. Hier besteht aus unserer Sicht höchster Forschungs- und Handlungsbedarf.“

Die Auswertung der Studiendaten ergab, dass die Effizienz, mit der Fließgewässer Nitrat zurückhalten können, in Bächen, die durch landwirtschaftlich genutzte Gebiete fließen, fast fünfmal geringer ist als in Bächen mit natürlicher Umgebung. „Das ist wirklich enorm“, sagt Brauns und erklärt: „Landwirtschaftlich geprägte Fließgewässer sind durch hohe Nährstoffkonzentrationen und eine geschädigte Gewässerstruktur so stark belastet, dass sie ihre natürliche ökologische Rückhaltefunktion nicht mehr ausreichend erfüllen können und dadurch einen Großteil ihrer Reinigungsleistung einbüßen.“ Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Studie ist die vergleichende Bewertung der Stressoren: Welcher Stressor hat über alle ökologischen Funktionen hinweg die stärksten Auswirkungen? Deutlich auf Platz eins liegt die Einleitung von Abwässern. Auf dem unrühmlichen zweiten Platz die Landwirtschaft und auf Platz drei die Urbanisierung. „Das sind alles Bereiche, in denen wir dringend tätig werden müssen“, sagt Brauns. „Um die Gewässergefährdung besser abschätzen und passende Managementmaßnahmen einleiten zu können, sind die ökologischen Funktionen von Fließgewässern sehr gute und aussagekräftige Indikatoren. Das konnten wir mit unserer Metastudie zeigen. Wir hoffen, dass es in Zukunft vermehrt Studienansätze geben wird, die die ökologischen Funktionen von Fließgewässern in den Fokus nehmen. Und das am besten auf breiter Ebene weltweit – denn es besteht rund um den Globus dringender Handlungsbedarf.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Mario Brauns
UFZ-Department Fließgewässerökologie
mario.brauns@ufz.de

Originalpublikation:
Mario Brauns, Daniel C. Allen, Iola G. Boëchat, Wyatt F. Cross, Verónica Ferreira, Daniel Graeber, Christopher J. Patrick, Marc Peipoch, Daniel von Schiller, Björn Gücker: A global synthesis of human impacts on the multifunctionality of streams and rivers, Global Change Biology, doi: 10.1111/gcb.16210
https://doi.org/10.1111/gcb.16210

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3D-Metalldruck – Der Schlüssel zu einer effektiven Instandhaltung im Maschinenbau

Kristin Ebert Stabsstelle Kommunikation und Marketing
Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg
Kick-off für neues Verbundprojekt von BTU Cottbus-Senftenberg und LEAG im Rahmen der WIR!-Initiative. Effektive Lösungen für die Instandhaltung von großen Baumaschinen sparen Zeit und Material.

Individuelle Verfügbarkeit, Passfähigkeit, flexible Fertigung in kleinen Stückzahlen sowie eine hohe Freiheit in Form und Gestalt – das sind die Komponenten, die eine effektive und auf die Zukunft gerichtete Fertigung von Bauteilen im Maschinenbau ausmachen. Der plötzliche Defekt eines Bauteils oder einer Baugruppe kann ganze Produktionsabläufe ins Stocken bringen. Vertragliche Zusagen, Termin- und Lieferketten sind gefährdet. Was vor nicht allzu langer Zeit zu erheblichen Produktionsunterbrechungen führte, ist Gegenstand eines neuen Projektes, in dem die BTU Cottbus-Senftenberg und die MCR Engineering Lausitz GmbH eng zusammenarbeiten. Unter dem Namen MCR Engineering Lausitz vermarktet die LEAG seit Kurzem die Instandhaltung von Schienenfahrzeugen und großen Maschinenbaugruppen.

Das Verbundprojekt „Additive Fertigung großdimensionaler Maschinenbaugruppen für kurzfristige Ersatzbereitstellungen als Bestandteil eines integrierten Instandhaltungskonzepts (AFiin)“ wird für den Zeitraum von zwei Jahren mit 450.000 Euro im Rahmen der WIR!-Initiative „Lausitz – Life & Technology“ aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert.

Kick-off-Veranstaltung
Datum: Mittwoch, 18. Mai 2022, 9:30-11.30 Uhr
Ort: MCR Engineering Lausitz im Industriepark Schwarze Pumpe, An der Heide 1, 03130 Spremberg (Anfahrtsskizze siehe unten)

Die Projektpartner präsentieren Ziele und Arbeitspakete von AFiin sowie die Vorteile der Additiven Fertigung. Diese reichen von einer Verringerung von Beschaffungszeiten, Lagerhaltung bis hin zur Reduzierung von Stillstandzeiten und Reparaturzeiten.

Ablauf der Veranstaltung
9.30 Uhr bis 9.45 Uhr – Begrüßung
9.45 Uhr bis 10.00 Uhr – Projekteinführung
10.00 Uhr bis 10.30 Uhr – 10-Minuten-Kurzvorträge
• Mit innovativer Forschung & Entwicklung gemeinsam für eine starke und dynamische Lausitz – Leonie Liemich, Projektkoordinatorin Lausitz – Life & Technology
• Wire Arc Additive Manufacturing: Potentiale der Schweißtechnik für die additive Fertigung – Sebastian Fritzsche, BTU Cottbus-Senftenberg, Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik
• Chancen der additiven Fertigung in der Instandhaltung – Ronny Sembol, MCR Engineering Lausitz
10.30 Uhr bis 11.30 Uhr – Diskussion und Interviews

Medienvertreter*innen sind herzlich eingeladen.
Die Zielstellung des Projekts liegt in der Technologieentwicklung der additiven Fertigung für großdimensionale Maschinenbaugruppen, der Integration dieser in digitale Werkstattprozesse und Implementierung zeiteffizienter Instandhaltungsprozesse. Als weiteres Teilziel werden die Entwicklung und Fertigung eines Demonstrators mit ingenieurtypischen Eigenschaften in diesem Bereich gesteckt.

Das Projekt „Additive Fertigung großdimensionaler Maschinenbaugruppen“ setzt die erfolgreiche Kooperation der MCR Engineering Lausitz mit dem Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik der BTU in den neuen Entwicklungsbereich der additiven Fertigung für Großbauteile fort. Die Vorteile der lichtbogenbasierten additiven Fertigung (WAAM – Wire Arc Additive Manufacturing), verglichen mit den bekannten Techniken des Gießens und Verbindungsschweißens, liegen in einer sehr kurzfristigen Bereitstellung von Bauteilen und höchster Passgenauigkeit. Das Verfahren ermöglicht zudem eine ressourcenschonende Bauteiloptimierung. So können durch eine Aufwertung des Materials die Einsatzzeiten von Bauteilen deutlich verlängert werden. Diese Vorteile des WAAM-Verfahrens werden als innovativer Ansatz im Vorhaben genutzt, um 3D-gedruckte Ersatzteile für die Industrie zu fertigen, welche die Eigenschaften des Originalteils sogar übertreffen können und in sehr kurzen Lieferzeiten bereitgestellt werden können.

Kontakte
Ronny Sembol
MCR Engineering Lausitz
E ronny.sembol@leag.de
T 03564 693806
www.mcr-engineering.de

Sebastian Fritzsche
Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik
BTU Cottbus-Senftenberg
T +49 (0) 355 69 4992
E s.fritzsche@b-tu.de
www.b-tu.de

Kristin Ebert
Referentin Forschungs-PR
BTU Cottbus-Senftenberg
T +49 (0)355 69 2115
E kristin.ebert@b-tu.de
www.b-tu.de

Leonie Liemich
L&T Projektkoordinatorin
E Leonie.Liemich@hszg.de
T 03583-612-4801
www.life-and-technology.eu

Weitere Informationen:
http://www.b-tu.de/news/artikel/21145-3d-metalldruck-der-schluessel-zu-einer-eff…

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Nach der Flut ist vor der Flut – Universität Potsdam am BMBF-Projekt zu Wasser-Extremereignissen beteiligt

Dr. Stefanie Mikulla Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Potsdam
Extremereignisse wie Dürre, Starkregen und Sturzfluten haben in Deutschland in den vergangenen Jahren stark zugenommen. Um das Risikomanagement bei extremen Niederschlägen, großflächigen Überschwemmungen oder langanhaltenden Dürreperioden zu verbessern, fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit der Maßnahme „WaX – Wasser-Extremereignisse“ zwölf neue Forschungsverbünde. Das Institut für Umweltwissenschaften und Geographie der Universität Potsdam ist mit dem Verbundvorhaben „Inno_MAUS“ sowie mit dem Vernetzungsvorhaben „Aqua-X-Net“ dabei. Die WaX-Auftaktveranstaltung findet heute und morgen in Bonn statt.

Ziel der neuen Fördermaßnahme ist es, die gravierenden Folgen von Dürreperioden, Starkregen- und Hochwasserereignissen durch verbesserte Managementstrategien und Anpassungsmaßnahmen abzuwenden. Insgesamt zwölf Forschungsvorhaben mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Praxis sowie ein Vernetzungs- und Transfervorhaben werden praxisnahe und fachübergreifende Ansätze erarbeiten, die die Auswirkungen von Wasserextremen auf die Gesellschaft und den natürlichen Lebensraum begrenzen und gleichzeitig neue Perspektiven für die Wasserwirtschaft eröffnen. Die Forschungsschwerpunkte liegen dabei auf digitalen Instrumenten für Monitoring, Analyse, Vorhersage und Kommunikation, dem Risikomanagement hydrologischer Extreme und auf urbanen extremen Wasserereignissen.

Im Forschungsverbund „Innovative Instrumente zum MAnagement des Urbanen Starkregenrisikos (Inno_MAUS)“, das in der Arbeitsgruppe Hydrologie und Klimatologie an der Uni Potsdam angesiedelt ist, sollen digitale Instrumente zum Umgang mit Starkregenrisiken in Städten weiterentwickelt und den Kommunen bereitgestellt werden. Um Starkregenereignisse mit geringer Ausdehnung besser vorhersagen zu können, wird dabei das Potenzial von tiefen neuronalen Netzen und hochauflösenden Radarbildern erforscht.

„Die Menge des Oberflächenabflusses ist davon abhängig, wie schnell wie viel Regenwasser versickern kann. Deshalb spielt die Möglichkeit, Wasser in der Stadt auf entsiegelten Flächen zurückzuhalten, eine wichtige Rolle“, sagt der Projektleiter Prof. Dr. Axel Bronstert. Das bei Starkregenereignissen oberflächlich abfließende Wasser wird zum einen mit hydrologischen Modellen simuliert. Zum anderen kommt innovatives Machine Learning zum Einsatz, um die Simulationen um ein Vielfaches zu beschleunigen und damit Gefährdungssituationen schneller einschätzen zu können. „Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Abschätzung der Schäden an Gebäuden und Infrastruktur durch urbane Flutereignisse“, erläutert Axel Bronstert. „Um solche Schäden zu vermeiden, ist eine enge Zusammenarbeit vieler Akteure wichtig, wie beispielsweise der Wasserwirtschaft, der Rettungsdienste und der Stadt- und Raumplaner.“

Die aus hydrologischer Sicht sehr verschiedenen Städte Berlin und Würzburg sind die Forschungspartner des Projekts, in dem die Universität Potsdam mit der Technischen Universität München und den Geoingenieurfirmen Orbica UG (Berlin) und KISTERS-AG (Aachen) zusammenarbeitet.

Begleitet werden die Verbundprojekte vom Vernetzungs- und Transfervorhaben „Aqua-X-Net“, das vom Deutschen Komitee Katastrophenvorsorge e. V. (DKKV) in Bonn zusammen mit der Arbeitsgruppe Geographie und Naturrisikenforschung von Prof. Dr. Annegret Thieken an der Universität Potsdam durchgeführt wird. Das Vorhaben ermöglicht durch Veranstaltungs- und Kommunikationsformate eine intensive Vernetzung und den Austausch der zwölf Forschungsvorhaben, stellt Synergien her und übernimmt eine öffentlichkeitswirksame Kommunikation der Ergebnisse. „Damit die Forschungsergebnisse in Wirtschaft, Fachverwaltung und Politik, aber auch in der breiten Öffentlichkeit ankommen, werden im Vernetzungs- und Transferprojekt Handlungsempfehlungen für Anwenderinnen, Anwender und kommunale Verbände sowie leicht verständliche Informationsmaterialien entwickelt“, betont Annegret Thieken. „Damit soll ein nachhaltiger und zielgruppengerechter Praxistransfer erreicht werden.“

Am 2. und 3. Mai 2022 kommen die Verbundvorhaben der Fördermaßnahme WaX zur Auftaktveranstaltung in Bonn erstmals zusammen. Während dieses zweitägigen Kick-Offs werden sich die Akteure der zwölf Vorhaben und ihre beteiligten Partner vorstellen, kennenlernen und austauschen.

Das BMBF fördert die Maßnahme „Wasser-Extremereignisse (WaX)“ im Rahmen des Bundesprogramms „Wasser: N – Forschung und Innovation für Nachhaltigkeit“. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)“. Die Forschungsvorhaben laufen bis Anfang 2025.

Link zur Fördermaßnahme: https://www.bmbf-wax.de/

Kontakt:
Prof. Dr. Axel Bronstert, Institut für Umweltwissenschaften und Geographie
Tel.: 0331 977-2548
axel.bronstert@uni-potsdam.de

Prof. Dr. Annegret Thieken, Institut für Umweltwissenschaften und Geographie
Tel.: 0331 977-2984
annegret.thieken@uni-potsdam.de

Medieninformation 02-05-2022 / Nr. 046
Dr. Stefanie Mikulla

Universität Potsdam
Referat Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Am Neuen Palais 10
14469 Potsdam
Tel.: +49 331 977-1474
Fax: +49 331 977-1130
E-Mail: presse@uni-potsdam.de
Internet: www.uni-potsdam.de/presse

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COVID-19: Wie Impfung und frühere Infektionen auch gegen Omikron helfen

Benjamin Waschow Stabsstelle Unternehmenskommunikation
Universitätsklinikum Freiburg
Immunzellen gegen frühere Sars-CoV-2-Varianten erkennen auch Omikron gut und können so vor schwerer Krankheit schützen / Impfung kann Immunantwort auch nach einer Infektion verbessern / Studie in Nature Microbiology veröffentlicht

Die Omikron-Variante von SARS-CoV-2 hat weltweit eine weitere große Infektionswelle verursacht. Denn auch geimpfte Personen oder solche, die sich mit einer vorherigen Virusvariante infiziert hatten, können sich mit Omikron anstecken. Trotzdem sind schwere Verläufe relativ selten. Wissenschaftler*innen des Universitätsklinikums Freiburg haben jetzt detailliert aufgeschlüsselt, wie der variantenübergreifende Schutz vor Infektion beziehungsweise schwerem Krankheitsverlauf entsteht. Ihre Ergebnisse haben die Forscher*innen am 28. April 2022 in der Online-Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature Microbiology veröffentlicht.

„Wir konnten in unserer Studie zeigen, dass Gedächtnis-T-Zellen, die nach Impfung oder Infektion mit einer früheren Sars-CoV-2-Variante gebildet wurden, auch die Omikron-Variante sehr gut erkennen und vor einem schweren Verlauf einer Infektion schützen können“, erklärt Ko-Studienleiterin Dr. Maike Hofmann, die in der Klinik für Innere Medizin II des Universitätsklinikums Freiburg eine Forschungsgruppe leitet. An Hofmann wird nächste Woche der Heinz Maier-Leibnitz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft für ihre Forschung übergeben. „Die Bindungsfähigkeit der Antikörper an die Omikron-Variante ist stark reduziert. Daher schützen sie auch nach einem Impf-Booster nur recht kurz vor einer Infektion mit der Omikron-Variante“, so Hofmann weiter.

Immunantwort unterscheidet sich bei Geimpften und Genesenen
Die Wissenschaftler*innen untersuchten auch mögliche Unterschiede der Immunantworten von Genesenen und Geimpften. „Beide Gruppen haben eine breite T-Zell-Antwort: Bei Genesenen erkennen die T-Zellen mehrere Virus-Eiweiße. Bei Geimpften richtet sich die Immunantwort im Wesentlichen gegen das Spike-Eiweiß, das ja aus dem mRNA-Impfstoff im Körper hergestellt wird und dann die Immunantwort hervorruft. Die T-Zell-Antwort gegen das Spike-Eiweiß ist bei Geimpften breiter und stärker als bei Genesenen“, berichtet Ko-Studienleiter Prof. Dr. Christoph Neumann-Haefelin, Leiter des Gerok-Leberzentrums am Universitätsklinikum Freiburg. „Werden Genesene geimpft, fallen die T-Zell-Antworten ebenfalls vielfältiger aus und somit steigt der Schutz vor schweren Krankheitsverläufen bei zukünftigen Infektionen“, so Neumann-Haefelin.

Zwei der Erstautoren dieser Arbeiten sind die beiden jungen wissenschaftlich tätigen Ärzt*innen Dr. Julia Lang-Meli und Dr. Hendrik Luxenburger. Sie werden unter anderem durch das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte “Clinician Scientist” Programm IMM-PACT am Universitätsklinikum Freiburg unterstützt. Es erlaubt eine Freistellung von jungen Ärzt*innen für die Forschung. „Diese wichtigen Ergebnisse sind nur dank der engen Vernetzung von Klinik und Forschung möglich gewesen“, betont Prof. Dr. Robert Thimme, Ärztlicher Direktor der Klinik für Innere Medizin II am Universitätsklinikum Freiburg.

„In der öffentlichen Wahrnehmung wird die Immunantwort gegen SARS-CoV-2 oft auf die Bildung von Antikörpern reduziert. Die jetzt veröffentlichte Studie trägt wesentlich dazu bei, ein vollständigeres Bild des Immunschutzes im Zusammenhang mit Sars-CoV-2 zu erhalten“, sagt Prof. Dr. Lutz Hein, Dekan der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Christoph Neumann-Haefelin
Leiter Gerok-Leberzentrum
Klinik für Innere Medizin II (Schwerpunkt: Gastroenterologie, Hepatologie, Endokrinologie und Infektiologie)
Universitätsklinikum Freiburg
Telefon: 0761 270-32800
christoph.neumann-haefelin@uniklinik-freiburg.de

Originalpublikation:
Original-Titel der Studie: SARS-CoV-2-specific T-cell epitope repertoire in convalescent and mRNA-vaccinated individuals
DOI: 10.1038/s41564-022-01106-y
Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41564-022-01106-y

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Fraunhofer UMSICHT auf IFAT 2022: Kreislaufführung von Wasser und Nutzungskonzepte für Biomasse

Dipl.-Chem. Iris Kumpmann Abteilung Public Relations
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT
Wasser als Ressource wird durch die Herausforderungen des Klimawandels immer weiter in den Fokus rücken. Gleichzeitig bieten Ansätze zur Verwertung von Biomasse künftig Möglichkeiten, CO2-Emissionen signifikant zu verringern und fossile Rohstoffe einzusparen. Auf der IFAT 2022 in München präsentieren Forschende des Fraunhofer UMSICHT innovative Konzepte und Technologien zur nachhaltigen Bewirtschaftung von Wasser, zur Kreislaufführung von Wertstoffen und zur Bereitstellung klimaneutraler Energie.

Wasserverfügbarkeit sichern
Wasser wird weltweit zu einer immer kritischeren Ressource. Angesichts zunehmender Dürreperioden wird es auch in manchen Regionen Deutschlands immer schwieriger, den Wasserhaushalt zu sichern. Hinzu kommen wasserintensive Industrien. »Eine nachhaltige, sichere und wirtschaftlich tragfähige Wasserversorgung setzt daher zunehmend eine lokale Kreislaufführung voraus«, erklärt Lukas Rüller vom Fraunhofer UMSICHT. »Die Sicherung der Wasserverfügbarkeit zur Versorgung der Industrie und zur kommunalen Trinkwasserversorgung ist weltweit eine notwendige Voraussetzung für eine nachhaltige Zukunft.«

Konzeptansätze des Fraunhofer-Instituts hierzu sind die Kreislaufführung von Prozesswasserströmen in der Industrie, ein zielgerichtetes Regenwassermanagement und die Aufbereitung von Kläranlagenabläufen zur Bewässerung von landwirtschaftlichen Flächen. Das Potenzial der Ansätze ist dabei längst noch nicht ausgeschöpft – innovative Techniken bieten vielversprechende Lösungsansätze.

Zu den Technologien für die Behandlung und Aufbereitung zählen die Vorwärtsosmose, die Hochdruck-Nanofiltration, die Umkehrosmose und Adsorbertechniken. Forschende des Fraunhofer UMSICHT entwickeln hierfür neue Komponenten, Verfahren und Betriebsführungsstrategien mit dem Ziel, die selektive Stofftrennung zu optimieren und gleichzeitig den Energiebedarf gering zu halten. Durch membranbasierte Konzentrationsvorgänge ist es z. B. gelungen, industrielle Abwasserströme auf bis zu 60 Prozent Trockensubstanz an der Grenze ihrer Pumpfähigkeit zu konzentrieren (Vorwärtsosmose).

Großes Potenzial für ungenutzte Biomasse
Im Zuge von CO2-Minderungsstrategien wächst die Bedeutung von Biomasse für die stoffliche und thermische Nutzung stetig. Das Fraunhofer UMSICHT erschließt neue Stoffströme, indem es bisher ungenutzte Biomasse einer effizienten Verwertung zuführt. Zu diesen Rohstoffen können künftig auch feuchte und/oder lignocellulosehaltige Biomasse wie Gras- und Grünschnitt, Ernterückstände wie Spelzen, Verarbeitungsreste aus land- und forstwirtschaftlicher Produktion oder Bioabfälle zählen. Zum einen werden aktuell die Aufbereitung und die Verarbeitung der biogenen Reststoffe optimiert, zum anderen werden die Biogasprozesse und die Verbrennungstechnik angepasst. Besonders interessant sind diese Ansätze für Kommunen, das Handwerk und die Industrie.

Ein Beispiel dazu ist das Projekt LaubCycle, in dem die Beheizung von kommunalen Einrichtungen wie Schwimmbäder oder Schulen durch aufbereitetes Laub geschehen soll. Voraussetzung ist die gezielte technische Aufbereitung des Materials, um gute Verbrennungseigenschaften sicherzustellen.

Auch die klassischen Biogasprozesse werden durch die Fraunhofer-Forschenden weiterentwickelt. Dazu zählen die biologische Methanisierung, die Aufbereitung und Nutzung der Gärreste sowie die Erstellung von Einspeisekonzepten als Beitrag zur Reduktion der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern.

IFAT 2022
Besuchen Sie uns im Rahmen der IFAT vom 30. Mai bis 3. Juni 2022 in Halle B2/Stand 215/314 auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft. Informieren Sie sich über die Kreislaufführung von Wasser und neuartige Nutzungskonzepte von Biomassen. Unsere Fachkontakte beantworten gerne Ihre Fragen zu den Forschungsschwerpunkten, Angeboten und Dienstleistungen des Fraunhofer UMSICHT.

Weitere Informationen:
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/presse-medien/pressemitteilungen/2020/care…. Mehr zur Nutzung von Reisschalen als Energielieferant
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/presse-medien/pressemitteilungen/2021/laubc… Mehr zur nachhaltigen Verwertung von Laub
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/kompetenzen/verfahrenstechnik.html Kompetenz Verfahrenstechnik

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Grauer Star: Beide Augen am selben Tag operieren? Neuer Cochrane Review wertet Evidenz aus.

Georg Rüschemeyer Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Cochrane Deutschland
Sollte man beide Augen-OPs gegen einen Grauen Star am gleichen Tag machen lassen oder dazwischen besser eine längere Pause einlegen? Ein aktueller Cochrane Review geht dieser für Patient*innen und Augenärzt*innen wichtigen Frage nach.

Der Graue Star (Katarakt) ist eine altersbedingte Trübung der Augenlinse. Die einzige Möglichkeit, diese häufige Augenerkrankung zu behandeln, ist eine Operation. Dabei wird die getrübte Linse entfernt und durch eine künstliche Linse ersetzt.

Gegenwärtig unterziehen sich die meisten Menschen einer Kataraktoperation an beiden Augen an zwei verschiedenen Tagen, wobei zwischen den Eingriffen Tage, Wochen oder Monate liegen können. Es ist jedoch auch möglich, beide Augen am selben Tag zu operieren. Zu den möglichen Vorteilen dieser Methode gehören weniger Krankenhausaufenthalte, eine schnellere Erholung der Sehkraft und geringere Kosten. Es gibt jedoch auch potenzielle Risiken, wie das gleichzeitige Auftreten von Komplikationen in beiden Augen.

Die Vor- und Nachteile beider Ansätze sind unter Fachleuten seit langem umstritten. Aus diesem Grund werteten die Autor*innen dieses neuen Cochrane Review die Evidenz aus Studien zu diesem Thema aus.

Kernaussagen des Reviews:
Die derzeitige Evidenz auf Basis von 14 Studien mit 276 260 Teilnehmenden spricht dafür, dass es keinen wesentlichen Unterschied zwischen einer Operation beider Augen am selben Tag gegenüber einer Operation an verschiedenen Tagen in Bezug auf die folgenden klinischen Ergebnisse gibt: Augeninfektion (Endophthalmitis, eine schwere, sichtbedrohende, aber seltene Komplikation), Notwendigkeit einer Brillenkorrektur nach der Operation, Komplikationen, Sehvermögen mit Brille und von den Patienten berichtete Ergebnisse. Zudem bestätigt die Evidenz, dass die Kosten einer OP an einem Tag niedriger ausfallen.

Insgesamt war die Zahl und Qualität der Studien begrenzt, die Vertrauenswürdigkeit der Evidenz nach GRADE lag je nach Endpunkt zwischen sehr gering und moderat.

Originalpublikation:
Dickman MM, Spekreijse LS, Winkens B, Schouten JSAG, Simons RWP, Dirksen CD, Nuijts RMMA. Immediate sequential bilateral surgery versus delayed sequential bilateral surgery for cataracts. Cochrane Database of Systematic Reviews 2022, Issue 4. Art. No.: CD013270. DOI: 10.1002/14651858.CD013270.pub2

Weitere Informationen:
https://www.cochrane.de/news/grauer-star-beide-augen-am-selben-tag-operieren

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Hochwasserschutz mit Mehrfachnutzen: Mehr Raum für Flüsse

Nadja Neumann Kommunikation und Wissenstransfer
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Ökologischer Hochwasserschutz – der Auen wiederherstellt – ist sinnvoll, technisch möglich und wirtschaftlich effizient. Und doch wird dieser Ansatz weltweit noch nicht konsequent umgesetzt, weil die administrativen und rechtlichen Hürden hoch sind. Das zeigt eine Studie von Wissenschaftler*innen des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), die gemeinsam mit anderen Forschenden vier Projekte zur Renaturierung von Flussauen in Deutschland und den USA analysiert haben. Die Forschenden empfehlen, dem ökologischen Hochwasserschutz Vorrang zu geben und die nötigen Flächen verfügbar zu machen. So ließen sich auch nationale und europäische Umweltziele besser erreichen.

„Der konventionelle technische Hochwasserschutz greift stark in die Gewässerstruktur ein, ist teuer, in der Regel starr und lässt sich nicht ohne Weiteres an die im Klimawandel zunehmenden Überschwemmungen anpassen. Die technischen Maßnahmen schränken auch die natürlichen Funktionen von Überschwemmungsgebieten ein, zu denen etwa die Wasserspeicherung und die Verbesserung der Wasserqualität gehören. Außerdem gehen Lebensräume für viele Tier- und Pflanzenarten in und am Wasser verloren – und mit ihnen eine Vielzahl von Vorteilen für uns Menschen. Deshalb brauchen wir weltweit deutlich mehr Hochwasserschutzkonzepte mit Mehrfachnutzen für Bevölkerung und Umwelt“, sagt die IGB-Forscherin Sonja Jähnig, Autorin der Studie.

Konventioneller Hochwasserschutz kann falsches Sicherheitsgefühl vermitteln:
Bauliche Maßnahmen wie Deiche, Dämme und künstliche Kanäle fördern die städtische und landwirtschaftliche Entwicklung in Gebieten, die eigentlich natürliche Überschwemmungsgebiete sind – den Flussauen. Die dadurch gewonnene Fläche ist durch diese baulichen Maßnahmen seltener von kleinen und mittleren Hochwassern betroffen. Das erweckt häufig den Eindruck, das Hochwasserrisiko sei gebannt. Infolge dieses falschen Sicherheitsgefühls unterschätzt die Bevölkerung vor Ort die Gefahr von seltenen großflächigen Überschwemmungen und ist umso anfälliger für deren Folgen. Dieser sogenannte „Deich-Effekt“ (Englisch: levee-effect) steht beispielhaft dafür, dass einige kurzfristig wirksame menschliche Eingriffe in die Landschaft in Wirklichkeit die langfristige Anfälligkeit des gesamten Systems erhöhen.

Hochwasserschutz mit Mehrfachnutzen wissenschaftlich untersucht:
Zwar gibt es weltweit mittlerweile Projekte zur Renaturierung von Flüssen und Auen. Doch nur wenige davon werden so geplant, dass sie gleich mehrere Verbesserungen erzielen, also zum Beispiel das Hochwasserrisiko verringern, Lebensräume wiederherstellen und die Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel erhöhen. Das Forschungsteam hat deshalb vier „Multi-Benefit-Projekte“ in Deutschland und in Kalifornien (USA) untersucht und ihre Triebkräfte, die Chronologie sowie die durchgeführten Maßnahmen und Hindernisse charakterisiert. Außerdem analysierten die Forschenden die politischen Rahmenbedingungen, die solche Projekte fördern, ermöglichen und manchmal auch behindern.

Beispiele Deutschland: Deichrückverlegung an der Elbe und große Kiesbänke für die Isar:
Als Beispiel für Deutschland untersuchte das Team zum einen die Deichrückverlegung an der Mittelelbe bei Lenzen. Die wissenschaftliche Bestätigung, dass sich der Hochwasserscheitelpunkt lokal um fast 50 Zentimeter verringerte und die nachgewiesene, weitreichende räumliche Schutzwirkung vor Hochwasser trugen sogar dazu bei, die Akzeptanz von Deichrückverlegungen zu steigern: „Das ist so deutlich bis dato nicht gemessen worden und hat die Position widerlegt, dass Deichrückverlegungen nichts für den Hochwasserschutz bringen. Seitdem sind in anderen Flüssen Deutschlands ähnliche Projekte umgesetzt worden“, sagt Dr. Christian Damm vom Karlsruher Institut für Technologie, ebenfalls Autor der Studie. Der ökologische Erfolg des Projekts ließ sich an der raschen Rückkehr zahlreicher Wasser- und anderer Vogelarten sowie einer Vielfalt an wiederhergestellten Lebensraumtypen ablesen.

Als zweites Projekt untersuchten die Forschenden eine acht Kilometer lange Flussrenaturierung der Isar, die von der südlichen Stadtgrenze Münchens bis zur Innenstadt reicht – der sogenannte Isarplan. Das Projekt zeigt, dass Fluss- und Auenrenaturierungen auch in dicht besiedelten, urbanen Gebieten möglich sind. Der Isarplan hatte drei Hauptziele: Minimierung des Hochwasserrisikos, Wiederherstellung von Lebensräumen im Fluss und Verbesserung des Freizeitnutzens. „Der Isarplan veranschaulicht den Mehrfachnutzen-Ansatz und sticht durch einen sehr kooperativen Planungsprozess hervor, in den auch die Bevölkerung aktiv mit eingebunden wurde“, sagt Jürgen Geist, Forscher an der Technischen Universität München und auch Autor der Studie. Das Hochwasserrisiko wurde vor allem dadurch verringert, dass dem Fluss mit mindestens 90 statt vorher 50 Metern mehr Raum gegeben wurde. So erhöhte sich auch die Kapazität im Stadtgebiet, größere Wassermengen abzupuffern. Ufersicherungen aus Beton wurden entfernt und durch Kiesufer ersetzt, wodurch sich Kiesbänke bilden konnten – und damit Laichplätze und Lebensräume für den Huchen (Donaulachs) und andere gefährdete Fischarten.

Beispiele USA: Wiederherstellung von Ökosystemen waren eigentlich Nebeneffekte:
In den USA analysierten die Forschenden die Hochwasser-Bypässe im Sacramento-Flussgebiet. Der Yolo-Bypass ist ein „Auen-Bypass“, eine Art der Hochwasserumleitung mit großer Fläche, langen Verweilzeiten und hohem ökologischem Potenzial. Der größte Teil der 240 Quadratkilometer großen Fläche befindet sich in Privatbesitz und wird in der Trockenzeit, wenn das Überschwemmungsgebiet weitgehend entwässert ist, landwirtschaftlich genutzt, beispielsweise zum Anbau von Mais, Sonnenblumen und Reis, als Weide- oder Brachland. Die verbleibenden 65 Quadratkilometer sind ein Schutzgebiet, vor allem für Vögel und Fische. „Der Yolo-Bypass gilt als Modell für ein gut verwaltetes sozial-ökologisches System. Die öffentlich-private Partnerschaft funktioniert gut. Artenschutz, Hochwasserschutz und Landwirtschaft lassen sich in Einklang bringen – und all das in direkter Nähe zu einer Großstadt“, erläutert Sonja Jähnig. Erfolgreich umgesetzt wurden auch der Deichrückbau und die Auenrenaturierung am Bear und am Feather River, um den lokalen Hochwasserschutz zu erhöhen. Ein zusätzliches niedriges Feuchtgebiet – eine Auenmulde – schaffte zusätzlich überfluteten Lebensraum für heimische Fische und andere wassergebundene Arten.
In beiden amerikanischen Fällen war die Verringerung des Überschwemmungsrisikos jeweils der wichtigste Antrieb für das Projekt – und die Wiederherstellung natürlicher Ökosysteme folgte in einem Fall unbeabsichtigt, im anderen als Voraussetzung für den Erhalt einer öffentlichen Förderung.

Erkenntnisse aus dem Projektvergleich: 7 Faktoren, auf die es ankommt:
Anhand der vier Fallstudien identifizierten die Forschenden sieben Faktoren, die je nach Ausprägung fördernd oder hemmend für Mehrfachnutzen-Projekte sein können. Dazu zählt Offensichtliches, wie die Verfügbarkeit von (unbebauter) Fläche, die Integration von Forschungswissen in Planungen und Entscheidungsprozesse, passende politische und regulatorische Rahmenbedingungen und ausreichend Finanzmittel. Aber auch gesellschaftliche Faktoren sind entscheidend – beispielsweise die Wahrnehmung von Überschwemmungen nicht nur als Bedrohung, sondern als positives Element und wichtige Eigenschaft natürlicher Gewässer. Als unabdingbar für den Projekterfolg stellte sich auch die zielorientierte Projektführung und konstruktive Einbindung und Zusammenarbeit aller Beteiligten heraus. Auch wenn diese Projekte heute als sehr gute Beispiele erscheinen, so waren sie doch erst das Ergebnis eines Zusammenspiels mehrerer begünstigender Faktoren und erforderten allesamt engagierte Beharrlichkeit, um letztendlich realisiert zu werden, urteilen die Forschenden. „Dies hängt auch damit zusammen, dass es noch vergleichsweise wenig praktisches Erfahrungswissen aus solchen Mehrfachnutzen-Projekten gibt und man mit relativ großen administrativen und rechtlichen Hindernissen konfrontiert ist. Deshalb ist es wichtig, gelungene Beispiele genau zu analysieren und die Erfolgs- und Risikofaktoren für andere Akteure aufzubereiten, die solche Projekte ebenfalls realisieren wollen“, erläutert Jürgen Geist.

Empfehlungen für Politik und Behörden:
Insgesamt kommen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu dem Schluss, dass ökologischer Hochwasserschutz kosteneffizienter als bisherige Ansätze ist, großes Synergiepotenzial hat und solche Mehrfachnutzen-Ansätze von Politik und Verwaltung daher verstärkt in Betracht gezogen werden sollten. „Gerade in Deutschland werden Überschwemmungen schnell negativ oder als Risiko gesehen – ihr Wert für Natur und Bevölkerung aber übersehen. In diesem Kontext sind mangelnde Überflutungsflächen häufig ein Diskussionspunkt. Es wäre wünschenswert, wenn die zuständigen politischen und administrativen Ebenen von Bund, Ländern und Kommunen effiziente Ansätze entwickeln würden, um die dafür notwendigen Flächen bereitzustellen“, unterstreicht Sonja Jähnig.

Diese Bemühungen würden auch auf die europäischen und nationalen Umweltziele einzahlen, wie die europäische Hochwasserrisikomanagementrichtlinie, die Wasserrahmenrichtlinie, die Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie sowie die EU-Biodiversitätsstrategie — letztere sieht beispielsweise vor, 25.000 Kilometer Flüsse in Europa zu renaturieren. Das kürzlich vom Bundesumwelt- und Verbraucherschutzministerium vorgestellte Eckpunktepapier zum „Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz“ weise mit den beiden erstgenannten Handlungsfeldern „Schutz intakter Moore und Wiedervernässungen“ sowie „Naturnaher Wasserhaushalt mit lebendigen Flüssen, Seen und Auen“ in die richtige Richtung. Entscheidend sei es laut Sonja Jähnig nun, das Programm so auszugestalten, dass möglichst viele Synergieeffekte erzielt werden können.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Sonja Jähnig
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
sonja.jaehnig@igb-berlin.de
https://www.igb-berlin.de/profile/sonja-jaehnig

Originalpublikation:
Serra-Llobet Anna, Jähnig Sonja C., Geist Juergen, Kondolf G. Mathias, Damm Christian, Scholz Mathias, Lund Jay, Opperman Jeff J., Yarnell Sarah M., Pawley Anitra, Shader Eileen, Cain John, Zingraff-Hamed Aude, Grantham Theodore E., Eisenstein William, Schmitt Rafael (2022): Restoring Rivers and Floodplains for Habitat and Flood Risk Reduction: Experiences in Multi-Benefit Floodplain Management From California and Germany. Frontiers in Environmental Science, VOLUME 9, DOI=10.3389/fenvs.2021.778568

Weitere Informationen:
https://www.igb-berlin.de/news/hochwasserschutz-mit-mehrfachnutzen-mehr-raum-fue…

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Fleischalternativen aus Pilzkulturen könnten helfen, die Wälder der Erde zu retten

Jonas Viering Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung
Wenn bis 2050 nur ein Fünftel des pro-Kopf Rindfleischkonsums durch Fleischalternativen aus mikrobiellem Protein ersetzt wird, könnte das die weltweite Entwaldung halbieren: Das ist das Ergebnis einer neuen Analyse des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde und zum ersten Mal mögliche Auswirkungen dieser bereits marktreifen Lebensmittel auf die Umwelt umfassend untersucht.

Der aus Pilzkulturen durch Fermentierung produzierte Fleischersatz ähnelt echtem Fleisch in Geschmack und Konsistenz, ist aber ein biotechnologisches Produkt. Gegenüber Rindfleisch erfordern diese Fleischalternativen deutlich weniger Landressourcen und können somit die Treibhausgasemissionen durch Viehhaltung und die Ausweitung von Acker- und Weideland stark senken. Die Analyse geht von der Annahme aus, dass die wachsende Weltbevölkerung immer mehr Appetit auf Rindfleisch hat.

„Die Produktion und der Konsum von Nahrungsmitteln machen ein Drittel der weltweiten Treibhausgasemissionen aus, wobei die Produktion von Rindfleisch die größte Einzelquelle ist“, sagt Florian Humpenöder, Forscher am PIK und Hauptautor der Studie. Das liegt zum Großteil daran, dass kohlenstoffspeichernde Wälder für Weide- oder Ackerflächen immer weiter gerodet werden sowie an weiteren Treibhausgasemissionen aus der landwirtschaftlichen Tierhaltung. Ein Teil der Lösung könnte in bereits existierender Biotechnologie liegen: Nährstoffreiche, proteinreiche Biomasse mit fleischähnlicher Konsistenz, die von Mikroorganismen durch Fermentierung produziert wird – von Forschenden als mikrobielles Protein, also Eiweiß, bezeichnet.

„Würde man Wiederkäuerfleisch, also vor allem Rind-, aber auch Schaf- und Ziegenfleisch durch mikrobielles Protein ersetzen, könnte man die künftigen Umweltschäden durch das Ernährungssystem erheblich verringern“, sagt Humpenöder. „Die gute Nachricht ist: Die Menschen müssen keine Angst haben, dass sie in Zukunft nur noch Gemüse essen sollen. Sie können weiterhin Burger & Co. essen, nur werden die Burger-Pattys dann anders hergestellt.“

Nachhaltige Burger: Rinderhackfleisch durch mikrobielles Protein ersetzen
Das Forschungsteam aus Deutschland und Schweden hat mikrobielles Protein in einer Computersimulation in den Kontext des gesamten Agrar- und Ernährungssystems gestellt, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu ermitteln. Dieser Ansatz unterscheidet sich von früheren Studien, die nur einzelne Produkte betrachteten. Die Zukunftsszenarien der Forschenden reichen bis zum Jahr 2050 und berücksichtigen das künftige Bevölkerungswachstum, die Nahrungsmittelnachfrage, die Ernährungsgewohnheiten und die Dynamiken der Landnutzung und der Landwirtschaft. Da der Fleischkonsum in Zukunft wahrscheinlich weiter ansteigen wird, könnten immer mehr Wälder und nicht bewaldete natürliche Vegetation für Weide- und Ackerflächen verloren gehen.

„Wir haben herausgefunden, dass sich die jährliche Entwaldung und die CO2-Emissionen durch die Ausweitung von Acker- und Weideland im Vergleich zu einem Weiter-So-Szenario halbieren würden, wenn wir bis 2050 20 Prozent des pro-Kopf Konsums von Rindfleisch ersetzen würden. Weniger Rinder bedeuten weniger Bedarf an Futter- und Weideflächen und daher weniger Entwaldung – und reduzieren auch die Methanemissionen aus dem Pansen von Rindern und die Lachgasemissionen aus der Düngung von Futtermitteln oder der Güllewirtschaft“, sagt Humpenöder. “ Hackfleisch durch mikrobielles Protein zu ersetzen wäre also ein guter Anfang, um die Umweltschäden der heutigen Rindfleischproduktion zu verringern.“

Fleischersatz aus mikrobiellem Protein kann von landwirtschaftlicher Produktion entkoppelt werden
„Es gibt im Wesentlichen drei Gruppen von Fleischersatzprodukten“, erklärt Isabelle Weindl, Mitautorin und ebenfalls Forscherin am PIK. „Es gibt pflanzliche Produkte wie Soja-Burger, die man in Supermärkten findet. Es gibt tierische Zellen, die in einem Wachstumsmedium kultiviert werden, auch bekannt als Labor- oder in-vitro-Fleisch, das bisher sehr teuer ist, aber in letzter Zeit viel öffentliche Aufmerksamkeit erregt hat. Und es gibt fermentativ gewonnenes mikrobielles Protein auf Basis von Pilzkulturen, das wir für sehr interessant halten. Schon heute ist eine große Produktpalette davon etwa in Großbritannien und Schweiz im Supermarkt erhältlich und, was wichtig ist, es kann weitgehend von der landwirtschaftlichen Produktion entkoppelt werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Herstellung von mikrobiellem Protein viel weniger landwirtschaftliche Fläche erfordert als die gleiche Menge Protein aus Fleisch – sogar, wenn man den Anbau des Zuckers einrechnet, den die Mikroben benötigen.“

Mikrobielles Protein wird in speziellen Kulturen hergestellt, ähnlich wie Bier oder Brot. Die Mikroben brauchen Zucker und eine konstante Temperatur. Daraus entsteht ein sehr proteinreiches Produkt, das so schmeckt, sich so anfühlt und so nahrhaft ist wie Rindfleisch. Die Technik basiert auf der jahrhundertealten Methode der Fermentation und wurde in den 1980er Jahren entwickelt. Die US-amerikanische Lebensmittelbehörde FDA (Food and Drug Administration) gab 2002 grünes Licht für eine von Mikroben hergestellte Fleischalternative („Mycoprotein“) und stufte sie als sicher ein.

Grüne Biotechnologie muss durch grüne Energie angetrieben werden
„Biotechnologie kann eine wichtige Rolle spielen für Herausforderungen einer umweltschonenden Landwirtschaft, von der Erhaltung der Ökosysteme bis zur Verbesserung der Ernährungssicherheit“, sagt Mitautor Alexander Popp, Leiter der Forschungsgruppe Landnutzungs-Management am PIK.
„Alternativen zu tierischen Proteinen, zum Beispiel auch was Milchersatzprodukte betrifft, könnten dem Tierwohl massiv zugutekommen, Wasser sparen und Naturräume und Artenvielfalt schonen. Allerdings bringt die Verlagerung vom Tier zum Fermentations-Tank weitere Fragen mit sich – allen voran die Energieversorgung für den Produktionsprozess.
„Eine groß angelegte Umstellung auf Biotech-Lebensmittel muss einhergehen mit einer klimafreundlichen Stromerzeugung. Nur so kann das Klimaschutzpotenzial voll wirken“, so Popp weiter. „Aber wenn wir es richtig anpacken, kann mikrobielles Protein auch Fleischliebhabern den Wandel erleichtern. Schon kleine Häppchen können viel bewirken.“

Originalpublikation:
Florian Humpenöder, Benjamin Bodirsky, Isabelle Weindl, Hermann Lotze-Campen, Tomas Linder, Alexander Popp (2022): Projected environmental benefits of replacing beef with microbial protein. Nature. [DOI: 10.1038/s41586-022-04629-w]

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Wasseraufbereitung: Licht hilft beim Abbau von Hormonen

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation – Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie
Bei Mikroverunreinigungen im Wasser handelt es sich häufig um Hormone, die sich in der Umwelt ansammeln und sich negativ auf Menschen und Tiere auswirken können. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) in Leipzig haben ein Verfahren zum photokatalytischen Abbau dieser Verunreinigungen im Durchfluss durch Polymermembranen entwickelt und in der Zeitschrift Nature Nanotechnology vorgestellt. Durch Bestrahlung mit Licht, das eine chemische Reaktion auslöst, werden Steroidhormone auf den mit Titandioxid beschichteten Membranen zersetzt. (DOI: 10.1038/s41565-022-01074-8)

Überall wo Menschen leben, gelangen Hormone, wie sie in Arzneimitteln zur Empfängnisverhütung und in der Landwirtschaft eingesetzt werden, in das Abwasser. Steroidhormone wie Sexualhormone und Corticosteroide können sich in der Umwelt ansammeln und sich negativ auf Menschen und Tiere auswirken, indem sie die Verhaltensentwicklung und die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen. Sexualhormone können beispielsweise dazu führen, dass männliche Fische weibliche Geschlechtsmerkmale entwickeln. Umso wichtiger ist es, neben anderen Mikroverunreinigungen auch Hormone aus dem Abwasser zu entfernen, bevor diese in den natürlichen Wasserkreislauf zurückgelangen, aus dem wiederum das Trinkwasser kommt. „Die Menschen mit sauberem Trinkwasser zu versorgen, gehört weltweit zu den wichtigsten Herausforderungen der Gegenwart“, sagt Professorin Andrea Iris Schäfer, Leiterin des Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT) des KIT. „Spurenschadstoffe sind eine enorme Bedrohung für unsere Zukunft, da sie unsere Fruchtbarkeit und Gehirnfunktion beeinträchtigen.“

Inspiration aus der Solarzellentechnologie
Schäfer befasst sich seit Jahren mit der Wasseraufbereitung über Nanofiltration. Dazu setzt sie Polymermembranen mit nanometerkleinen Poren ein. Allerdings arbeitet die Nanofiltration mit hohem Druck und benötigt daher viel Energie. Außerdem kann es passieren, dass sich Mikroverunreinigungen in den polymeren Membranmaterialien ansammeln und allmählich in das gefilterte Wasser übergehen. Selbst wenn die Entfernung der Verunreinigungen vollständig gelingt, entsteht dabei ein Strom mit konzentrierten Schadstoffen, der weiterbehandelt werden muss.

Inspiriert von der Solarzellentechnologie, mit der sich der ebenfalls am KIT tätige Professor Bryce S. Richards befasst, kam Schäfer auf die Idee, Polymermembranen mit Titandioxid zu beschichten und photokatalytische Membranen zu entwickeln: Photokatalytisch aktive Titandioxid-Nanopartikel werden auf Mikrofiltrationsmembranen aufgebracht, deren Poren etwas größer sind als bei der Nanofiltration. Durch Bestrahlung mit Licht, das eine chemische Reaktion auslöst, werden Steroidhormone auf den Membranen zersetzt. Nun hat Schäfer ihre Idee mit ihrem Team am IAMT des KIT und mit Kolleginnen am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) in Leipzig verwirklicht und die neue Technologie in der Zeitschrift Nature Nanotechnology vorgestellt.

Katalysator für Wasser
„Wir haben sozusagen einen Katalysator für Wasser entwickelt“, resümiert Schäfer. Mit den photokatalytischen Polymermembranen gelang es, Steroidhormone im kontinuierlichen Durchfluss so weit zu entfernen, dass die analytische Nachweisgrenze von vier Nanogramm pro Liter erreicht wurde – die Werte kamen sogar ziemlich nah an ein Nanogramm pro Liter heran, was der neuen Trinkwasserrichtlinie der WHO entspricht. Die Forschenden arbeiten daran, ihre Technologie weiterzuentwickeln, um den Zeitbedarf und den Energieverbrauch zu senken sowie die Verwendung von natürlichem Licht zu ermöglichen. Vor allem aber zielt die weitere Forschung darauf ab, auch andere Schadstoffe mithilfe der Photokatalyse abzubauen, beispielsweise Industriechemikalien wie per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) oder Pestizide wie Glyphosat. Eine weitere Herausforderung besteht darin, die Technologie in größerem Maßstab zu verwirklichen.

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 9 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 300 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: https://www.kit.edu/kit/presseinformationen.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Regina Link, Pressereferentin, Tel.: +49 721 608-41158, E-Mail: regina.link@kit.edu

Originalpublikation:
Shabnam Lotfi, Kristina Fischer, Agnes Schulze and Andrea I. Schäfer: Photocatalytic degradation of steroid hormone micropollutants by TiO2-coated polyethersulfone membranes in a continuous flow-through process. Nature Nanotechnology, 2022. DOI: 10.1038/s41565-022-01074-8

Abstract unter https://www.nature.com/articles/s41565-022-01074-8

Zum Hintergrund der Publikation: https://engineeringcommunity.nature.com/posts/catalyst-for-water-removing-steroi…

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Neue Studie: Fließgewässer an Ackerflächen senken Schadstoffe im Wasserkreislauf

Christian Wißler Pressestelle
Universität Bayreuth
Wassergräben und kleine Bäche am Rand von landwirtschaftlichen Flächen tragen erheblich dazu bei, die aus der Landwirtschaft stammenden Schadstoffe im Wasser zu verringern. Sie fördern vor allem den Nitrat-Abbau durch Mikroorganismen und haben so einen wichtigen Einfluss auf den Stickstoffgehalt in Flüssen und Seen. Dies hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Tillmann Lüders an der Universität Bayreuth jetzt erstmals nachgewiesen. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass das Bachwasser in einem intensiven Austausch mit dem umgebenden Grundwasser steht, wodurch die Mikroben stimuliert werden. In der Zeitschrift „Water Research“ stellen sie ihre Forschungsergebnisse vor.

Die Studie bietet wichtige Anknüpfungspunkte für eine nachhaltigere Gestaltung von Agrarlandschaften: Die Randgebiete landwirtschaftlich genutzter Flächen mit ihren charakteristischen Wassergräben können möglicherweise gezielt so gestaltet werden, dass Schadstoffbelastungen aus der Landwirtschaft effizienter eliminiert werden. Fließgewässer und auch das Grund- und Trinkwasser werden dadurch besser geschützt.

Die häufig vom Menschen neu geschaffenen oder umgestalteten Wassergräben und Bäche am Rand von Äckern sammeln bis zu 70 Prozent des Wassers in landwirtschaftlichen Einzugsgebieten ein. „Der Anteil, den diese Bäche an der Reinigung des Wassers haben, ist von der Forschung bisher deutlich unterschätzt worden. Man hat diese kleinen Fließgewässer bislang hauptsächlich als reine Drainagen angesehen, die das aus landwirtschaftlichen Nutzflächen stammende Wasser auffangen und abfließen lassen, ohne die Wasserqualität nennenswert zu beeinflussen. Unsere Studie widerlegt nun diese Sichtweise. Wie wir zeigen konnten, ist das Bachbett dieser Gewässer dicht mit Mikroorganismen besiedelt, die Nitrat abbauen: Sie reduzieren umweltschädliches Nitrat zu gasförmigem Stickstoff. Überraschenderweise haben wir dabei lokal grundlegende Unterschiede in der Besiedlung gefunden: In einigen Abschnitten des Bachbetts fanden sich klassische Denitrifizierer, in anderen Abschnitten dagegen noch weniger bekannte, sogenannte chemolithoautotrophe Nitratreduzierer“, erklärt Prof. Dr. Tillmann Lüders, der an der Universität Bayreuth den Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie innehat.

Die Besiedlung der Wassergräben mit Organismen, die schädliches Nitrat abbauen, steht in engem Zusammenhang mit einem weiteren Phänomen, das die Forscher jetzt in interdisziplinärer Zusammenarbeit aufzeigen konnten: Die kleinen Fließgewässer nehmen nicht nur Wasser aus der Landschaft auf, sondern geben gleichzeitig auch wieder Wasser an das umgebende Grundwasser ab. Umgekehrt kann dieses Grundwasser stromabwärts auch wieder dem Bach zuströmen. Dadurch können auf einer Fließstrecke von wenigen 100 Metern mehr als 80 Prozent des im Graben fließenden Wassers ausgetauscht werden. Alle diese Prozesse sind abhängig von den lokalen Geländeeigenschaften und beeinflussen ihrerseits die Besiedlung des Bachbetts durch nitratreduzierende Mikroorganismen.

„Wir sind hier auf ein bisher unbekanntes Ineinandergreifen von Hydrologie und Mikrobiologie gestoßen, dem die ökologische Landschaftsgestaltung künftig mehr Aufmerksamkeit schenken sollte. Der sehr viel bessere Erkenntnisstand zu größeren Fließgewässern darf nicht zu einer nachrangigen Betrachtung solch kleiner, landwirtschaftlich geprägter Bäche und Gräben führen. Diese haben einen nicht zu unterschätzenden Anteil an den Selbstreinigungskräften eines gesamten Wassereinzugsgebietes“, sagt Zhe Wang, Erstautor der Studie und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie.

Die Forschungsarbeiten, die zu der jetzt in „Water Research“ veröffentlichten Studie geführt haben, wurden exemplarisch in Schwaben, bei Tübingen, durchgeführt. Sie waren eingebettet in den DFG-Sonderforschungsbereich CAMPOS der Universität Tübingen, an dem Prof. Lüders als externer Partner beteiligt war. Sie wurden ebenso begleitet und gefördert durch das Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER) der Universität Bayreuth. Darüber hinaus waren Forscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung UFZ in Leipzig, des Helmholtz-Zentrums München – Deutsches Zentrum für Gesundheit und Umwelt in Neuherberg sowie der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Hannover (BGR) an der Studie beteiligt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Tillmann Lüders
Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie
Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER)
Universität Bayreuth
Tel: +49 (0)921 55-5640
E-Mail: tillmann.lueders@uni-bayreuth.de

Originalpublikation:
Zhe Wang, Oscar Jimenez-Fernandez, Karsten Osenbrück, Marc Schwientek, Michael Schloter, Jan H.Fleckenstein, Tillmann Lueders: Streambed microbial communities in the transition zone between groundwater and a first-order stream as impacted by bidirectional water exchange. Water Research (2022), DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.watres.2022.118334

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Der Wald als Schutzraum für Insekten in wärmeren Klimazonen?

Kristian Lozina Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Die Insektenvielfalt in Bayern geht zurück. Grund dafür ist unter anderem die Landnutzung, doch die Auswirkungen des Klimawandels sind noch weitgehend unbekannt. Eine Studie der Universität Würzburg hat nun näher untersucht, wie beide Faktoren bei der Entwicklung der Insektenvielfalt zusammenwirken und was gegen den Rückgang getan werden kann.

Etwa 75 Prozent unserer Nutzpflanzen und mehr als 80 Prozent der Wildpflanzen sind auf die Bestäubung durch Insekten angewiesen. Der Wert dieser Bestäubung wird weltweit auf bis zu 577 Milliarden US-Dollar pro Jahr geschätzt. Die bekanntesten Bestäuber sind Bienen, aber diese sind bei weitem nicht die einzigen Insekten, die diesen Dienst für den Menschen und die Natur erbringen – Fliegen, Käfer, Schmetterlinge und Motten spielen ebenfalls eine wichtige Rolle.

Mehrere Studien haben in den vergangenen Jahrzehnten einen deutlichen Rückgang der Insektenpopulationen festgestellt – auch in Deutschland. Im Fokus stand bisher der Verlust geeigneter Lebensräume für die Insekten, zum Beispiel durch die Umwandlung von Naturgebieten in landwirtschaftliche oder städtische Flächen. Doch welche Folgen hat die Landnutzung in Kombination mit einem wärmeren und trockeneren Klima, speziell für bestäubende Insekten? Und was könnte getan werden, um mögliche negative Folgen abzumildern? Das hat eine neue Studie der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg untersucht.

Die zentralen Ergebnisse der Studie
Das Forscherteam der JMU und Kollegen zeigen zum ersten Mal, wie Klima und Landnutzung zusammen die Vielfalt bestäubender Insekten auf lokaler und landschaftlicher Ebene in Bayern beeinflussen. Auf der Grundlage von mehr als 3200 identifizierten Bestäuberarten von 179 Standorten in Wäldern, Grünland, Ackerland und städtischen Lebensräumen stellen sie eine Homogenisierung der Bestäubergemeinschaften in wärmeren Klimazonen fest. Dies deutet auf einen allgemeinen Verlust der Bestäubervielfalt unter zukünftigen Klimabedingungen hin.

Einzelne Taxa wie Bienen, Fliegen, Käfer, Schmetterlinge und Motten reagierten unterschiedlich auf wärmeres und trockeneres Klima, aber das allgemeine Muster zeigt, dass Landschaften mit einem höheren Waldanteil vielfältigere Bestäubergemeinschaften beheimaten. „Unsere wichtigste Erkenntnis ist, dass der Wald in der Landschaft die Auswirkungen der Klimaerwärmung bis zu einem gewissen Grad abfedern kann“, erklärt Cristina Ganuza, Doktorandin in der Arbeitsgruppe von Professor Ingolf Steffan-Dewenter am Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie der JMU und Hauptautorin der Studie.

„Die Studie unterstreicht, dass neben der Bedeutung der Blühressourcen und den negativen Auswirkungen der intensiven Landnutzung auch die klimatischen Bedingungen eine zunehmend wichtige Rolle für den Erhalt der Bestäubervielfalt spielen. So wirkte sich beispielsweise die Kombination aus hohen Temperaturen und geringen Niederschlägen negativ auf die gesamte Bestäubervielfalt aus, während der Bienenreichtum in städtischen Gebieten durch höhere Durchschnittstemperaturen negativ beeinflusst wurde“, erklärt Steffan-Dewenter.

Besondere Relevanz für Natur und Mensch
Für eine hohe Bestäuberleistung brauche es eine hohe Bestäubervielfalt, so Ganuza. „Die Kombination aus fortschreitendem Klimawandel und aktueller Landnutzung wird es aber nur bestimmten Bestäuberarten ermöglichen, in den verschiedenen Lebensraumtypen zu überleben.“

„Wir kommen zu dem Schluss, dass ein großer Anteil an Waldfläche in der Landschaft als Zufluchtsort für Insekten vor der Klimaerwärmung dienen könnte“, so Ganuza. „Dies liegt wahrscheinlich daran, dass Wälder und Waldränder weitgehend natürliche Bedingungen bieten, die extreme Hitze und Trockenheit im Vergleich zu stärker vom Menschen beeinflussten Lebensräumen abpuffern.“

Ein weiterer Vorschlag der Forschenden wäre die Senkung der Lufttemperatur in Städten, zum Beispiel durch Begrünung. „Das könnte dazu führen, dass mehr Bienenarten in städtischen Gebieten leben können“, erklärt die Biologin. Kurzum: Insekten mögen es vielfältig. Und möglichst unterschiedliche Blütenpflanzen sind für die kleinen Tiere auf allen Flächen unerlässlich.

Kooperationspartner und Förderung
Die Würzburger Studie erschien kürzlich in der Fachzeitschrift Science Advances. Sie entstand in Kooperation mit der Universität Bayreuth, der Technischen Universität München und der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf. Sie wurde gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst im Rahmen des Bayerischen Klimaforschungsnetzwerks im Forschungscluster „LandKlif – Auswirkungen des Klimawandels auf Artenvielfalt und Ökosystemleistungen in naturnahen, agrarischen und urbanen Landschaften und Strategien zum Management des Klimawandels“.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Cristina Ganuza, Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie, Biozentrum der Universität Würzburg, T. +49 931 – 31 86893, cristina.ganuza_vallejo@uni-wuerzburg.de

Sarah Redlich, Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie, Biozentrum der Universität Würzburg, T. +49 931 – 31 821290, sarah.redlich@uni-wuerzburg.de

Ingolf Steffan-Dewenter, Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie, Biozentrum der Universität Würzburg, T. +49 931 – 31 86947, ingolf.steffan@uni-wuerzburg.de

Originalpublikation:
Ganuza et al: “Interactive effects of climate and land use on pollinator diversity differ among taxa and scales”; in: Science Advances; doi: 10.1126/sciadv.abm9359

Weitere Informationen:
https://www.biozentrum.uni-wuerzburg.de/zoo3/forschung/verbundprojekte/landklif/

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Lachgas – alles andere als träge

Sarah-Lena Gombert Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
Kohlenforscher Josep Cornellà entwickelt Methode, Treibhausgas unschädlich zu machen, und veröffentlicht seine Ergebnisse in der Zeitschrift „Nature“.

Der Ausstoß diverser Treibhausgase stellt eine globale Umweltbedrohung dar. Wissenschaftler weltweit beschäftigen sich mehr und mehr mit der Lösung dieses Problems. Während sich viele Forschungsgruppen auf den Umgang mit Kohlenstoffdioxid (C02) oder Methan (CH4) konzentrieren, hat sich jetzt ein Team um Chemiker Josep Cornellà vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung um ein anderes Gas gekümmert, das maßgeblich zur Erderwärmung beiträgt: Distickstoffmonoxid (N2O), vielen auch als Lachgas bekannt.

Lachgas hat ein Erderwärmungspotenzial, das etwa 300 Mal so hoch ist wie das von Kohlenstoffdioxid. Menschliche Aktivität auf diesem Planeten hat dafür gesorgt, dass die Emission von Lachgas in den vergangenen Jahrzehnten um etwa zwei Prozent gestiegen ist. Außerdem ist mittlerweile bekannt, dass Lachgas die Ozonschicht schädigt.

Dabei ist das Molekül viel zu schade, um es einfach in die Luft zu pusten, findet Josep Cornellà: Denn N2O, so erklärt er, ist eine exzellente Quelle für das Sauerstoffatom O. Was übrig bleibt, N2, ist molekularer Stickstoff – denkbar ungefährlich.

Lange galt N2O als „inertes“ Gas, also als träge und wenig reaktionsfreudig. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Kohlenforschung haben in ihrer Arbeit, die jetzt bei „Nature“ publiziert worden ist, jedoch gezeigt, dass das nicht unbedingt stimmt. Sie beschreiben, wie man N2O unter milden Bedingungen so reagieren lässt, dass aus dem unliebsamen Gas für die Industrie wertvolle Phenole sowie harmloser Stickstoff entstehen. Gelungen ist dieser neuartige Schritt durch Katalysatoren, also feine molekulare Werkzeuge, die bei der Reaktion selbst nicht verbraucht werden.

Der 37-jährige Spanier Josep Cornella arbeitet seit 2017 am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung. In seiner jungen Karriere hat er bereits zahlreiche Preise erhalten, unter anderem ist er mit einem ERC Starting Grant gefördert und mit dem Bayer Early Excellence in Science Award ausgezeichnet worden. Jüngst hat er den „Organometallics’ 2022 Distinguished Author Award“ erhalten. Mit diesem Preis zeichnet die American Chemical Society solche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus, die in den vergangenen zwei Jahren mit außergewöhnlich guten Artikeln im Bereich der Organometallischen Chemie auf sich aufmerksam gemacht haben.

Seit mehr als 100 Jahren betreibt das Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr chemische Grundlagenforschung und hat seit seiner Eröffnung als Kaiser-Wilhelm-Institut 1914 zahlreiche chemische Entdeckungen von historischer Tragweite gemacht. Es war das erste Kaiser-Wilhelm-Institut außerhalb Berlins und die erste wissenschaftliche Einrichtung im Ruhrgebiet überhaupt.

Zu den wichtigsten Errungenschaften gehört die Entdeckung der Fischer-Tropsch-Synthese in den 1920er Jahren, ein Verfahren zur Herstellung synthetischen Benzins, seinerzeit auf der Basis von Kohle, das aber auch andere Kohlenstoffquellen, wie das Kohlendioxid aus Abgasen oder sogar aus der Luft nutzen kann.

Wirtschaftlich und wissenschaftlich sehr bedeutend – und ebenfalls mit dem Chemienobelpreis ausgezeichnet – war das Niederdruckpolyethylenverfahren von Karl Ziegler, das die wirtschaftliche Produktion von hochwertigen Kunststoffen ermöglichte. Aber auch ein Verfahren zur Entkoffeinierung von Kaffeebohnen wurde am MPI für Kohlenforschung entwickelt. Heute besteht das Institut aus fünf wissenschaftlichen Abteilungen, die jeweils von einem Direktor geleitet werden. Rund 400 Beschäftigte aus aller Welt widmen sich der chemischen Grundlagenforschung mit Fokus auf die Katalyse.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Josep Cornellà
cornella@kofo.mpg.de

Originalpublikation:
„Catalytic synthesis of phenols with nitrous oxide“
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04516-4

Anhang
Pressemitteilung im PDF Format

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Sonnenschutzkampagne will Hautkrebsrisiko im Sport senken

Dr. Anna Kraft Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Nationales Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC)
Sportlerinnen und Sportler – vom Breiten- bis zum Spitzensport – verbringen häufig viel Zeit im Freien. Wenn sie wiederholt und lange der UV-Strahlung der Sonne ausgesetzt sind, erhöht sich ihr Risiko an Hautkrebs zu erkranken. Zu viel UV-Strahlung kann zudem das Immunsystem und die Leistungsfähigkeit der Athletinnen und Athleten schwächen. Die Deutsche Krebshilfe startet daher gemeinsam mit dem Deutschen Olympischen Sportbund und den Partnern des Präventionsprogramms „Clever in Sonne und Schatten“ der Deutschen Krebshilfe eine deutschlandweite Kampagne unter dem Motto „Wir machen UV-Schutz im Sport zum Thema“.

Die Kampagne vermittelt zielgruppengerecht wichtige Tipps für den Sonnenschutz: beispielsweise die Mittagssonne zu meiden, schützende Kleidung zu tragen und Sonnencreme zu benutzen. Bei einer Auftaktveranstaltung an der Sportoberschule Dresden bekräftigten Vertreterinnen und Vertreter aus Sport und Medizin – darunter die SG Dynamo Dresden als mitgliedsstärkster Sportverein Sachsens – das gemeinsame Engagement. Die Kampagne wurde vom Präventionszentrum des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) entwickelt. Alle Informations- und Arbeitsmaterialien für die Eliteschulen des Sports, sportbetonte Schulen und Vereine sind kostenfrei erhältlich.

Das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) ist eine gemeinsame Einrichtung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden, der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR).

In Deutschland erkranken derzeit pro Jahr mehr als 300.000 Menschen neu an Hautkrebs, mehr als 40.000 Menschen davon am Malignen Melanom, dem sehr gefährlichen schwarzen Hautkrebs. Der wichtigste äußere Risikofaktor für Hautkrebs ist eine starke Belastung der Haut mit ultra­violetten (UV-) Strahlen. Sportlerinnen und Sportler sowie ihre Trainerinnen und Trainer sind oft viel und lange in der Sonne. Deshalb ist ein geeigneter Sonnenschutz zur Hautkrebsprävention – etwa durch möglichst lange Kleidung, Kopfbedeckung, Sonnencreme und Trainingszeiten außerhalb der Mittagszeit – für sie besonders wichtig. Mit einer deutschlandweiten Kampagne wollen die Deutsche Krebshilfe, der Deutsche Olympische Sportbund (DOSB) sowie die Partner des Programms „Clever in Sonne und Schatten“ die Aufmerksamkeit für das Thema erhöhen und richtigen Sonnenschutz nachhaltig in sportbetonten Schulen, Vereinen und Verbänden etablieren.

„Die Deutsche Krebshilfe macht sich angesichts steigender Erkrankungszahlen seit Jahren für die Hautkrebsprävention stark, etwa mit gezielten Programmen für Schulen und Kitas. Wir freuen uns, gemeinsam mit starken Partnern künftig einen weiteren Schwerpunkt im Bereich des Sports legen zu können“, sagt Gerd Nettekoven, Vorstandsvorsitzender der Deutschen Krebshilfe. „Zu viel UV-Strahlung kann auch das Immunsystem schwächen und die Gefahr für Infektionen verstärken. Auch deshalb ist es uns wichtig, unsere Sportlerinnen und Sportler möglichst gut vor einer wiederkehrenden intensiven Sonnenbelastung zu schützen“, ergänzt Dr. Sven Baumgarten vom DOSB.

Um das Bewusstsein für die Bedeutung des UV-Schutzes im Sport zu stärken, hat das Präventionszentrum des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) spezielle Projektpakete für sportbetonte Schulen entwickelt. Diese enthalten unter anderem Videospots und Präsentationen für den Unterricht sowie für Elternabende, Poster mit Sonnenschutzregeln und ein Handbuch für Lehrkräfte. Seit Jahresbeginn wurden die deutschlandweit 43 DOSB-Eliteschulen des Sports über das Projekt informiert, die rund 11.500 junge Sportlerinnen und Sportler fördern. „Jetzt begleiten wir die Schulen dabei, das Projekt umzusetzen und Sonnenschutz nachhaltig in den Schulalltag zu integrieren. Nach erfolgreicher Umsetzung können sich die Schulen im Herbst für ihr Engagement auszeichnen lassen“, sagt Dr. Friederike Stölzel, Co-Leiterin des NCT/UCC-Präventionszentrums.

Darüber hinaus entwickelt das NCT/UCC Materialien, um einen adäquaten UV-Schutz in Sportvereinen und -verbänden zu verankern. Aktuell werden diese im Dresdner Sportclub 1898 e.V. auf Praxistauglichkeit und Akzeptanz getestet, auch die SG Dynamo Dresden ist eng eingebunden. Ab nächstem Jahr stehen die kostenfreien Informations- und Aktionspakete dann allen Vereinen und Verbänden deutschlandweit zur Verfügung. „Im Sommer trainieren wir oft mehrere Stunden am Tag in der Sonne, mit T-Shirts und kurzen Hosen. Da sollte es selbstverständlich sein, auch an die Sonnencreme zu denken. Es ist wichtig, dass wir uns über die Risiken und die einfachen Schutz-Möglichkeiten besser bewusst werden“, sagt Sebastian Mai, Spieler von Dynamo Dresden. „Vorbeugung und Früherkennung sind beim Kampf gegen Hautkrebs das A und O. Mit eigentlich einfachen Regeln könnten sich die Hautkrebszahlen senken und die Heilungsraten erhöhen lassen“, betont Prof. Friedegund Meier, Leiterin des Hauttumorzentrums am NCT/UCC. „Nach meiner eigenen Hautkrebserkrankung ist es mir ein großes Anliegen, andere für dieses Thema zu sensibilisieren. Wir freuen uns, Eliteschulen des Sports, sportbetonte Schulen und Vereine hierbei künftig gezielt unterstützen zu können“, ergänzt Susanne Klehn, Botschafterin für Hautkrebsprävention der Deutschen Krebshilfe.

Clever in Sonne und Schatten
Das Programm „Clever in Sonne und Schatten“ der Deutschen Krebshilfe richtet sich – neben dem neuen Fokus auf sportbetonten Schulen und Sportvereine – vor allem an Kitas und Grundschulen. „Kinderhaut ist ganz besonders empfindlich. Die in der Kindheit und Jugend erworbenen UV-Schäden der Haut sind maßgeblich für das spätere Entstehen von Hautkrebs verantwortlich. Daher müssen wir schon bei den Kleinsten mit dem richtigen Sonnenschutz beginnen“, sagt Prof. Eckhard Breitbart, Vorsitzender der Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Prävention, Hamburg. In den vergangenen Jahren konnten deutschlandweit 5.500 Projektpakete versandt und mehr als 350 Kitas und Grundschulen für ihr Engagement zum Sonnenschutz ausgezeichnet werden. Partner des Programms sind die Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Prävention e.V. und das Projekt „Die Sonne und Wir“ an der Universität zu Köln – Uniklinik Köln.

Ansprechpartner für die Presse:
Dr. Anna Kraft
Nationales Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC)
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: +49 (0)351 458-5548
E-Mail: anna.kraft@nct-dresden.de
www.nct-dresden.de

Dr. Sibylle Kohlstädt
Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Strategische Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: +49 (0)6221 42-2854
Fax: +49 (0)6221 42-2968
E-Mail: s.kohlstaedt@dkfz.de
www.dkfz.de

Stephan Wiegand
Stabsstelle Öffentlichkeitsarbeit & Marketing
Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden
Tel.: +49 (0) 351 458-19389
Fax: +49 (0) 351 458-885486
E-Mail: stephan.wiegand@tu-dresden.de
www.tu-dresden.de/med

Holger Ostermeyer
Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden Pressestelle
Tel.: +49 (0)351 458-4162
Fax: +49 (0)351 449210505
E-Mail: Pressestelle@uniklinikum-dresden.de www.uniklinikum-dresden.de

Simon Schmitt
Kommunikation und Medien | Leitung und Pressesprecher
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
E-Mail: s.schmitt@hzdr.de
Tel.: +49 351 260-3400
www.hzdr.de

NCT/UCC Dresden
Das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) ist eine gemeinsame Einrichtung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden, der Medizinischen Fakultät der Technischen Universität Dresden und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR).
Das NCT hat es sich zur Aufgabe gemacht, Forschung und Krankenversorgung so eng wie möglich zu verknüpfen. Damit können Krebspatienten an den NCT-Standorten auf dem jeweils neuesten Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse behandelt werden. Gleichzeitig erhalten die Wissenschaftler durch die Nähe von Labor und Klinik wichtige Impulse für ihre praxisnahe Forschung. Gemeinsamer Anspruch der NCT-Standorte ist es, das NCT zu einem internationalen Spitzenzentrum der patientennahen Krebsforschung zu entwickeln. Das Dresdner Zentrum baut auf den Strukturen des Universitäts KrebsCentrums Dresden (UCC) auf, das 2003 als eines der ersten Comprehensive Cancer Center (CCC) in Deutschland gegründet wurde. Seit 2007 wurde das UCC von der Deutschen Krebshilfe e.V. (DKH) kontinuierlich als „Onkologisches Spitzenzentrum“ ausgezeichnet.

Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Das DKFZ ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1.300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können.
Beim Krebsinformationsdienst (KID) des DKFZ erhalten Betroffene, interessierte Bürger und Fachkreise individuelle Antworten auf alle Fragen zum Thema Krebs.
Gemeinsam mit Partnern aus den Universitätskliniken betreibt das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) an den Standorten Heidelberg und Dresden, in Heidelberg außerdem das Hopp-Kindertumorzentrum KiTZ. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums an den NCT- und den DKTK-Standorten ist ein wichtiger Beitrag, um vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik zu übertragen und so die Chancen von Krebspatienten zu verbessern.
Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.

Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden
Das Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden bietet medizinische Betreuung auf höchstem Versorgungsniveau. Als Krankenhaus der Maximalversorgung deckt es das gesamte Spektrum der modernen Medizin ab. Das Universitätsklinikum vereint 20 Kliniken und Polikliniken, vier Institute und zehn interdisziplinäre Zentren, die eng mit den klinischen und theoretischen Instituten der Medizinischen Fakultät zusammenarbeiten.
Mit 1.295 Betten und 160 Plätzen für die tagesklinische Behandlung von Patienten ist das Dresdner Uniklinikum das größte Krankenhaus der Stadt und zugleich das einzige Krankenhaus der Maximalversorgung in Ostsachsen. Rund 860 Ärzte decken das gesamte Spektrum der modernen Medizin ab. 1.860 Schwestern und Pfleger kümmern sich um das Wohl der Patienten. Wichtige Behandlungsschwerpunkte des Uniklinikums sind die Versorgung von Patienten, die an Krebs, an Stoffwechsel- und an neurodegenerativen Erkrankungen.
Deutschlands größter Krankenhausvergleich des Nachrichtenmagazins „Focus“ bescheinigt dem Universitätsklinikum Carl Gustav Dresden eine hervorragende Behandlungsqualität. Die Dresdner Hochschulmedizin belegt deshalb Platz zwei im deutschlandweiten Ranking.

Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden
Die Hochschulmedizin Dresden, bestehend aus der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus und dem gleichnamigen Universitätsklinikum, hat sich in der Forschung auf die Bereiche Onkologie, metabolische sowie neurologische und psychiatrische Erkrankungen spezialisiert. Bei diesen Schwerpunkten sind übergreifend die Themenkomplexe Degeneration und Regeneration, Imaging und Technologieentwicklung, Immunologie und Inflammation sowie Prävention und Versorgungsforschung von besonderem Interesse. Internationaler Austausch ist Voraussetzung für Spitzenforschung – die Hochschulmedizin Dresden lebt diesen Gedanken mit Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern aus 73 Nationen sowie zahlreichen Kooperationen mit Forschern und Teams in aller Welt.

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)
Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie. Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:
• Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
• Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?
• Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?
Zur Beantwortung dieser wissenschaftlichen Fragen betreibt das HZDR große Infrastrukturen, die auch von externen Messgästen genutzt werden: Ionenstrahlzentrum, Hochfeld-Magnetlabor Dresden und ELBE-Zentrum für Hochleistungs-Strahlenquellen.
Das HZDR ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, hat fünf Standorte (Dresden, Freiberg, Grenoble, Leipzig, Schenefeld bei Hamburg) und beschäftigt knapp 1.200 Mitarbeiter – davon etwa 500 Wissenschaftler inklusive 170 Dok

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Fleischalternativen aus Pilzkulturen könnten helfen, die Wälder der Erde zu retten

Jonas Viering Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung
Wenn bis 2050 nur ein Fünftel des pro-Kopf Rindfleischkonsums durch Fleischalternativen aus mikrobiellem Protein ersetzt wird, könnte das die weltweite Entwaldung halbieren: Das ist das Ergebnis einer neuen Analyse des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde und zum ersten Mal mögliche Auswirkungen dieser bereits marktreifen Lebensmittel auf die Umwelt umfassend untersucht.

Der aus Pilzkulturen durch Fermentierung produzierte Fleischersatz ähnelt echtem Fleisch in Geschmack und Konsistenz, ist aber ein biotechnologisches Produkt. Gegenüber Rindfleisch erfordern diese Fleischalternativen deutlich weniger Landressourcen und können somit die Treibhausgasemissionen durch Viehhaltung und die Ausweitung von Acker- und Weideland stark senken. Die Analyse geht von der Annahme aus, dass die wachsende Weltbevölkerung immer mehr Appetit auf Rindfleisch hat.

„Die Produktion und der Konsum von Nahrungsmitteln machen ein Drittel der weltweiten Treibhausgasemissionen aus, wobei die Produktion von Rindfleisch die größte Einzelquelle ist“, sagt Florian Humpenöder, Forscher am PIK und Hauptautor der Studie. Das liegt zum Großteil daran, dass kohlenstoffspeichernde Wälder für Weide- oder Ackerflächen immer weiter gerodet werden sowie an weiteren Treibhausgasemissionen aus der landwirtschaftlichen Tierhaltung. Ein Teil der Lösung könnte in bereits existierender Biotechnologie liegen: Nährstoffreiche, proteinreiche Biomasse mit fleischähnlicher Konsistenz, die von Mikroorganismen durch Fermentierung produziert wird – von Forschenden als mikrobielles Protein, also Eiweiß, bezeichnet.

„Würde man Wiederkäuerfleisch, also vor allem Rind-, aber auch Schaf- und Ziegenfleisch durch mikrobielles Protein ersetzen, könnte man die künftigen Umweltschäden durch das Ernährungssystem erheblich verringern“, sagt Humpenöder. „Die gute Nachricht ist: Die Menschen müssen keine Angst haben, dass sie in Zukunft nur noch Gemüse essen sollen. Sie können weiterhin Burger & Co. essen, nur werden die Burger-Pattys dann anders hergestellt.“

Nachhaltige Burger: Rinderhackfleisch durch mikrobielles Protein ersetzen
Das Forschungsteam aus Deutschland und Schweden hat mikrobielles Protein in einer Computersimulation in den Kontext des gesamten Agrar- und Ernährungssystems gestellt, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu ermitteln. Dieser Ansatz unterscheidet sich von früheren Studien, die nur einzelne Produkte betrachteten. Die Zukunftsszenarien der Forschenden reichen bis zum Jahr 2050 und berücksichtigen das künftige Bevölkerungswachstum, die Nahrungsmittelnachfrage, die Ernährungsgewohnheiten und die Dynamiken der Landnutzung und der Landwirtschaft. Da der Fleischkonsum in Zukunft wahrscheinlich weiter ansteigen wird, könnten immer mehr Wälder und nicht bewaldete natürliche Vegetation für Weide- und Ackerflächen verloren gehen.

„Wir haben herausgefunden, dass sich die jährliche Entwaldung und die CO2-Emissionen durch die Ausweitung von Acker- und Weideland im Vergleich zu einem Weiter-So-Szenario halbieren würden, wenn wir bis 2050 20 Prozent des pro-Kopf Konsums von Rindfleisch ersetzen würden. Weniger Rinder bedeuten weniger Bedarf an Futter- und Weideflächen und daher weniger Entwaldung – und reduzieren auch die Methanemissionen aus dem Pansen von Rindern und die Lachgasemissionen aus der Düngung von Futtermitteln oder der Güllewirtschaft“, sagt Humpenöder. “ Hackfleisch durch mikrobielles Protein zu ersetzen wäre also ein guter Anfang, um die Umweltschäden der heutigen Rindfleischproduktion zu verringern.“

Fleischersatz aus mikrobiellem Protein kann von landwirtschaftlicher Produktion entkoppelt werden
„Es gibt im Wesentlichen drei Gruppen von Fleischersatzprodukten“, erklärt Isabelle Weindl, Mitautorin und ebenfalls Forscherin am PIK. „Es gibt pflanzliche Produkte wie Soja-Burger, die man in Supermärkten findet. Es gibt tierische Zellen, die in einem Wachstumsmedium kultiviert werden, auch bekannt als Labor- oder in-vitro-Fleisch, das bisher sehr teuer ist, aber in letzter Zeit viel öffentliche Aufmerksamkeit erregt hat. Und es gibt fermentativ gewonnenes mikrobielles Protein auf Basis von Pilzkulturen, das wir für sehr interessant halten. Schon heute ist eine große Produktpalette davon etwa in Großbritannien und Schweiz im Supermarkt erhältlich und, was wichtig ist, es kann weitgehend von der landwirtschaftlichen Produktion entkoppelt werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Herstellung von mikrobiellem Protein viel weniger landwirtschaftliche Fläche erfordert als die gleiche Menge Protein aus Fleisch – sogar, wenn man den Anbau des Zuckers einrechnet, den die Mikroben benötigen.“

Mikrobielles Protein wird in speziellen Kulturen hergestellt, ähnlich wie Bier oder Brot. Die Mikroben brauchen Zucker und eine konstante Temperatur. Daraus entsteht ein sehr proteinreiches Produkt, das so schmeckt, sich so anfühlt und so nahrhaft ist wie Rindfleisch. Die Technik basiert auf der jahrhundertealten Methode der Fermentation und wurde in den 1980er Jahren entwickelt. Die US-amerikanische Lebensmittelbehörde FDA (Food and Drug Administration) gab 2002 grünes Licht für eine von Mikroben hergestellte Fleischalternative („Mycoprotein“) und stufte sie als sicher ein.

Grüne Biotechnologie muss durch grüne Energie angetrieben werden
„Biotechnologie kann eine wichtige Rolle spielen für Herausforderungen einer umweltschonenden Landwirtschaft, von der Erhaltung der Ökosysteme bis zur Verbesserung der Ernährungssicherheit“, sagt Mitautor Alexander Popp, Leiter der Forschungsgruppe Landnutzungs-Management am PIK.
„Alternativen zu tierischen Proteinen, zum Beispiel auch was Milchersatzprodukte betrifft, könnten dem Tierwohl massiv zugutekommen, Wasser sparen und Naturräume und Artenvielfalt schonen. Allerdings bringt die Verlagerung vom Tier zum Fermentations-Tank weitere Fragen mit sich – allen voran die Energieversorgung für den Produktionsprozess.
„Eine groß angelegte Umstellung auf Biotech-Lebensmittel muss einhergehen mit einer klimafreundlichen Stromerzeugung. Nur so kann das Klimaschutzpotenzial voll wirken“, so Popp weiter. „Aber wenn wir es richtig anpacken, kann mikrobielles Protein auch Fleischliebhabern den Wandel erleichtern. Schon kleine Häppchen können viel bewirken.“

Originalpublikation:
Florian Humpenöder, Benjamin Bodirsky, Isabelle Weindl, Hermann Lotze-Campen, Tomas Linder, Alexander Popp (2022): Projected environmental benefits of replacing beef with microbial protein. Nature. [DOI: 10.1038/s41586-022-04629-w]

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Coronaviren auf Glas: Handelsübliche Spülmittel und manuelle Gläserspülgeräte entfernen Viren effektiv

Dr. Suzan Fiack Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)
BfR-Studie liefert Daten zur Stabilität von Coronaviren auf Glasoberflä-chen und ihrer Inaktivierung durch herkömmliche Spülverfahren

Ob zuhause, in der Kantine oder im Restaurant – immer wieder steht die Frage im Raum, ob das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 auch über Geschirr oder Trinkgläser übertragen werden kann. In der Regel werden Infektionen mit Coronaviren über Tröpfchen und Aerosole direkt von Mensch zu Mensch weitergegeben. Auch wenn Schmierinfektionen nicht ausgeschlossen werden können, gibt es für die indirekte Übertragung des Virus durch kontaminierte Gegenstände und Oberflächen bislang keine belastbaren Belege. Dennoch nehmen Trinkgläser bei diesen Überlegungen eine besondere Stellung ein, da sie in direkten Kontakt mit dem Mund und der Mundhöhle kommen. Ein Forschungsprojekt des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) liefert nun neue Erkenntnisse. „Coronaviren sind auf Glas relativ stabil – das bestätigen unsere Untersuchungen. Eine ausreichende Reinigung von Trinkgläsern ist daher wichtig,“ so BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. „Unsere Daten zeigen, dass handelsübliche Spülmittel und manuelle Gläserspülgeräte Coronaviren effektiv von Trinkgläsern entfernen können.“

Die Studie wurde am 6. April 2022 in dem wissenschaftlichen Fachjournal Food Microbiology veröffentlicht:
https://doi.org/10.1016/j.fm.2022.104036

Für die Untersuchungen wurde das dem SARS-CoV-2 verwandte humane Coronavirus 229E, das beim Menschen zu milden Atemwegserkrankungen führen kann und oft als Modellvirus für humane Coronaviren eingesetzt wird, verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass Coronaviren nach dem Trocknen auf Glas für Tage bis Wochen infektiös bleiben können. Dabei hat die Lichteinwirkung einen großen Einfluss. Bei Lagerung bei Tageslicht konnten infektiöse Coronaviren bis zu sieben Tage und bei Dunkelheit bis zu 21 Tage nachgewiesen werden. Als behüllte Viren, deren Erbgut von einer Fettschicht umgeben ist, reagieren Coronaviren empfindlich auf fettlösende Substanzen wie Alkohole und Tenside, die als Fettlöser in Seifen und Geschirrspülmitteln enthalten sind. Die Untersuchungen des BfR zeigten, dass die meisten handelsüblichen Spülmittel Coronaviren in Spülwasser mit einer Temperatur von 23 Grad Celsius innerhalb von 15 Sekunden ausreichend inaktivieren. Lediglich bei einem Spülmittel mit einem geringeren Gesamtgehalt an Tensiden war dafür eine höhere Temperatur von 43 Grad Celsius und eine längere Einwirkzeit von 60 Sekunden nötig. Mit einem manuellen Gläserspülgerät nach DIN 6653-3 konnten Coronaviren auch bei der Verwendung kalten Wassers effektiv von den Gläsern entfernt werden.

Die Ergebnisse der BfR-Studie zeigen, dass sich sowohl beim Handspülen als auch bei der Nutzung manueller Gläserspülgeräte Coronaviren ausreichend von Trinkgläsern entfernen lassen. Voraussetzung hierfür ist die ordnungsgemäße Durchführung des Spülens, die unter anderem einen ausreichend häufigen Wasserwechsel, die Verwendung der vom Hersteller empfohlenen Spülmittelkonzentrationen und eine ausreichende manuelle Schmutzbeseitigung beinhaltet.

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.

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Nach der Flut ist vor der Flut – Universität Potsdam am BMBF-Projekt zu Wasser-Extremereignissen beteiligt

Dr. Stefanie Mikulla Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Potsdam
Extremereignisse wie Dürre, Starkregen und Sturzfluten haben in Deutschland in den vergangenen Jahren stark zugenommen. Um das Risikomanagement bei extremen Niederschlägen, großflächigen Überschwemmungen oder langanhaltenden Dürreperioden zu verbessern, fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit der Maßnahme „WaX – Wasser-Extremereignisse“ zwölf neue Forschungsverbünde. Das Institut für Umweltwissenschaften und Geographie der Universität Potsdam ist mit dem Verbundvorhaben „Inno_MAUS“ sowie mit dem Vernetzungsvorhaben „Aqua-X-Net“ dabei. Die WaX-Auftaktveranstaltung findet heute und morgen in Bonn statt.

Ziel der neuen Fördermaßnahme ist es, die gravierenden Folgen von Dürreperioden, Starkregen- und Hochwasserereignissen durch verbesserte Managementstrategien und Anpassungsmaßnahmen abzuwenden. Insgesamt zwölf Forschungsvorhaben mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Praxis sowie ein Vernetzungs- und Transfervorhaben werden praxisnahe und fachübergreifende Ansätze erarbeiten, die die Auswirkungen von Wasserextremen auf die Gesellschaft und den natürlichen Lebensraum begrenzen und gleichzeitig neue Perspektiven für die Wasserwirtschaft eröffnen. Die Forschungsschwerpunkte liegen dabei auf digitalen Instrumenten für Monitoring, Analyse, Vorhersage und Kommunikation, dem Risikomanagement hydrologischer Extreme und auf urbanen extremen Wasserereignissen.

Im Forschungsverbund „Innovative Instrumente zum MAnagement des Urbanen Starkregenrisikos (Inno_MAUS)“, das in der Arbeitsgruppe Hydrologie und Klimatologie an der Uni Potsdam angesiedelt ist, sollen digitale Instrumente zum Umgang mit Starkregenrisiken in Städten weiterentwickelt und den Kommunen bereitgestellt werden. Um Starkregenereignisse mit geringer Ausdehnung besser vorhersagen zu können, wird dabei das Potenzial von tiefen neuronalen Netzen und hochauflösenden Radarbildern erforscht.

„Die Menge des Oberflächenabflusses ist davon abhängig, wie schnell wie viel Regenwasser versickern kann. Deshalb spielt die Möglichkeit, Wasser in der Stadt auf entsiegelten Flächen zurückzuhalten, eine wichtige Rolle“, sagt der Projektleiter Prof. Dr. Axel Bronstert. Das bei Starkregenereignissen oberflächlich abfließende Wasser wird zum einen mit hydrologischen Modellen simuliert. Zum anderen kommt innovatives Machine Learning zum Einsatz, um die Simulationen um ein Vielfaches zu beschleunigen und damit Gefährdungssituationen schneller einschätzen zu können. „Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Abschätzung der Schäden an Gebäuden und Infrastruktur durch urbane Flutereignisse“, erläutert Axel Bronstert. „Um solche Schäden zu vermeiden, ist eine enge Zusammenarbeit vieler Akteure wichtig, wie beispielsweise der Wasserwirtschaft, der Rettungsdienste und der Stadt- und Raumplaner.“

Die aus hydrologischer Sicht sehr verschiedenen Städte Berlin und Würzburg sind die Forschungspartner des Projekts, in dem die Universität Potsdam mit der Technischen Universität München und den Geoingenieurfirmen Orbica UG (Berlin) und KISTERS-AG (Aachen) zusammenarbeitet.

Begleitet werden die Verbundprojekte vom Vernetzungs- und Transfervorhaben „Aqua-X-Net“, das vom Deutschen Komitee Katastrophenvorsorge e. V. (DKKV) in Bonn zusammen mit der Arbeitsgruppe Geographie und Naturrisikenforschung von Prof. Dr. Annegret Thieken an der Universität Potsdam durchgeführt wird. Das Vorhaben ermöglicht durch Veranstaltungs- und Kommunikationsformate eine intensive Vernetzung und den Austausch der zwölf Forschungsvorhaben, stellt Synergien her und übernimmt eine öffentlichkeitswirksame Kommunikation der Ergebnisse. „Damit die Forschungsergebnisse in Wirtschaft, Fachverwaltung und Politik, aber auch in der breiten Öffentlichkeit ankommen, werden im Vernetzungs- und Transferprojekt Handlungsempfehlungen für Anwenderinnen, Anwender und kommunale Verbände sowie leicht verständliche Informationsmaterialien entwickelt“, betont Annegret Thieken. „Damit soll ein nachhaltiger und zielgruppengerechter Praxistransfer erreicht werden.“

Am 2. und 3. Mai 2022 kommen die Verbundvorhaben der Fördermaßnahme WaX zur Auftaktveranstaltung in Bonn erstmals zusammen. Während dieses zweitägigen Kick-Offs werden sich die Akteure der zwölf Vorhaben und ihre beteiligten Partner vorstellen, kennenlernen und austauschen.

Das BMBF fördert die Maßnahme „Wasser-Extremereignisse (WaX)“ im Rahmen des Bundesprogramms „Wasser: N – Forschung und Innovation für Nachhaltigkeit“. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)“. Die Forschungsvorhaben laufen bis Anfang 2025.

Link zur Fördermaßnahme: https://www.bmbf-wax.de/

Kontakt:
Prof. Dr. Axel Bronstert, Institut für Umweltwissenschaften und Geographie
Tel.: 0331 977-2548
axel.bronstert@uni-potsdam.de

Prof. Dr. Annegret Thieken, Institut für Umweltwissenschaften und Geographie
Tel.: 0331 977-2984
annegret.thieken@uni-potsdam.de

Medieninformation 02-05-2022 / Nr. 046
Dr. Stefanie Mikulla

Universität Potsdam
Referat Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Am Neuen Palais 10
14469 Potsdam
Tel.: +49 331 977-1474
Fax: +49 331 977-1130
E-Mail: presse@uni-potsdam.de
Internet: www.uni-potsdam.de/presse

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Girls’Day und Boys’Day 2022: mehr als 115.000 Schülerinnen und Schüler machten mit

Christina Haaf M.A. Pressestelle
Kompetenzzentrum Technik-Diversity-Chancengleichheit e. V.
Für Mädchen und Jungen war es ein spannender Einblick in für sie bislang ungewohnte Berufe, für die Unternehmen und Institutionen eine sehr gute Möglichkeit, praxisnah den Nachwuchs zu fördern: Endlich war es Jugendlichen in diesem Jahr wieder möglich, live und in Farbe am Girls’Day und Boys’Day Berufe kennen zu lernen, die sie sonst eher selten in Betracht ziehen.

Denn es gibt sie noch immer: Berufe mit geringem Frauen- oder Männeranteil sowie den Einfluss von Geschlechterstereotypen auf die Berufs- und Studienwahl. Dagegen setzten am 28. April bundesweit mehr als 115.000 Schülerinnen und Schüler aus ganz Deutschland einen Impuls. Sie konnten zwischen mehr als 11.000 Angeboten in Unternehmen und Institutionen wählen.

Auch die Bundesministerien, die die beiden Projekte fördern, waren live dabei: Die Parlamentarische Staatssekretärin bei der Bundesjugendministerin, Frau Ekin Deligöz, besuchte in Berlin das Boys’Day-Angebot der Waldkita Fila sowie das Girls’Day Angebot beim ICE Werk der Deutschen Bahn in Rummelsburg Dr. Jens Brandenburg, Parlamentarischer Staatssekretär beim Bundesbildungsministerium, war beim Girls’Day-Angebot der Eurovia GmbH auf einer Baustelle am Berliner Stadtschloss dabei.

In unsicheren Zeiten sind Angebote für Schülerinnen und Schüler zur Berufs- und Studienwahl eine wichtige und zukunftsweisende Komponente. Gerade im Handwerk, Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik, aber auch in den sozialen und pflegerischen Berufen herrscht ein gravierender Fachkräftemangel. Obwohl es mehr als 330 duale Ausbildungsberufe gibt, entscheiden sich noch immer mehr als die Hälfte der Mädchen für einen von zehn Ausbildungsberufen. Darunter ist kein gewerblich-technischer. Bei den Jungen verhält es sich ähnlich, hier entscheiden sich mehr als die Hälfte für einen von zwanzig Ausbildungsberufen.

„Wir sind froh, dass die Schülerinnen und Schüler nach zwei Jahren Pandemie endlich auch wieder vor Ort am Girls’Day und Boys’Day teilnehmen konnten“, sagt Romy Stühmeier Leiterin der Bundeskoordinierungsstellen Girls’Day und Boys’Day. „Es ist gerade in Zeiten des akuten Fachkräftemangels im MINT-Bereich sowie in den Sozialen- und Gesundheitsberufen dringend geboten, die Potenziale aller zu nutzen. Das Schöne an den Aktionstagen ist doch: Es profitieren die Jugendlichen und die Betriebe.“

Weitere Informationen:
http://www.girls-day.de
http://www.boys-day.de

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Belastungen in der modernen Arbeitswelt – Herausforderung für den Arbeitsschutz?

Prof. Dr. Volker Hielscher Pressestelle
Institut für Sozialforschung und Sozialwirtschaft e.V. (iso)
Die Arbeitswelt hat sich in den letzten Jahren tiefgreifend verändert. Digitale Umgebungen und neue Arbeitsformen wie z.B. ortsflexibles Arbeiten sind auf dem Vormarsch und werden die Arbeitswelt in Zukunft prägen. Durch diesen Wandel sind auch „neue“ Belastungsformen wie psychosoziale Arbeitsbelastungen oder Belastungen durch die Digitalisierung in den Vordergrund gerückt. Wie der betriebliche Arbeitsschutz mit diesen Anforderungen umgeht, erforscht das Institut für Sozialforschung und Sozialwirtschaft (iso) Saarbrücken gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Düsseldorf in einer europaweiten Studie. Auftraggeber der Studie ist die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA).

In den letzten Jahrzehnten hat sich die Arbeitswelt fundamental verändert. Globalisierung, neue Arbeitsorganisationen – insbesondere die Flexibilisierung der Arbeit wie z.B. ortsflexibles Arbeiten – und Digitalisierungsprozesse führen auch zu neuen Risiken im Arbeitsleben. Durch die Erforschung dieser Veränderungen sollen Unternehmen unterstützt werden, präventiv zu handeln und die Gesundheit der Beschäftigten zu fördern. Im Rahmen der Studie soll insbesondere die Frage untersucht werden, inwiefern „neue und aufkommende Risiken“ wie psychosoziale Arbeitsbelastungen, Belastungen durch mobiles Arbeiten und digitalisierte Arbeitsplätze in der betrieblichen Präventionspraxis angemessen berücksichtigt werden können.
Um die Wissensbasis zur betrieblichen Präventionspraxis zu erweitern, wurden das iso-Institut und die Universitätsklinik Düsseldorf beauftragt, die Daten der „Europäischen Unternehmenserhebung über neue und aufkommende Risiken“ (ESENER) auszuwerten. Die Daten aus den ESENER Erhebungen liegen mittlerweile aus drei Wellen vor. Maßnahmen und betriebliche Umsetzungsbedingungen können daher im Zeitvergleich analysiert und etwaige Trends und Zusammenhänge identifiziert werden. Zudem erlauben die ESENER-Daten auch EU-vergleichende Analysen, so dass Befunde für Deutschland auch im Vergleich mit Befunden aus anderen EU-Ländern bewertet und diskutiert werden können.
Mit den Ergebnissen der Analysen zum Umgang mit psychosozialen Risiken der Arbeit und zu Einflussgrößen auf Arbeitsschutzmaßnahmen bei ortsflexiblen und digitalisierten Arbeitsplätzen können Empfehlungen zur Weiterentwicklung des Arbeitsschutzsystems umfassender und integrierter ausgerichtet werden. Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es daher, den bisherigen, insbesondere auf empirischer Ebene noch unzureichenden Wissenstand im Bereich des betrieblichen Gesundheitsschutzes zu erweitern.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Thorsten Lunau (lunau@iso-institut.de)

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Zukunft der Innenstädte und Ortsmitten – Studierende zeigen Arbeiten in Galerie der Schader-Stiftung

Simon Colin Hochschulkommunikation
Hochschule Darmstadt
Innenstädte und Orts(teil)mitten stehen vor einem Strukturwandel. Wie könnten sie sich zukunftsfähig und nachhaltig entwickeln? Mehr als 200 Studierende der Hochschule Darmstadt (h_da) haben hierzu Ideen und Konzepte für Darmstadt und umliegende kleinere Städte und Gemeinden wie Michelstadt und Fischbachtal entworfen. Ausgewählte Arbeiten sind bis zum 21.05. in einer ambitionierten Ausstellung in der Schader-Galerie zu sehen (Goethestraße 2, 64285 Darmstadt).

Für die Ausstellung „Der Donut-Effekt – Zur Zukunft von Innenstädten und Orts(teil)mitten“ haben sich Studierende aus den Studiengängen Architektur, Bau- und Umweltingenieurwesen und Wirtschaft Gedanken zur Gestaltungen neuer Mitten gemacht. In insgesamt mehr als 40 Arbeiten beschäftigen sie sich mit Themen wie Klimaanpassung, Stadt der kurzen Wege, Einkaufen, Wohnen und Freizeit, der Gestaltung des öffentlichen Raums sowie alternativer Mobilität. Ziel der Ausstellung ist es, neue Impulse für eine nachhaltige Stadtentwicklung zu geben und den Austausch mit kommunalen Akteurinnen und Akteuren anzustoßen.

Die h_da-Studierenden zeigen in der Schader-Galerie nicht nur ihre Arbeiten, sie zeichnen auch für das komplette Ausstellungskonzept und für das Design der teils interaktiven Ausstellung verantwortlich. Ein ausgeklügeltes (Farb-)Leitsystem gibt dem Publikum Orientierung und nimmt hierbei Bezug auf das den Arbeiten zugrundeliegende planerische Raumkonzept, das in Oberzentrum (Darmstadt), Mittelzentrum (Michelstadt) und Grundzentrum (Fischbachtal) unterteilt.

Für Darmstadts Mitte steht das Luisencenter. In den Entwürfen der Studierenden wird es räumlich neu strukturiert, so dass hier künftig auch Platz sein kann für Kurz-zeitwohnen oder neue Arbeitsformen. Zugleich begrünen die Studierenden die zum Luisenplatz ausgerichtete Fassade und finden auch für innen Möglichkeiten der Bepflanzung. Auf diese Weise könnte das Luisencenter eine kleine Klima-Oase in der Hitzeinsel Innenstadt sein, die dem Gebäude zudem eine angenehmere Anmutung gibt.

Mehrere Arbeiten beschäftigen sich auch mit Michelstadts Mitte, etwa das „Marktviertel Michelstadt“. Es soll eine Brachfläche am Bienenmarkt zwischen Bahnhof und Innenstadt aufwerten und eine neues und attraktives Altstadt-Entree schaffen. Das neue Wohngebiet wird durchzogen von einer autoarmen, dafür fahrrad- und fußgängerfreundlichen Straße, zahlreiche entsiegelte Flächen könnten die Klimaresilienz Michelstadts stärken. Eine Mehrzeckhalle soll die Menschen in Verbindung bringen.

Im Fischbachtaler Ortsteil Niedernhausen könnte nach den Entwürfen der Studieren-den eine neue multifunktionale Ortsmitte entstehen, direkt an der Hauptstraße gelegen. Eine der studentischen Arbeiten sieht als Kern ein flexibel nutzbares Gemeinschaftshaus in Form einer modernen Hofreite vor, mit Begegnungs- und Wohnangeboten für jung wie alt, ergänzt um Gemeinschaftsgärten und einen kleinen Markt.

„Viele Städte und Gemeinden haben erkannt, dass gesellschaftliche und klimatische Entwicklungen ihre Innenstädte und Ortskerne verändern werden“, sagt Prof. Astrid Schmeing vom Fachbereich Architektur der h_da, die gemeinsam mit Michèle Bernhard von der Schader-Stiftung die Ausstellung kuratiert. „In unserer Schau zeigen wir am Beispiel einer Stadt wie Darmstadt und auch für den ländlich geprägten Raum, wie Mitten sich attraktiv und nachhaltig verändern können. Die Arbeiten stoßen Gedanken an und bieten neue Ideen an, die im Idealfall von der Praxis aufgegriffen werden.“

Die Ausstellung läuft in Kooperation mit dem Projekt „Systeminnovation für Nachhaltige Entwicklung“ (s:ne) der h_da. Die gezeigten Arbeiten sind überwiegend im Kontext des dortigen Handlungsfeldes „Zukunft von Innenstädten“ entstanden. Darin haben sich die h_da, die Schader-Stiftung und die IHK Darmstadt Rhein Main Neckar mit den vier südhessischen Mittelzentren Bensheim, Dieburg, Erbach und Michelstadt auf den Weg gemacht, zusammen Szenarien für zukunftsfähige Innenstädte zu entwickeln.

Geöffnet ist die Ausstellung, die sich an ein breites Publikum richtet, bis Samstag, 21.05., dienstags und freitags von jeweils 17-20 Uhr und samstags von 15-18 Uhr. Ort: Galerie der Schader-Stiftung (Goethestraße 2, 64285 Darmstadt).

Beteiligte aus dem Fachbereich Architektur der h_da führen an vier Tagen durch die Ausstellung:
Freitag, 06.05., 17-18 Uhr
Samstag, 14.05., 15-16 Uhr
Freitag, 20.05., 17-18 Uhr

Der Eintritt ist frei. In der Schader-Stiftung gilt die 2G-plus-Regel und eine FFP2-Maskenpflicht.

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Erste weltweite Analyse der Bedrohung aller Reptilienarten

Dr. Gesine Steiner Pressestelle
Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
Zum ersten Mal überhaupt wurden Schildkröten, Krokodile, Schlangen, Echsen und Brückenechsen in Hinblick auf ihre Bedrohung umfassend bewertet. Die Studie, die in der Fachzeitschrift Nature mit Beteiligung des Museums für Naturkunde Berlin publiziert wurde, hat hierzu Daten von über 900 Wissenschaftler:innen ausgewertet, die in der globalen Roten Liste der Weltnaturschutzunion (IUCN – International Union for Conservation of Nature) zusammengestellt wurden. Sie kommt zu dem Ergebnis, dass 21% der erfassten 10196 Reptilienarten bedroht sind. Davon besonders gefährdet sind vor allem Schildkröten und Krokodile.

Die Gruppe der Schildkröten, Krokodile, Echsen (inklusive der Schlangen) und Brückenechsen, oftmals als Reptilien bezeichnet, ist die artenreichste Gruppe unter den Landwirbeltieren. Erstmals wurden diese jetzt umfassend (10196 von mindestens 11690 Arten) mit Hinblick auf ihre Bedrohung untersucht und die Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature publiziert. Insgesamt sind Daten von über 900 Wissenschaftler:innen in die Studie eingeflossen, die im Rahmen der Bewertungen der globalen Roten Liste der Weltnaturschutzunion (IUCN – International Union for Conservation of Nature) zusammengetragen wurden. Das Ergebnis ist, dass 21% aller erfassten Arten als bedroht gelten. Einer der Hauptgründe ist die immer weiter voranschreitende Zerstörung und Veränderung von Habitaten. „Es ist deshalb besonders wichtig nach Lösungen zu suchen, um intakte Lebensräume, insbesondere Wälder, in ihrem natürlichen Zustand zu erhalten oder, falls möglich, allenfalls nachhaltig zu nutzen,“ betont Dr. Mark-Oliver Rödel vom Museum für Naturkunde Berlin, einer der Ko-Autoren der Studie.

„Zudem muss man die Gefährdungsursachen differenziert sehen,“ ergänzt Dr. Philipp Wagner, Kurator für Forschung & Artenschutz am Allwetterzoo in Münster und ebenfalls Ko-Autor, „denn einzelne Gruppen innerhalb dieser Reptilien sind deutlich stärker bedroht als andere. Die Studie zeigt nämlich auch, dass 58% aller Schildkrötenarten und 50% aller Krokodilarten von der Ausrottung bedroht sind – und zwar nicht etwa an erster Stelle durch Lebensraumverlust, sondern vor allem durch die illegale Jagd und Handel.“ Zusammen mit den Amphibien gehören diese beiden Gruppen so zu den am stärksten bedrohten Landwirbeltieren weltweit.

Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Studie ist, dass für 1500 der insgesamt 10196 Arten nicht genügend Daten vorliegen, um sie aus Sicht des Artenschutzes bewerten zu können. Da es sich dabei meist um Arten mit einem kleinen Verbreitungsgebiet handelt, kann man davon ausgehen, dass die meisten von ihnen ebenfalls stark bedroht sind. „So ist leider davon auszugehen, dass die Bewertungen, wie sie in der Studie vorgenommen wurden, in der Regel sehr konservativ sind. Das heißt, man unterschätzt den Bedrohungsgrad für viele Arten. Oftmals erkennt man zu spät, wie schlecht es um viele Arten steht, vor allem bei den Reptilien,“ ergänzt Ko-Autor Dr. Johannes Penner, Kurator für Forschung und Zoologie bei Frogs and Friends. „Es muss daher noch viel getan werden, um dem Verlust der Biodiversität Einhalt zu gebieten“.

Zusatzinformationen
Am Museum für Naturkunde Berlin wird untersucht, inwieweit sich Lebensraumveränderungen auf Arten und Artengemeinschaften auswirken, sowohl im Laufe der Erdgeschichte, als auch derzeit in Folge menschlicher Aktivitäten. Unter andrem wird beispielweise erforscht ob die selektive Nutzung von Tropenholz nachhaltig möglich ist und ob beziehungsweise wie lange es dauert, bis sich Regenwaldgemeinschaften wieder regenerieren.

Der Allwetterzoo in Münster hat sich dem Artenschutz verschrieben und trägt in Kooperation mit der Zoologischen Gesellschaft für Arten- und Populationsschutz (ZGAP) und der Deutschen Gesellschaft für Herpetologie und Terrarienkunde (DGHT) das Internationale Zentrum für Schildkrötenschutz (IZS). Hier züchtet man zusammen mit Privathaltern kritisch von der Ausrottung bedrohte asiatische Schildkrötenarten. Zudem verantwortet der Allwetterzoo das Angkor Centre for Conservation of Biodiversity (ACCB) in Kambodscha, das ebenfalls einen Schwerpunkt in der Haltung, Zucht und Auswilderung kritisch bedrohter Schildkröten hat. Zusätzlich engagiert sich der Allwetterzoo im Artenschutzprojekt Citizen Conservation.

Citizen Conservation ist ein gemeinschaftliches Produkt von Frogs and Friends, der Deutschen Gesellschaft für Herpetologie und Terrarienkunde (DGHT) und des Verbands der zoologischen Gärten (VdZ). Ziel ist es sich mit koordinierten Erhaltungszuchtprogrammen dem Artensterben und damit dem Rückgang der Biodiversität entgegen zu stemmen. Dabei arbeiten Bürger:innen mit professionellen Institutionen Hand in Hand, um Wissen zu bedrohten Arten zu generieren und zu sammeln, bestehende Kapazitäten zum Artenschutz auszubauen und Reserven zu schaffen, damit Arten langfristig erhalten werden können.

Veröffentlicht in: Cox, N. and Young, B. E., et al. Global reptile assessment shows commonality of tetrapod conservation needs. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04664-7.

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Energieträger der Zukunft auf Schiffen – Deutsches Maritimes Zentrum stellt Kraftstoff-Portfolio vor

Dr. Regine Klose-Wolf Kommunikation und Veranstaltungen
Deutsches Maritimes Zentrum e. V.
Von fossilen zu regenerativen Energieträgern. Erste Gesamtübersicht zur Transformation der deutschen maritimen Industrie.

Mit welchem Kraftstoff kann man heute, in zehn und in 25 Jahren ein Schiff möglichst klimaneutral fahren?
Die Beantwortung dieser Frage ist zentral, um zu Investitionsentscheidungen für neue Schiffe oder den Umbau von vorhandener Tonnage zu kommen, egal, ob Binnenschiff, Küstenfrachter oder 22.000 TEU-Containerschiff.

„Wir müssen wissen, welche Kraftstoffe und Energieträger (einschließlich Verträglichkeit, Verfügbarkeit, Emissionspotenziale nach Schiffssegmenten) für die Schifffahrt verfügbar sind. Hierzu hat das Deutsche Maritime Zentrum 2021 eine Studie bei der Ramboll GmbH beauftragt“ erläutert Claus Brandt, Geschäftsführer des Deutschen Maritimen Zentrums.

Die Ergebnisse der Studie wurden am 27. April auf einer Fachveranstaltung vorgestellt.

Mit Fokus auf eine Flottenanalyse mit engem Bezug zur deutschen maritimen Wirtschaft liefert die Studie einen Überblick über die alternativen Kraftstoffe und Energieträger, die perspektivisch regenerativ erzeugbar sind. Typenabhängige Schiffsdesigns, Versorgungspotenziale weltweit, erforderliche und vorhandenen Regelwerke bis hin zu Handlungsempfehlungen für Entscheidungsträger werden in einem Zusammenhang dargestellt.

„In der Studie wird die Erzeugung dieser Kraftstoffe einschließlich der Energieeffizienzen ebenso betrachtet, wie die Kosten für die Energieträger der Zukunft, sowie für den Neu- und Umbau der Schiffe. Lücken in der Regulative wurden identifiziert und Vorschläge für das zukünftige Regelwerk benannt“, so Thomas Rust von Ramboll.

Die Studie zeigt:
– In der untersuchten Flotte werden bisher kaum alternative Kraftstoffe eingesetzt. Zur Minderung der Treibhausgas-Emissionen werden nahezu ausschließlich die entsprechenden Energieeffizienz-Ziele erfüllt. Ein Einsatz von regenerativen Energieträgern ist bisher nur äußerst selten vorgesehen.
– Das weltweite aktuelle Orderbuch für Neubauten zeigt ein analoges Bild. Der überwiegende Anteil der Schiffe ist auf die Erfüllung der gültigen IMO-Regeln zur Minderung der Schadstoffemissionen (Schwefel- und Stickoxide) ausgelegt, unter Verwendung der etablierten (fossilen) Schiffskraftstoffe.
-Es ist bisher nicht eindeutig absehbar, wie die technischen Lösungen in 30 Jahren aussehen werden.
-Ein genereller Trend, zu nur einem bestimmten regenerativ erzeugbaren Kraftstoff, mit dem sich Versorgung und Speicherung an Bord sowie die Umsetzung in Propulsionsleistung realisieren ließe, ist bisher nicht erkennbar.
-Es fehlt ein gültiges internationales Regelwerk um die CO2-Emissionen der regenerativ erzeugten Kraftstoffe, (auch für fuel blends).
In der Studie werden Handlungsempfehlungen vorgestellt, wie sich der Übergang in die CO2-Neutralität in der Schifffahrt gestalten lässt und welche flankierenden Maßnahmen, Gesetze und Regularien dafür notwendig sind bzw. angepasst werden müssen.

„Wesentlich wird in Zukunft sein, eine tragfähige Aussage über die CO2-Emission der alternativen Energieträger von der Herstellung bis zum Tank an Bord machen zu können,“ erläutert der Projektleiter Ralf Plump, Referent Schiffs- und Meerestechnik im DMZ.

Dieses Problem betrifft nicht nur die Schifffahrt, sondern die Umstellung der globalen Energieversorgung insgesamt. Das Deutsche Maritime Zentrum wird sich auch zukünftig mit Fragen der Dekarbonisierung und Emissionsreduktion befassen.

Für Rückfragen stehen wir gerne zur Verfügung.
Dr. Regine Klose-Wolf
Leiterin Kommunikation
Deutsches Maritimes Zentrum e.V.
Hermann-Blohm-Str. 3
20457 Hamburg
+49 40 9999 698 -51
+49 1590 189 1929
Klose-Wolf@dmz-maritim.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Ralf Plump, Referent Schiffs- und Meerestechnik
Deutsches Maritimes Zentrum e.V.
Hermann-Blohm-Str. 3
20457 Hamburg
Telefon: +49 40 9999 698 – 81
E-Mail: Plump@dmz-maritim.de

Weitere Informationen:
https://t1p.de/bz8jv
http://Hier finden sie demnächst die vollständige Studie

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Klimaneutral heizen statt Erdgas verbrennen: So schaffen Städte die Wärmewende

Richard Harnisch Öffentlichkeitsarbeit und Kommunikation
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung GmbH, gemeinnützig
► Alternative Wärmequellen wie Abwasserwärme konsequent erschließen
► Öffentliche Gebäude auf erneuerbare Wärme umrüsten und Quartierswärmenetze bilden
► Auch in Milieuschutzgebieten ambitioniert energetisch sanieren, damit Warmmieten bezahlbar bleiben
► BMBF-Projekt „Urbane Wärmewende“ von Institut für ökologische Wirtschaftsforschung, Kanzlei Becker Büttner Held und Berliner Wasserbetrieben legt Empfehlungen vor

Berlin, 26. April 2022 – Die voranschreitende Klimakrise, der Krieg in der Ukraine, die damit verbundenen Unsicherheiten und Preissteigerungen – es gibt viele Gründe, bei der Wärmeversorgung schnellstmöglich aus Öl und Erdgas auszusteigen. Damit die Wärmewende in Städten schneller und effektiver vorankommt, empfehlen Energieexpert*innen des Projekts „Urbane Wärmewende“ einen Maßnahmenmix: Städte sollten eine räumliche Wärmeplanung entwickeln und alle nachhaltigen Wärmepotenziale wie etwa Abwasserwärme erschließen. Zudem sollten sie die Fernwärme ausbauen, Quartierswärmenetze bilden – vor allem rund um öffentliche Gebäude – und faire energetische Sanierungen in Milieuschutzgebieten unterstützen. Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) entwickelte das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) mit der Wirtschaftskanzlei Becker Büttner Held (BBH) und den Berliner Wasserbetrieben sowie mit Vertreter*innen der Berliner Senats- und Bezirksverwaltung Empfehlungen für Länder, Städte, Kommunen und Quartiersmanager*innen.

Am Beispiel Berlins untersuchte das Forschungsvorhaben zentrale Aspekte einer klimaneutralen Wärmeversorgung. Bisher hängt die Hauptstadt im Wärmebereich noch zu zwei Dritteln von Erdgas, zu 17 Prozent von Heizöl und zu fünf Prozent von Kohle ab. „Berlin steht bei der Wärmewende vor Herausforderungen, die auch andere Städte kennen: Steigende Mieten schüren Angst vor teuren Sanierungsprojekten, der Wandel kommt trotz Fördertöpfen noch nicht in den Quartieren an und Technologien wie die Nutzung der Abwasserwärme kommen nur langsam in die Umsetzung“, erklärt Projektleiterin Dr. Elisa Dunkelberg vom IÖW. „In zweieinhalb Jahren praxisnaher Forschung haben wir Lösungsstrategien zusammengestellt, die in keiner städtischen Wärmeplanung fehlen sollten.“

Höhere Wärmedämmstandards auch in Milieuschutzgebieten
Auf der nächsten Heizkostenabrechnung bekommen die Mieter*innen zu spüren, wie teuer die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen derzeit ist. Selbst wenn sich die Märkte beruhigen – der CO2-Preis wird steigen. Darum kann sich eine energetische Sanierung, die über die gesetzlichen Mindeststandards hinausgeht, auch aus Sicht der Mieter*innen lohnen: Wenn die Vermieter*innen Fördermittel nutzen und die Modernisierungskosten fair umlegen, bleibt die Warmmiete stabil oder kann sogar sinken, wie die Forscherinnen berechnet haben.

Gerade in Milieuschutzgebieten sollten Kommunen daher ambitionierte Sanierungen stärker als bislang ermöglichen: „In den gut 70 sozialen Erhaltungsgebieten Berlins werden ambitionierte energetische Sanierungen bisher selten genehmigt. Gleiches gilt für einen Wechsel von Gasetagenheizungen zu erneuerbaren Energien oder Fernwärme“, so Charlotta Maiworm von BBH. „Um die Mieten langfristig günstig zu halten, sollten diese Projekte genehmigt werden – allerdings nur unter bestimmten Auflagen oder Bedingungen, etwa dass die Kosten für Mieter*innen nicht höher sein dürfen als die Maßnahmen nach dem ordnungsrechtlichen Mindeststandard.“ Worauf Kommunen und Quartiersmanager*innen dabei achten sollten, fasst das Forschungsteam in einem Leitfaden zusammen.

Alternative Wärmequellen: Abwasserwärme & Co.
Um Ressourcen effizient einzusetzen und Energieimporte zu minimieren, müssen lokale Wärmequellen umfassend genutzt werden. Während manche Städte in einzelnen Bereichen große Potenziale haben, wie München bei der Geothermie und Hamburg bei der industriellen Abwärme, müssen andere Städte wie Berlin alle Potenziale ausschöpfen und einen breiten Mix aus Umweltwärmepumpen, gewerblicher Abwärme, Direktstromnutzung und Biomasse anstreben.

Eine Wärmequelle, die in allen Städten ganzjährig zur Verfügung steht und nur noch „angezapft“ werden muss, ist die Abwasserwärme: Sie könnte ein wichtiger Baustein im künftigen Energiemix sein und zum Beispiel in Berlin zukünftig bis zu fünf Prozent des Wärmebedarfs decken. „Für ihre kommunale Wärmeplanung brauchen Städte Informationen darüber, wo und in welchem Umfang Abwasserwärme zur Verfügung steht und wie sie genutzt werden könnte“, sagt Michel Gunkel von den Berliner Wasserbetrieben. „Im Projekt ‚Urbane Wärmewende‘ haben wir diese Daten daher in einem geobasierten Tool – dem Abwasserwärmeatlas – aufbereitet, den wir derzeit in einer internen Testphase erproben.“

Wärmeplanung und Quartierswärmenetze
Die Informationen aus dem Abwasserwärmeatlas müssen für die Wärmeplanung mit anderen Daten wie etwa der Wärmenachfrage zusammengeführt werden. Ziel der Wärmeplanung ist es herauszufinden, wo mit welcher zukünftigen Wärmeversorgung Klimaneutralität am besten und kosteneffizientesten erreicht werden kann. Quartierswärme ist dort sinnvoll, wo erneuerbare Wärme und Abwärmepotenziale die Bedarfe einzelner Gebäude überschreiten. „Um lokale Wärmequellen zu erschießen, spielen öffentliche Gebäude eine zentrale Rolle“, betont Elisa Dunkelberg. „Wenn dort zum Beispiel eine große Abwasserwärmepumpe installiert wird, kann diese über ein Quartierswärmenetz auch umliegende Häuser mitversorgen.“ Wann immer bei öffentlichen Gebäuden Heizungswechsel oder Sanierungen anstehen, sollte daher geprüft werden, ob ein Quartierswärmesystem möglich ist. Beispielberechnungen zeigen, dass mit der geplanten Bundesförderung für effiziente Wärmenetze Quartierswärme in der Nachbarschaft zu wettbewerbsfähigen Preisen angeboten werden kann. Die Forschenden schlagen zudem Maßnahmen für eine erleichterte Umsetzung vor – etwa Musterverträge und Kriterienkataloge.

Auf der Tagung „Urbane Wärmewende – Wie Städte sich klimaneutral mit Wärme versorgen können“ informierten sich Ende März über 300 Verwaltungsmitarbeitende und Quartiersmanager*innen aus verschiedenen Städten über den aktuellen Forschungsstand zur urbanen Wärmewende. Leitfäden, Infografiken, Publikationen und Materialien zur Tagung: http://www.urbane-waermewende.de.

Mehr Informationen
► Leitfaden: Energetisch sanieren in Berliner Milieuschutzgebieten: So gehen Mieter*innen- und Klimaschutz zusammen (https://www.urbane-waermewende.de/publikationen-1)
► Forschungsbericht: Dunkelberg et al. (2022): Öffentliche Gebäude als Keimzellen für klimaneutrale Quartierswärme (ebd.)
► Infografiken des Projekts: https://www.urbane-waermewende.de/publikationen/infografiken

Über das Projekt
Das Projekt Urbane Wärmewende wurde vom Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) koordiniert. Verbundpartner waren die Berliner Wasserbetriebe sowie die Wirtschaftskanzlei Becker Büttner Held (BBH). Als Kommunalpartner waren die Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz, der Bezirk Charlottenburg-Wilmersdorf und der Bezirk Neukölln beteiligt. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in der Förderinitiative „Nachhaltige Transformation urbaner Räume“ des Förderschwerpunkts Sozial-ökologische Forschung (SÖF) gefördert.
http://www.urbane-waermewende.de

Pressekontakt
Richard Harnisch
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW)
Tel.: +49 30/884594-16
kommunikation@ioew.de

Das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) ist ein führendes wissenschaftliches Institut auf dem Gebiet der praxisorientierten Nachhaltigkeitsforschung. Rund 70 Mitarbeiter*innen erarbeiten Strategien und Handlungsansätze für ein zukunftsfähiges Wirtschaften – für eine Ökonomie, die ein gutes Leben ermöglicht und die natürlichen Grundlagen erhält. Das Institut arbeitet gemeinnützig und ohne öffentliche Grundförderung. Das IÖW ist Mitglied im „Ecological Research Network“ (Ecornet), dem Netzwerk der außeruniversitären, gemeinnützigen Umwelt- und Nachhaltigkeitsforschungsinstitute in Deutschland.
http://www.ioew.de

Aktuelles aus dem IÖW: http://twitter.com/ioew_de | http://www.ioew.de/newsletter

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Elisa Dunkelberg
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW)
Tel.: +49 30/884594-36
elisa.dunkelberg@ioew.de

Originalpublikation:
Dunkelberg, Elisa; Kaspers, Juliane; Maiworm, Charlotta; Torliene, Lukas; von Gayling-Westphal, Barbara (2022): Öffentliche Gebäude als Keimzellen für klimaneutrale Quartierswärme: Empfehlungen für die Erschließung öffentlicher Gebäude als Keimzellen für die Umsetzung von Quartierswärmekonzepten am Beispiel von Berlin. https://www.urbane-waermewende.de/publikationen-1

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Fleischkonsum muss um mindestens 75 Prozent sinken

Svenja Ronge Dezernat 8 – Hochschulkommunikation
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Damit die Erde uns auch in Zukunft ernähren kann, müssen die Industrienationen den Verzehr von Fleisch deutlich reduzieren – im Idealfall um mindestens 75 Prozent. Zu diesem Schluss kommt eine neue Studie der Universität Bonn. Die Übersichtsarbeit wertet den aktuellen Stand der Forschung zu verschiedenen Aspekten des Fleischkonsums aus. Dazu zählen neben den Auswirkungen auf Umwelt und Klima auch Gesundheits- und wirtschaftliche Effekte. Ein Fazit der Forscher: In geringen Mengen Fleisch zu essen, kann durchaus nachhaltig sein. Die Ergebnisse erscheinen in der Zeitschrift Annual Review of Resource Economics.

Rund 80 Kilogramm Fleisch nimmt jede Bürgerin und jeder Bürger der EU im Jahr zu sich. Doch jedes leckere Steak, jede knackige Grillwurst hat einen Preis, den wir nicht an der Ladentheke bezahlen. Denn die Nutztierhaltung schädigt Klima und Umwelt. Beispielsweise erzeugen Wiederkäuer Methan, das die Erderwärmung beschleunigt. Tiere setzen zudem nur einen Teil der verfütterten Kalorien in Fleisch um. Um dieselbe Zahl an Menschen zu ernähren, braucht man bei Fleisch daher entsprechend mehr Fläche. Das geht zu Lasten der Ökosysteme, da weniger Raum für den natürlichen Artenschutz bleibt. Wer zu viel Fleisch isst, lebt zudem gefährlich – Fleisch in Übermengen ist nicht gesund und kann chronische Krankheiten begünstigen.

Es gibt also gute Argumente, den Konsum tierischer Lebensmittel stark einzuschränken. „Würden alle Menschen so viel Fleisch verzehren wie die Europäer oder die Nordamerikaner, würden wir die Klimaziele weit verfehlen, und viele Ökosysteme würden kollabieren“, erklärt Studienautor Prof. Dr. Matin Qaim vom Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF) der Universität Bonn. „Wir müssen unseren Konsum daher deutlich senken, idealerweise auf 20 Kilogramm oder weniger jährlich. Der Krieg in der Ukraine und die dadurch entstehenden Engpässe für Getreide auf dem Weltmarkt zeigen zudem sehr deutlich, dass weniger Getreide an Tiere verfüttert werden sollte, um die globale Ernährung sicherzustellen.“ Derzeit wandere rund die Hälfte der weltweiten Getreideproduktion in den Futtertrog.

Massen-Vegetarismus ist nicht die beste Lösung
Sollte die Menschheit nicht besser komplett auf vegetarische oder noch besser vegane Kost umschwenken? Laut Studie wäre das die falsche Konsequenz. Einerseits gibt es viele Regionen, in denen sich keine pflanzlichen Lebensmittel anbauen lassen. „Wir können uns nicht von Gras ernähren, Wiederkäuer aber sehr wohl“, verdeutlicht Qaims Kollege und Koautor Dr. Martin Parlasca. „Wenn sich Grasland nicht anders nutzen lässt, ist es daher durchaus sinnvoll, darauf Vieh zu halten.“ Gegen eine schonende Weidehaltung mit nicht zu vielen Tieren sei auch aus Umweltsicht wenig einzuwenden.

Gerade in ärmeren Regionen fehlt es zudem an pflanzlichen Quellen für hochwertige Proteine und Mikronährstoffe. So lassen sich Gemüse und Hülsenfrüchte nicht überall anbauen und zudem nur zu bestimmten Zeiten ernten. „In solchen Fällen sind Tiere oft ein zentrales Element für eine gesunde Ernährung“, betont Parlasca. „Für viele Menschen sind sie außerdem eine wichtige Einnahmequelle. Wenn die Einkünfte aus Milch, Eiern oder auch Fleisch wegfallen, kann das für sie existenzbedrohend sein.“ Ohnehin seien nicht die ärmeren Länder das Problem, verdeutlichen die Autoren. Bei ihren Bewohnern steht Fleisch meist viel seltener auf dem Speiseplan als in den Industrienationen. Vor allem die reichen Länder müssen daher den Fleischkonsum reduzieren.

Steuer auf Fleischprodukte sinnvoll
Im Moment ist davon wenig zu spüren. Obwohl es mehr Vegetarier gibt als früher, stagniert der Fleischkonsum europaweit gesehen. Am höchsten ist er jedoch in Nordamerika und Australien. Qaim hält es für wichtig, auch über höhere Steuern auf tierische Lebensmittel nachzudenken. „Das ist sicher unpopulär, zumal es mit einem zehn- oder zwanzigprozentigen Aufschlag wahrscheinlich nicht getan wäre, falls er eine Lenkungswirkung entfalten soll“, sagt er. „Fleisch verursacht jedoch hohe Umweltkosten, die sich in den aktuellen Preisen nicht widerspiegeln. Es wäre durchaus sinnvoll und gerecht, die Konsumentinnen und Konsumenten stärker an diesen Kosten zu beteiligen.“

Die Autoren fordern zudem, das Thema „nachhaltiger Konsum“ verstärkt in die schulischen Curricula zu integrieren. Auch in der Ausbildung zukünftiger Lehrkräfte müssten diese Inhalte besser berücksichtigt werden. „Wir müssen sensibler für die globalen Auswirkungen unserer Entscheidungen werden“, betont Qaim, der auch Mitglied im Exzellenzcluster PhenoRob sowie (wie sein Kollege Martin Parlasca) im Transdisziplinären Forschungsbereich „Sustainable Futures“ der Universität Bonn ist. „Das gilt nicht nur beim Essen, sondern auch für das T-Shirt, das wir beim Discounter kaufen, um es einen einzigen Abend auf einer Party zu tragen.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Matin Qaim
Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF) der Universität Bonn
Tel. +49-228-73-1847
E-Mail: mqaim@uni-bonn.de

Originalpublikation:
Martin C. Parlasca & Matin Qaim: Meat consumption and sustainability; Annual Review of Resource Economics, https://doi.org/10.1146/annurev-resource-111820-032340

https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-resource-111820-032340

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Mit Herzerkrankungen leben – Tipps von Kardiologie-Experten

Prof. Dr. Michael Böhm Pressesprecher
Deutsche Gesellschaft für Kardiologie – Herz- und Kreislaufforschung e.V.
Mit der ersten Diagnose ändert sich für die meisten Patient*innen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen das Leben schlagartig. Drei Experten der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie geben Tipps für den Alltag: Wie viel Sport wann angebracht ist, welchen Einfluss elektromagnetische Felder auf Herzschrittmacher und Defibrillatoren haben und wie Smartphone & Co. den Betroffenen helfen können.

Sport oder besser nicht? Die Frage stellen sich viele Patient*innen, nachdem sie von ihrer Herzerkrankung erfahren haben. Ob und wann Sport gesundheitsfördernd oder -schädlich ist, beantwortete Prof. Dr. Ulrich Laufs aus Leipzig heute während einer Pressekonferenz der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DGK): „Grundsätzlich hat sich die Sichtweise der modernen Kardiologie im Zeitverlauf der vergangenen 20 Jahre hinsichtlich des Nutzens von körperlicher Aktivität weiterentwickelt. Wurde früher bei (schwerwiegenden) Herzerkrankungen eher auf Schonung denn auf Belastung gesetzt, hat sich der Ansatz nahezu völlig umgekehrt. Inzwischen gilt es, generell die enormen gesundheitlich positiven Effekte von körperlicher Aktivität zu nutzen.“ Die europäischen Behandlungsleitlinien empfehlen sowohl Geschicklichkeits-, Kraft- und Gewichts- als auch Ausdauersport, wobei letzterer gerade für Herzpatient*innen am vor-teilhaftesten zu sein scheint. Doch welche Sportart von den Patient*innen gewählt wird, steht für den Kardiologen Laufs letztlich gar nicht an erster Stelle: „Es ist vor allem wichtig, eine Aktivität zu finden, die der persönlichen Neigung entspricht und die auch über längere Zeit ausgeübt werden kann.“

Nur in seltenen Ausnahmen wird Sport nicht empfohlen
Trotz der grundsätzlich kaum zu unterschätzenden Vorteile von körperlicher Aktivität bei Herzerkrankungen, gibt es einige wenige Ausnahmen, in denen Sport eher schädlich sein kann. Bei Herzmuskelentzündungen – die im Zuge der vielen COVID-Erkrankungen derzeit häufiger auftreten als früher – muss Sport unbedingt vermieden werden, um dauerhafte Schädigungen des Herzmuskels zu vermeiden. Ebenso keinen Sport machen sollten Patient*innen mit schweren Formen von Herzklappenerkrankungen und unbehandeltem Bluthochdruck oder nicht therapierten Herzrhythmusstörungen. „Bei schwerwiegenden kardiovaskulären Krankheiten lautet die Reihenfolge: erst um die Erkrankung kümmern, dann die körperliche Aktivität aufbauen“, so Laufs.

Trotz Herzschrittmacher ins Elektroauto, durch den Metalldetektor und ins MRT?
Patient*innen, die so genannte aktive Implantate tragen, beispielsweise Herzschrittmacher oder im-plantierbare Defibrillatoren, machen sich häufig Sorgen, ob elektromagnetische Felder die Funktion ihrer Implantate stören oder sogar unterbrechen können. Die Frage ist von Relevanz, da im Prinzip jedes elektrische Gerät mit seinem elektromagnetischen Feld auf einen Schrittmacher oder implantierten Defibrillator Einfluss nehmen kann.
PD Dr. Carsten Israel gibt im Rahmen der Pressekonferenz jedoch Entwarnung: Moderne Implantate sind deutlich besser vor elektromagnetischen Einflüssen abgeschirmt als ältere Modelle – wobei dies schon für Geräte gilt, die seit dem Jahr 2002 hergestellt wurden. „Heute sind praktisch nur noch Geräte implantiert, die jünger als 20 Jahre sind“, sagt der DGK-Experte. Magnetische Bauteile in Schrittmachern und implantierbaren Defibrillatoren wurden in den neueren Geräten durch nicht-magnetische ersetzt.

Implantatträger*innen können sich auch gefahrlos einer MRT-Untersuchung unterziehen, selbst wenn ihre Geräte nicht ausdrücklich für eine MRT-Untersuchung zugelassen sind. Bereits 2017 konnte das durch zwei Studien belegt werden. Das Fazit der Studien: Bei keinen Patient*innen war es während der MRT-Untersuchung aus technischen Gründen zu einem Problem mit den Implantaten gekommen.

Smarte Geräte im Alltag
Im Alltag übernehmen digitale Geräte durch immer neue Funktionen vielfältige Aufgaben. Im Be-reich der medizinischen Versorgung ist das nicht anders. Smartwatches verfügen teilweise über di-agnostischen Anwendungen, die im Alltag genutzt werden können. Ein aktuelles Beispiel ist die Aufdeckung von Vorhofflimmern-Episoden. Mit Hilfe geeigneter Smartwatches können zum Beispiel 1-Kanal-EKG abgeleitet werden, die einen Nachweis der Herzrhythmusstörung ermöglichen.
„Mit Hilfe solcher und ähnlicher Messungen kann die Wahrscheinlichkeit für ein Vorhofflimmern berechnet werden“, erklärte Prof. Dr. Peter Radke, Experte der DGK für Mobile Devices, während der Pressekonferenz am Freitag. „Diese Technologie reicht aber alleinig nicht aus, um die Diagnose definitiv stellen zu können. Hier muss eine Verifizierung durch Ärztin oder Arzt erfolgen.“

Medienkontakt:
Deutsche Gesellschaft für Kardiologie
Pressesprecher: Prof. Dr. Michael Böhm (Homburg/Saar)
Pressestelle: Kerstin Kacmaz, Tel.: 0211 600 692 43, Melissa Wilke, Tel.: 0211 600 692 13
presse@dgk.org

Die Deutsche Gesellschaft für Kardiologie – Herz und Kreislaufforschung e.V. (DGK) mit Sitz in Düsseldorf ist eine gemeinnützige wissenschaftlich medizinische Fachgesellschaft mit mehr als 11.000 Mitgliedern. Sie ist die älteste und größte kardiologische Gesellschaft in Europa. Ihr Ziel ist die Förderung der Wissenschaft auf dem Gebiet der kardiovaskulären Erkrankungen, die Ausrichtung von Tagungen die Aus-, Weiter- und Fortbildung ihrer Mitglieder und die Erstellung von Leitlinien. Weitere Informationen unter www.dgk.org. Wichtige Informationen für Nicht-Mediziner*innen stellt die DGK auf den Seiten ihres Magazins „HerzFitmacher“ zusammen: www.herzfitmacher.de

Weitere Informationen:
http://www.dgk.org/presse

Anhang
Mit Herzerkrankung leben – Tipps von Experten

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Quantencomputing: Neue Potenziale für automatisiertes maschinelles Lernen

Juliane Segedi Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO
Fraunhofer IAO und industrielle Partner entwickeln erste quantengestützte Cloudlösung für das automatisierte maschinelle Lernen.

Quantencomputing ermöglicht es, rechenintensive Technologien wie das maschinelle Lernen (ML) weiterzubringen. Im Projekt »AutoQML« entwickeln acht Partner aus Forschung und Industrie Lösungsansätze, die Quantencomputing und ML verknüpfen. Eine Open-Source-Plattform soll Entwickler*innen befähigen, Algorithmen des Quanten-Machine-Learnings ohne tiefgehendes Fachwissen nutzen zu können.

Wie gelingt es Unternehmen, die Potenziale der Digitalisierung zu nutzen und wettbewerbsfähig zu bleiben? Der Einsatz von Technologien wie Künstlicher Intelligenz kann dabei helfen, von der digitalen Transformation bestmöglich zu profitieren. Vor allem maschinelles Lernen (ML) spielt in der Digitalisierungsstrategie vieler Unternehmen bereits eine große Rolle und ermöglicht unter anderem effizientere Prozesse sowie neue Geschäftsmodelle. Allerdings fehlt es oft an Fachkräften. So ist die Implementierung von ML-Lösungen bisher noch häufig mit hohem Arbeitsaufwand verbunden. Von der Datenakquisition über die Wahl der passenden Algorithmen bis hin zur Optimierung des Trainings ist ein detailliertes Fachwissen in ML notwendig.

Der Ansatz des automatisierten maschinellen Lernens (AutoML) wirkt diesen Herausforderungen entgegen und erleichtert Entwickler*innen den Einsatz von Künstlicher Intelligenz. Dabei wird insbesondere die Wahl der konkreten ML-Algorithmen automatisiert. Anwender*innen müssen sich somit weniger mit ML beschäftigen und auskennen und können sich mehr auf ihre eigentlichen Prozesse konzentrieren. In diesem Zusammenhang markiert Quantencomputing den Durchbruch in eine neue technologische Ära, denn damit lässt sich der AutoML-Ansatz signifikant verbessern. Zudem bietet Quantencomputing die für AutoML oftmals nötige Rechenpower.

Neuer Ansatz: Quantencomputing bringt maschinelles Lernen auf neues Niveau
Das Verbundprojekt »AutoQML« setzt an dieser Innovation an und verfolgt zwei wesentliche Ziele: Zum einen wird der neue Ansatz AutoQML entwickelt. Dieser wird um neu entwickelte Quanten-ML-Algorithmen erweitert. Zum anderen hebt Quantencomputing den AutoML-Ansatz auf ein neues Niveau, denn bestimmte Probleme lassen sich mithilfe von Quantencomputing schneller lösen als mit konventionellen Algorithmen.

Unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO ermöglicht das Projekt Entwickler*innen einen vereinfachten Zugang zu konventionellen und Quanten-ML-Algorithmen über eine Open-Source-Plattform. Neben dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA beteiligen sich die Unternehmen GFT Integrated Systems, USU Software AG, IAV GmbH Ingenieursgesellschaft Auto und Verkehr, KEB Automation KG, TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG und die Zeppelin GmbH am Projekt. Die entwickelten Lösungen werden anhand von konkreten Anwendungsfällen aus dem Automotive- und Produktionsbereich erprobt.

Das Beste aus beiden Welten: Softwarebibliothek für hybride Gesamtlösungen
Das Projektkonsortium wird Komponenten des Quantencomputings in heutige Lösungsansätze des maschinellen Lernens integrieren, um die Performance-, Geschwindigkeits- und Komplexitätsvorteile von Quanten-Algorithmen im industriellen Kontext nutzen zu können. In der sogenannten AutoQML-Developer Suite – einer Softwarebibliothek – sollen entwickelte Quanten-ML-Komponenten und Methoden in Form eines Werkzeugkastens zusammengeführt und den Entwickler*innen in einer Open-Source-Plattform zur Verfügung gestellt werden. Dies befähigt Anwender*innen, maschinelles Lernen und Quanten-Machine-Learning einzusetzen und hybride Gesamtlösungen entwickeln zu können.

Die Laufzeit des Projekts beträgt drei Jahre. Die weiterführende Marktverbreitung durch die Unternehmenspartner ermöglicht den Transfer von forschungsnaher Hochtechnologie in ein breites, industrielles Umfeld mit dem Ziel, den Industriestandort Deutschland signifikant zu stärken. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.

Ansprechpartnerin:
Yeama Bangali
Quantencomputing
Fraunhofer IAO
Nobelstr. 12
70569 Stuttgart
Telefon +49 711 970-5196
Email yeama.bangali@iao.fraunhofer.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Christian Tutschku
Leiter Team Quantencomputing
Fraunhofer IAO
Nobelstraße 12
70569 Stuttgart
Telefon +49 711 970-5115
Email christian.tutschku@iao.fraunhofer.de

Weitere Informationen:
https://www.iao.fraunhofer.de/de/presse-und-medien/aktuelles/quantencomputing-ne…

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Nach der Kirschblüte lauert die Essigfliege

Harald Händel Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL)
„Der Frühling ist da und die blühenden Obstbäume und -sträucher machen schon jetzt Lust auf frische Früchte wie Kirschen, Pfirsiche oder Pflaumen“, so Roger Waldmann vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL). Doch er weist auf den richtigen Schutz der Obstbäume vor der Kirschessigfliege hin: „Denn die Larven der Drosophila suzukii entwickeln sich in manchen Jahren lokal so schnell, dass die komplette Ernte innerhalb von weniger als 14 Tagen ausfallen kann.“

Die Besonderheit der Kirschessigfliege ist ihre Vorliebe für reifende und reife Früchte. Dorthinein legt das rund drei Millimeter große Schadinsekt seine Eier, also auch in Kirschen, die noch am Baum hängen und kurz vor der Ernte stehen. Dies macht die Bekämpfung des Schädlings mit Insektiziden schwierig, da nur ein kleines Zeitfenster bis zur Ernte verbleibt. Pflanzenschutzmittel gegen die Kirschessigfliege stehen für den Hausgarten nicht zur Verfügung. Selbst beruflich Anwendende mit Pflanzenschutz-Sachkundenachweis können nur befristet zugelassene Insektizide anwenden.

Wie man die Obsternte im heimischen Garten schützen kann:

• Das „Einnetzen“ der Pflanzen. Diese Methode dient der Vermeidung des Befalls. Hierbei werden die zu schützenden Bäume und Sträucher in feinmaschige Netze eingehüllt, sodass die Schadinsekten die Früchte gar nicht erst erreichen können. Eine Maschenweite von 0,8 bis maximal 1,0 Millimetern verspricht die besten Ergebnisse. Der richtige Zeitpunkt: Um die Bestäuber nicht zu beeinträchtigen, wird damit erst beim Farbumschlag (Reifung) der Früchte begonnen.

• Ein trockenes, besonntes Bestandsklima sicherstellen, da die Kirschessigfliege feuchte und kühle Bedingungen bevorzugt. Hierbei helfen geeignete Schnittmaßnahmen und das Entfernen der Blätter um die Früchte herum, um ein schnelles Abtrocknen des Baums zu ermöglichen.

• Verzicht auf eine Überkopfbewässerung und das Kurzhalten des Rasens unter den Obstbäumen, um schattige, kühle Rückzugsbereiche für die Kirschessigfliegen zu vermeiden.

• Ein naturnaher Garten. Hierdurch werden die natürlichen Feinde der Kirschessigfliege, wie Schlupfwespen, Vögel, Spinnen oder Ameisen, gefördert.
Seit 2011 hat sich die aus Asien stammende Kirschessigfliege in Deutschland ausgebreitet. Neben Süß- und Sauerkirschen befällt sie zahlreiche Obstarten wie Brombeeren, Himbeeren, Heidelbeeren, Pflaumen, seltener Erdbeeren und lokal einige rote Traubensorten. Die Pflanzenschutzorganisation für Europa und den Mittelmeerraum EPPO stuft die Kirschessigfliege als eine große Gefahr ein, denn:

• die Klimabedingungen in Europa sind optimal für ihre Vermehrung,
• die Vielzahl an nutzbaren, in zeitlicher Abfolge reifenden Obstkulturen stehen während der gesamten Wachstums- und Vermehrungsphase zur Verfügung,
• der kurze Generationswechsel sorgt, in Abhängigkeit von den jährlichen Klimabedingungen, für eine rasche Ausbreitung und sehr schnell ansteigende Zahlen mit entsprechendem Befall der Wirtsfrüchte.

Kommt es zum Befall, so sollte dieser durch eine frühzeitige und komplette (bei Kirschen) beziehungsweise kontinuierliche Ernte (bei Himbeeren) reifer Früchte reduziert werden. Auf die Kompostierung der befallenen Früchte im eigenen Garten sollte verzichtet werden. Um Eier und Maden abzutöten, sollten befallene Früchte zunächst in einem luftdicht geschlossenen Behälter oder einer Plastiktüte mehrere Tage der Sonne ausgesetzt werden, in reichlich Wasser mit etwas Spülmittel mehrere Stunden stehen gelassen oder mit kochendem Wasser überbrüht werden. Danach können die Früchte entsorgt werden. Abgefallene, auf dem Boden liegende Früchte sollten schnell entfernt werden, denn die gesamte Bestandshygiene ist sehr wichtig, um den Befall der Früchte gering zu halten.

Quellen und weitere Informationen finden Sie hier:
Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
(https://www.bmel.de/DE/themen/landwirtschaft/pflanzenbau/pflanzenschutz/kirsches…)

Wissensportal des Julius Kühn-Instituts
(https://drosophila.julius-kuehn.de/)

Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung
(https://www.ble.de/DE/Projektfoerderung/Foerderungen-Auftraege/Modellvorhaben/Pf…)

Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
(https://www.lfl.bayern.de/ips/obstbau/096383/index.php)

Hintergrund:
Das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) ist die zuständige Behörde für die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln. An den nationalen Verfahren sind weitere Behörden beteiligt:

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) bewertet die Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Tier und die Analysemethoden zum Nachweis möglicher Rückstände.

Das Julius Kühn-Institut (JKI) bewertet die Wirksamkeit, die Pflanzenverträglichkeit, den Einfluss auf die Nachhaltigkeit und mögliche Auswirkungen auf Honigbienen.

Das Umweltbundesamt (UBA) bewertet mögliche Auswirkungen auf den Naturhaushalt.

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Der Himmel benötigt Schutz genau wie die Erde

Dr. Janine Fohlmeister Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Astronomische Gesellschaft
Einer aktuellen Studie zufolge benötigt der Weltraum zum Schutz seiner empfindlichen Umwelt dringend einen ähnlichen rechtlichen Schutz wie die Erde, das Meer und die Atmosphäre.

Die Zunahme von Weltraummüll im erdnahen Orbit – etwa 100 Kilometer über der Erdoberfläche -, der durch das rasche Ansteigen von so genannten Mega-Satelliten-Konstellationen verursacht wird, gefährdet dieses wertvolle Ökosystem, so die Forscherinnen und Forscher.

Die Installation dieser riesigen Hardware-Cluster umfasst bis zu Zehntausende einzelner Satelliten, die Breitbandverbindungen für die Erde liefern. Das führt zu einer Überlastung des Weltraums, und die Raketenstarts verschmutzen darüber hinaus die Atmosphäre.
Bruchstücke von zerbrochenen Satelliten, die mit enormer Geschwindigkeit durch den Weltraum fliegen, bedrohen laut der Studie auch andere Satelliten in ihrer Umlaufbahn.
Ebenso stören die Satelliten, die Lichtstreifen am Himmel und damit eine signifikante Lichtverschmutzung verursachen, in zunehmendem Maße die Forschung im optischen Wellenlängenbereich. Das Vera-C.-Rubin-Observatorium in Chile, das über einen Zeitraum von 10 Jahren den Himmel vermessen soll, ist beispielsweise schon stark beeinträchtigt.
Die Zeitschrift „Nature Astronomy“ veröffentlichte nun eine Studie, in der gezeigt wird, dass der Weltraum ein wichtiges Umfeld für die professionelle Astronomie, Amateurastronomie und indigene Völker darstellt und dass der wissenschaftliche, wirtschaftliche und kulturelle Nutzen des Weltraums sorgfältig gegen diese schädlichen Umweltauswirkungen abgewogen werden sollten.

Die unter Leitung der Universität Edinburgh entstandene Forschungsarbeit steht im Zusammenhang mit einem Rechtsfall, der derzeit vor dem US-Berufungsgericht verhandelt wird und einen wichtigen Präzedenzfall in der wachsenden Kampagne für die Ausdehnung des Umweltschutzes auf den Weltraum darstellen wird.
Die Lösung des Problems erfordert einen ganzheitlichen Ansatz, der den Weltraum als Teil der Umwelt und als schützenswertes Gut auf nationaler und internationaler Ebene betrachtet, so die Experten.

Die Forscherinnen und Forscher fordern die politischen Entscheidungsträger auf, die Umweltauswirkungen aller Aspekte von Satellitenkonstellationen – einschließlich ihres Starts, ihres Betriebs und ihres Wiedereintritts aus dem Orbit – zu berücksichtigen und zusammen an einem gemeinsamen, ethischen und nachhaltigen Ansatz für den Weltraum zu arbeiten.
Andy Lawrence, Professor für Astronomie am Institut für Astronomie der Universität Edinburgh und Hauptautor der Studie, sagt: „Wir stehen an einem Wendepunkt in der Geschichte. Wir können eine große Anzahl von Satelliten kostengünstig starten und sie zum Nutzen des Lebens auf der Erde einsetzen – aber das hat seinen Preis. Die Raumfahrtindustrie schadet nicht nur der Sternbeobachtung, sondern könnte sich so auch selbst ins Bein schießen.“

Professor Lawrence machte die Öffentlichkeit mit seinem Buch „Losing The Sky“ auf diese Probleme aufmerksam. Die Veröffentlichung führte dazu, dass er eine Expertenaussage für einen Rechtsfall verfasste, der derzeit vor dem US-Berufungsgericht verhandelt wird und in dem argumentiert wird, dass die US-Umweltvorschriften auch für die Genehmigung von Weltraumstarts gelten sollten.

Professor Michael Kramer, Präsident der Astronomischen Gesellschaft, weist darauf hin, dass die Vielzahl von Satelliten nicht nur optische sondern auch radioastronomische Beobachtungen stören. Insbesondere aber sagt er, „Wir brauchen Regeln, die sicherstellen, dass unsere Kinder und Enkel immer noch in der Lage sein werden, das Wunder Sternenhimmel zu bestaunen. Schon jetzt ist es in Deutschland schwierig, diese Erfahrung zu machen. Mit den Mega-Konstellationen besteht die Gefahr, dass es überall auf der Welt unmöglich sein wird.”

Professor Moriba Jah, Mitautor der Studie und außerordentlicher Professor für Luft- und Raumfahrttechnik und technische Mechanik an der University of Texas in Austin, sagt: „Wir glauben, dass alle Dinge miteinander verbunden sind und dass wir Verantwortung übernehmen müssen, als ob unser Leben davon abhinge. Traditionelles ökologisches Wissen ist der Schlüssel zur Lösung dieses schwierigen Problems.“
„Die größte Herausforderung besteht darin, Empathie und Mitgefühl für die Lösung dieser Umweltkrisen zu wecken. Wenn es uns gelingt, innovative Wege zu finden, die es der breiten Öffentlichkeit ermöglichen, sich in diese katastrophale Situation hineinzuversetzen und dagegen angehen zu müssen, dann wird die Erde und alles Leben, das sie erhält, dadurch gewinnen“, ergänzt er.

Professor Jah hat kürzlich zusammen mit dem Apple-Mitbegründer Steve Wozniak und dem CEO von Ripcord, Alex Fielding, das Start-up-Unternehmen „Privateer Space“ gegründet. Das Unternehmen verfolgt einen neuartigen Ansatz zur genauen Kartierung von Objekten in der Erdumlaufbahn in nahezu Echtzeit, um die nachhaltige Nutzung des Weltraums durch eine wachsende Zahl von Betreibern zu ermöglichen.

Dr. Meredith Rawls, Mitautorin und Forscherin an der Universität von Washington, sagt: „Das Rubin-Observatorium wird aufgrund seines großen Spiegels und seines weiten Sichtfeldes eine der am stärksten von einer großen Anzahl heller Satelliten betroffenen astronomischen Einrichtungen sein – das sind dieselben Eigenschaften, die es zu einem so bemerkenswerten Motor für Entdeckungen machen. Ich mache mir viele Gedanken darüber, wie sich Satellitenstreifen auf die Wissenschaft auswirken, aber das Anliegen eines dunklen und ruhigen Himmels ist sehr viel umfangreicher.“

„Wir müssen alle an einem Strang ziehen, um die sich rasch verändernde Satellitensituation zu bewältigen, wenn wir hoffen wollen, eine Zukunft mit einem dunklen und ruhigen Himmel für alle zu schaffen“, schließt sie.

Dr. Rawls ist eine Hauptakteurin des neuen Zentrums der Internationalen Astronomischen Union (IAU) für den Schutz des dunklen und ruhigen Himmels vor Störungen durch Satellitenkonstellationen, das die Interessengruppen für Himmelsbeobachtungen zusammenbringen soll, um gemeinsam die Auswirkungen von Satelliten zu quantifizieren und zu deren Abschwächung beizutragen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Michael Kramer
Präsident, Astronomische Gesellschaft
Telefon: +49 228 525 278
praesident@astronomische-gesellschaft.de

Originalpublikation:
Nature Astronomy Artikel: https://www.nature.com/articles/s41550-022-01655-6

Weitere Informationen:
https://www.iau.org/science/scientific_bodies/centres/CPS/
https://mission.privateer.com/

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COVID-19-Therapie: Zusammen ist besser als allein

Manuela Zingl GB Unternehmenskommunikation
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Wie ein altbekannter Wirkstoff zum Gamechanger werden kann

Gemeinsame Pressemitteilung von Charité, MDC und FU Berlin
Zur Behandlung von COVID-19 stehen immer mehr Medikamente zur Verfügung. Forschende der Charité – Universitätsmedizin Berlin, des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) und der Freien Universität (FU) Berlin haben die Wirkmechanismen von antiviralen und antientzündlichen Substanzen genauer untersucht. Im Fachjournal Molecular Therapy* beschreiben sie, dass eine Kombination aus beiden am besten funktioniert und das Zeitfenster für den Einsatz einer Antikörpertherapie verlängert.

Noch immer führen Infektionen mit SARS-CoV-2 auch zu Aufnahmen in ein Krankenhaus. Derzeit werden laut Robert-Koch-Institut innerhalb einer Woche pro 100.000 Einwohner etwa sechs bis sieben Menschen mit COVID-19 eingewiesen. Bei der stationären Behandlung von COVID-19-Patient:innen gibt es mittlerweile eine Reihe von Medikamenten, die den Krankheitsverlauf abmildern oder bei Schwerkranken das Risiko eines tödlichen Verlaufs verringern. Einige bekämpfen das Virus, andere die Entzündung, die es hervorruft.

Besonders werden monoklonale Antikörper und das stark entzündungshemmende Medikament Dexamethason eingesetzt. Antikörper fangen das Virus ab, heften sich an die Oberfläche des Spikeproteins und verhindern so, dass es in die menschlichen Zellen eintritt. Diese Therapie wird bis zum siebten Tag nach Beginn der Symptome angewandt. Sauerstoffpflichtige COVID-19-Patient:innen im Krankenaus erhalten in der Regel Dexamethason. Das Glukokortikoid hat sich seit etwa 60 Jahren bei einigen, auf einer übermäßigen Aktivierung des Immunsystems beruhenden Entzündungen bewährt. Auch bei COVID-19 dämpft es die Entzündungsreaktion des Körpers zuverlässig. Allerdings geht der Wirkstoff mit verschiedenen Nebenwirkungen einher, so kann er beispielsweise Pilzinfektionen nach sich ziehen. Deshalb sollte das Mittel nur sehr gezielt eingesetzt werden.

Wissenschaftler:innen der Charité, des Berliner Instituts für Medizinische Systembiologie (BIMSB) am MDC und der FU Berlin haben die Wirkmechanismen beider Therapien untersucht. „Dabei haben wir Hinweise dafür gefunden, dass eine Kombination aus Antikörper- und Dexamethason-Therapie besser wirkt als die einzelnen Therapien für sich genommen“, sagt Dr. Emanuel Wyler, Wissenschaftler der Arbeitsgruppe RNA Biologie und Posttranscriptionale Regulation unter Leitung von Prof. Dr. Markus Landthaler am BIMSB, und Erstautor der Studie.


Da nicht alle Lungenareale anhand von Proben von Patient:innen untersucht werden können, suchten die Forschungsteams im vergangenen Jahr zunächst nach einem geeigneten Modell. Co-Letztautor Dr. Jakob Trimpert, Tiermediziner und Arbeitsgruppenleiter am Institut für Virologie der Freien Universität Berlin, entwickelte in diesem Zuge COVID-19-Hamstermodelle. Die Tiere sind derzeit der wichtigste nicht transgene Modellorganismus für COVID-19, da sie sich mit denselben Virusvarianten wie Menschen infizieren und ähnliche Krankheitssymptome entwickeln. Die Erkrankung läuft bei den einzelnen Arten unterschiedlich ab: Goldhamster erkranken nur moderat, während Roborovski-Zwerghamster einen schweren Verlauf zeigen, der dem von COVID-19-Patient:innen auf Intensivstationen ähnelt.

„In der aktuellen Studie haben wir die Auswirkungen von separaten und kombinierten antiviralen und entzündungshemmenden Behandlungen für COVID-19, also mit monoklonalen Antikörpern, Dexamethason oder einer Kombination aus beiden Therapien, in den vorhandenen Modellen geprüft“, erklärt Dr. Trimpert. Um das Ausmaß der Schädigung des Lungengewebes zu analysieren, untersuchten die Veterinärpathologen der FU Berlin infiziertes Lungengewebe unter dem Mikroskop. Außerdem bestimmte das Team um Dr. Trimpert zu verschiedenen Zeitpunkten der Behandlung die Menge an infektiösen Viren und Virus-RNA. So konnten die Wissenschaftler:innen überprüfen, ob und wie sich die Virenaktivität im Lauf der Therapie veränderte. „Mithilfe von detaillierten Analysen verschiedener Parameter einer COVID-19-Erkrankung, die so nur im Tiermodell möglich sind, ist es uns gelungen, nicht nur die Grundlagen der Wirkungsweise von zwei besonders wichtigen COVID-19-Medikamenten besser zu verstehen, wir fanden auch deutliche Hinweise auf mögliche Vorteile einer Kombinationstherapie aus monoklonalen Antikörpern und Dexamethason“, sagt Dr. Trimpert.

Den Einfluss der Medikamente auf das komplexe Zusammenspiel der Signalwege innerhalb der Gewebezellen und auf die Anzahl der Immunzellen haben Einzelzellanalysen gezeigt. Dabei lassen die Forschenden die einzelnen Zellen einer Probe über einen Chip laufen. Dort werden sie zusammen mit einem Barcode in kleine wässrige Tröpfchen verpackt. Auf diese Weise kann die RNA – der Teil des Erbgutes, den die Zelle gerade abgelesen hatte – sequenziert und später der Zelle wieder zugeordnet werden. Aus den gewonnenen Daten lässt sich mit hoher Präzision auf die Funktion der Zelle schließen. „So konnten wir beobachten, dass die Antikörper die Virusmenge effizient reduzieren konnten“, erläutert Dr. Wyler. „Im Modell half das jedoch nicht viel.“ Denn nicht die Viren schädigen das Lungengewebe, sondern die starke Entzündungsreaktion, die sie auslösen. Die Immunzellen, die die Eindringlinge bekämpfen, schütten Botenstoffe aus, um Verstärkung herbeizurufen. Die Massen an Abwehrkämpfern, die herbeiströmen, können die Lunge regelrecht verstopfen. „Verschlossene Blutgefäße und instabile Gefäßwände können dann zu einem akuten Lungenversagen führen“, erklärt der Wissenschaftler.

Für eine Überraschung sorgte das altbekannte Dexamethason. „Der Entzündungshemmer wirkt ganz besonders stark auf eine bestimmte Art von Immunzellen, die Neutrophilen“, sagt Co-Letztautorin Dr. Geraldine Nouailles, wissenschaftliche Arbeitsgruppenleiterin an der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie der Charité. Die Neutrophilen gehören zu den weißen Blutkörperchen und treten bei Infektionen mit Viren und Bakterien sehr schnell auf den Plan. „Das Kortison-Präparat unterdrückt das Immunsystem und hindert die Neutrophilen daran, Botenstoffe zu produzieren, die andere Immunzellen anlocken“, führt Dr. Nouailles aus. „So verhindert das Medikament sehr effektiv eine Eskalation der Immunabwehr.“

Die besten Behandlungsergebnisse erreichten die Forschenden, als sie die antivirale mit der antientzündlichen Therapie kombinierten. „Eine solche Kombinationstherapie sehen die medizinischen Leitlinien bislang nicht vor“, betont Dr. Nouailles. „Hinzu kommt, dass eine Antikörpertherapie bislang nur bis zum maximal siebten Tag nach Symptombeginn bei Hochrisikopatient:innen verabreicht werden darf. Dexamethason wird in der Praxis erst verabreicht, wenn die Patient:innen sauerstoffpflichtig werden, also ihre Erkrankung bereits weit fortgeschritten ist. In der Kombination hingegen eröffnen sich ganz neue Zeitfenster der Behandlung.“ Ein Ansatz, der nun in klinischen Studien überprüft werden muss, bevor er für die Behandlung von Patient:innen infrage kommt.

*Emanuel Wyler et al (2022): „Key benefits of dexamethasone and antibody treatment in COVID-19 hamster models revealed by single cell transcriptomics “, in: Molecular Therapy, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2022.03.014

Über die Studie
:
Gefördert wurden die Arbeiten unter anderem durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Sonderforschungsbereich SFB-TR84, das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit den Projekten CAPSyS-COVID sowie PROVID und das Berlin Institute of Health (BIH) in der Charité mit CM-COVID. Ebenfalls ermöglicht hat die Studie das BMBF-geförderte Nationale Forschungsnetzwerk der Universitätsmedizin zu Covid-19 (NUM), im Teilvorhaben Organostrat.


Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Geraldine Nouailles
Arbeitsgruppenleiterin
Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie
Charité – Universitätsmedizin Berlin
Tel.: +49 (0)30 450 653 474
geraldine.nouailles@charite.de

Dr. Jakob Trimpert
Arbeitsgruppenleiter / Leiter der Diagnostik
Institut für Virologie
Freie Universität Berlin
Tel.: +49 (0) 30 838 65028
Jakob.Trimpert@fu-berlin.de

Dr. Emanuel Wyler

AG RNA Biologie und Posttranscriptionale Regulation

Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC)

Tel.: +49 (0)30 9406-3009

emanuel.wyler@mdc-berlin.de

Originalpublikation:
https://www.cell.com/molecular-therapy-family/molecular-therapy/fulltext/S1525-0…

Weitere Informationen:
https://infektiologie-pneumologie.charite.de/
https://www.vetmed.fu-berlin.de/index.html
https://www.mdc-berlin.de/de/landthaler
https://www.charite.de/service/pressemitteilung/artikel/detail/lungenschaeden_be…

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Welchen Fußball wollen wir?

Robert Emmerich Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Im Sommersemester 2022 geht an der Universität Würzburg ein Seminar in die nächste Runde, das den Lieblingssport der Deutschen aus unterschiedlichen Perspektiven beleuchtet – den Fußball.

Unter dem Schirm des Lehrstuhls für Sportwissenschaft der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg lädt Lehrstuhlinhaber Professor Harald Lange „Studierende aller Fächer und Fakultäten und auch aller Hochschulstandorte im deutschsprachigen Raum“ dazu ein, am wissenschaftlichen Austausch rund um den Fußball teilzunehmen.

Bereits 2020 war das Seminar erstmals mit dem Titel „Welchen Fußball wollen wir?“ als experimentelle hochschuldidaktische Reaktion auf die Coronapandemie via Zoom angelaufen und wurde von Studierenden verschiedener Fachbereiche aus ganz Deutschland sehr gut angenommen.

Studien wecken Interesse
Durch die mediale Aufmerksamkeit, die Lange zuletzt mit zwei großangelegten Forschungsprojekten, der DFB-Basis-Studie und der Fanrückkehr-Studie, generiert hatte, sieht er nun die passende Gelegenheit, die Veranstaltung nochmals zu bewerben: „Der Erfolg der Studien hat viel angestoßen und große Resonanz ausgelöst.“

Da die ersten Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Seminars nun ihre Masterarbeiten schreiben oder auch Promotionsprojekte auf den Weg bringen, gelte es, den Austausch auch für weitere Interessierte zu öffnen. Auch diesmal soll es möglich sein, Interessierte in Forschungsprojekten einzubinden.

„Studentischer Thinktank zur Zukunft des Fußballs“
Gerade der interdisziplinäre Ansatz macht für Lange den besonderen Wert des Seminars aus: „Juristinnen und Juristen haben ihren eigenen Zugang zum Thema Fußball, Fachleute aus der Wirtschafts-, Medien-, Sport- oder Politikwissenschaft wieder einen anderen, und die aus Soziologie, Geschichte oder Linguistik ebenso.“

Angesprochen werden Studierende und wissenschaftlicher Nachwuchs, die den Fußball nicht nur als Hobby oder persönliches Fanthema sehen, sondern ihn auch in ihrem Studium zum Thema interdisziplinärer Lehre und Forschung machen möchten. Als „studentischer Thinktank zur Zukunft des Fußballs“ diene das Seminar als Drehscheibe für den Austausch und biete viele Möglichkeiten zur Netzwerkbildung.

Ausbau ist möglich
Aufgrund des offenen Charakters findet die Veranstaltung weiterhin online über Zoom statt. Der Umfang könne von den bisherigen zwölf Teilnehmern und Teilnehmerinnen auf bis zu 20 erweitert werden. Bei einzelnen komplett offenen Sitzungen mit Gastvorträgen erreichte die Veranstaltung in der Vergangenheit um die 80 Personen.

Dabei sieht Harald Lange das Potential längst nicht ausgeschöpft: „Das Seminar ist eine zarte aber sehr nachhaltig wirkende Pflanze, die ich perspektivisch an einen innovativen Studiengang anbinden möchte.“ Dabei strebt er auch Kooperationen mit bestehenden Studiengängen beziehungsweise Hochschulen aus ganz Deutschland an. Seit dem Start im Mai 2020 seien die Fragestellungen und Themen, die sich von kulturtheoretischen Grundlagen, über sportpolitische Fragestellungen bis hin zum Spannungsfeld zwischen Kommerz und Ethik im Fußball erstrecken, schließlich noch relevanter geworden, so Lange.

Zwischen Mai und Juli werden insgesamt 14 Sitzungen stattfinden. Termin ist immer mittwochs um 18:30 Uhr.
Interessierte können sich direkt bei Harald Lange melden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Harald Lange, Lehrstuhl für Sportwissenschaft, Universität Würzburg, T. +49 151 – 10388104, harald.lange@uni-wuerzburg.de

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Wasseraufbereitung: Licht hilft beim Abbau von Hormonen

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation – Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie
Bei Mikroverunreinigungen im Wasser handelt es sich häufig um Hormone, die sich in der Umwelt ansammeln und sich negativ auf Menschen und Tiere auswirken können. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) in Leipzig haben ein Verfahren zum photokatalytischen Abbau dieser Verunreinigungen im Durchfluss durch Polymermembranen entwickelt und in der Zeitschrift Nature Nanotechnology vorgestellt. Durch Bestrahlung mit Licht, das eine chemische Reaktion auslöst, werden Steroidhormone auf den mit Titandioxid beschichteten Membranen zersetzt. (DOI: 10.1038/s41565-022-01074-8)

Überall wo Menschen leben, gelangen Hormone, wie sie in Arzneimitteln zur Empfängnisverhütung und in der Landwirtschaft eingesetzt werden, in das Abwasser. Steroidhormone wie Sexualhormone und Corticosteroide können sich in der Umwelt ansammeln und sich negativ auf Menschen und Tiere auswirken, indem sie die Verhaltensentwicklung und die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen. Sexualhormone können beispielsweise dazu führen, dass männliche Fische weibliche Geschlechtsmerkmale entwickeln. Umso wichtiger ist es, neben anderen Mikroverunreinigungen auch Hormone aus dem Abwasser zu entfernen, bevor diese in den natürlichen Wasserkreislauf zurückgelangen, aus dem wiederum das Trinkwasser kommt. „Die Menschen mit sauberem Trinkwasser zu versorgen, gehört weltweit zu den wichtigsten Herausforderungen der Gegenwart“, sagt Professorin Andrea Iris Schäfer, Leiterin des Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT) des KIT. „Spurenschadstoffe sind eine enorme Bedrohung für unsere Zukunft, da sie unsere Fruchtbarkeit und Gehirnfunktion beeinträchtigen.“

Inspiration aus der Solarzellentechnologie
Schäfer befasst sich seit Jahren mit der Wasseraufbereitung über Nanofiltration. Dazu setzt sie Polymermembranen mit nanometerkleinen Poren ein. Allerdings arbeitet die Nanofiltration mit hohem Druck und benötigt daher viel Energie. Außerdem kann es passieren, dass sich Mikroverunreinigungen in den polymeren Membranmaterialien ansammeln und allmählich in das gefilterte Wasser übergehen. Selbst wenn die Entfernung der Verunreinigungen vollständig gelingt, entsteht dabei ein Strom mit konzentrierten Schadstoffen, der weiterbehandelt werden muss.

Inspiriert von der Solarzellentechnologie, mit der sich der ebenfalls am KIT tätige Professor Bryce S. Richards befasst, kam Schäfer auf die Idee, Polymermembranen mit Titandioxid zu beschichten und photokatalytische Membranen zu entwickeln: Photokatalytisch aktive Titandioxid-Nanopartikel werden auf Mikrofiltrationsmembranen aufgebracht, deren Poren etwas größer sind als bei der Nanofiltration. Durch Bestrahlung mit Licht, das eine chemische Reaktion auslöst, werden Steroidhormone auf den Membranen zersetzt. Nun hat Schäfer ihre Idee mit ihrem Team am IAMT des KIT und mit Kolleginnen am Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) in Leipzig verwirklicht und die neue Technologie in der Zeitschrift Nature Nanotechnology vorgestellt.

Katalysator für Wasser
„Wir haben sozusagen einen Katalysator für Wasser entwickelt“, resümiert Schäfer. Mit den photokatalytischen Polymermembranen gelang es, Steroidhormone im kontinuierlichen Durchfluss so weit zu entfernen, dass die analytische Nachweisgrenze von vier Nanogramm pro Liter erreicht wurde – die Werte kamen sogar ziemlich nah an ein Nanogramm pro Liter heran, was der neuen Trinkwasserrichtlinie der WHO entspricht. Die Forschenden arbeiten daran, ihre Technologie weiterzuentwickeln, um den Zeitbedarf und den Energieverbrauch zu senken sowie die Verwendung von natürlichem Licht zu ermöglichen. Vor allem aber zielt die weitere Forschung darauf ab, auch andere Schadstoffe mithilfe der Photokatalyse abzubauen, beispielsweise Industriechemikalien wie per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) oder Pestizide wie Glyphosat. Eine weitere Herausforderung besteht darin, die Technologie in größerem Maßstab zu verwirklichen.

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 9 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 300 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: https://www.kit.edu/kit/presseinformationen.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Regina Link, Pressereferentin, Tel.: +49 721 608-41158, E-Mail: regina.link@kit.edu

Originalpublikation:
Shabnam Lotfi, Kristina Fischer, Agnes Schulze and Andrea I. Schäfer: Photocatalytic degradation of steroid hormone micropollutants by TiO2-coated polyethersulfone membranes in a continuous flow-through process. Nature Nanotechnology, 2022. DOI: 10.1038/s41565-022-01074-8

Abstract unter https://www.nature.com/articles/s41565-022-01074-8

Zum Hintergrund der Publikation: https://engineeringcommunity.nature.com/posts/catalyst-for-water-removing-steroi…

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Ein Schwarm von 85.000 Erdbeben am antarktischen Unterwasservulkan Orca

Josef Zens Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
In der abgelegenen Gegend identifiziert ein Mix geophysikalischer Methoden Magmatransfer unter dem Meeresboden als Ursache

Auch vor der Küste der Antarktis gibt es Vulkane. Am Tiefseevulkan Orca, der seit langem inaktiv ist, wurde 2020 eine Folge von mehr als 85.000 Erdbeben registriert, ein Schwarmbeben, das bis dahin für diese Region nicht beobachtete Ausmaße erreichte. Dass solche Ereignisse auch in derart abgelegenen und daher schlecht instrumentierten Gebieten sehr detailliert untersucht und beschrieben werden können, zeigt nun die Studie eines internationalen Teams, die in der Fachzeitschrift „Communications Earth and Environment“ veröffentlicht wurde. Unter Leitung von Simone Cesca vom Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) waren Forschende aus Deutschland, Italien, Polen und den Vereinigten Staaten beteiligt. Mit der kombinierten Anwendung von seismologischen, geodätischen und Fernerkundungs-Techniken konnten sie ermitteln, wie der schnelle Transfer von Magma vom Erdmantel nahe der Krusten-Mantel-Grenze bis fast zur Oberfläche zu dem Schwarmbeben führte.

Der Orca-Vulkan zwischen Südamerikas Spitze und der Antarktis
Schwarmbeben treten hauptsächlich in vulkanisch aktiven Regionen auf. Als Ursache wird daher die Bewegung von Fluiden in der Erdkruste vermutet. Der Orca-Seamount ist ein großer submariner Schildvulkan mit einer Höhe von etwa 900 Metern über dem Meeresboden und einem Basisdurchmesser von rund 11 Kilometern. Er liegt in der Bransfield-Straße, einem Meereskanal zwischen der Antarktischen Halbinsel und den Süd-Shetland-Inseln, südwestlich der Südspitze von Argentinien.

„In der Vergangenheit war die Seismizität in dieser Region mäßig. Im August 2020 begann dort allerdings ein intensiver seismischer Schwarm mit mehr als 85.000 Erdbeben innerhalb eines halben Jahres. Er stellt die größte seismische Unruhe dar, die dort jemals aufgezeichnet wurde“, berichtet Simone Cesca, Wissenschaftler in der Sektion 2.1 Erdbeben- und Vulkanphysik des GFZ und Leiter der jetzt veröffentlichten Studie. Gleichzeitig mit dem Schwarm wurde auf dem benachbarten King George Island eine seitliche Bodenverschiebung von mehr als zehn Zentimetern und einer geringen Hebung von etwa einem Zentimeter aufgezeichnet.

Cesca hat diese Ereignisse mit Kolleg:innen vom National Institute of Oceanography and Applied Geophysics – OGS und der Universität Bologna (Italien), der Polnischen Akademie der Wissenschaften, der Leibniz-Universität Hannover, des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums (DLR) und der Universität Potsdam untersucht. Dabei standen sie vor der Herausforderung, dass es in der abgelegenen Gegend nur wenige konventionelle seismologische Instrumente gibt, nämlich nur zwei seismische Stationen und zwei GNSS-Stationen (Bodenstationen des Globalen Navigations-Satelliten-Systems, die Bodenverschiebungen messen). Um die Chronologie und Entwicklung der Unruhen zu rekonstruieren und ihre Ursache zu ermitteln, hat das Team daher zusätzlich Daten von entfernteren seismischen Stationen und Daten von InSAR-Satelliten, die mittels Radarinterferometrie Bodenverschiebungen messen, ausgewertet. Ein wichtiger Schritt war dabei die Modellierung der Ereignisse mit einer Reihe geophysikalischer Methoden, um die Daten richtig zu interpretieren.

Die Rekonstruktion der seismischen Ereignisse
Die Forschenden haben den Beginn der Unruhen auf den 10. August 2020 zurückdatiert und den ursprünglichen globalen seismischen Katalog, der nur 128 Erdbeben enthielt, auf mehr als 85.000 Ereignisse erweitert. Der Schwarm erreichte seinen Höhepunkt mit zwei großen Erdbeben am 2. Oktober (Mw 5,9) und am 6. November (Mw 6,0) 2020, bevor er abflaute. Bis Februar 2021 war die seismische Aktivität deutlich zurückgegangen.

Als Hauptursache für das Scharmbeben identifizieren die Forschenden eine Magma-Intrusion, die Ausbreitung eines größeren Magma-Volumens. Denn seismische Prozesse allein können die beobachtete starke Oberflächendeformation auf King George Island nicht erklären. Die Magma-Intrusion wird unabhängig von geodätischen Daten bestätigt.

Die Seismizität wanderte von ihrem Ursprungsort zunächst nach oben und dann seitlich: Tiefere, gebündelte Erdbeben werden als Reaktion auf die vertikale Ausbreitung von Magma aus einem Reservoir im oberen Erdmantel oder an der Grenze zwischen Kruste und Erdmantel interpretiert. Flachere sogenannte Krustenbeben breiteten sich von Nordost nach Südwest aus. Sie wurden durch den sich seitlich ausbreitenden Magmadamm ausgelöst, der eine Länge von etwa 20 km erreicht.

Die Seismizität nahm Mitte November, nach rund drei Monaten anhaltender Aktivität, abrupt ab. Das fällt mit dem Auftreten des größten Erdbebens der Serie mit einer Magnitude von Mw 6,0 zusammen. Das Ende des Schwarms lässt sich durch den Druckverlust im Magmastollen erklären, der mit dem Abrutschen einer großen Verwerfung einhergeht. Das könnte den Zeitpunkt eines Ausbruchs am Meeresboden markieren, der aber bislang nicht durch andere Messungen bestätigt werden konnte.

Die Forschenden schließen durch Modellierung von GNSS- und InSAR-Daten, dass das Volumen der Magma-Intrusion von Bransfield eine Größenordnung von 0,26-0,56 Kubikkilometer aufweist. Das macht diese Episode auch zur größten magmatischen Unruhe, die jemals in der Antarktis geophysikalisch überwacht wurde.

Résumé
Simone Cesca resümiert: „Unsere Studie stellt die erfolgreiche Untersuchung einer seismo-vulkanischen Unruhe an einem abgelegenen Ort der Erde dar, bei der uns die kombinierte Anwendung von Seismologie, Geodäsie und Fernerkundungstechniken ein Verständnis von Erdbebenprozessen und Magmatransport in schlecht instrumentierten Gebieten ermöglicht hat. Dies ist einer der wenigen Fälle, in denen wir mit geophysikalischen Mitteln ein Eindringen von Magma aus dem oberen Mantel oder der Krusten-Mantel-Grenze in die flache Kruste beobachten können – einen schnellen, nur wenige Tage dauernden Magmatransfer vom Mantel bis fast zur Oberfläche.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Simone Cesca
Sektion 2.1 Erdbeben- und Vulkanphysik
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-28794
E-Mail: simone.cesca@gfz-potsdam.de

Originalpublikation:
Cesca, S., Sugan, M., Rudzinski, Ł., Vajedian, S., Niemz, P., Plank, S., Petersen, G., Deng, Z., Rivalta, E., Vuan, A., Plasencia Linares, M. P., Heimann, S., and Dahm, T., 2022. Massive earthquake swarm driven by magmatic intrusion at the Bransfield Strait, Antarctica, Communications Earth & Environment, doi: 10.1038/s43247-022-00418-5
https://www.nature.com/articles/s43247-022-00418-5

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Neues Sinnesorgan entdeckt

Dr. Gesine Steiner Pressestelle
Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
Wissenschaftlerinnen des Zentrums für Integrative Biodiversitätsentdeckung des Museums für Naturkunde Berlin und Wissenschaftler des ZUSE-Instituts Berlin und der RWTH Aachen haben ein neues Sinnesorgan zur Wahrnehmung von Vibrationssignalen bei Kleinzikaden entdeckt und in The Royal Society Biology Letters publiziert. Die Entdeckung dieses neuen Organes bietet zahlreiche neue Forschungsansätze, da einige Arten von Kleinzikaden wirtschaftlich bedeutsame Pflanzenkrankheiten übertragen. Zur Biologischen Schädlingsbekämpfung könnte mittels Störsignal die Paarung der Insekten unterbunden und somit deren Ausbreitung eingedämmt werden.

Die großen Singzikaden sind bekannt für ihre ohrenbetäubenden Gesänge. Jede der über 3000 Arten besitzt einen individuellen Gesang, der sogar zur Artbestimmung genutzt werden kann. Im Mittelmeerraum, den Tropen und den Subtropen sind ihre Paarungssignale prägend für die Geräuschkulisse zahlreicher Regionen.
Weniger bekannt, obwohl mit fast 40000 Spezies weitaus artenreicher, sind die nah verwandten Kleinzikaden, die man zuhauf in unseren heimischen Parks und Gärten finden kann. Trotz ihres oft sehr farbenfrohen Aussehens sind diese hübschen Insekten aufgrund der geringen Größe – manche sind nur wenige Millimeter groß – wenig bekannt. Auch ihre Kommunikationsweise zieht kaum Aufmerksamkeit auf sich. Zwar besitzen Singzikaden und Kleinzikaden ein ähnliches Organ zur Signalerzeugung, aber während die Singzikaden dies zur Schallerzeugung nutzen, werden die Signale der Kleinzikaden als Vibrationen über die Pflanzen zu den Artgenossen gesendet.

Zur Wahrnehmung der Signale besitzen Singzikaden ein sogenanntes Tympanalorgan. Dies ist eine Art Ohr, das die eingehenden Schallwellen mit ca. 2000 Sinneszellen registriert. Bei den Kleinzikaden nahm man bisher an, dass diese die Vibrationssignale zur Kommunikation mit recht simplen, aus nur wenigen Sinneszellen aufgebauten Organen in den Beinen wahrnehmen, wie sie fast alle Insekten besitzen.

Wissenschaftlerinnen des Zentrums für Integrative Biodiversitätsentdeckung des Museums für Naturkunde Berlin und Wissenschaftler des ZUSE-Instituts Berlin und der RWTH Aachen haben kürzlich ein neues Sinnesorgan zur Wahrnehmung von Vibrationssignalen bei Kleinzikaden entdeckt. „In unserer neuesten Studie haben wir herausgefunden, dass Kleinzikaden ein Sinnesorgan im vorderen Bereich des Hinterleibs besitzen, welches im Verhältnis zu solch kleinen Insekten außergewöhnlich groß ist und aus bis zu 400 Sinneszellen besteht“, so die Erstautorin Sarah Ehlers vom Zentrum für Integrative Biodiversitätsentdeckung des Museums für Naturkunde in Berlin. Dass dieses Organ bisher unentdeckt geblieben ist, ist mehr als erstaunlich, da das gleich danebenliegende Organ zur Signalerzeugung vielfach untersucht und beschrieben wurde.

Durch die Kombination klassischer histologischer Methoden mit modernsten bildgebenden Verfahren ist es gelungen, ein 3D-Modell des Sinnesorganes zu generieren. Das Sinnesorgan der Kleinzikaden ist ein ausgeklügeltes System aus feinen Membranen und verstärkten Teilen des Exoskeletts. Aufgrund der Lage und Struktur dieses Organes ist anzunehmen, dass sich aus einem ähnlichen Vorläuferorgan das komplizierte Tympanalorgan der Zikaden entwickelt hat.

Da einige Arten von Kleinzikaden wirtschaftlich bedeutsame Pflanzenkrankheiten übertragen, stehen sie im Fokus vieler Studien zur biologischen Schädlingsbekämpfung. Untersucht wurde zum Beispiel das Paarungsverhalten und die Art und Weise der Signalerzeugung. So existieren schon erfolgreiche Versuche, mittels Störsignalen die Paarung der Insekten zu unterbinden und somit deren Ausbreitung einzudämmen.
Die Entdeckung dieses neuen Organes bietet somit Spielraum für zahlreiche neue Forschungsansätze. Nun gilt es Untersuchungen zu seiner genauen Funktionsweise anzustellen. Damit könnten die Methoden der biologischen Schädlingsbekämpfung weiterentwickelt und optimiert werden. Ein weiteres spannendes Feld stellt die Evolution von Kommunikationssystemen innerhalb der Insekten dar. Anhand dem Beispiel der Zikaden ist es möglich zu erforschen, wie der Übergang von der entwicklungsgeschichtlich älteren Kommunikation über Vibrationssignale, hin zur Kommunikation durch Schallwellen erfolgte.

Publikation:
Sarah Ehlers et. al., Large abdominal mechanoreceptive sense organs in small plant-dwelling insects, Royal Society Publishing, DOI: 10.1098/rsbl.2022.0078

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Social-Media-Workshop „Digitale Zukunft mit Dir!“ am 21. April 2022

Julia Reichelt Universitätskommunikation
Technische Universität Kaiserslautern
Digitalexperte Dr. Michael Gebert führt am 21.04.22 von 14 bis 18 Uhr durch den kostenfreien Onlineworkshop „Digitale Zukunft mit Dir!“, der Social Media aus der Perspektive der Gesellschaft und der Content-Verantwortlichen betrachtet. Ziel des Workshops ist es, gemeinsam das Handeln in den sozialen Medien zu diskutieren und einen selbstreflektierten Blick auf Herausforderungen und Chancen zu entwickeln. Der Workshop findet im Rahmen der Veranstaltungsreihe „Heute. Morgen. Übermorgen.“ der Offenen Digitalisierungsallianz Pfalz statt. Zur Einleitung ins Thema steht die Aufzeichnung eines Impulsvortrags parat.

Welchen Einfluss haben soziale Netzwerke auf unsere Gesellschaft? Dieser zentralen Frage geht steht der Online-Workshop auf den Grund. Dabei wird Digitalexperte Gebert viele Aspekte diskutieren – darunter die Handlungsmöglichkeiten, Werkzeuge und Instrumente im eigenen Alltag, aber auch den sinnstiftenden Umgang im Hinblick auf soziale und gesellschaftliche Zwecke.

Im Rahmen der Veranstaltungsreihe „Heute. Morgen. Übermorgen. – Digitale Zukunft mit Dir!“ möchte die Offene Digitalisierungsallianz Pfalz mit Interessierten in den Diskurs treten.
Dafür konnten die Verantwortlichen an der Technischen Universität Kaiserslautern für das laufende Sommersemester Dr. Michael Gebert, Vorsitzender der European Blockchain Association, Geschäftsführer der CrowdSourcing Association und des German CrowdFunding Network, als Gastdozenten gewinnen. Der international agierende Experte für digitale Transformation und Blockchain kommt für diese Veranstaltungsreihe vor Ort nach Kaiserslautern, um Impulse zu setzen und neue Denkanstöße zu geben.

Weitere Informationen inklusive Link zur Anmeldung sind auf den Webseiten der Offenen Digitalisierungsallianz Pfalz zu finden: https://www.offenedigitalisierungsallianzpfalz.de/workshop-zu-social-media-digit…

„Social Media ist das Instrument, das die Menschen weltweit zusammenbringt und ebenso teilt. Neue Beziehungen werden begonnen oder wieder getrennt, Gesinnungen geteilt. Es ist wichtig zu verstehen, warum wir an diesem Punkt angelangt sind und was wir daraus, auch für uns selbst machen können“, so Gebert. Der Onlineworkshop richtet sich somit an alle, die ihre Rolle in der Gesellschaft diskutieren und Social-Media-Strategien kennenlernen möchten. Teilnehmende erhalten einen Einblick in Handlungsempfehlungen, Instrumente und Werkzeuge, die bei der Gestaltung der eigenen Social-Media-Welt unterstützen.

Ein Zugang zur Aufzeichnung des Impulsvortrages von Gebert, in dem er einen Überblick über die Entwicklung und Wirkung von Social Media gibt, wird den Teilnehmenden nach der Anmeldung zugesandt. Dieser dient als Vorbereitung bzw. Ergänzung für den Workshop.

Über die Offene Digitalisierungsallianz Pfalz
Die Veranstaltungsreihe Heute. Morgen. Übermorgen. findet im Rahmen des Teilprojekts zur gesellschaftlichen Teilhabe am digitalen Wandel im Vorhaben Offenen Digitalisierungsallianz Pfalz statt. Die Offene Digitalisierungsallianz Pfalz ist ein Verbundvorhaben der Hochschule Kaiserslautern, der Technischen Universität Kaiserslautern sowie des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM). Das Vorhaben stärkt den Ideen-, Wissens- und Technologietransfer mit Wirtschaft und Gesellschaft und basiert auf einer gemeinsamen Kooperationsstrategie der beiden Hochschulen. Die Offene Digitalisierungsallianz Pfalz wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Bund-Länder-Initiative „Innovative Hochschule“ gefördert.

Fragen beantwortet:
Nadine Wermke
Koordinatorin der Offenen Digitalisierungsallianz Pfalz
Referat Technologie und Innovation
TU Kaiserslautern
E-Mail: wermke@rti.uni-kl.de
Tel.: 0631 205-5342

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Wie viel „Ich“ steckt im eigenen Avatar?

Matthias Fejes Pressestelle und Crossmedia-Redaktion
Technische Universität Chemnitz
In der zweiten Folge der neuen Staffel des Podcast-Specials zum Sonderforschungsbereich „Hybrid Societies“ geht es um die Verbindung von „Ich“ und „Avatar“, verschiedene Gangarten und unterschiedliche Typen verkörperten Technologien

Durch die Corona-Pandemie sind Online-Plattformen, auf denen man sich zum Beispiel in Form von Avataren – also digitalen Abbildern seiner selbst – begegnen kann, alltäglich geworden. Mit einem solchen Avatars wird es möglich, sich „körperlich“ in Online-Räumen zu treffen, während man eigentlich woanders auf der Welt an einem Computer sitzt. Und jetzt die Frage: Würde Ihr Avatar Ihnen ähnlich sehen? Haben Sie überhaupt schon mal darüber nachgedacht, ob der Avatar Ihnen ähnlich sehen soll? In der zweiten Folge der aktuellen Staffel von „Mensch – Maschine – Miteinander“ sprechen Sabrina Bräuer, Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Professur Bewegungswissenschaft (Prof. Dr. Thomas Milani) und Sarah Mandl, Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Professur für Persönlichkeitspsychologie und Diagnostik (Prof. Dr. Anja Strobel) unter anderem über diese Fragen. Beide sind Doktorandinnen am Sonderforschungsbereich „Hybrid Societies“ der Technischen Universität Chemnitz. Darüber hinaus sprechen die Forscherinnen mit Podcast-Moderator Johannes Schmidt über die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von Avataren. Zudem ordnen sie ein, welche Wahrnehmungs- und Zuschreibungsprozesse sich auf das digitale Konterfei auswirken.

Im Rahmen des „TUCscicast“-Special zum SFB „Hybrid Societies“ soll zum einen die Breite des Forschungsfeldes des SFB sichtbar werden; zum anderen geht es um die Diskussion aktueller Untersuchungen der beteiligten Teil-Projekte. So sprechen die beiden Wissenschaftlerinnen in der aktuellen Folge unter anderem auch über die kürzlich erschienene Studie zur sozialen und rechtlichen Wahrnehmung von Robotern sowie von Nutzerinnen und Nutzern bionischer Prothesen.

Etabliertes Format der Wissenschaftskommunikation
Damit die Arbeit des Sonderforschungsbereichs mehr Menschen erreicht – und auch die Menschen hinter der Forschung Gelegenheit zum Erklären und Einordnen erhalten, erscheint seit dem 9. Oktober 2020 das Podcast-Special „Mensch – Maschine – Miteinander“. Special deswegen, weil dieser Podcast kein neues Format innerhalb des Kommunikations-Portfolios der TU Chemnitz ist, sondern als Mini-Serie die Reihe „TUCscicast“ ergänzt – nunmehr bereits in der zweiten Staffel.

„Mensch – Maschine – Miteinander – ein TUCscicast-Special zum SFB Hybrid Societies“ wird gemeinsam produziert vom SFB „Hybrid Societies“, der TU Chemnitz und podcastproduzenten.de, Schwester-Firma des Online-Radios detektor.fm, das seit 2009 hochwertige Podcasts für Wirtschaft, Gesellschaft und Forschung produziert. Redakteur des Podcasts ist Johannes Schmidt.

Der Podcast kann auf verschiedenen Wegen gehört werden:
im Web-Player der TU Chemnitz,
in jeder Podcast-App über unseren RSS-Feed,
auf Spotify, Deezer, Apple Podcast und überall dort, wo es gute Podcasts gibt.
Neues aus dem SFB „Hybrid Societies“ gibt es, außer im Podcast, vierteljährlich auch im Newsletter.

Weitere Informationen:
https://www.tu-chemnitz.de/tu/pressestelle/tucscicast.php

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Energiewende: Solarzellen der nächsten Generation werden immer effizienter

Eva Schissler Kommunikation und Marketing
Universität zu Köln
Ein Forschungsteam hat eine Tandem-Solarzelle aus Perowskit und organischen Absorberschichten mit hoher Effizienz entwickelt, die kostengünstiger herzustellen ist als herkömmliche Solarzellen aus Silizium. Die Weiterentwicklung dieser Technologie soll eine noch nachhaltigere Gewinnung von Solarenergie ermöglichen / Veröffentlichung in „Nature“

Ein deutsches Forschungsteam hat eine Tandem-Solarzelle entwickelt, die einen Wirkungsgrad von 24 Prozent erreicht – gemessen anhand des Anteils der in Strom (Elektronen) umgewandelten Photonen. Damit stellt das Team einen neuen Weltrekord auf: Es ist der höchste Wirkungsgrad, der bislang durch die Kombination von organischen und Perowskit-basierten Absorbern erzielt werden konnte. Die Solarzelle wurde in der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Thomas Riedl an der Universität Wuppertal zusammen mit Forscher:innen vom Institut für Physikalische Chemie der Universität zu Köln und weiteren Projektpartner:innen von den Universitäten Potsdam und Tübingen sowie dem Helmholtz-Zentrum Berlin und dem Max-Planck-Institut für Eisenforschung in Düsseldorf entwickelt. Die Ergebnisse wurden unter dem Titel „Perovskite/organic tandem solar cells with indium oxide interconnect“ in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Herkömmliche Solarzellentechnologien basieren überwiegend auf dem Halbleiter Silizium und gelten inzwischen als so gut wie „ausoptimiert“. Signifikante Verbesserungen ihres Wirkungsgrades – das heißt, mehr Watt elektrischer Leistung pro Watt eingesammelter Sonnenstrahlung – sind kaum noch zu erwarten. Vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung neuer Solartechnologien, die im Kontext der Energiewende einen entscheidenden Beitrag leisten können, dringend erforderlich. Zwei solcher alternativen Absorbermaterialien wurden in der vorliegenden Arbeit kombiniert. Zum einen kamen organische Halbleiter zum Einsatz, also Kohlenstoffverbindungen die unter bestimmten Bedingungen elektrischen Strom leiten können. Diese wurden mit Perowskit-Halbleitern kombiniert, welche auf einer Blei-Halogen-Verbindung basieren und hervorragende halbleitende Eigenschaften besitzen. Zur Herstellung beider Technologien ist der Bedarf an Material und Energie bedeutend geringer als bei konventionellen Siliziumzellen, was die Möglichkeit eröffnet, noch nachhaltigere Solarzellen zu entwickeln.

Da Sonnenlicht aus verschiedenen Spektralanteilen, sprich Farben, besteht, müssen effiziente Solarzellen einen möglichst großen Anteil dieses Sonnenlichtes in Strom umwandeln. Dies kann mit sogenannten Tandem-Zellen erreicht werden, bei denen in der Solarzelle verschiedene Halbleitermaterialien kombiniert werden, welche jeweils unterschiedliche Bereiche des Sonnenspektrums absorbieren. In der aktuellen Studie kamen organische Halbleiter für den ultravioletten und sichtbaren Teil des Lichtes zum Einsatz, während Perowskit den nahen Infrarotbereich effizient absorbieren kann. An ähnlichen Materialkombinationen wurde schon in der Vergangenheit geforscht, doch dem Forschungsteam gelang es nun, deren Leistungsfähigkeit entscheidend zu steigern.

Zu Projektbeginn hatten die weltweit besten Perowskit/Organik-Tandemzellen einen Wirkungsgrad von circa 20 Prozent. Unter Federführung der Universität Wuppertal konnten die Kölner Forscher:innen zusammen mit den weiteren Projektpartnern den neuen Bestwert von 24 Prozent erzielen. „Um solch hohe Effizienz zu erreichen, mussten innerhalb der Solarzelle die Verluste an den Grenzflächen zwischen den Materialien minimiert werden“, erklärt Dr. Selina Olthof vom Institut für Physikalische Chemie der Uni Köln. „Hierzu entwickelten die Wuppertaler Forscher einen sogenannten Interconnect, der die organische Subzelle mit der Perowskitzelle elektrisch und optisch verbindet.“

Um Verluste so gering wie möglich zu halten, wurde als Interconnect eine nur 1,5 Nanometer dünne Schicht aus Indiumoxid in die Solarzelle integriert. Die Forscher:innen aus Köln trugen hier maßgeblich dazu bei, die Grenzflächen sowie den Interconnect elektrisch und energetisch zu untersuchen, um Verlustprozesse zu identifizieren und eine weitere Optimierung der Bauteile zu ermöglichen. Simulationen der Wuppertaler Arbeitsgruppe zeigen, dass mit diesem Ansatz in Zukunft Tandemzellen mit einem Wirkungsgrad jenseits der 30 Prozent erreichbar sind.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Selina Olthof
Institut für Physikalische Chemie
selina.olthof@uni-koeln.de

Originalpublikation:
„Perovskite/organic tandem solar cells with indium oxide interconnect“, Nature, https://www.nature.com/articles/s41586-022-04455-0

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Mikroplastik – Erforschen und Aufklären

Dr. Torsten Fischer Kommunikation und Medien
Helmholtz-Zentrum Hereon
Zwischen 18 und 21 Millionen Tonnen Plastikmüll gelangen jährlich in die Gewässer dieser Welt. Die Tendenz: steigend. Um der Herausforderung zu begegnen, ist es nötig, ein breites gesellschaftliches Bewusstsein für die Verschmutzung der Umwelt mit Plastikabfall und dem daraus resultierenden Mikroplastik zu schaffen. Deshalb hat das Helmholtz-Zentrum Hereon nun eine digitale englischsprachige Informationsplattform zur Plastikverschmutzung entwickelt.

Unter Federführung des Instituts für Umweltchemie des Küstenraumes wollen Forschende verschiedener Disziplinen am Helmholtz-Zentrum Hereon dazu beitragen, das öffentliche Bewusstsein für die Plastik- und Mikroplastikkrise zu stärken. Zusätzlich konnten anerkannte Spezialistinnen und Spezialisten aus anderen Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft und Universitäten für weitere Beiträge zu ausgewählten Themen gewonnen werden.

Daher wurde kürzlich das sogenannte „Microplastic Compendium“ online veröffentlicht. Die digitale Anwendung in englischer Sprache ist eine Informationsplattform rund um das Thema Plastik- und Mikroplastikverschmutzung sowie deren Gefahren, Verbreitung und zugrundeliegende wissenschaftliche Untersuchungen. Das Kompendium, kurz MPC, ist für eine breite Leserschaft angelegt und enthält komprimierte Informationen zu vielen wissenschaftlichen Studien aus dem Bereich Mikroplastik. Etwa auch zu Themen wie Trinkwasser, Lebensmitteln, Transportpfaden, verschiedenen Ökosystemen, politischen Initiativen, Forschungsprojekten, aber auch Lösungsansätze und verwandte Themen wie Reifenabrieb werden diskutiert.

Das MPC ist Teil der Coastal Pollution Toolbox, einer zentralen Anlaufstelle für Forschende und alle, die an der Bewältigung von Verschmutzung in Küstengebieten und der marinen Umwelt beteiligt sind. Ganz egal, ob die Verschmutzung organischer oder anorganischer, traditioneller oder neuartiger Natur ist oder durch die Dynamik von Nährstoffen und Kohlenstoff beeinflusst wird. Ziel ist, eine dynamisch-lebendige Plattform zu erschaffen, die aktuelle Erkenntnisse integriert und auf hieraus abgeleitete Anforderungen reagiert. Das MPC wird künftig ausgebaut und um Beiträge zu anderen Schwerpunktbereichen globaler Umweltveränderungen erweitert: „Wir laden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unseres wachsenden Partnernetzwerkes unterschiedlicher Fachbereiche der Schadstoffforschung ein, Beiträge aus ihren Arbeiten zu unserem Kompendium beizutragen“, sagt Dr. Marcus Lange, Koordinator vom Hereon-Institut für Umweltchemie des Küstenraumes. Das MPC ist damit ein Meilenstein für die betreffende Forschung und die Information darüber.

Hintergrund
Einmal in die marine Umwelt eingetragen, kann Plastikmüll viele Jahre in unseren Gewässern verbleiben. Der World Wide Fund For Nature (WWF) vermutet, dass Meereslebewesen in erheblichem Maße durch Plastikmüll beeinträchtigt sein können. Nach Schätzungen kanadischer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nehmen Menschen jährlich zwischen 74.000 und 121.000 Mikroplastikpartikel und –fasern im Größenbereich von 0.001 – 5 Millimeter über die Nahrung und die Atemluft auf. Wegen dieser erschreckenden Zahlen sprechen Umweltschützerinnen und Umweltschützer auch von einer „Plastikkrise“. Dabei geht eine erhöhte Gefahr von Mikroplastik aus, da es wegen seiner Größe leicht von Organismen aufgenommen werden kann.

Die weltweiten Ströme von Mikroplastik kennen dabei keine Ländergrenzen. Flüsse funktionieren als Transportwege. Experten gehen davon aus, dass ein großer Teil des Plastikmülls durch unkontrollierte und zum Teil auch illegale Entsorgung oder Wetterereignisse vom Land in die Meere gelangen. Daher kann die Plastikkrise nur durch globales Handeln bekämpft werden. Eine Vielzahl von Initiativen auf nationaler wie internationaler Ebene kümmern sich bereits um diese Problematik. Erst jüngst erteilte die fünfte Umweltversammlung der Vereinten Nationen (UNEA) in Nairobi das Mandat zur Verhandlung für ein globales Plastikabkommen. Es sieht vor, alle Bereiche der Umwelt entlang des gesamten Lebenszyklus von Plastik – von der Produktion über den Konsum bis zur Entsorgung – zu betrachten und verbindlich zu regulieren.

Kleinsten Plastikpartikeln auf der Spur
Am Helmholtz-Zentrum Hereon wird sowohl zur Existenz von Mikroplastik in der Umwelt als auch den Wechselwirkungen zwischen Mikroplastik und Co-Schadstoffen umfangreich geforscht. Prof. Ralf Ebinghaus, Leiter des Instituts für Umweltchemie des Küstenraumes am Helmholtz-Zentrum Hereon, sagt hierzu: „Mikroplastik-Partikel enthalten je nach Art, Größe und Verweildauer in der Umwelt einen vielfältigen Mix an Chemikalien. Darunter sind solche, die bei der Herstellung absichtlich zugesetzt worden sind und andere, die sich am Partikel später anreichern. In beiden Fällen können es auch für den Menschen gesundheitsschädigende Stoffe sein, die wie mit einem trojanischen Pferd in den menschlichen Organismus gelangen. Ich halte es für zentral, dass solchen Risiken in einem globalen Plastikabkommen oder im Rahmen der Einrichtung eines wissenschaftspolitischen Gremiums zu Chemikalien und Mikroplastik Rechnung getragen wird.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Ralf Ebinghaus I Helmholtz-Zentrum Hereon I Institut für Umweltchemie des Küstenraumes I T: +49 (0) 4152 87-2354 I ralf.ebinghaus@hereon.de I www.hereon.de

Dr. Lars Hildebrandt I Helmholtz-Zentrum Hereon I Institut für Umweltchemie des Küstenraumes I T: +49 (0) 4152 87-1813 I lars.hildebrandt@hereon.de I www.hereon.de

Weitere Informationen:
https://www.microplastic-compendium.eu

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Was machen Vulkane mit unserem Klima?

Jan Meßerschmidt Hochschulkommunikation
Universität Greifswald
Das Forschungsprojekt VolImpact zu den Einflüssen von Vulkanaktivitäten auf Atmosphäre und Klima geht in eine weitere Runde. Der Hauptausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat im März 2022 die zweite Förderphase der Forschungsgruppe FOR 2820 „Revisiting the volcanic impact on atmosphere and climate – preparations for the next big volcanic eruption“ (VolImpact) bewilligt. In dem Verbundprojekt arbeiten Wissenschaftler*innen der Universitäten Bremen, Greifswald, Hamburg und Leipzig sowie dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg zusammen. Insgesamt stehen für die zweite Phase 3,2 Millionen Euro zur Verfügung.

Vulkanausbrüche sind eine der wichtigsten Ursachen für natürliche Klimavariationen auf Zeitskalen von einigen Jahren bis zu einem Jahrzehnt. Obwohl sich die Forschung bereits seit Jahrzehnten mit vulkanischen Einflüssen auf die Atmosphäre befasst, sind viele grundlegende Prozesse nicht oder nur unzureichend verstanden. Die fünf wissenschaftlichen Teilprojekte der Forschungsgruppe befassen sich beispielsweise mit der Ausbildung der initialen Vulkanwolke in den ersten Stunden und Tagen, dem Einfluss von Vulkanausbrüchen auf die Strahlungsbilanz der Atmosphäre, der Wechselwirkung zwischen vulkanischen Aerosolen und troposphärischen Wolken oder dem Einfluss auf die Winde in der mittleren und oberen Atmosphäre, über den nur wenig bekannt ist.

Ein zentraler Aspekt der Forschungsgruppe ist die Synergie aus globalen Satellitenmessungen relevanter atmosphärischer Parameter und der globalen Modellierung vulkanischer Effekte mithilfe von Atmosphären- und Klimamodellen. Die Verwendung von Satellitenmessungen basiert in weiten Teilen auf numerischen Analyseverfahren, die im Rahmen der Projekte entwickelt werden, beispielsweise um die Größe stratosphärischer vulkanischer Aerosole oder die vertikale Ausdehnung einer Vulkanwolke zu bestimmen. Die Forschungsaktivitäten sind im Wesentlichen auf Vulkaneruptionen der vergangenen vier Jahrzehnte begrenzt, für welche Satellitenmessungen verfügbar sind. Dabei sind nicht nur stärkere Vulkanausbrüche, wie der des Mount Pinatubo 1991 von Interesse. Auch die kleinen und moderaten Ausbrüche der vergangenen 20 Jahre stellen wichtige Beispiele für Fallstudien dar und erlauben es, die Qualität von Modellsimulationen zu überprüfen.
Die DFG-Forschungsgruppe VolImpact trägt dazu bei, wesentliche physikalische und chemische Prozesse von Vulkanausbrüchen auf Atmosphäre und Klima besser zu verstehen und die Modellier- und Beobachtungsmöglichkeiten für zukünftige Vulkaneruptionen zu optimieren.

Weitere Informationen
VolImpact http://volimpact.org/

Ansprechpartner an der Universität Greifswald
Prof. Dr. Christian von Savigny
Institut für Physik | Umweltphysik
Felix-Hausdorff-Straße 6, 17489 Greifswald
Telefon +49 3834 420 4720
csavigny@physik.uni-greifswald.de

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Hohe Erwartungen, unklarer Nutzen: Industrie 4.0 und der Wandel zu nachhaltigem Wirtschaften

Bianca Schröder Presse und Kommunikation
Institute for Advanced Sustainability Studies e.V.
Unternehmensvertreterinnen und -vertreter erwarten, dass die Digitalisierung zu einer besseren Umweltbilanz ihres Unternehmens beiträgt. Ihre konkreten Erfahrungen zeichnen jedoch ein weniger positives Bild: Bislang helfen die neuen Technologien kaum bei der Verbesserung der Ressourceneffizienz. Um das Potenzial der Industrie 4.0 zu nutzen, braucht es laut Forschenden auch politische Unterstützung.

Die industrielle Produktion muss grundlegend verändert werden, wenn die UN-Nachhaltigkeitsziele erreicht werden sollen. Zwei Hauptziele stehen dabei im Vordergrund: Dekarbonisierung und Dematerialisierung. Ziel der Dekarbonisierung ist die Reduktion von klimaschädlichen Gasen, vor allem CO2. Bei der Dematerialisierung geht es darum, wirtschaftliche Produkte und Dienstleistungen mit einem Minimum an Materialeinsatz zu erzeugen und so weit wie möglich auf umweltverträgliche Materialien oder Prozesse zu setzen. Ein internationales Team um IASS-Forschungsgruppenleiter Grischa Beier untersuchte die Potenziale von Industrie 4.0 für diese beiden Ziele per Online-Umfrage unter Unternehmensvertreterinnen und -vertretern in China, Brasilien und Deutschland, in einer Vielzahl von Industriesektoren und in Unternehmen unterschiedlicher Größe.

Mit größerer Erfahrung sinken die Erwartungen
Die Mehrheit der Industrievertreterinnen und -vertreter – 53 Prozent in Deutschland, 82 Prozent in Brasilien und 67 Prozent in China – erwarten eine Verbesserung der Umweltwirkung ihres Unternehmens durch den Einsatz von Industrie-4.0-Technologien. Besonders hoch ist dieser Anteil bei Unternehmen mit mehr als 5000 Mitarbeitenden in Deutschland und Brasilien.

Große Unterschiede beobachteten die Forschenden in einigen Ländern zwischen den Sektoren: In Brasilien sind die Erwartungen für den Maschinen- und Anlagenbau besonders optimistisch (100 Pro-zent), in Deutschland für den Elektronik-Sektor (75 Prozent) und den Automobilbereich (58 Prozent). In China gibt es hingegen keine großen Unterschiede zwischen den Sektoren.

Die bisherigen Erfahrungen, etwa in Bezug auf Ressourceneffizienz und Energieverbrauch, stützen die hoffnungsvollen Erwartungen jedoch nur zum Teil. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es eine zu hohe Erwartungshaltung bei den Unternehmen gibt, die noch wenig Erfahrung mit Industrie 4.0 haben. Je weiter das jeweilige Unternehmen mit der Umsetzung war, umso moderater waren beispielsweise die Erwartungen für die tatsächlichen Energieeinsparungen“, sagt Erstautor Grischa Beier. Auch frühere Studien hätten wenig Hinweise darauf ergeben, dass es hier zu erheblichen systematischen Einsparungen kommen würde.

Industrie 4.0 hilft, die Produktion an der Nachfrage auszurichten
Ein erfreuliches Ergebnis der Studie ist, dass Unternehmen mit einem hohen Digitalisierungsniveau durchaus positive Potenziale für ihre Ökobilanz verzeichnen: Je höher das derzeitige Industrie-4.0-Niveau der Unternehmen ist, desto größer ist ihre Fähigkeit, ihre Produktivität an der Nachfrage auszurichten. Zudem steigt ihre Bereitschaft, ihre Produktionszeiten flexibel an die Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom anzupassen. Dies ist laut den Forschenden eine wichtige Voraussetzung für die Stabilisierung und effiziente Nutzung künftiger erneuerbarer Energiesysteme.

Ihre Schlussfolgerung ist, dass Industrie 4.0 nur mit politischer Unterstützung zu Umweltverbesserungen führen wird. „Unsere Studie zeigt, dass die Umsetzung des Konzepts Industrie 4.0 vor dem Hintergrund der UN-Nachhaltigkeitsziele kritisch hinterfragt werden sollte: Die reine Digitalisierung von Unternehmensprozessen wird für einen Übergang zu einer nachhaltigen Wirtschaft nicht reichen. Damit das volle Potenzial der Digitalisierung für die Nachhaltigkeit genutzt wird, braucht es ergänzend eine Kombination aus Regulierung und Anreizen, wozu auch die Festlegung verbindlicher Ziele für die Einsparung von Energie und Material gehört“, erklärt Grischa Beier. Auch wenn die Ergebnisse ein gemischtes Bild zeichnen, werde doch deutlich, dass die breite Umsetzung von Industrie 4.0 Chancen für mehr ökologische Nachhaltigkeit von Unternehmen bietet.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Grischa Beier
Telefon: +49 331 28822 380
E-Mail: grischa.beier@iass-potsdam.de

Originalpublikation:
Beier, G., Matthess, M., Guan, T., Grudzien, D. I. d. O. P., Xue, B., Lima, E. P. d., Chen, L. (2022): Impact of Industry 4.0 on corporate environmental sustainability: Comparing practitioners’ percep-tions from China, Brazil and Germany. – Sustainable production and consumption, 31, 287-300.
https://doi.org/10.1016/j.spc.2022.02.017

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Mit dem Laser gegen Mikroplastik

Britta Widmann Kommunikation
Fraunhofer-Gesellschaft
Bislang sind Kläranlagen kaum in der Lage, die winzigen Mikroplastikteile im Abwasser ausreichend herauszufiltern. Nun wird der erste lasergebohrte Mikroplastikfilter in einem Klärwerk getestet. Er enthält Bleche mit extrem kleinen Löchern von nur zehn Mikrometern Durchmesser. Die Technologie, um Millionen von Löchern effizient zu bohren, wurde am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT entwickelt. Dort arbeitet man jetzt an der Skalierung der Ultrakurzpuls-Lasertechnologie im kW-Bereich. Auf dem Fraunhofer-Stand A6.441 der LASER World of PHOTONICS erfahren Besucher mehr über den Mikroplastikfilter und die Ultrakurzpuls-Laser.

Nachhaltigkeit ist heute keine Option, sondern eine Pflicht für jede Technologieentwicklung. Dementsprechend werden auch in der Laserbranche viele Projekte vorangetrieben, um diese Technologie für nachhaltige Zwecke zu nutzen. Schon heute ermöglichen Laser höhere Wirkungsgrade in der Wasserstofftechnologie ebenso wie absolut dichte Batteriegehäuse in der Elektromobilität.

Im BMBF-geförderten Projekt »SimConDrill« hat sich das Fraunhofer ILT mit Industriepartnern zusammengeschlossen, um erstmals einen Abwasserfilter für Mikroplastik zu bauen. »Im Kern ging es darum, möglichst viele möglichst kleine Löcher in kürzester Zeit in eine Stahlfolie zu bohren« erklärt Andrea Lanfermann, Projektleiterin am Fraunhofer ILT, die Herausforderung.

Mobile Filteranlage im Klärwerk
Das ist gelungen. Im Rahmen des Projekts bohrten nach der Prozessentwicklung am Fraunhofer ILT die Expertinnen und Experten der LaserJob GmbH 59 Millionen Löcher mit zehn Mikrometern Durchmesser in ein Filterblech und schufen so einen Filter-Prototypen. Für das ambitionierte Projekt arbeiten die Fraunhofer-Forschenden noch mit drei weiteren Firmen zusammen. Neben dem Projektkoordinator KLASS Filter GmbH sind außerdem die LUNOVU GmbH und die OptiY GmbH beteiligt. Inzwischen wurden die lasergebohrten Metallfolien in den patentierten Zyklonfilter der KLASS Filter GmbH eingebaut und umfangreichen Tests unterzogen. Im ersten Versuch wurde mit dem feinen Pulver von 3D-Druckern verunreinigtes Wasser filtriert. Der Aufbau wird jetzt unter realen Bedingungen in einem Klärwerk getestet.

Prozesswissen ist der Schlüssel
Millionen Löcher nacheinander zu bohren, dauert seine Zeit. Schneller geht es mit dem Multistrahlverfahren, bei dem aus einem Laserstrahl über eine spezielle Optik eine Matrix von identischen Strahlen erzeugt wird. Am Fraunhofer ILT hat man so mit einem Ultrakurzpulslaser (TruMicro 5280 Femto Edition) mit 144 Strahlen gleichzeitig gebohrt. Die Basis für solche Anwendungen ist ein detailliertes Prozesswissen. Das wurde am Fraunhofer ILT über Jahrzehnte gesammelt und in entsprechende Modelle und Software umgesetzt. Damit lassen sich alle Parameter am Computer variieren, und optimale Prozessparameter werden schnell gefunden. Auch die Robustheit des Prozesses lässt sich so vor dem Applikationsversuch analysieren.

Parallel zu dieser Bohranwendung arbeitet ein Konsortium aus sechs Partnern an der Umsetzung einer industriellen Maschine zur Multistrahlbearbeitung. Im EU-Projekt »MutiFlex« erhöhen Forschende unter Industriebeteiligung die Produktivität der scannerbasierten Lasermaterialbearbeitung mittels Multistrahlverfahren. Das Besondere besteht bei diesem Vorhaben darin, dass alle Teilstrahlen individuell angesteuert und somit für die Herstellung beliebiger Oberflächenstrukturen genutzt werden können. Ziel ist es, die Geschwindigkeit des Prozesses um das Zwanzig- bis Fünfzigfache zu steigern und somit die Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens signifikant zu erhöhen.
CAPS: Skalierung in den kW-Bereich

Das Prozesswissen ist auch ein entscheidender Faktor bei der weiteren Skalierung der Materialbearbeitung mit ultrakurzen (UKP) Laserpulsen mit oder ohne Multistrahloptik. Wenn die Leistung in den Kilowattbereich erhöht wird, kann es zu einer thermischen Schädigung des Werkstücks kommen. Solche Effekte werden durch komplexe Simulationen erforscht, die Prozesse können entsprechend angepasst werden.

Die Laser für solche Versuche stehen im Applikationslabor am Fraunhofer ILT in Aachen zur Verfügung. Sie gehören zum Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources CAPS, in dem 13 Fraunhofer-Institute gemeinsam Laserstrahlquellen, Prozesstechnik und Anwendungen für UKP-Laserleistungen bis 20 kW entwickeln. Ein zweites CAPS-Labor wird am Fraunhofer IOF in Jena betrieben.

Fraunhofer Know-how auf der LASER World of PHOTONICS
Auf der Photonik-Weltleitmesse LASER World of PHOTONICS in München werden neben dem lasergebohrten Mikroplastikfilter weitere Highlights des Fraunhofer Clusters ausgestellt. Vom 26. bis zum 29. April 2022 stehen Expertinnen und Experten auf den Fraunhofer-Ständen B4.239 und A6.441 für Auskünfte rund um die Ultrakurzpuls-Lasertechnologie, die Erzeugung von Sekundärstrahlung von THz bis Röntgen und die wegweisenden Anwendungen dieser Technologien zur Verfügung.

Weitere Informationen:
https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2022/april-2022/mit-dem-…

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Ein einziges Gen steuert die Artenvielfalt in einem Ökosystem

Kurt Bodenmüller Kommunikation
Universität Zürich
Ein einzelnes Gen kann ein ganzes Ökosystem beeinflussen. Das zeigt ein Forscherteam der Universität Zürich in einem Laborexperiment mit einer Pflanze und dem dazugehörigen Ökosystem von Insekten. So fördern Pflanzen mit einer Mutation in einem bestimmten Gen Ökosysteme mit mehr Insektenarten. Die Entdeckung eines solchen «Schlüsselgens» könnte die derzeitigen Strategien zur Erhaltung der biologischen Vielfalt verändern.

Vor mehr als fünfzig Jahren entdeckte der amerikanische Ökologe Robert Paine an der Küste eines felsigen Gezeitenbeckens, dass Struktur und Funktion eines Ökosystems dramatisch verändert werden können, wenn eine einzige Art entfernt wird. Paine hatte herausgefunden, dass Seesterne als Schlüsselart fungieren, da ihre Anwesenheit und ihre Rolle als Raubtier zuoberst in der Nahrungskette die Koexistenz verschiedener Arten im felsigen Ökosystem aufrechterhalten.

Pflanzen-Abwehrgene in vereinfachtem Labor-Ökosystem getestet
Nun berichtet ein Team von Ökologen und Genetikern der Universität Zürich (UZH) und der University of California in Science, dass auch eine Mutation in einem einzigen Gen die Struktur und Funktion eines Ökosystems dramatisch verändern kann. Ein Gen enthält somit nicht nur Informationen, die für die Fitness eines Organismus entscheidend sind, sondern kann auch das Fortbestehen von interagierenden Arten in einer ökologischen Gemeinschaft beeinflussen. Die Entdeckung von Jordi Bascompte, UZH-Professor am Departement für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften, und seinem Team wurde anhand eines experimentellen Ökosystems im Labor mit einem Räuber (einer parasitären Wespe), zwei Pflanzenfressern (Blattläusen) und der Pflanze Arabidopsis thaliana – einem genetischen Modellorganismus – gemacht.

Schlüsselgen bewahrt Ökosystem vor Zusammenbruch
Die Wissenschaftler testeten die Wirkung von drei Pflanzengenen, die das natürliche Arsenal der chemischen Abwehrkräfte der Pflanze gegen Frassinsekten steuern. Sie fanden heraus, dass die Pflanzenfresser und Raubtiere in ihrer Versuchsgemeinschaft eher auf Pflanzen mit einer Mutation an einem einzigen Gen namens AOP2 überlebten. «Diese natürliche Mutation im AOP2-Gen beeinflusste nicht nur die Chemie der Pflanze, sondern liess sie auch schneller wachsen. Das wiederum förderte die Koexistenz von Pflanzenfressern und Raubtieren und verhinderte so den Zusammenbruch des Ökosystems», sagt UZH-Wissenschaftler und Erstautor Matt Barbour. Ähnlich wie bei einer Schlüsselart wie dem Seestern fungiert AOP2 als «Schlüsselgen», das für das Überleben des experimentellen Ökosystems unerlässlich ist.

Auswirkungen auf Schutz der biologischen Vielfalt
Die Entdeckung eines solchen Schlüsselgens dürfte Auswirkungen darauf haben, wie die biologische Vielfalt in einer sich verändernden Welt erhalten werden kann. «Insbesondere sollte das Wissen aus der Genetik und den ökologischen Netzwerken integriert werden, um die Folgen genetischer Veränderungen für den Fortbestand der biologischen Vielfalt auf verschiedenen Ebenen vorherzusagen», sagt Barbour. Einerseits könnten Individuen mit verschiedenen Varianten eines Gens oder sogar genetisch veränderte Organismen zu bestehenden Populationen hinzugefügt werden, um vielfältigere und widerstandsfähigere Ökosysteme zu fördern. Andererseits könnte eine scheinbar kleine genetische Veränderung eine Kaskade unbeabsichtigter Folgen für die Ökosysteme auslösen, wenn diese nicht vorher eingehend untersucht werden.

«Wir fangen gerade erst an zu verstehen, welche Folgen genetische Veränderungen für das Zusammenspiel und die Koexistenz von Arten haben. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der derzeitige Verlust der genetischen Vielfalt kaskadenartige Auswirkungen haben kann, die zu abrupten und katastrophalen Veränderungen im Fortbestand und in der Funktionsweise von Land-Ökosystemem führen können», so Barbour.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Matt Barbour
Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften
Universität Zürich
Tel. +41 78 696 34 74
E-Mail: matthew.barbour@ieu.uzh.ch

Prof. Dr. Jordi Bascompte
Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 61 26
E-Mail: jordi.bascompte@ieu.uzh.ch

Originalpublikation:
Matthew A. Barbour, Daniel J. Kliebenstein, Jordi Bascompte. A keystone gene underlies the persistence of an experimental food web. Science. March 31, 2022. DOI: 10.1126/science.abf2232

Weitere Informationen:
https://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2022/Schlüsselgen.html

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Studie zeigt: Fische können rechnen

Johannes Seiler Dezernat 8 – Hochschulkommunikation
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Buntbarsche und Stachelrochen können im Zahlenraum bis Fünf einfache Additionen und Subtraktionen durchführen. Das zeigt eine aktuelle Studie der Universität Bonn, die nun in der Zeitschrift Scientific Reports erschienen ist. Wozu die Tiere ihre mathematischen Fähigkeiten benötigen, ist nicht bekannt.

Mal angenommen, auf der Tischplatte vor Ihnen liegen einige Münzen. Bei einer kleinen Anzahl können Sie auf Anhieb sagen, wieviele es genau sind. Sie müssen sie dazu nicht einmal zählen – ein einziger Blick reicht Ihnen. Buntbarsche und Stachelrochen sind uns in diesem Punkt erstaunlich ähnlich: Auch sie sind dazu in der Lage, kleine Mengen exakt zu erfassen – und zwar vermutlich ebenfalls ohne zu zählen. Sie lassen sich zum Beispiel so trainieren, dass sie zuverlässig Dreier- von Vierermengen unterscheiden.

Diese Tatsache ist schon seit einiger Zeit bekannt. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Vera Schlüssel vom Institut für Zoologie der Universität Bonn hat nun aber gezeigt, dass beide Arten sogar rechnen können. „Wir haben den Tieren beigebracht, einfache Additionen und Subtraktionen durchzuführen“, erklärt Schlüssel. „Dabei mussten sie einen Ausgangswert um eins erhöhen oder vermindern.“

Blau heißt „addiere eins“, gelb „ziehe eins ab“
Doch wie fragt man einen Buntbarsch nach dem Ergebnis von „2+1“ oder „5-1“? Die Forschenden nutzten dazu eine Methode, mit der andere Arbeitsgruppen bereits erfolgreich die mathematischen Fähigkeiten von Bienen getestet hatten: Sie zeigten den Fischen eine Ansammlung geometrischer Formen – zum Beispiel vier Quadrate. Waren diese Objekte blau gefärbt, bedeutete das „addiere eins“. Gelb hieß dagegen „subtrahiere eins“.

Danach wurde die Aufgabe ausgeblendet. Stattdessen bekamen die Tiere zwei neue Abbildungen zu sehen – eine mit fünf und eine mit drei Quadraten. Schwammen sie zu dem richtigen Bild (also bei der „blauen“ Rechenaufgabe zu den fünf Quadraten), wurden sie mit Futter belohnt. Bei der falschen Antwort gingen sie leer aus. Mit der Zeit lernten sie so, die blaue Farbe mit der Erhöhung der anfangs gezeigten Menge um eins zu assoziieren, die gelbe Zahl dagegen mit ihrer Verminderung.

Doch konnten die Fische diese Erkenntnis auch auf neue Aufgaben anwenden? Hatten sie also tatsächlich die mathematische Regel hinter den Farben verinnerlicht? „Um das zu überprüfen, hatten wir beim Training einige Berechnungen absichtlich ausgelassen“, erklärt Schlüssel. „Und zwar 3+1 und 3-1. Nach der Lernphase bekamen die Tiere diese beiden Aufgaben zum ersten Mal zu sehen. Und auch in diesen Fällen schwammen sie meistens zu den korrekten Ergebnissen.“ Das galt sogar dann, wenn sie sich nach der Aufgabe „3+1“ zwischen vier und fünf Objekten entscheiden mussten – also zwei Resultaten, die beide größer waren als der Ausgangswert.

Rechnen ohne Großhirnrinde
Diese Leistung hat die Forschenden selbst überrascht – zumal die gestellten Aufgaben in der Realität sogar noch ein Stück schwieriger waren als eben geschildert. So bekamen die Fische nicht Objekte derselben Form gezeigt (also etwa vier Quadrate), sondern eine Kombination unterschiedlicher Formen. Eine „Vier“ konnte zum Beispiel durch einen kleinen und einen größeren Kreis, ein Quadrat und ein Dreieck repräsentiert werden, in einer anderen Berechnung dagegen durch drei unterschiedlich große Dreiecke und ein Quadrat.

„Die Tiere mussten also die Menge der abgebildeten Objekte erkennen und zugleich aus ihrer Farbe auf die Rechenvorschrift schließen“, sagt Schlüssel. „Sie mussten beides im Arbeitsgedächtnis behalten, als das ursprüngliche Bild gegen die beiden Ergebnisbilder ausgetauscht wurde. Und sie mussten sich danach für das richtige Resultat entscheiden. Insgesamt ist das eine Leistung, die komplexe Denkfähigkeiten erfordert.“

Das ist auch deshalb erstaunlich, weil Fische keinen Neocortex besitzen – den Teil des Gehirns, der auch als „Großhirnrinde“ bekannt ist und bei uns für die meisten komplexen kognitiven Aufgaben zuständig ist. Zudem ist von beiden Fischarten nicht bekannt, dass sie in ihrer ökologischen Nische ein besonders gutes Zahlenverständnis benötigen würden. Andere Arten mögen auf die Streifenzahl ihrer Sexualpartner achten oder die Menge der Eier in ihrem Gelege. „Von Stachelrochen und Buntbarsche kennt man das jedoch nicht“, betont die Zoologie-Professorin der Universität Bonn.

Sie sieht in dem Ergebnis der Experimente auch eine Bestätigung dafür, dass wir Menschen dazu neigen, andere Spezies zu unterschätzen – insbesondere solche, die nicht zu unserer engeren Verwandtschaft zählen. Fische sind zudem nicht besonders niedlich und haben auch kein kuschliges Fell oder Gefieder. „Entsprechend weit unten stehen sie in unserer Gunst – und entsprechend wenig scheren wir uns darum, wenn sie etwa im industriellen Fischfang qualvoll verenden“, sagt Vera Schlüssel.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Vera Schlüssel
Institut für Zoologie der Universität Bonn
Tel. +49 228 735476
E-Mail: vschlu@uni-bonn.de

Originalpublikation:
V. Schluessel, N. Kreuter, I. M. Gosemann & E. Schmidt: Cichlids and stingrays can add and subtract ‘one’ in the number space from one to five; Scientific Reports; https://doi.org/10.1038/s41598-022-07552-2

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Einfluss von Handystrahlung auf die Nahrungsaufnahme nachgewiesen

Vivian Upmann Informations- und Pressestelle
Universität zu Lübeck
Wissenschaftlerinnen der Universität zu Lübeck decken Einfluss von Handystrahlung auf Gehirnstoffwechsel und Nahrungsaufnahme auf

Handys sind aus der heutigen Zeit nicht mehr wegzudenken. Insbesondere bei Kindern und Jugendlichen kann die vermehrte Nutzung des beliebten Kommunikations- und Spielgerätes auf mehreren Ebenen problematisch sein. Die von Handys ausgesandte Strahlung wird zu großen Teilen vom Kopf absorbiert und kann dadurch u.a. Auswirkungen auf Stoffwechsel und Verarbeitungsprozesse im Gehirn haben. Ob es einen direkten Zusammenhang zwischen Handystrahlung und Nahrungsaufnahme geben könnte, hat Frau Prof. Dr. Kerstin Oltmanns, Leitern der Sektion für Psychoneurobiologie der Universität zu Lübeck, mit ihrem Forschungsteam in einer Studie untersucht.

Aus früheren Studien war bereits bekannt, dass elektromagnetische Strahlung bei Ratten zu einer erhöhten Nahrungsaufnahme führt. Ob ein solcher Zusammenhang möglicherweise auch für Handystrahlung beim Menschen besteht, untersuchte Prof. Kerstin Oltmanns zusammen mit Diplompsychologin Ewelina Wardzinski, Leiterin der Studie, im Rahmen einer DFG-geförderten Beobachtungsstudie, die in der Fachzeitschrift Nutrients veröffentlicht wurde.

Durchdachtes Versuchsdesign
15 junge Männer wurden mit einem Abstand von zwei Wochen insgesamt dreimal einbestellt. Im Experiment wurden die Probanden dann mit zwei verschiedenen Handys als Strahlungsquelle bestrahlt bzw. einer Scheinbestrahlung als Kontrolle ausgesetzt. Im Anschluss durften sich die Probanden für eine definierte Zeit an einem Buffet bedienen. Gemessen wurde die spontane Nahrungsaufnahme, der Energiestoffwechsel des Gehirns anhand von Phosphor-Magnetresonanz-Spektroskopie (MRS) sowie verschiedene Blutwerte vor und nach Bestrahlung.

Erstaunliches Ergebnis
Das Forschungsteam kam zu überraschend deutlichen Ergebnissen: Die Strahlung führte bei fast allen Probanden zu einer Erhöhung der Gesamtkalorienzufuhr um 22 Prozent bzw. 27 Prozent durch die jeweiligen Versuchshandys. Die Blutanalysen zeigten, dass dies vor allem durch eine vermehrte Kohlenhydrat-Aufnahme verursacht wurde. Die MRS-Messungen ergaben eine Steigerung des Energieumsatzes im Gehirn unter Einfluss der Handystrahlung.

Neues Licht auf den Umgang mit Handys
Das Forschungsteam schließt aus diesen Ergebnissen, dass Handystrahlen nicht nur einen potenziellen Faktor für übermäßiges Essen beim Menschen darstellen, sondern dass sie auch die Energiehomöostase des Gehirns beeinflussen. Diese Erkenntnisse könnten neue Wege für die Adipositas- und andere neurobiologische Forschung eröffnen. Insbesondere in Bezug auf Kinder und Jugendliche wird der hier nachgewiesene Einfluss von Handystrahlung auf das Gehirn und das Essverhalten die Forschung auf diesem Gebiet zukünftig mehr in den Fokus rücken.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Dipl.-Päd. Kerstin M. Oltmanns
Universität zu Lübeck
Sektion für Psychoneurobiologie
Email: oltmanns@pnb.uni-luebeck.de

Originalpublikation:
Wardzinski EK, Jauch-Chara K, Haars S, Melchert UH, Scholand-Engler HG, Oltmanns KM, (2022): Mobile Phone Radiation Deflects Brain Energy Homeostasis and Prompts Human Food Ingestion. Nutrients 14, 339
https://www.mdpi.com/2072-6643/14/2/339

Weitere Informationen:
https://www.uni-luebeck.de/aktuelles/pressemitteilung/artikel/einfluss-von-handy…

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Detektion von Wasserstoff durch Glasfasersensoren

Britta Widmann Kommunikation
Fraunhofer-Gesellschaft
Wasserstoff spielt in der deutschen Energie- und Klimapolitik eine zentrale Rolle. Kommt er zum Einsatz, sind Sicherheitsmaßnahmen von entscheidender Bedeutung. Denn im Unterschied zu anderen gasförmigen oder flüssigen Energieträgern besteht bei Wasserstoff neben einer erhöhten Brandgefahr durch Leckagen unter bestimmten Bedingungen auch Explosionsgefahr. Um die Sicherheit im Umgang mit Wasserstoff noch weiter zu erhöhen, arbeiten Forschende am Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI an Glasfaser-basierten Sensoren zu dessen Detektion, die herkömmlichen Sensoren in vielerlei Hinsicht überlegen sind.

Um die gesetzten Klimaziele zu erreichen und die globale Erwärmung einzudämmen, müssen alle Staaten den Anteil an fossilen Energieträgern schnellstmöglich auf ein Minimum reduzieren. Als nachhaltige Alternative wird verstärkt auf Wasserstofftechnologien gesetzt – vor allem im Produktions- und Mobilitätssektor. Überall wo mit Wasserstoff gearbeitet wird, er gelagert, transportiert und weitergeleitet wird, dürfen entsprechende Sicherheitsvorkehrungen nicht fehlen. Denn obwohl Wasserstoff nicht giftig ist, er weniger wiegt als Luft und somit nach oben steigt, kann es zu gefährlichen Situationen kommen: Überschreitet nämlich die Wasserstoffkonzentration in der Luft einen Schwellenwert von vier Prozent, was bei ausreichend Druck in einem Wasserstofftank oder bei mangelnder Belüftung eines Raumes schnell erreicht werden kann, genügt eine kleine Zündquelle, ein einzelner Funken, um eine Explosion auszulösen.

Klein, gut integrierbar und ohne immanentes Sicherheitsrisiko
Dies gilt es vorausschauend zu verhindern und Dr. Günter Flachenecker, Senior Scientist am Fraunhofer HHI, weiß, wie. An der Außenstelle Abteilung Faseroptische Sensorsysteme des Fraunhofer HHI in Goslar forscht der promovierte Physiker zusammen mit seinem Team an Möglichkeiten zur Wasserstoffdetektion mithilfe von Sensoren aus Glasfasern: »Herkömmliche Sicherheitssensoren, die zur Erfassung von Wasserstoff derzeit kommerziell verfügbar sind – das sind in der Regel katalytische Wärmetönungssensoren oder elektrochemische Zellen –, benötigen eine elektrische Stromversorgung. Beide Varianten könnten so, wenn das Gerät oder die elektrischen Zuleitungen einen Defekt aufweisen, im schlimmsten Fall selbst als Zündquelle die Explosion auslösen, die sie eigentlich verhindern sollten«, erklärt Flachenecker. »Bei unseren Glasfasersensoren besteht diese Gefahr nicht. Gleichzeitig müssen sie nicht aufwändig verkabelt werden, sind klein und lassen sich gut in verschiedenste Strukturen der zu überwachenden Anlage oder des Fahrzeugs integrieren.«

Lichtleitende Glasfasern sind aufgrund ihres geringen Durchmessers von etwa einem Viertel Millimeter und ihrer Robustheit geradezu prädestiniert für sensorische Applikationen in einer sicherheitsrelevanten Umgebung. Damit eine Glasfaser zum Wasserstoffsensor wird, muss sie an verschiedenen Stellen modifiziert werden. Hierfür werden zunächst mit einem Laser bestimmte Strukturen in den Glasfaserkern eingeprägt, sodass ein sogenanntes Faser-Bragg-Gitter entsteht – eine periodische Brechungsindexmodulation, die dafür sorgt, dass Licht bei einer bestimmten Wellenlänge reflektiert wird.

Dass die Glasfaser nun speziell auf Wasserstoff reagiert, wird erreicht, indem rund um den Glasfasermantel eine spezifische funktionelle Beschichtung aufgetragen wird: »Wir arbeiten mit katalytischen Schichten, zum Beispiel Palladium oder Palladiumlegierungen«, so Flachenecker. »Palladium hat die Eigenschaft, dass es Wasserstoff aufsaugt, ähnlich wie ein Schwamm. Sobald die beiden Stoffe aufeinandertreffen, zerfällt der Wasserstoff in seine atomaren Fragmente und die freigesetzten Wasserstoffatome dringen in das Kristallgerüst des Palladiums ein. Dies führt zu einer Dehnung in der Glasfaser, die sich über das eingebaute Faser-Bragg-Gitter augenblicklich als Veränderung in den rückgemeldeten Lichtimpulsen messen lässt. Sobald die Wasserstoffkonzentration in der Luft dann wieder abnimmt, löst sich der Wasserstoff auch wieder aus dem Palladium.« Die Beschichtung trägt dadurch also keinen Schaden davon und der Sensor kann wiederverwendet werden. Gleichzeitig funktioniere der beschriebene Vorgang nur, weil Wasserstoffatome sehr klein sind, betont Flachenecker. Andere Stoffe können auf diesem Wege nicht in die Palladiumschicht eindringen.

Potenzial in vielen verschiedenen Anwendungskontexten
Doch das ist nicht die einzige Methode, die von den Forschenden getestet wurde. So ist eine Wasserstoffdetektion auch mit Glasfasern möglich, deren Mantel weggeätzt wurde, oder mit einer sehr dünnen Schicht aus Nanopartikeln, die auf den Glasfasermantel aufgetragen werden. »Das ist eine große Spielwiese und es gibt einiges, was wir noch ausprobieren wollen«, sagt Flachenecker. »Entscheidend ist es für uns, Möglichkeiten zur Wasserstoffdetektion zu finden, die schnell genug sind, um Unfälle zu verhindern, und die zuverlässig im benötigten Empfindlichkeitsbereich reagieren. Und da sind wir aktuell auf einem sehr guten Weg.«

In der Praxis könnten die neuen Glasfasersensoren zum Beispiel integraler Bestanteil von Fahrzeugen mit Wasserstoffantrieb werden und zur Überwachung von Wasserstofftankstellen, Autowerkstätten oder Elektrolyseuren eingesetzt werden. Auch der Aufbau eines größeren Sensornetzwerks, das eine Wasserstoff-Infrastruktur an vielen Stellen gleichzeitig überwacht, ließe sich leicht umsetzen. Die Elektronik für die Messdatenaufnahme, also zum Beispiel ein Spektrometer für die optische Auswertung der Glasfasersensoren, kann räumlich beliebig weit entfernt an einem sicheren Ort installiert sein. Wird eine bestimmte Wasserstoffkonzentration überschritten und der Sensor schlägt an, so wird das je nach konkretem Anwendungsfall angebundene Alarmmanagement ausgelöst und spezifische Maßnahmen, zum Beispiel ein akustisches Warnsignal, das Schließen von Ventilen oder das Öffnen von Fenstern können in Sekundenschnelle eingeleitet werden.

Das derzeitige Forschungsprojekt unter der Leitung von Günter Flachenecker wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und findet in Kooperation mit einem lokalen Brandschutzunternehmen statt. Es startete vor zwei Jahren und endet nach einem derzeit noch nicht abgeschlossenen Praxistest, bei dem die Glasfasersensoren in LKWs eingebaut werden, im Sommer. Anschließend ist ein Folgeprojekt geplant, in dem die neuen Sensoren noch ausführlicher getestet und weitere vorbereitende Schritte in Richtung Zertifizierung und Kommerzialisierung unternommen werden sollen. Das Ziel ist klar: Ein noch sichereres und unfallfreies Arbeiten mit Wasserstoff.

Weitere Informationen:
https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2022/april-2022/detektio…

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H2Wood – BlackForest: Biowasserstoff aus Holz | BMBF fördert Vorhaben zur Einsparung von CO2 mit 12 Millionen Euro

Dr. Claudia Vorbeck Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Eine klimaneutrale Kreislaufwirtschaft auf der Basis von Holz ist das Ziel des Verbundprojekts »H2Wood – BlackForest«, das vom BMBF mit 12 Millionen Euro gefördert wird. Hierfür entwickelt das Fraunhofer IGB ein biotechnologisches Verfahren, um aus Holzabfällen Wasserstoff und biobasierte Koppelprodukte herzustellen. Beim Projektpartner Campus Schwarzwald in Freudenstadt wird das Verfahren in einer eigens dafür ausgelegten Anlage demonstriert. Um aufzuzeigen, wie der regenerative Energieträger durch lokale Betriebe und Energieversorger genutzt werden kann, erstellen Fraunhofer IPA und die Universität Stuttgart im Projekt eine Wasserstoff-Roadmap für die Schwarzwaldregion.

Holz ist das wichtigste Wirtschaftsgut des Schwarzwalds. Bei der Verarbeitung zu Möbeln und Baustoffen, aber auch beim Abbruch von Gebäuden fallen regional beachtliche Mengen an Holzabfällen an. Diese werden derzeit zum Teil kostenintensiv entsorgt und in Holzverbrennungsanlagen allenfalls energetisch genutzt.

Auf der anderen Seite gilt »grüner« Wasserstoff (H2), der mittels Elektrolyse von Wasser mit erneuerbaren Energien hergestellt wird, als Schlüsselelement der Energiewende. Der Bedarf an regenerativ erzeugtem Wasserstoff für eine klimafreundliche Wirtschaft in Industrie, Verkehr und Wärmeversorgung ist enorm. Deutschland und Europa setzen daher vor allem auf Wasserstoffimporte aus südlichen Ländern mit ganzjährig ausreichender Sonneneinstrahlung.

Seit August 2021 schlägt die Region Schwarzwald einen neuen Weg ein, der die Nutzung regionaler Holzabfälle mit der Herstellung von regenerativem Wasserstoff verbindet. »Nach dem Ansatz der Bioökonomie wollen wir mithilfe biotechnologischer Prozesse klimaneutralen Biowasserstoff sowie zusätzlich verwertbare Stoffe wie Carotinoide oder Proteine aus Altholz und Holzabfällen herstellen«, erläutert Dr. Ursula Schließmann vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, die das Verbundvorhaben »H2Wood – BlackForest« koordiniert. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt zur Kreislaufwirtschaft regionaler Ressourcen in der Region Schwarzwald bis Mitte 2024 mit rund 12 Millionen Euro. Partner im Forschungsverbund sind neben dem Fraunhofer IGB auch das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, das Institut für industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF der Universität Stuttgart sowie das Centrum für Digitalisierung, Führung und Nachhaltigkeit Schwarzwald gGmbH (Campus Schwarzwald).

Kaskadennutzung von Holz ermöglicht Klimaneutralität
»Ziel der Initiative ist es, mithilfe eines umfassenden Konzepts für eine nachhaltige und innovative Versorgung des Schwarzwalds mit Biowasserstoff CO2-Emissionen einzusparen und die Region bei der Erreichung ihrer Klimaziele zu unterstützen«, führt Stefan Bogenrieder, Geschäftsführer von Campus Schwarzwald, aus. Kohlenstoffdioxid wird dabei auf zweierlei Wegen eingespart: Zum einen ersetzt der regenerative Biowasserstoff bisherige fossile Energieträger, zum anderen werden Rest- und Altholz nicht nur Wasserstoff liefern. Durch den neuen biotechnologischen Ansatz wird die energetische Verwertung der Holzabfälle zu Wasserstoff mit einer stofflichen Nutzung verknüpft. »Das aus dem Holz freigesetzte CO2 wird in Form von kohlenstoffbasierten Koppelprodukten gebunden und damit zurück in den natürlichen Kohlenstoffkreislauf geführt«, erläutert Umweltexpertin Schließmann.

Eine Wasserstoff-Roadmap für die Region Schwarzwald
Welche Mengen an Rest- und Altholz fallen im holzverarbeitenden Gewerbe und den Kommunen überhaupt an, wieviel Wasserstoff ließe sich daraus erzeugen und wie groß wäre das Einsparpotenzial an CO2-Emissionen? Diesen Fragen geht das Projektteam in Potenzialanalysen auf den Grund. Zugleich untersuchen die Partner, wie der erzeugte Wasserstoff am besten gespeichert, transportiert und genutzt werden kann. Denn Wasserstoff ist nicht nur flexibler Energiespeicher, sondern auch als Kraftstoff für Fahrzeuge, Brennstoff für Hochöfen und Brennstoffzellen sowie als Grundstoff für zahlreiche industrielle Prozesse und chemische Folgeprodukte einsetzbar.

»Hierzu analysieren und bewerten wir den Energieverbrauch der Industrie, der Haushalte sowie des Nah- und Fernverkehrs und leiten daraus Potenziale einer dezentralen Wasserstofferzeugung und -nutzung innerhalb der Region Schwarzwald ab«, sagt Dr. Erwin Groß vom Fraunhofer IPA. »Die Ergebnisse aller Erhebungen und Berechnungen fassen wir in einer Wasserstoff-Roadmap für die Region Schwarzwald zusammen«, so Groß.

Verfahren und Demonstrationsanlage zur Produktion von Biowasserstoff
Bislang existiert keine Anlage, die Biowasserstoff in größerem Maßstab herstellt. Am Fraunhofer IGB werden daher die dazu notwendigen Prozesse entwickelt und experimentell untersucht, bevor sie in einer integrierten Anlage am Campus Schwarzwald in Freudenstadt umgesetzt werden können. Der erste Schritt und Voraussetzung für die biotechnologische Umwandlung ist die Vorbehandlung des Alt- und Restholzes.

»Wir stehen hier vor einer ziemlichen Herausforderung, denn Holzabfälle aus Hausabbruch, Möbelbau und Baustoffproduktion, darunter Span- oder MDF-Platten, enthalten Klebstoffe wie Harze und Phenole oder auch Lacke. Diese chemischen Bestandteile müssen wir zunächst entfernen, damit die Bakterien und Mikroalgen, also die Akteure der biotechnologischen Wasserstoffproduktion, ihre Arbeit erledigen können«, erläutert Schließmann. Zudem muss das Holz noch in seine Bausteine zerlegt und die hierbei gewonnene Cellulose in einzelne Zuckermoleküle gespalten werden, welche den wasserstoffproduzierenden Mikroorganismen als Futter dienen.

Für die biotechnologische Umwandlung der Holzzucker werden am Fraunhofer IGB zwei Fermentationsverfahren etabliert und miteinander verknüpft. Das eine setzt auf wasserstoffproduzierende Bakterien, welche die Zuckerarten zu CO2, organischen Säuren und Ethanol verstoffwechseln. Die Stoffwechselprodukte der Bakterien stellen die Nahrung für die Mikroalgen dar. Diese synthetisieren daraus Carotinoide oder Proteine als Koppelprodukte und setzen dabei ebenfalls Wasserstoff frei.

Zum Projekt
Das Projekt H2Wood – BlackForest wird vom 1. August 2021 bis zum 31. Juli 2024 mit einer Gesamtsumme von 12 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Ideenwettbewerbs »Wasserstoffrepublik Deutschland« gefördert.

Projektpartner
Campus Schwarzwald

Der Campus Schwarzwald ist in der Region Schwarzwald der Ansprechpartner für Lehre, Forschung und Technologietransfer der Maschinenbau- und produzierenden Industrie mit Kompetenzen im Bereich der Digitalisierung, Führung und Nachhaltigkeit. Gemeinsam mit der Universität Stuttgart führt der Campus die Experteninterviews zur Datenerhe-bung der Wasserstoffkreislaufwirtschaft im Schwarzwald durch. Diese Interviews bilden die Basis für weitere Konzepte der technischen Realisierung zur Erzeugung von grünem Wasserstoff sowie deren wirtschaftlichen Verwertung. Das im Projekt H2Wood – BlackFo-rest entstehende Umsetzungskonzept sieht den Aufbau und den Verbundbetrieb der vom Fraunhofer IGB konzipierten Anlage zur Erzeugung von Biowasserstoff zentral am Campus Schwarzwald in Freudenstadt vor.

Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart
Das Fraunhofer IGB entwickelt Verfahren, Technologien und Produkte für Gesundheit, nachhaltige Chemie und Umwelt. Mit der Kombination biologischer und verfahrenstech-nischer Kompetenzen und dem Systemansatz der Bioökonomie trägt das Institut zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft und intakten Umwelt bei. Im Projekt ist das Institut für die Entwicklung und Realisierung der Demonstratoren zur Fraktionierung und Verzucke-rung von Holz sowie zur biotechnologischen Konversion zu Wasserstoff und CO2-basierten Koppelprodukten zuständig.

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart
Organisatorische und technologische Aufgaben aus der Produktion sind Forschungs-schwerpunkte des Fraunhofer IPA. Methoden, Komponenten und Geräte bis hin zu kompletten Maschinen und Anlagen werden entwickelt, erprobt und umgesetzt. Ziel der Forschung des Instituts ist die wirtschaftliche Produktion nachhaltiger und personalisierter Produkte. 16 Fachabteilungen arbeiten interdisziplinär, koordiniert durch sechs Ge-schäftsfelder, vor allem mit den Branchen Automotive, Maschinen- und Anlagenbau, Elektronik und Mikrosystemtechnik, Energie, Medizin- und Biotechnik sowie Prozessin-dustrie zusammen.

Universität Stuttgart, Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF
Das IFF ist eng mit dem Fraunhofer IPA verbunden und arbeitet in gemeinsamen Projek-ten institutsübergreifend zusammen. Zudem lehrt und forscht das IFF u. a. im Bereich der industriellen Produktion und betrachtet hier verschiedene Energiesysteme. Hierbei spielen Produktionsstrategien sowie Wertschöpfungsnetze eine ebenso große Rolle wie neue Methoden der KI zur Flexibilisierung der Produktion und wie KI im Produktionsum-feld flächendeckend zum Einsatz kommen kann. Das Projektportfolio des IFF erstreckt sich dabei von der Erarbeitung konkreter technologischer Lösungen über Simulationen und Konzeptstudien bis zu Stakeholderprozessen und der Politikberatung.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Ursula Schließmann
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Nobelstr. 12; 70569 Stuttgart
Funktion am IGB: Koordinatorin Geschäftsfeld Umwelt
E-Mail: ursula.schliessmann@igb.fraunhofer.de
Telefon: +49 711 970-4222

Originalpublikation:
https://www.igb.fraunhofer.de/de/presse-medien/presseinformationen/2022/h2wood-b…

Weitere Informationen:
http://Link zur Projektseite H2Wood:
https://www.igb.fraunhofer.de/de/referenzprojekte/h2wood.html

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Fraunhofer-Projekt ML4P optimiert Effizienz der Industrieproduktion

Britta Widmann Kommunikation
Fraunhofer-Gesellschaft
Verfahren der Künstlichen Intelligenz werden bisher verstärkt in Bereichen wie der Bildanalyse oder der Spracherkennung eingesetzt. Im Bereich der industriellen Produktion sind sie noch Mangelware. Mehrere Fraunhofer-Institute haben im Leitprojekt »ML4P – Machine Learning for Production« eine Lösung entwickelt, mit der die Industrieproduktion durch maschinelles Lernen deutlich effizienter wird. Die darauf basierende Software-Suite ist sehr flexibel und auch mit älteren Maschinen kompatibel.

Das produzierende Gewerbe ist eine der tragenden Säulen der deutschen Wirtschaft. Nach Angaben des Statistischen Bundesamts gab es 2017 mehr als 700 000 produzierende Unternehmen mit etwa 7,4 Millionen Beschäftigten und einem Umsatz von über 2 Billionen Euro. Zu dieser wirtschaftlichen Stärke tragen Unternehmen aus Branchen wie Automobilbau, Elektrotechnik, Maschinenbau, Nahrungsmittelproduktion, Kunststoff oder Chemie bei. Viele dieser Unternehmen nutzen große Geräteparks und komplexe Produktionsanlagen. Moderne Maschinen, ausgestattet mit umfangreicher Sensorik, liefern immer mehr Daten. Hierdurch ist ein großes Potenzial entstanden, die Produktion durch Analyse der Daten mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML) zu optimieren

Ein Konsortium aus mehreren Fraunhofer-Instituten will nun das bisher weitgehend ungenutzte Potenzial für die Industrie nutzbar machen. Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB haben sie im vierjährigen Leitprojekt »ML4P – Machine Learning for Production« eine leistungsfähige Lösung erstellt, mit der Unternehmen ihre Produktion auf Basis von ML-Technologien optimieren können. Der ML4P-Ansatz ist eine Kombination aus einem wissenschaftlich fundierten Vorgehensmodell und darauf aufbauenden Software-Tools. Ziel ist es, die Produktion schneller, energieeffizienter und ressourcenschonender zu gestalten. Die ML-basierten Software-Tools können beispielsweise durch die Analyse der Maschinendaten versteckte Zusammenhänge entdecken und damit eine Optimierung des Fertigungsprozesses initiieren. Durch ihre Lernfähigkeit sind sie zudem in der Lage, die Produktion kontinuierlich zu verbessern. Das kommt auch der Produktqualität zugute.

Vorgehensmodell in mehreren Phasen
Die Software ist dabei nur ein Teil des ML4P-Ansatzes. Eine entscheidende Grundlage ist das so genannte Vorgehensmodell. Christian Frey, Abteilungsleiter Mess-, Regelungs- und Diagnosesysteme am Fraunhofer IOSB und ML4P-Projektleiter, erklärt: »Wir überfallen die Unternehmen nicht mit einer fertigen Software-Lösung, sondern gehen mit unserem Vorgehensmodell gemeinsam mit dem Unternehmen methodisch und schrittweise vor.« Erster Schritt ist die Analyse des Ist-Zustands des Produktionsprozesses. Auf dieser Basis identifizieren die Experten mögliche Optimierungspotenziale, legen Ziele fest und erarbeiten ein Konzept für den Einsatz von ML4P. In einem nächsten Schritt überprüfen sie, ob das Konzept auf Grundlage der vorhandenen Maschinen und Daten wirklich funktioniert und wie das zu den Unternehmenszielen passt.

»Das Vorgehensmodell ist in mehrere, aufeinander aufbauende Phasen gegliedert. Die Entscheidung, ob ein Unternehmen sich wirklich für den Einsatz von ML4P entscheidet, fällt erst dann, wenn sicher ist, dass das Konzept funktioniert, gut umsetzbar und betriebswirtschaftlich sinnvoll ist«, sagt Lars Wessels, stellvertretender ML4P-Projektleiter.

Im nächsten Schritt werden die Prozessdaten der Anlagen und Maschinen in ein umfassendes, digitales Informationsmodell überführt. Ebenso wichtig wie die Daten ist dabei das Expertenwissen. Hier bringen Ingenieurinnen und Ingenieure ihre Kenntnisse über alle Prozessschritte, die Funktion und das Zusammenspiel aller Maschinen ein. Das Expertenwissen fließt in digitaler Form in eine ML4P-Verarbeitungspipeline zum Erlernen eines Prozessmodells ein. Erst danach folgen die Implementierung und der Probebetrieb. Am Schluss stehen die Übergabe und der Start in den Produktionsalltag.

Flexible Tools und Industriestandards
Für die Implementierung einer ML-optimierten Produktion stellt die Software-Suite eine Reihe Tools zur Verfügung, darunter auch generische Tools für typische Aufgaben wie die Überwachung des Betriebsstatus einer Maschine. Diese sind kompatibel zu einer Vielzahl industrieller Kommunikationsschnittstellen wie beispielsweise OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture). Wo immer möglich verzichten die Fraunhofer-Forschenden auf proprietäre Softwareprotokolle und setzen auf etablierte Standards und Programmierschnittstellen.

Skalierbarkeit und Flexibilität sind weitere Stärken des Konzepts. Nach der Inbetriebnahme sind die einzelnen Module jederzeit anpassbar, lernen mithilfe der eingehenden Maschinendaten laufend dazu und können so Optimierungspotenziale aufzeigen. Neue Anlagen lassen sich problemlos integrieren, ebenso wie die meisten älteren Maschinen, auch solche, die vielleicht schon 30 oder gar 40 Jahre alt sind. »Es kommt weniger auf die Maschine an als darauf, ob sie geeignete Daten liefern kann, etwa wenn sie mit Sensorik ausgestattet ist«, sagt Wessels. Auch kleinere Betriebe können ML4P einsetzen, selbst wenn sie nur bestimmte Abschnitte einer Fertigung optimieren wollen.

»Viele Unternehmen stehen dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz oder ML noch skeptisch gegenüber, weil sie das enorme Potenzial von maschinellem Lernen für die Produktion noch nicht erkannt haben. Aber die modular aufgebaute Fraunhofer-Plattform bietet Eigenschaften wie Transparenz, Flexibilität und Skalierbarkeit. Dadurch sinken die Einstiegshürden«, sagt Frey.

Das ML4P-Team hat das Konzept bereits in verschiedenen Anwendungsdomänen erprobt. Am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU wurden Lösungen für die Blechumformung entwickelt. Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF hat die Fertigung von Membranfiltern optimiert, und das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM testete das Konzept bei einer Anlage zum Biegen von Glas. Viele Software-Tools wurden auf Basis dieser Praxistests bereits entwickelt.

»Wir sind sehr froh, dass das ambitionierte Projekt ML4P nach vier Jahren Arbeit erfolgreich abgeschlossen ist. Damit steht Unternehmen des produzierenden Gewerbes erstmals die Möglichkeit offen, das Optimierungspotenzial des maschinellen Lernens für die Produktion voll auszuschöpfen«, sagt Frey.

Weitere Informationen:
https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2022/april-2022/fraunhof…

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Entstehung von Smog

Maren Mielck Abteilung Öffentlichkeitsarbeit
Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.
Ruß als überraschende Quelle für smogbildende Hydroxylradikale

Industriedunst oder Smog bildet sich, wenn ein Cocktail von Industrieabgasen zu aggressiven, Feinstäuben oxidiert wird, die das Sonnenlicht verdunkeln. Treibende Kraft sind Hydroxylradikale – und für deren Bildung hat nun ein Forschungsteam eine neue Quelle gefunden. Der neu entdeckte Entstehungsmechanismus zeigt auch neue Perspektiven zur Luftreinigung und Energiegewinnung auf, zeigt eine in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlichte Studie.

Die Dunstglocke über Städten besteht aus rußhaltigem Feinstaub und entsteht, wenn Abgase aus Industrie, Verkehr und Landwirtschaft zu Schwebteilchen kondensieren. „Hydroxylradikale beschleunigen diese Kondensation erheblich,“ sagt Joseph S. Francisco von der University of Pennsylvania in Philadelphia (USA), einer der Hauptautoren der Studie. Als deren Quellen gelten vor allem Stickoxide und Ozon. Allerdings erklärt diese Entstehung nicht vollständig, wie sich immer wieder ein derartig massiver Feinstaubdunst formieren kann, wie er vor allem in smoggeplagten Regionen in Südostasien regelmäßig auftritt.

Die Forschungsgruppen um Joseph S. Francisco von der University of Pennsylvania (USA) und Hong He von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Beijing, haben nun in einer Zusammenarbeit die chemische Aktivität von Rußteilchen genauer unter die Lupe genommen. Ruß besteht aus unverbranntem Kohlenstoff und stammt aus den Abgasen von Dieselmotoren oder wird durch Brandrodung und Waldbrände verbreitet. Bislang galten Rußteilchen eher als Senke für Hydroxylradikale.

In ihren Experimenten beobachteten Francisco und sein Team jedoch, dass Rußteilchen Hydroxylradikale abgeben, wenn unter Lichteinstrahlung wasserdampfhaltige Luft darüber geleitet wird.

Allerdings hätten die Forschenden erwartet, dass die entstandenen Hydroxylradikale die Rußoberfläche gar nicht verlassen, sondern gleich weiterreagieren. Energetische Berechnungen zeigten jedoch, dass ein Hydroxylmolekül, sobald es entstanden ist, zwar an die Kohlenstoffatome auf der Oberfläche bindet, sich aber auch schnell fortbewegt. „Das geschieht ähnlich wie beim Roaming“, erklären die Autor:innen. Demnach huschten die Teilchen über die Oberfläche und entfernen sich schließlich ganz.

Aus ihren Ergebnissen schließt das Team, dass Rußteilchen aktiv zur Dunst- und Smogbildung beitragen. Ihre Ergebnisse denken die Forschenden aber noch weiter. Da nämlich offenbar Licht ausreicht, um auf Ruß stabile Wassermoleküle zu zersetzen, könnte dieses Material vielleicht zu metallfreien Kohlenstoffkatalysatoren weiterentwickelt werden. Solche Ruß-basierten Katalysatoren könnten Stickoxide und flüchtige organischen Verbindungen (VOCs) aus der Luft entfernen helfen, oder in einer umweltfreundlichen künstlichen Photosynthese aus Lichtenergie chemische Energie erzeugen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 06/2022
Autor/-in: Joseph S. Francisco, University of Pennsylvania (USA), https://www.chem.upenn.edu/profile/joseph-s-francisco

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.
Die „Angewandte Chemie“ ist eine Publikation der GDCh.

Originalpublikation:
https://doi.org/10.1002/ange.202201638

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

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Corona macht Frauen unglücklicher als Männer

Rimma Gerenstein Hochschul- und Wissenschaftskommunikation
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
Eine Studie der Universität Freiburg im Rahmen des „SKL Glücksatlas“ unter Leitung von Pro-fessor Bernd Raffelhüschen zeigt ein »Happiness Gap der Frauen«. Die Pandemie kehrt den früheren Glücksvorsprung der Frauen ins Gegenteil: Je einschneidender die Corona-Maßnahmen, desto größer die Glücksverluste.

In Sachen Glück hatten Frauen bis 65 bislang immer einen Vorsprung vor den Männern. Gemes-sen auf einer Skala von null bis zehn lagen sie in den Zeiten vor Corona um 0,04 Punkte vorn. In der Coronakrise verlieren alle Deutschen an Lebenszufriedenheit – aber Frauen deutlich mehr als Männer. Der »Happiness Gap« beträgt 0,19 Punkte. Je einschneidender die Corona-Maßnahmen, desto größer die Glücksverluste. In Lockdown-Phasen betrug der Glücksabstand zu den Männern bis zu 0,4 Punkte (Mai 2021). Die Pandemie wendet den früheren kleinen Glücksvorsprung der Frauen ins Gegenteil. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie des For-schungszentrums Generationenverträge an der Universität Freiburg mit Unterstützung der Süd-deutschen Klassenlotterie. Im Rahmen des „SKL Glücksatlas“ hat der wissenschaftliche Leiter Prof. Bernd Raffelhüschen vom Institut für Finanzwissenschaft und Sozialpolitik an der Albert-Ludwigs-Universität das Ausmaß der Einbußen an Lebenszufriedenheit der Geschlechter unter-sucht. Insgesamt wurden seit Januar 2020 15.200 Deutsche repräsentativ befragt, zuletzt im De-zember 2021 und Januar 2022 insgesamt 2.075 Personen vom Institut für Demoskopie Allens-bach.

Vor der Pandemie waren junge Frauen zufriedener als junge Männer, jetzt sind sie unglücklicher
„Überraschend sind die großen Glückseinbußen von jungen Frauen bis 25 Jahre“, sagt Raffelhü-schen. Diese jungen Frauen waren vor Corona nicht nur die glücklichsten Menschen der Repub-lik, sie waren auch zufriedener als gleichaltrige junge Männer, ihr Glücksvorsprung betrug 0,2 Punkte. Während der Coronakrise verloren sie 0,6 Punkte, die jungen Männer aber nur 0,3 Punkte. Corona bewirkt bei jungen Frauen einen Kipp-Effekt: Vor der Pandemie waren sie zu-friedener als die Männer, in der Pandemie sind sie eindeutig unglücklicher geworden.

Ähnlich sieht es bei Studentinnen und alleinlebenden jungen Frauen (bis 35) aus. Studentinnen verlieren in der Pandemie 0,8 Punkte, Studenten „nur“ 0,2 Punkte. Alleinlebende junge Frauen verlieren 0,9 Punkte, alleinlebende Männer im gleichen Alter „nur“ 0,6 Punkte. Als Hauptgründe ihrer Unzufriedenheit geben beide Frauengruppen Einsamkeit und Kontaktbeschränkungen an. 55 Prozent geben an, ihre wöchentlichen Treffen auf mindestens monatlich reduziert zu haben. Im Unterschied zu ihren männlichen Pendants leiden diese beiden Frauengruppen deshalb be-sonders stark unter den fehlenden sozialen Kontakten.

Vollzeitarbeitende Mütter mit Kindern verlieren am meisten an Lebensglück
Dass Mütter mit Kindern durch die Corona-Maßnahmen besonders belastet sind und sich das negativ auf ihre Glücksbilanz auswirkt, war zu erwarten. In Vollzeit erwerbstätige Mütter verlie-ren 1,0 Punkte in der Pandemie, ihre Männer »nur« 0,4. Mütter sitzen in der »Multitasking Fal-le«, denn bei ihnen schlagen sowohl das Homeschooling als auch die vermehrte Hausarbeit und hier auch das Homeoffice negativ auf die Lebenszufriedenheit zu Buche. Ihren familiären Zeit-aufwand weiten zwar Mütter und Väter aus, Frauen hatten aber schon vor Corona mehr zu tun. Kontaktreduktionen betreffen sie hingegen kaum. Bei erwerbstätigen Müttern in Teilzeit sind die Glückseinbußen schwächer. Sie verlieren 0,7 Punkte, ihre (in Vollzeit arbeitenden) Männer 0,3.

Weibliche Selbständige büßen während der Pandemie deutlich mehr an Lebenszufriedenheit ein als männliche Selbständige. Sie verlieren 0,8 Punkte, selbstständige Männer dagegen nur 0,4 Punkte. Eine wichtige Rolle für die hohe Unzufriedenheit der weiblichen Selbständigen spielen wirtschaftliche Sorgen: Die Corona-Maßnahmen trafen besonders weiblich dominierte Branchen wie körpernahe Dienstleistungen, Floristen, Kitabetreiber, Innenausstatter, Einzelhandel oder das Reinigungsgewerbe. Männlich dominierte Branchen wie das produzierende Gewerbe waren da-gegen kaum von Einschränkungen und finanziellen Einbußen betroffen.

Ein Sonderfall sind die Rentnerinnen (über 65). Sie waren schon vor Corona etwas unzufriedener (0,1 Punkte) mit ihrem Leben als gleichaltrige Rentner. In der Coronakrise hat sich dieser Abstand vergrößert. Sie sind nunmehr 0,2 Punkte unzufriedener als Rentner.

Der SKL Glücksatlas
Die Studie „Happiness Gap der Frauen in der Coronakrise“ erscheint im Rahmen des SKL Glücksatlas, der aktuellsten regelmäßigen Studie zur Lebenszufriedenheit der Deutschen. Die wissenschaftliche Leitung hat Prof. Bernd Raffelhüschen von der Universität Freiburg. Der Glücksatlas wurde bis Ende 2021 von der Deutschen Post herausgegeben. Als neuer Partner ist seit 2022 die Süddeutsche Klassenlotterie (SKL) an Bord. „Mit unserem Engagement für den Glücksatlas wollen wir die Forschung über Zufriedenheit und Wohlbefinden in Deutschland erweitern und die Ergebnisse der Glücksforschung einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich ma-chen“, sagt Dr. Bettina Rothärmel – Vorständin der GKL Gemeinsame Klassenlotterie der Län-der AöR, Veranstalterin der SKL-Lotterien.

Mit Beginn der Partnerschaft initiiert die SKL zudem erstmals eine wissenschaftliche Glücksda-tenbank für Journalistinnen, Journalisten und Interessierte: Unter skl-gluecksatlas.de werden kontinuierlich aktuelle Daten, Analysen und Sonderstudien über die Entwicklung der Lebenszu-friedenheit in Deutschland bereitgestellt und damit einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

Näheres zur Vorgehensweise und Methodik findet sich in der Langfassung der Sonderstudie: https://www.skl-gluecksatlas.de/info/presse.html

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Max Höfer
T + 49 (0) 172 9243939
E info@skl-gluecksatlas.de

Cornelia Friedrich
T + 49 (0) 89 67903-8086
E info@skl-gluecksatlas.de

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Freiwillige untersuchen die Stickstoffbelastung von Gewässern

Dr. Corinna Dahm-Brey Presse & Kommunikation
Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg
Citizen-Science-Projekts der Universitäten Oldenburg und Osnabrück zeigt, dass Fließgewässer im Weser-Ems-Gebiet stark mit Nitrat belastet sind

Genau 8754 Gewässerproben sammelten die 800 Teilnehmerinnen und Teilnehmer eines von den Universitäten Oldenburg und Osnabrück koordinierten Bürgerwissenschaftsprojekts von September 2019 bis März 2021. An mehr als 540 Standorten in den Landkreisen Osnabrück, Vechta, Emsland und Cloppenburg sowie der Stadt Osnabrück untersuchten die Freiwilligen mit speziellen Teststäbchen Brunnenwasser, Quellenwasser, Fließgewässer, Standgewässer und Regenwasser, um anhand von Farbschattierungen einen Überblick über den Nitratgehalt zu bekommen. Ein großer Teil der beprobten Fließgewässer weist den Ergebnissen zufolge zu hohe Nitratbelastungen auf, berichtete das Projektteam heute auf einer Veranstaltung in der Katholischen Akademie Stapelfeld in Cloppenburg. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Osnabrück stuften drei Viertel der beprobten Fließgewässer als hoch oder sehr hoch belastet ein und bestätigten damit Ergebnisse früherer Untersuchungen. Eine interaktive Online-Karte mit Messstandorten und Messwerten findet sich auf der Webseite www.nitrat.uos.de.

„Eine hohe Nitratbelastung ist sowohl für die Gewässerökologie als auch für die menschliche Gesundheit bedenklich“, sagt Melanie Vogelpohl, Referentin für Umweltinformationsvermittlung bei der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU). „Die Problematik ist durch das hohe Engagement von Bürgerinnen und Bürger stärker ins Bewusstsein gerückt.“

Im Mittelpunkt des von der Stiftung geförderten Projekts stand der Citizen Science-Ansatz: Die Forschenden haben Bürgerinnen und Bürger an naturwissenschaftlicher Forschung beteiligt. „Die Ergebnisse zeigen, dass Freiwillige einen wichtigen Beitrag zur Forschung zum Thema Gewässerschutz leisten können“, betonte Prof. Dr. Marco Beeken von der Universität Osnabrück. Der Chemiedidaktiker hatte das Projekt gemeinsam geleitet mit Prof. Dr. Verena Pietzner – bis Ende letzten Jahres Chemiedidaktikerin an der Universität Oldenburg, heute Präsidentin der Universität Vechta. Der Ansatz, Freiwillige zu beteiligen, habe sich bewährt, betonte Pietzner: „Die hohe Zahl von 800 Teilnehmerinnen und Teilnehmern zeigt, dass in der Region ein großes Interesse an Umweltthemen besteht.“

Interessierte konnten innerhalb des Projekts nicht nur Messwerte beisteuern, sondern auch weitere Angebote wie beispielsweise Schülerlabore, eine Online-Ausstellung oder eine von der Universität Oldenburg konzipierte Stickstoffbox mit Experimenten nutzen, um Einblicke in das Thema Stickstoffbelastung zu erlangen. In einer Begleitstudie untersucht die Universität Osnabrück aktuell, inwieweit die Teilnahme an dem Citizen Science-Projekt Einstellungen und Kenntnisse zum Thema Gewässerschutz verändert.

Unter den Freiwilligen, die sich im Projekt engagierten, waren auch 200 Schülerinnen und Schüler gemeinsam mit ihren Lehrkräften. „Ohne das großartige Engagement und so viele Teilnehmerinnen und Teilnehmer hätten wir weder diese Datenmenge erheben noch das Projekt so erfolgreich durchführen können“, sagt Mientje Lüsse, von der Universität Oldenburg, Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt. Der Citizen-Science-Ansatz könne eine innovative Rolle in der wissenschaftlichen Forschung spielen und gleichzeitig Bildung vermitteln.

Die Messergebnisse zeigten eine hohe Übereinstimmung mit den Resultaten anderer Messinitiativen wie beispielsweise den Brunnenwassermessungen des Umweltvereins VSR-Gewässerschutz. Beeken zeigte sich mit der Qualität der Ergebnisse zufrieden: „Die verwendeten Teststäbchen sind zuverlässig genug, um einen Überblick über die Nitratbelastung zu gewinnen und räumliche und zeitliche Entwicklungen zu verfolgen. Um in weiteren Projekten genauere Messungen durchzuführen, entwickeln wir gerade eine Messmethode mit einem Farbsensor und Elementen aus dem 3D-Drucker.“

Anhand der Daten untersuchte das Team, welche Faktoren die Nitratbelastung beeinflussen. „Die Messungen der Bürgerinnen und Bürger zeigen, dass schmale Bäche wie der Bornbach in der Nähe von Damme besonders gefährdet sind, da bereits ein geringer Nitrateintrag zu hohen Konzentrationen führt“, erläutert Projektmitarbeiterin und Doktorandin Frauke Brockhage von der Universität Osnabrück. Stehende Gewässer wie Seen weisen der Auswertung zufolge eine geringere Belastung auf als Fließgewässer, doch auch hier zeigten sich bei einem knappen Viertel der Messstellen hohe oder sehr hohe Nitratbelastungen. Unter den beprobten Brunnen überschritt etwa ein Sechstel den gesetzlichen Grenzwert von 50 Milligramm pro Liter. Insbesondere die Zusammensetzung des Bodens spielt der Analyse zufolge bei der Belastung des Grundwassers eine große Rolle: So traten in Geestgebieten mit sandigen Böden besonders hohe Nitratkonzentrationen auf.

Die Nitratbelastung der beprobten Fließgewässer ist, so Brockhage, in städtischen und landwirtschaftlich genutzten Flächen höher als in Wäldern und naturnahen Flächen. Über die konkreten Ursachen dafür können die Forschenden anhand der Daten jedoch keine Aussagen machen. Bekannt ist, dass Düngemittel aus der Landwirtschaft eine große Quelle von Nitrat in Gewässern sind. Aber auch Industrie, Verkehr und Abwässer tragen zur Belastung bei. Hohe Nitratwerte führen zu einer Überdüngung von Gewässern mit Algenblüten und Sauerstoffmangel und erhöhen die Kosten für die Trinkwassergewinnung und -aufbereitung. In Folgeprojekten will das Team die Frage nach den Ursachen genauer untersuchen.

Das Projekt wurde durch einen Beirat begleitet, in dem unter anderem der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) sowie der Kreislandvolkverband Cloppenburg vertreten waren.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Marco Beeken, Universität Osnabrück, Tel.: 0541/969-3378, E-Mail: marco.beeken@uos.de

Weitere Informationen:
http://uol.de/chemie/chemiedidaktik
http://www.nitrat.uos.de

Anhang
Freiwillige bestimmten die Nitratkonzentration mit Hilfe von Teststäbchen.

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Zurück in den Kreislauf: Menschlicher Urin wird zu Recyclingdünger für Berliner Gemeinschaftsgärten

Ine Haesaert Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ)
„Urban Cycles“, ein Citizen Science Projekt zu nachhaltiger Düngung mit urinbasiertem Recyclingdünger in Berliner Gemeinschaftsgärten, ist als eine von 15 partizipativen Projektideen im Hochschulwettbewerb ausgezeichnet worden.
In teilnehmenden Berliner Gemeinschaftsgärten wird ein Recyclingdünger aus künstlichem Urin getestet – das Besondere daran ist, dass die Experimente von den Gärtnernden selbst durchgeführt und die Ergebnisse gemeinsam mit Forschenden ausgewertet werden. Ziel des Projekts ist es, Gärtnernden interaktiv Wissen zu nachhaltiger Düngung zu vermitteln und sie partizipativ in den wissenschaftlichen Prozess und gesellschaftspolitischen Dialog zu Recyclingdüngern einzubinden.

Der Hochschulwettbewerb wird jährlich von Wissenschaft im Dialog (WiD) im Rahmen des Wissenschaftsjahres ausgerufen. In diesem Jahr lautet das Thema „Nachgefragt“ und passend dazu wurden 15 partizipative Projektideen ausgezeichnet. Zu den diesjährigen Gewinner*innen gehört auch das Projekt „Urban Cycles: ein Citizen Science Projekt zu nachhaltiger Düngung mit urinbasierten Recyclingdüngern in Berliner Gemeinschaftsgärten“, koordiniert vom Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) in Großbeeren.

Für die sozial-ökologische Transformation ist eine zirkuläre Betrachtung der Dünger- und Nahrungsproduktion zentral. Eine wichtige Nährstoffressource ist menschlicher Urin, der sich in einen sicheren, schadstofffreien und wirksamen Recyclingdünger umwandeln lässt. Im Projekt „Urban Cycles“ soll in Berliner Gemeinschaftsgärten ein Recyclingdünger aus künstlichem Urin getestet werden. Den teilnehmenden Gemeinschaftsgärten wird dafür kostenlos der vom Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) entwickelte C.R.O.P®-Dünger (Combined Regenerative Organic Food Production) zur Verfügung gestellt. Der neue Recyclingdünger stammt aus Forschungsanlage des DLR, die aktuell noch mit künstlichem Urin betrieben werden. Die Gärtner*innen führen dann mit dem C.R.O.P®-Dünger selbst Experimente durch und dokumentieren ihre Ergebnisse. In Dialogrunden werten sie ihre Beobachtungen gemeinsam mit Forschenden aus. Ziel des Projekts ist es, Gärtner*innen interaktiv Wissen zu nachhaltiger Düngung zu vermitteln und sie partizipativ in den wissenschaftlichen Prozess und gesellschaftspolitischen Dialog zu Recyclingdüngern einzubinden. Durch offene Formate und das Prinzip “von Gärtnernden für Gärtnernde” soll das gemeinsam erarbeitete Wissen möglichst vielen weiteren Interessierten zugänglich gemacht werden.

Das „Urban Cycles“-Projektteam am IGZ ist eine Kooperation zwischen der Forschungsgruppe „Gartenbausysteme der Zukunft“ und dem Wissenschaftsmanagement. Unterstützt wird das Projekt außerdem vom DLR in Köln.
Der Hochschulwettbewerb wird jährlich von Wissenschaft im Dialog (WiD) in Kooperation mit dem Bundesverband Hochschulkommunikation und der Hochschulrektorenkonferenz ausgerufen und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Wissenschaftsjahres gefördert. Im Hochschulwettbewerb 2022 – Wissenschaftsjahr „Nachgefragt!“ laden junge Forschende Bürger*innen dazu ein, sich aktiv am Forschungsprozess zu beteiligen und gemeinsam den Herausforderungen der Zukunft zu begegnen. Aus 270 Einreichungen hat die Jury nun die besten 15 Projektideen gekürt. Die Gewinnerteams erhalten jeweils 10.000 Euro, um damit bis Ende des Jahres ihre Ideen in die Praxis umzusetzen.

Für das Urban Cycles-Projektteam und die 14 andere Gewinner*innenteams geht es nun direkt weiter: Im März nehmen sie an einem Auftakt-Workshop von Wissenschaft im Dialog zum Thema Wissenschaftskommunikation teil, im Laufe des Jahres folgen weitere Schulungen und Veranstaltungen, bei denen sich die Teams auch untereinander vernetzen können.
Die Fortschritte, Erfahrungen und Ergebnisse des Projekts können über die Projektwebsite, die sozialen Medien und den Blog des Hochschulwettbewerbs verfolgt werden. Genaue Einzelheiten dazu werden in einer separaten Pressemitteilung bekannt gegeben, sobald das Projektteam die ersten Schritte unternommen hat.

Weitere Informationen:
https://www.igzev.de/aktuelles/aktuelles/neuigkeiten/ Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) e.V.
http://www.dlr.de Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) e.V.
http://www.wissenschaft-im-dialog.de/projekte/hochschulwettbewerb-mitforschen-er… Wissenschaft im Dialog: Hochschulwettbewerb 2022 – Die Gewinner*innen
http://www.hochschulwettbewerb.net/2022 Hochschulwettbewerb: Blog

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KIT: Bundesweites Pilotprojekt zum Corona-Nachweis im Abwasser

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation – Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie
Mehrere Tage bevor die ersten Krankheitssymptome auftreten, sind Coronaviren bereits im Abwasser nachweisbar. Dies bietet die Möglichkeit, die Fallzahlen schneller erheben, das Infektionsgeschehen präziser abbilden sowie neue COVID-19-Varianten und deren Verbreitung früher erkennen zu können. Der am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierte Projektverbund „Systematische Überwachung von SARS-CoV-2 im Abwasser“ will diese Potenziale heben und prüfen, ob und gegebenenfalls wie in Deutschland ein abwasserbasiertes COVID-19-Frühwarnsystem umgesetzt werden kann. Die Europäische Union fördert das Vorhaben mit rund 3,7 Millionen Euro.

Diese Presseinformation finden Sie mit Foto zum Download unter: https://www.kit.edu/kit/pi_2022_015_bundesweites-pilotprojekt-zum-corona-nachwei…

„Dieses ressortübergreifende Forschungsvorhaben bietet die Chance, das wissenschaftliche Know-how und bisherige Erfahrungen im Abwassermonitoring deutschlandweit zu bündeln und bei der Eindämmung der COVID-19-Pandemie systematisch zu nutzen“, sagt Dr. Verena Höckele, Projektkoordinatorin beim Projektträger Karlsruhe (PTKA) am KIT.

In das im Februar gestartete und ein Jahr laufende Pilotprojekt steigen sukzessive bundesweit 20 Standorte ein. An diesen werden zweimal pro Woche und über einen Zeitraum von jeweils 24 Stunden Mischwasserproben aus dem Zulauf der Kläranlagen entnommen, aufbereitet und mittels eines PCR-Tests analysiert. Anschließend sollen die Ergebnisse mit den Pandemiedaten der örtlichen Gesundheitsämter verknüpft werden und nach Möglichkeit in die pandemische Lagebeurteilung einfließen.

Virusvarianten mit Abwassermonitoring schneller erkennen
„Das Verfahren, die Häufigkeit und Dynamik von SARS-CoV-2 Viren über das kommunale Abwasser zu bestimmen, wurde in Deutschland bereits im Zuge einzelner Forschungsprojekte erfolgreich erprobt“, so Professor Harald Horn, Leiter des Bereichs Wasserchemie und Wassertechnologie am Engler-Bunte-Institut des KIT. Es könne nicht nur dazu beitragen, die Dunkelziffer von Infizierten besser abzuschätzen, sondern auch die Verbreitung von Varianten und Mutationen schneller zu erkennen als es durch die Testung einzelner Personen möglich sei, ist Horn überzeugt.

Im Projekt wollen die Forschenden nun auf der Basis vergleichbarer Ergebnisse analysieren, welche Methoden sich für ein flächendeckendes Monitoring eignen könnten und welche Daten hierfür erhoben werden müssen, um Coronaviren im komplex zusammengesetzten Abwasser nachweisen zu können. Dies zeigt sich aktuell bei der Erfassung der Omikron-Variante, deren Virenfragmente vorwiegend über die oberen Atemwege ausgeschieden werden und im Vergleich zur Delta-Variante nur zu einem Drittel ins Abwasser gelangen. Eine besondere Herausforderung für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist es deswegen, die Qualität der Probenentnahme, der Laboranalyse und der Datenauswertung weiter zu verbessern.

Am Ende der Pilotphase steht die Entscheidung, ob für Deutschland ein flächendeckendes Abwassermonitoring oder eher ein repräsentatives Monitoring empfohlen werden soll. Ein solches flächendeckendes Frühwarnsystem gegen COVID-19, das sich perspektivisch auch für andere Krankheitserreger wie zum Beispiel Polio oder Grippeviren eignen würde, ist bereits in den Niederlanden, Kanada und Australien im Einsatz.

ESI-CorA: Förderung und Projektpartner
Das Projekt „Systematische Überwachung von SARS-CoV-2 im Abwasser“ (ESI-CorA) fördert die Europäische Union im Rahmen des Soforthilfeinstruments ESI (Emergency Support Instrument) mit rund 3,7 Millionen Euro. Initiiert wurde es vom Bundesministerium für Gesundheit, dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz sowie dem Bundesministerium für Bildung und Forschung. Der Projektträger Karlsruhe (PTKA) am KIT koordiniert das Projekt, Partner sind neben dem KIT die Technische Universität Darmstadt, das Umweltbundesamt und das Robert Koch-Institut. Ein Steuerungsgremium aus Vertreterinnen und Vertretern von Bund, Ländern und Verbänden soll nach Ende des Pilotierungsvorhabens im Februar 2023 über die Verstetigung der Ergebnisse entscheiden. (sur)

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 9 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 23 300 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: https://www.kit.edu/kit/presseinformationen.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Margarete Lehné, stellv. Pressesprecherin, Tel.: +49 721 608-41157, E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

Weitere Informationen:
https://www.kit.edu/kit/pi_2022_015_bundesweites-pilotprojekt-zum-corona-nachwei…

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Pressemitteilung – Windparks verändern die Nordsee

Dr. Torsten Fischer Kommunikation und Medien
Helmholtz-Zentrum Hereon
Ein Team um Nils Christiansen vom Helmholtz-Zentrum Hereon hat eine Studie zu den Einflüssen von Offshore Windparks auf die Ozeandynamik veröffentlicht. Im Fokus stand eine Abschwächung des Windes und einhergehende Veränderungen der physikalischen Bedingungen der betroffenen Nordseegebiete. Denn die Windkraftanlagen stellen Hindernisse für Wasser und Luft dar. Die Effekte sind im Hinblick auf die Planung zukünftiger Offshore Windparks von großer Bedeutung. Die Studie erschien im Fachmedium Frontiers in Marine Science.

Die imposanten Aufnahmen der Offshore Windparks in der Nordsee mit Blick auf das glitzernde Wasser haben sich fest in den Köpfen eingebrannt. Sie gehören bereits wie der Wattwurm zum Bild der Nordsee. Doch welche nicht sichtbaren Zusammenspiele und Auswirkungen gehen mit dem wichtigen Baustein deutscher Energiewende einher?

Die Studie des Hereon-Instituts für Küstensysteme – Analyse und Modellierung simuliert eine Abschwächung der Windgeschwindigkeit auf der windabgewandten Seite (Lee-Seite) der Parks. Belegt wurde das Phänomen kürzlich von einem Hereon-Team, dessen Studie im Journal Nature erschien (Akthar et al., 2021). Auslöser für die Abschwächung des Windes sind die Turbinen. Für die Stromerzeugung entziehen sie dem Windfeld kinetische Energie. In Lee der Windräder entstehenden sogenannte atmosphärische Wirbelschleppen. Diese sind charakterisiert durch verringerte Windgeschwindigkeit sowie durch spezielle Druckverhältnisse und erhöhte Luftturbulenz. Unter stabilen atmosphärischen Bedingungen breiten sich die Defizite der Windgeschwindigkeit bis zu 70 km hinter den Windparks aus.

Wenn der Wind abflaut
Mithilfe hochauflösender, hydrodynamischen Computersimulationen hat das Team die Effekte auf die südliche Nordsee für den Sommer 2013 (Mai bis September) analysiert.
Die Analyse zeigt einen Zusammenhang von Wirbelschleppen und Änderung des impulsgetriebenen Austauschs zwischen Atmosphäre und Wasser. Hierdurch könnten wiederum die horizontalen Strömungen und die Schichtung des Wassers beeinflusst werden.

Die Effekte der Wirbelschleppen sind stark genug, um die vorhandenen Strömungen umzulenken. Was eine Verschiebung der mittleren Temperatur- und Salzgehaltsverteilung in den Gebieten der Windparks zur Folge hat. „Die auftretenden Änderungen bleiben im Rahmen der interannuellen Variabilität. Dennoch, zeigen sie ähnliche Größenordnungen auf, wie die vermuteten mittleren Änderungen aufgrund des Klimawandels oder der Variabilität von Jahr zu Jahr“, so Nils Christiansen, vom Hereon Institut für Küstensysteme, der federführender Autor bei der Studie war.

Es wird neu geschichtet
Eine weitere Konsequenz der Wirbelschleppen ist die Minderung von scherungsbedingten Prozessen an der Meeresoberfläche. In anderen Worten: Die vom Winden hervorgerufene turbulente Durchmischung der Wasseroberfläche wird dutzende Kilometer um den Windpark reduziert. Wasser ist meist geschichtet, so liegt z.B. eine Schicht mit wärmerem Wasser auf einer Schicht mit kaltem. Durch die Windparks wird die natürliche Schichtung gestört. Aufgrund der reduzierten Durchmischung wird eine stabilere Schichtung des Wassers begünstigt. Besonders auffällig war das während des Rückgangs der Sommerschichtung.
Die natürliche Sichtung des Wassers ist im Sommer besonders markant und nimmt zum Herbst hin ab. Im Gebiet der Windparks wurde jedoch eine stabilere Schichtung außerhalb der jahreszeitlichen Schwankung berechnet.

Was bedeuten die Ergebnisse für die Nordsee?
„Die Größenordnung der induzierten mittleren Veränderungen deutet nicht auf schwerwiegende lokale Auswirkungen hin, allerdings treten weitreichende strukturelle Veränderungen im System auf“, sagt Christiansen. „Die Veränderungen in der Strömung und Durchmischung beeinflussen voraussichtlich die Planktonproduktion und die Struktur des Nahrungsnetzes und können die Wirkungsweise von Schutzgebieten beeinflussen. Es ist also wichtig diese Folgen bei der Entwicklung von Meeresschutzkonzepten zu berücksichtigen“, sagt die Hereon-Institutsleiterin Prof. Corinna Schrum und gibt einen Ausblick für die Implementierung der Ergebnisse. Es seien aber weitere Untersuchungen erforderlich, um mögliche Rückkopplungen auf den Luft-Meer-Austausch zu analysieren. Eine Änderung dieses Austausches wirke sich potenziell auf regionale atmosphärische Bedingungen und die Ökosystemdynamik aus und wird Gegenstand weiterführender Studien sein.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Nils Christiansen I Helmholtz-Zentrum Hereon I Institut für Küstensysteme – Analyse und Modellierung I T: +49 (0) 4152 87-2132 I nils.christiansen@hereon.de 
www.hereon.de

Originalpublikation:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2022.818501/full

Weitere Informationen:
https://www.hereon.de/institutes/coastal_systems_analysis_modeling/index.php.de

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SARS-CoV-2 geht ins Auge

Dr. Jeanine Müller-Keuker Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin
SARS-CoV-2 verursacht nicht nur Infektionen der Atemwege. Es kann auch in die Netzhaut gelangen und Schäden anrichten. Unklar ist, welche Netzhautstrukturen infiziert werden und ob die Schäden direkt oder indirekt Folge einer Infektion sind. Ein Team um Thomas Rauen und Hans Schöler vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin und dem Virologen Stephan Ludwig der Westfälischen Wilhelms-Universität hat nun menschliche Netzhaut-Organoide verwendet, um die SARS-CoV-2 Infektion der Netzhaut zu untersuchen. Demnach werden vor allem retinale Ganglienzellen, aber auch Lichtsinneszellen infiziert. Zudem zeigen die Forscher, dass sich Coronaviren in diesen Zelltypen sogar vermehren können.

Dass das von Yotam Menuchin-Lasowski am münsterschen Max-Planck-Institut etablierte menschliche Organoidmodell der Netzhaut in der Erforschung von SARS-CoV-2 Anwendung finden würde, hätte der Wissenschaftler vor gut drei Jahren nicht gedacht. Damals begann der Wissenschaftler mit der Arbeit an dem Modellsystem, das auf menschlichen reprogrammierten Stammzellen basiert, als Teil des von der Max-Planck-Gesellschaft geförderten White Paper Projektes “Brain Organoids: Alternatives to Animal Testing”.

Als immer mehr Fälle von neurologischen Beeinträchtigungen und auch Sehstörungen während oder nach einer Corona-Infektion durch die Medien gingen, schien es den Max-Planck-Forschern nur logisch, Netzhautorganoide für Untersuchungen zu SARS-CoV-2 in der Netzhaut einzusetzen. Denn verschiedene Studien an Retina-Biopsien von mehreren Patienten, die an COVID-19 gestorben waren, konnten das Virus in der Netzhaut nachweisen.

Tatsächlich erweist sich nun das Retina-Organoid-Modell als relevante Alternative zu Tierversuchen, da sich SARS-CoV-2-Infektionen beim Menschen nicht oder nur unzulänglich im Tiermodell nachbilden lassen. „Unser Retina-Organoidsystem bildet die anatomisch komplexe Struktur der menschlichen Netzhaut erstaunlich gut nach“, sagt Yotam Menuchin-Lasowski.

Als Ausgangszelltyp für die Netzhautorganoide wurden menschliche iPS-Zellen verwendet. Das sind Zellen, die aus Biopsien gewonnen und zu künstlich induzierten Stammzellen umprogrammiert wurden. „In vier bis fünf Monaten entstehen aus den iPS-Zellen unter geeigneten Kulturbedingungen ausgereifte Retina-Organoide, in denen sich die verschiedenen Zelltypen in Netzhaut-typischer Weise anordnen“, sagt Menuchin-Lasowski.

Die ausgereiften Netzhautorganoide wurden von André Schreiber und Stephan Ludwig vom Institut für Molekulare Virologie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster in einem Sicherheitslabor der Schutzstufe 3 mit SARS-CoV-2 Viren inkubiert und anschließend nach festgelegten Inkubationszeiten analysiert. So gelang den Forschern mittels quantitativer PCR-Analyse der Nachweis von SARS-CoV-2 mRNA in den Organoiden, was darauf hindeutet, dass Zellen in den Organoiden tatsächlich vom Virus infiziert wurden.

Um darüber hinaus die aktiven Viruskonzentrationen zu messen, die von den infizierten Organoiden nach verschiedenen Inkubationszeiten produziert wurden, verwendeten die Wissenschaftler einen sogenannten viralen Plaque-Assay. Und tatsächlich: dieser Test zeigte, dass sich in den Retina-Organoiden neue Virusnachkommen gebildet hatten.

„Dies ist der erste Nachweis, dass sich SARS-CoV-2 in menschlichen Netzhautzellen repliziert“, sagt Thomas Rauen, der mit Hans Schöler die White Paper Projektgruppe “Brain Organoids: Alternatives to Animal Testing” leitet. „Unser von der MPG gefördertes Projekt hat jetzt Früchte getragen“, freut sich Thomas Rauen.

Um zu erfahren, welche Zellen in den Retina-Organoiden betroffen sind, analysierten die Forscher die Organoide im Fluoreszenzmikroskop. Mithilfe verschiedener Immunmarker für die unterschiedlichen Zelltypen der Netzhaut und mit einem fluoreszierenden Antikörper gegen das Nucleoprotein (N-Protein) von SARS-CoV-2 zeigte sich, dass hauptsächlich zwei Zellschichten der Retina-Organoide infiziert wurden.

„Zum einen befanden sich viele der N-Protein-angefärbten Zellen in der äußeren Körnerschicht der Organoide,“ sagt Yotam Menuchin-Lasowski. Das ist die Zellschicht, in der sich die Photorezeptoren befinden – also die Zapfen und Stäbchen, die das eintreffende Licht in Nervenimpulse umwandeln. „Einige dieser Zellen mit dem N-Protein wiesen tatsächlich das typische Aussehen der Lichtsinneszellen auf“, ergänzt er.

„Der Zelltyp, in dem wir jedoch am häufigsten das N-Protein von SARS-CoV-2 nachweisen konnten, sind retinale Ganglienzellen“, sagt Menuchin-Lasowski. Diese Zellen befinden sich in der innersten Schicht der Retina und geben alle Signale von der Netzhaut über den Sehnerv ins Gehirn weiter.

Interessanterweise hängen viele der mit COVID-19 assoziierten Netzhautsymptome mit retinalen Ganglienzellen zusammen, die bisher allerdings vorwiegend mit sekundären Auswirkungen anderer SARS-CoV-2-verursachter Krankheitssymptome in Verbindung gebracht wurden, wie z. B. Schäden an den Blutgefäßen oder einer Erhöhung des Augendrucks.

„Unsere aktuelle Retina-Organoid Studie zeigt jedoch, dass eine Infektion mit SARS-CoV-2 direkte pathologische Folgen für die retinalen Ganglienzellen haben kann, auch wenn Sehbehinderungen bei Patienten mit COVID-19 nicht häufig vorkommen“, sagt Thomas Rauen. „Doch unsere Daten geben uns Grund zur Annahme, dass sogenannte Long-COVID-Symptome degenerative Erkrankungen der Netzhaut einschließen können.“

Hans Schöler, der als Emeritus die MPG White Paper Forschungsgruppe zusammen mit Thomas Rauen leitet, sagt: „Hier zeigt sich das volle Potential der Organoidforschung: Retina-Organoide eignen sich besonders gut für die Untersuchung von Netzhautpathologien. Durch die fruchtbare interdisziplinäre Zusammenarbeit mit der Abteilung von Stephan Ludwig konnten wir Einblicke in die Netzhautbeteiligung bei COVID-19 und möglicherweise auch bei Long-COVID gewinnen.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Thomas Rauen
thomas.rauen@mpi-muenster.mpg.de

Originalpublikation:
Yotam Menuchin-Lasowski*, André Schreiber*, Aarón Lecanda, Angeles Mecate-Zambrano, Linda Brunotte, Olympia E. Psathaki, Stephan Ludwig, Thomas Rauen#, Hans R. Schöler#.
SARS-CoV-2 infects and replicates in photoreceptor and retinal ganglion cells of human retinal organoids.
Stem Cell Reports, April 12, 2022, online advance publication March 24, 2022.
* joint first authors and # corresponding authors.

Weitere Informationen:
https://www.mpi-muenster.mpg.de/690849/20220324-sars-cov-2-retina-organoid

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Mikrobiologen zeigen, wie wichtig Ammonium-oxidierende Mikroorganismen für Deutschlands größten See sind

PhDr. Sven-David Müller Stabsstelle Presse und Kommunikation
Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH
Eine neue weltweit verbreitete Art von Archaea setzt Tonnen von Ammonium in einem der größten Seen Europas um. Damit tragen die Mikroorganismen zur Sicherheit der Trinkwasserversorgung von über fünf Millionen Menschen bei. Das konnten Wissenschaftler*innen aus Braunschweig, Bremen und Konstanz nachweisen. Ihre Ergebnisse haben sie jetzt in der Fachzeitschrift „The ISME Journal“ der Nature Publishing Group veröffentlicht.

Pressemitteilung der Technischen Universität Braunschweig und des Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH

Seen sind wichtig für die Trinkwasserversorgung, Binnenfischerei und als Naherholungsgebiete. Eine Anreicherung von Ammonium würde diese Ökosystemdienstleistungen gefährden. Gleichzeitig ist Ammonium ein wichtiger Bestandteil landwirtschaftlicher Düngemittel, weshalb seine Konzentrationen in der Umwelt dramatisch zugenommen hat und der globale Stickstoffkreislauf als Ganzes aus dem Gleichgewicht geraten ist. Die Überversorgung mit Nährstoffen (zum Beispiel Stickstoff) in Gewässern führt beispielsweise zu einer Steigerung des Algenwachstums, somit auch zu Sauerstoffmangel und in der Folge zu lebensfeindlichen Bedingungen für die Pflanzen- und Tierwelt.

Nährstoffarme Seen mit großen Wasserkörpern – wie der Bodensee und viele andere voralpine Seen – beherbergen in ihrer Tiefe große Populationen von Archaea, einer speziellen Gruppe von Mikroorganismen. Man nahm bisher nur an, dass diese Archaea an der Umwandlung von Ammonium zu Nitrat beteiligt sind, das in Sedimenten und anderen sauerstoffarmen Habitaten weiter in harmlosen Stickstoff (N2) – ein Hauptbestandteil der Luft – umgewandelt wird.

Ein Team von Umweltmikrobiologen der Technischen Universität Braunschweig, des Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, des Max-Planck-Instituts für marine Mikrobiologie und der Universität Konstanz konnte erstmalig nachweisen, dass diese Archaea tatsächlich an der Ammoniumoxidation beteiligt sind. Sie konnten diese Aktivität in einem der größten Seen Europas, dem Bodensee, quantifizieren.

Wie Mikroben den Stickstoffgehalt in Süßwasserökosystemen regulieren
Unser Planet ist zu einem Großteil mit Wasser bedeckt, jedoch sind davon nur 2,5 Prozent Süßwasser. Rund 80 Prozent dieses Süßwassers stehen dem Menschen nicht zur Verfügung, da es in Gletschern und den Polkappen gespeichert ist. In der Europäischen Union stammen etwa 36 Prozent des Trinkwassers aus Oberflächengewässern. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie diese Ökosystemleistung durch Umweltprozesse wie die sogenannte mikrobielle Nitrifikation aufrechterhalten wird. Die Nitrifikation verhindert eine Anreicherung von Ammonium und wandelt es über Nitrit zu Nitrat um. Obwohl die Nitrifikation die Menge an anorganischem Stickstoff (N) in Süßwasserökosystemen nicht direkt verändert, stellt sie eine entscheidende Verbindung zwischen der Mineralisierung von organischem Stickstoff oder der Ammoniumverschmutzung und seiner letztendlichen Umwandlung zu harmlosem Stickstoff (N2) durch anaerobe Prozesse dar.

Die nun publizierten Ergebnisse zeigen, dass im Bodensee eine einzelne Art von Archaea bis zu 1760 Tonnen N-Ammonium pro Jahr umsetzt. Das entspricht elf Prozent der jährlichen von Algen produzierten Stickstoff-Biomasse. Dabei bauen die neu entdeckten Archaea eine enorme Biomasse in der Tiefe auf, die zwölf Prozent des jährlich vom pflanzlichen Plankton produzierten organischen Kohlenstoffs entspricht.

Neuartige Archaea-Art für Ammoniumumwandlung verantwortlich
Mit Hilfe modernster Methoden aus der Umweltmikrobiologie und Biogeochemie identifizierten die Wissenschaftler*innen eine neuartige Archaea-Art, Candidatus Nitrosopumilus limneticus, die für die Ökosystemdienstleistung der Ammoniumoxidation im Bodensee verantwortlich ist. Diese Art bildet mit bis zu 39 Prozent aller Mikroorganismen riesige Populationen im Tiefenwasser dieses großen Sees mit einer Fläche von 536 Quadratkilometern aus.

Mittels Metagenomik und Metatranskriptomik konnte das Genom dieses neuartigen Mikroorganismus aus der Umwelt gewonnen und seine Aktivität über die Jahreszeiten verfolgt werden. Auf stabilen Isotopen basierende Aktivitätsmessungen ergaben, dass diese einzelne Art für die Umwandlung von Ammonium im Bereich von über 1000 Tonnen verantwortlich ist. Derzeit bleibt noch ungeklärt, wie dieser neu entdeckte und in großen Binnengewässern weitverbreitete Mikroorganismus auf Veränderungen durch die Klimaerwärmung reagieren wird.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Michael Pester
Technische Universität Braunschweig/Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH
Inhoffenstraße 7B
38124 Braunschweig
E-Mail: Michael.Pester@dsmz.de

Originalpublikation:
Klotz F, Kitzinger K, Ngugi DK, Büsing P, Littmann S, Kuypers MMM, Schink B, Pester M. 2022. Quantification of archaea-driven freshwater nitrification from single cell to ecosystem levels. The ISME Journal doi:10.1038/s41396-022-01216-9.
https://www.nature.com/articles/s41396-022-01216-9

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Umdenken bei der Bekämpfung von Infektionskrankheiten durch gezielte Strategien für den Arbeitsplatz

Nicole Siller Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Bildungsforschung
Maßnahmen zur räumlichen Distanzierung und insbesondere Homeoffice-Regelungen können erwiesenermaßen helfen, die Ausbreitung des Coronavirus einzudämmen. Diese Maßnahmen hatten jedoch auch zahlreiche unerwünschte Folgen, darunter einen dramatischen Rückgang der wirtschaftlichen Produktivität. Gibt es alternative Maßnahmen, mit denen die Pandemie eingedämmt und gleichzeitig die negativen wirtschaftlichen Auswirkungen minimiert werden können? Forschende des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung untersuchten diese Frage anhand von Daten und Methoden, die üblicherweise nicht zur Pandemiebekämpfung herangezogen werden. Ihre Ergebnisse wurden im Fachjournal Scientific Reports veröffentlicht.

Während der gesamten COVID-19-Pandemie zählte die räumliche Distanzierung, einschließlich der Kontaktreduzierung am Arbeitsplatz und soweit möglich die Verlagerung auf das mobile Arbeiten zu den wirksamsten nicht-pharmazeutischen Maßnahmen zur Pandemiebekämpfung. Diese Maßnahmen belasten nicht nur Arbeitnehmende, gefährden Arbeitsplätze und die Wirtschaft, sondern werden wahrscheinlich auch langfristige Verschiebungen in den Arbeitsmodellen bewirken. Die wirtschaftlichen Folgen sind beträchtlich, einschließlich des Verlusts an Arbeitsstunden und eines Rückgangs des weltweiten Bruttoinlandsprodukts (BIP), dessen ganzes Ausmaß erst nach Ende der Pandemie ermessen werden kann.

Forschende des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung haben die Wirksamkeit verschiedener Maßnahmen zur Pandemieeindämmung anhand datenbasierter Simulationen untersucht. Indem sie sich auf berufsbezogene Maßnahmen fokussierten und detaillierte Daten über die Verteilung der Arbeitskräfte über Berufe, Löhne und ihrer physischen Nähe zum Arbeitsplatz verwendeten, konnten sie die wirtschaftlichen und epidemiologischen Auswirkungen bestimmter Eindämmungsstrategien modellieren.

„Wir haben simuliert, wie sich Krankheiten wie COVID-19 über die Gruppe von Erwerbstätigen ausbreiten und nicht nur über die gesamte Bevölkerung hinweg. Das ist eine Vereinfachung, die sonst oft gemacht wird, erklärt Co-Autor der Studie Alex Rutherford. Er ist Senior Research Scientist und Principal Investigator am Forschungsbereich Mensch und Maschine des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung. „Wir konnten feststellen, dass sich die Art der Arbeit stark auf den Ausgang der Pandemie auswirkt.“

Die Forschungsgruppe nutzte öffentlich zugängliche Daten über Arbeitsplätze, um jedem Beruf einen „Proximitätswert“ zuzuordnen. Diese Zahl gibt an, mit wie vielen Personen ein Arbeitnehmender wahrscheinlich in Kontakt kommen wird. Daraus erstellten sie ein „Kontaktnetzwerk“, anhand dessen ersichtlich wird, wie sich eine Infektionskrankheit wie COVID-19 von Mensch zu Mensch ausbreitet.

Die Daten stammen aus der Stadt New York, die als modellhaftes, urbanes Umfeld betrachtet wird, und umfassen sowohl berufliche Angaben als auch Daten aus öffentlichen Datenbanken, wie dem „Occupational Information Network“ (O*NET), das Berufsdaten sowie statistische und wirtschaftliche Informationen aus den USA erfasst. Solche Datenkategorien spielen bei der Konzeption von Maßnahmen zur Pandemiebekämpfung nur selten eine Rolle. Anhand von Daten zu Gehältern, der Anzahl der Personen einer bestimmten Berufsgruppe in New York und deren Möglichkeit von zu Hause aus zu arbeiten, ermittelte das Team die sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen einzelner Maßnahmen zur Pandemiebekämpfung. Die sozialen Auswirkungen messen sich an der Anzahl der Menschen, die infiziert wurden. Die wirtschaftlichen Kosten ergeben sich daraus, wie viele Menschen beurlaubt werden und ihr Gehalt nicht beziehen können, weil sie nicht von zu Hause arbeiten können.

Die Forschenden verglichen, wie effektiv verschiedene Maßnahmen zur Kontaktreduzierung waren, um die Auswirkungen der Epidemie zu verringern – sozial wie wirtschaftlich. Diese reichten von keiner Intervention bis hin zu sehr komplexen Maßnahmen auf Basis der Struktur des Kontaktnetzwerks der jeweiligen Berufsgruppe.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Struktur des Kontaktnetzwerks die Krankheitsdynamik auf nicht unerhebliche Weise stark beeinflusst“, sagt Demetris Avraam, Hauptautor der Studie und Postdoktorand am Forschungsbereich Mensch und Maschine des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung. Beispielsweise kann die Beurlaubung eines kleinen Teils der Arbeitnehmenden dazu führen, dass das Kontaktnetzwerk so beschnitten wird, dass die Infektionszahlen auf niedrigem Niveau über einen längeren Zeitraum stagnieren. Dies kann perspektivisch kostspieliger sein, da die Pandemie länger andauert. Intuitive Strategien wie Beurlaubung von Arbeitnehmenden auf der Grundlage ihrer Notwendigkeit, nach Lohn oder nach dem Zufallsprinzip schnitten auf dieser Grundlage schlecht ab. Im Gegensatz dazu sind netzwerkbasierte Metriken wie Grad und Zentralität in der Lage, den Höhepunkt der Infektion zu reduzieren (Abflachung der Kurve) und auch die Epidemie zu verkürzen.

Die Forschenden fanden heraus, dass die grundlegende Strategie der Entfernung von Arbeitnehmenden entsprechend der Anzahl ihrer engen persönlichen Kontakte ungefähr die gleiche Leistung erbringt wie komplexere Metriken, die auf der vollständigen Netzwerkstruktur oder anderen beruflichen Merkmalen basieren.

„In der Praxis ließe sich die Anzahl der Kontakte einfach mit einer Smartphone-App abschätzen, die die Bluetooth-Nähe zu anderen Endgeräten schätzt, ohne die IDs zurückzuverfolgen,“ sagt Manuel Cebrian, Mitautor der Studie und Leiter der Gruppe Digitale Mobilisierung am Forschungsbereich Mensch und Maschine des Max-Planck-Instituts für Bildungsforschung. Er hat unter anderem erforscht, wie Smartphone-Daten und Tracing-Apps zur Pandemiebekämpfung eingesetzt werden können.

Die COVID-19-Pandemie hat viele tiefgreifende gesellschaftliche Veränderungen verursacht, die auch nach deren Abklingen wahrscheinlich nicht rückgängig gemacht werden können. Dazu gehören enorme Veränderungen in der Nachfrage in allen Sektoren, die großflächige Einführung von Fernarbeit und das Infragestellen tief verwurzelter Verständnisse von Arbeitsplätzen. Dies hat auch Auswirkungen auf die zukünftige Automatisierung von Arbeitsplätzen. Automatisierungsprozesse werden zunehmend in Berufen eingesetzt, die mit einer großen Anzahl an Kontakten einhergehen. Zum Beispiel sind Online-Konsultationen mit Ärzt*innen oder Online-Trainings in Sport und Bildung auf dem Vormarsch.

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

Originalpublikation:
Avraam, D., Obradovich, N., Pescetelli, N., Cebri