Ein funktionierendes Umweltmanagement verlangt genaue Kenntnisse über die Verbreitung von Arten. Doch Artenspezialisten werden zunehmend rar und die Bestimmung gewisser Spezies bereitet selbst Experten Kopfzerbrechen. Die Eawag hat zusammen mit dem Kanton Zürich nun einen neuen Weg beschritten zur Identifikation von Arten. Gesammelter Erbgut-Abfall genügt dazu.

Handelt es sich bei den entdeckten Bachflohkrebsen um eine bedrohte Art oder um Organismen, die eine gute Gewässerqualität anzeigen? Oder sind die ersten Ankömmlinge einer invasiven Art ins Netz gegangen? Der Naturschutz und das Management von Naturräumen verlangen nach fundierten Artenkenntnissen. Doch Experten, die unter dem Binokular die Arten anhand äusserer Merkmale aufwändig bestimmen können, sind rar. Alternativen für das Gewässer-Monitoring wären daher willkommen. Nun gegen Biologen der Eawag einen neuen Weg zur Erhebung von Arten: Sie machen sich Umwelt-DNA (eDNA) zunutze. Alle Lebewesen geben mit Ausscheidungen, abgestorbenen Hautzellen oder ausgefallenen Haaren ständig genetisches Material an ihre Umgebung ab. So enthält eine Wasserprobe aus einem Fluss oder See unzählige Erbgutfragmente derer Bewohner. Sind die genetischen Codes der Arten bekannt, können solche DNA-Abschnitte heute dank molekularbiologischer Methoden und weltweiter Datenbanken einzelnen Arten zugeordnet werden.

Kantonale Fachstellen sind interessiert
Zusammen mit dem Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft des Kantons Zürich (Awel) haben die Forschenden untersucht, ob sich das Verfahren für wirbellose Kleintiere (Makroinvertebraten) eignet. Makroinvertebraten wie Eintagsfliegen, Flohkrebse, Muscheln oder Schnecken sind wichtige Bioindikatoren, die für die Beurteilung der Wasserqualität und Ökotoxizität verwendet werden. Beprobt wurden 14 Stellen an Zürcher Seen und Flüssen – klassisch mit einem Netz und der nachträglichen Bestimmung der gesammelten Arten und mit der Analyse des DNA-Cocktails aus den Wasserproben.

Zwar lieferten die beiden Verfahren nicht in jedem Fall identische Resultate, doch fünf von sechs gesuchten Arten konnten mit beiden Methoden zuverlässig nachgewiesen werden. Vor allem für Lebewesen, die nur in kleinen Populationen vorkommen, scheint die DNA-Methode präzisere Resultate zu liefern. So fanden die Biologen Erbgut der seltenen Eintagsfliege Baetis buceratus zusätzlich an zwei weiteren Standorten, an denen ihnen keine Baetis-Exemplare ins Netz gegangen waren. Laut Projektleiter Florian Altermatt eignet sich die neue Methode deshalb möglicherweise auch, um invasive Arten schon in einem frühen Stadium der Besiedlung zu entdecken. In den USA und in Frankreich wird dies bei invasiven Karpfen bereits erprobt.

Routineüberwachung der Biodiversität als Fernziel
Die eDNA-Methode bietet weitere Vorteile: Weil Umwelt-DNA im Wasser mehr oder weniger überall und jederzeit vorkommt, widerspiegeln die Befunde die Situation eines ganzen Einzugsgebiets und sind weniger zeitkritisch. Das traditionelle Vorgehen mit dem Fangnetz stellt dagegen eine punktuelle Stichprobe zu einem festen Zeitpunkt dar. Bei vielen Arten ist ein Nachweis damit nur für gewisse Lebensstadien und daher nur zu bestimmten Zeiten im Jahr möglich. Für die eDNA-Analyse müssen einem Gewässer keine Organismen entnommen werden und im Prinzip lassen sich Hunderte von Arten gleichzeitig bestimmen. Eine routinemässige und permanente Überwachung der Biodiversität in Gewässern, so wie es heute mit chemischen Parametern geschieht, rückt damit näher.
Das ist allerdings noch Zukunftsmusik. Abgesehen von methodischen Verbesserungen ist das Verfahren derzeit ebenfalls noch aufwändig und teuer. Den Kantonen fehlen Infrastruktur und Wissen. Altermatt erwartet aber, dass es nicht allzu lange dauern werde, bis sich technische Standards etablieren und einen rationellen Betrieb möglich machen: «Dann werden eDNA-Analysen wenige hundert Franken kosten und billiger sein als klassische Erhebungen.» Das herkömmliche Vorgehen wird allerdings nicht ganz zu ersetzen sein. Altermatt plädiert dafür, die Vorteile beider Verfahren zu nutzen. Artenspezialisten blieben zudem unverzichtbar um die Ergebnisse neuer Methoden überprüfen und eichen zu können, so der Forscher.

Ein ausführlicher Beitrag zur eDNA-Methode wird heute im Eawag-Newsletter 4/2014 publiziert.

Originalartikel:
Utility of environmental DNA for monitoring rare and indicator macroinvertebrate species; Elvira Mächler, Kristy Deiner, Patrick Steinmann, Florian Altermatt; Freshwater Science, Vol. 33, No. 4 (December 2014), pp. 1174-1183; http://www.jstor.org/stable/10.1086/678128

Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Florian Altermatt, florian.altermatt@eawag.ch
http://www.eawag.ch/medien/bulletin/20141211/index
 

DBU und Land Rheinland-Pfalz fördern wegweisendes Projekt der Chemischen Fabrik Budenheim zum Phosphorrecycling aus Klärschlamm

Phosphor ist für alle Lebewesen unersetzlich, neben Stickstoff die wichtigste Grundlage für Pflanzenwachstum und Hauptbestandteil von Pflanzendünger: ein wertvoller Mineralstoff. Doch während die Weltbevölkerung stetig wächst, schwinden die Phosphatvorkommen und können zudem nur unter großen Umweltbelastungen und hohem Energieaufwand gewonnen werden. „Die Lösung heißt Kreislaufwirtschaft: Menschen und Tiere nehmen nicht nur Phosphor auf, sondern scheiden ihn auch wieder aus. Nach der Abwasserreinigung bleibt der größte Teil im Klärschlamm zurück. Von den in Deutschland jährlich anfallenden zwei Millionen Tonnen Klärschlamm-Trockenmasse, die etwa 60.000 Tonnen Phosphor enthalten, werden aber nur 45 Prozent als Dünger oder anderweitig stofflich verwendet. Der Rest wird verbrannt und der Phosphor geht verloren. Das können wir uns nicht mehr leisten“, sagt Dr. Heinrich Bottermann, Generalsekretär der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU). Mit fachlicher und finanzieller Unterstützung der DBU von 390.000 Euro entwickelt die Chemische Fabrik Budenheim (Rheinland-Pfalz) ein umweltfreundliches Verfahren, das mit Kohlensäure Phosphor aus Klärschlamm zurückgewinnt.

Weltweit wurden 2012 etwa 210 Millionen Tonnen Rohphosphat zum Herstellen von Phosphor für die chemische Industrie gefördert. Der größte Anteil wird mit 82 Prozent für die Produktion von Düngemitteln verwendet. Die mineralischen Phosphorvorkommen seien jedoch eine endliche Ressource und die riesigen Tagebaue würden gravierende ökologische Schäden am Boden und bleibende ökologische Einschnitte in den Ländern verursa-chen. Zudem werde in den Tagebauen von Marokko, China, Jordanien oder Südafrika zunehmend mit den Schadstoffen Cadmium und Uran belastetes Rohphosphat abgebaut. Europa importiere Phosphorerze mangels eigener Vorkommen und produziere daraus Düngemittel, mit denen diese Schadstoffe in die Böden gelangten. „Auch deshalb ist ein nachhaltigerer Umgang mit der endlichen Ressource, etwa durch eine gezieltere Düngung, und
deren Rückgewinnung dringend notwendig“, fordert Dr. Hans-Christian Schaefer, DBU-Referent für Biotechnologie.
Um ein Umlenken in diese Richtung anzustoßen, fördere die DBU seit zehn Jahren Phosphorrecycling. So gebe es bereits unterschiedliche Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm und aus der Asche der Klärschlammverbrennung. Doch nur wenige Verfahren gelangten bisher zur technischen Umsetzung, weil die ökologischen und ökonomischen Nachteile aufgrund der benötigten Mengen an Chemikalien und Energie zu hoch seien.

Die Laborentwicklung des neuen Verfahrens der Chemischen Fabrik Budenheim unterstützte zuvor die Investitions- und Strukturbank Rheinland-Pfalz (ISB) im Auftrag des Landes Rheinland-Pfalz mit 416.000 Euro. „Die Förderung innovativer Ideen und kreativer Unternehmer ist eines unserer zentralen Themen“, sagt die rheinland-pfälzische Wirtschaftsministerin Eveline Lemke. „Das aussichtsreiche Verfahren hat das Potenzial zur signifikanten Rückgewinnung wertvoller Rohstoffe und zur Vermeidung von Abfällen.“ Darauf aufbauend sollen jetzt umfangreiche Versuche mit einer Pilotanlage an der Kläranlage Mainz-Mombach durchgeführt werden, um Klarheit über die Wirtschaftlichkeit und die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen des Verfahrens zu bekommen. Die neu entwickelte Versuchsanlage ist verfahrenstechnisch so kompakt und einfach aufgebaut, dass nicht nur weniger Chemikalien, sondern auch deutlich weniger Wärme, also Energie, für die Verfahrensschritte benötigt wird, sagt Franz-Peter Heidenreich, DBU-Referent für Wasserwirtschaft und Bodenschutz.

Die gewonnenen Produkte sollen dann untersucht werden, ob sie sich für die Weiterverarbeitung zu Phosphordünger eignen. Denn das recycelte Phosphat müsse bestimmte Bedingungen erfüllen, damit es für Düngemittel verwendet werden könne: „Es muss löslich sein, damit es die Pflanzenwurzeln aufnehmen können. Außerdem sollte der Gehalt an Schadstoffen wie Schwermetallen und organischen Schadstoffen die gesetzlichen Vorgaben möglichst deutlich unterschreiten, um ein Anreichern von Schadstoffen im Boden zu verhindern“, erklärt Heidenreich.
Unter erhöhtem Druck werde Kohlenstoffdioxid in das Klärschlamm-Wasser-Gemisch geleitet, wandele sich zu Kohlensäure um, bringe den pH-Wert zum Sinken und löse die im Klärschlamm enthaltenen Phosphate heraus, die nun die Form von Kristallen leichter wiedergewonnen werden könn-ten, erklärt Projektleiterin Eva Stössel von der Chemischen Fabrik Budenheim. „Im Prozess kann im Gegensatz zu bisherigen Verfahren auf Chemikalien wie Salz- oder Schwefelsäure und Natronlauge vollständig verzichtet werden.“ Beim sogenannten Budenheim-Verfahren sollen keine umwelt-schädlichen Abwasser oder Abluftströme mehr entstehen. Die nach dem Trocknen übrigbleibenden Phosphate können dann zu Düngemittel weiterverarbeitet werden. Das bei diesem Prozess entweichende Kohlendioxid
werde aufgefangen und im Kreislauf erneut für den Reaktionsbehälter genutzt.

„Ziel dieses Verfahrens ist es, je nach Herkunft des kommunalen oder industriellen Klärschlamms bis zu 50 Prozent des Phosphats zurückzugewinnen“, sagt Stössel. Dieses energiesparende Kreislaufverfahren gehe „weit über den bisherigen technischen Kenntnisstand hinaus, weil der gewonnene Dünger keine organischen und anorganischen Schadstoffe und Schwermetalle mehr enthält, die im Prozess weitgehend entfernt werden und im Klärschlamm-Rückstand zurückbleiben.“ Der phosphatarme Rückstand bzw. Restschlamm soll auf seine wertvollen Inhaltsstoffe analysiert werden, um die Reststoffe ebenfalls in den Kreislauf zurückzuführen und ressourcen-schonend verwenden zu können.
Außerdem könnten die Verfahrenskosten mit geschätzten 60 bis 70 Cent pro Kilogramm gewonnenem Phosphor deutlich geringer sein als bei den bisherigen Verfahren, die zwischen zwei und 25 Euro pro Kilogramm Phos-phor liegen. Heidenreich: „Durch die um ein Vielfaches günstigeren Verfahrenskosten ist die Wahrscheinlichkeit hoch, den Phosphordünger auch am Markt verkaufen zu können. Das Budenheimer Verfahren hat somit gegenüber den bislang bekannten Verfahren deutliche verfahrenstechnische, öko-logische, energetische und damit auch ökonomische Vorteile.“

Ansprechpartner für Fragen zum Projekt:
Eva Stössel, Abteilung Innovation und New Business Development, Chemische Fabrik Budenheim KG
Telefon: 06139/89-543
E-Mail: eva.stoessel@budenheim.com

Forschungsprojekt will ökonomisch und ökologisch optimierte Nutzungsstrategien entwickeln

Leipzig. Am 23. September 2014 startete im Rahmen eines Kick-off-Meetings am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig das Verbundprojekt AquaMak (Aquatische Makrophyten – ökologisch und ökonomisch optimierte Nutzung). Koordiniert wird das Projekt am UFZ. Beteiligt sind neben der HfWU Nürtingen-Geislingen auch das Deutsche Biomasse-Forschungszentrum (DBFZ) und zahlreiche Praxispartner.

Viele Flüsse und Seen in Deutschland sind zunehmend durch übermäßigen Bewuchs von Wasserpflanzen betroffen. Oftmals handelt es sich dabei um Pflanzen, die nicht heimisch sind (sog. Neophyten) und die deshalb durch das Ökosystem nicht wirkungsvoll reguliert werden. Neben den ökologischen Problemen wird auch die Nutzung der Gewässer zur Naherholung, zum Wassersport und zur Energiegewinnung teils erheblich eingeschränkt. Diesen Schwierigkeiten begegnen Kommunen und private Träger mit aufwändigen Räumarbeiten und anschließender Entsorgung der Biomasse, was eine hohe finanzielle Belastung bedeutet.

Die Wasserpflanzen produzieren aber viel Biomasse und haben auch interessante Inhaltsstoffe. Statt sie zu entsorgen, könnten sie deshalb auch ökonomisch und ökologisch sinnvoll genutzt werden, z.B. als Substrat für Biogasanlagen. Genau darum geht es in AquaMak. Die Forscher wollen zunächst die in Deutschland anfallenden Mengen berechnen und dann die technische Machbarkeit sowie die Kosten und Akzeptanz verschiedener Nutzungspfade bewerten.
Das Projekt „AquaMak“ wird über das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Bundestages aus Mitteln des Sondervermögens „Energie- und Klimafonds (EKF)“ gefördert und hat eine Laufzeit von drei Jahren.

Weiterführende Informationen
Prof. Dr.-Ing. Andreas Zehnsdorf
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Department Umwelt- und Biotechnologisches Zentrum
andreas.zehnsdorf@ufz.de

Gewässerexperimente ergänzen Erdbeobachtungsplattform

Magdeburg. Mit einer Serie von bislang einzigartigen mobilen Laboren wollen Wissenschaftler in den kommenden Jahren die Auswirkungen des Klima- und Landnutzungswandels auf die Fließgewässer in Mitteldeutschland untersuchen. Am Montag hat die dazu neu geschaffene Forschungsinfrastruktur MOBICOS offiziell ihren Betrieb aufgenommen. Die Labore sind Teil des TERENO-Netzwerkes zur Erdbeobachtung und werden vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) an verschiedenen Standorten in Sachsen-Anhalt betrieben. Finanziert wurde MOBICOS mit rund 3,5 Millionen Euro als Ausbauinvestition der Helmholtz-Gemeinschaft durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie die Länder Sachsen-Anhalt und Sachsen.

Wollen Wissenschaftler die Wechselwirkungen zwischen Landnutzung, Klimawandel und dem ökologischen Zustand der Bäche und Flüsse untersuchen, dann stehen sie vor einem Dilemma: Im Freiland sind die Veränderungen zwar gut zu beobachten. Da aber viele Faktoren wirken, lässt sich oft nicht sicher sagen, welcher davon wie stark zur Veränderung beiträgt. Im Labor lassen sich dagegen viele Parameter gezielt beeinflussen. Aber sind die Bedingungen dann noch realistisch? Ein Ausweg könnte ein neuer Ansatz sein: Das Labor wird einfach an das Gewässer verlagert.
Seit 2013 stellen Forscher des UFZ Speziallabore, die in transportablen Containern untergebracht sind, an verschiedenen Standorten in Sachsen-Anhalt auf. Diese MOBICOS (Mobile Aquatic Mesocosms) genannten Fließwasserlabore ermöglichen es nun, dass ökologische Untersuchungen und Experimente naturnah durchgeführt werden können. Sie funktionieren, in dem Wasser aus dem zu untersuchenden Fließgewässer in Versuchsbecken in den Containern geleitet und dort analysiert oder „experimentell“ manipuliert wird. „So ist es zum Beispiel unter realistischeren Bedingungen als im Labor möglich, die Reaktion von Ökosystemen auf neuartige Stressoren wie Mikroschadstoffe zu prüfen oder zu untersuchen, wie sich Veränderungen der Wassertemperatur, des Nährstoffgehalts oder der Schadstoffbelastung auf das Gewässerökosystem auswirken“, erklärt Prof. Markus Weitere vom UFZ in Magdeburg. Die Wissenschaftler wollen zudem Maßnahmen entwickeln, die helfen können, unerwünschte Verbindungen abzubauen und dadurch die natürlichen Funktionen von Fließgewässern und deren Ökosystemleistungen zu stärken. „Wir wollen uns unter anderem das Wachstum von Biofilmen in diesen Gewässern genauer ansehen“, berichtet MOBICOS-Koordinator Dr. Helge Norf. „Die ökologische Funktion von Biofilmen wird immer noch massiv unterschätzt. Dabei spielen Bakterien, Algen und andere Mikroorganismen eine entscheidende Rolle bei den Stoffumsatzprozessen in Fließgewässern.“ Mithilfe der Gewässerlabore rückt auch die Lösung eines anderen Rätsels in Reichweite: Wieso breiten sich invasive Arten wie die Asiatische Körbchenmuschel im Rhein stark aus, in der Elbe aber nicht? Gerade für Arten, die sich im Labor schwer kultivieren lassen, sind die mobilen Labore eine ideale Lösung, um sie naturnah genau unter die Lupe zu nehmen.

Insgesamt sind jetzt sechs der Fließwasserlabore in Betrieb und ermöglichen damit Vergleiche zwischen kleinen, unbelasteten Bächen wie dem Oberlauf der Bode und großen belasteten Flüssen wie der Elbe. Zwei weitere Container sind in Planung. Da MOBICOS aus kleineren, beweglichen Labormodulen besteht, die sowohl einzeln als auch modular verwenden werden können, sind die Wissenschaftler vergleichsweise flexibel. Dadurch können sowohl die Größe als auch die Bestückung der Mesokosmen je nach wissenschaftlicher Fragestellung optimiert und auch dem verfügbaren Gelände angepasst werden. Im Gegensatz zu festen Installationen können die Container bei Bedarf einfach umziehen. Schließlich verändert sich die Wasserqualität der Flüsse auch im Laufe der Jahre.

„Dieser experimentelle Ansatz ergänzt perfekt unsere Beobachtungsplattform TERENO (TERrestrial ENvironmental Observatories), die größte, langfristig betriebene Infrastruktur zur Umweltbeobachtung in Deutschland. Im Rahmen von TERENO hat die Helmholtz-Gemeinschaft insgesamt vier Observatorien in Deutschland eingerichtet, in denen die Auswirkungen des globalen Wandels auf regionaler Ebene erforscht werden. Das UFZ-Untersuchungsgebiet in Mitteldeutschland reicht dabei vom Hochharz über das Gebirgsvorland bis hinab zu den großen Flüssen wie der Elbe und dem Großraum Halle-Leipzig“, betont Dr. Steffen Zacharias, der TERENO am UFZ koordiniert. Die mobilen Mesokosmen werden auch dabei helfen zu erklären, wieso die Konzentration an Huminstoffen in Talsperren in den letzten Jahren angestiegen ist. Diese gestiegenen Konzentrationen beunruhigen die Wasserversorger. Um den Weg des Kohlenstoffs zu verfolgen, haben die Wissenschaftler im Einzugsgebiet der Rappbodetalsperre im Harz umfangreiche Messtechnik installiert.

Wie auch bei den anderen TERENO-Projekten wird die MOBICOS-Infrastruktur künftig nicht nur den eigenen Forschern zur Verfügung stehen, sondern eine Plattform bilden, die auch von externen Forschergruppen für Experimente genutzt werden kann. Bereits jetzt laufen Kooperationen bzw. gemeinsam betreute studentische Abschlussarbeiten mit verschiedenen Hochschulen, etwa der Hochschule Magdeburg-Stendal, der TU Dresden, der Universität zu Köln, der Universität Koblenz-Landau oder der TU Bergakademie Freiberg.

Tilo Arnhold
Prof. Dr. Markus Weitere, Dr. Helge Norf
Department Fließgewässerökologie am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)

Spätestens wenn sich der Baggersee in eine blau-grüne Suppe verwandelt hat, lautet die Diagnose „Algenblüte“. Aber auch anderswo können Verunreinigungen und klimatische Extreme dazu führen, dass sich Algen zu stark vermehren und die vorgesehene Nutzung von Gewässern beeinträchtigen. Ein neues Messgerät ermöglicht es nun, Veränderungen in Bächen, Flüssen und Seen effizienter zu dokumentieren und so bei unerwünschten Zuständen rascher einzugreifen. Der „Algenmelder“ misst und zeichnet verschiedene Wasserparameter auf. Er wurde von der Mesocosm GmbH in Kooperation mit dem LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum, dem Forschungszentrum Neu-Ulrichstein und weiteren Partnern entwickelt.

Wenn der aktuelle Zustand zu sehr von der als natürlich vorhanden definierten Algenzusammensetzung und -dichte abweicht, schlägt der „Algenmelder“ Alarm. Somit können bei Über- oder Unterschreiten von Grenzwerten schneller die Suche nach Ursachen angegangen und Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Messbare Abweichungen vom Normalzustand können darin bestehen, dass insgesamt zu viele Algen im Gewässer vorhanden sind, oder dass die prozentuale Verteilung der verschiedenen Algenarten sich stark verändert. „Um den Normalzustand für Fließgewässer im landwirtschaftlich-geprägten Raum zu definieren, wurde dort zwei Jahre lang der Algenbestand kleiner Bäche und Gräben erfasst. Wie die Beobachtung zeigt, schwankt die Algenpopulation je nach Jahreszeit, dementsprechend variiert auch der als natürlich definierte Bereich des Gesamtalgenbestandes und seiner Bestandteile über die Zeit“, erklärt Prof. Dr. Klaus Peter Ebke, wissenschaftlicher Leiter der Mesocosm GmbH.

Dauerhafte, automatische Erfassung aller Waserparameter
Das neue Testgerät misst die Konzentration von Algen im Gewässer auf Basis des Prinzips der so genannten verzögerten Fluoreszenz. Sie ist ein Maß für die Photosynthese-Aktivität von Pflanzenzellen und erlaubt eine Identifizierung und prozentuale Bestimmung der im Gewässer vorkommenden Algenarten. Darüber hinaus misst das Gerät auch funktionelle Parameter des Wassers wie Sauerstoffgehalt, pH-Wert oder Temperatur. Ebke dazu: „Durch die kontinuierliche Erfassung aller Parameter kann ein Biomonitoringprogramm in Gewässern oder aquatischen Testsystemen aufgebaut werden, Veränderungen der Phytoplanktongemeinschaft, die aus Algen besteht, werden schneller erkannt.“ Ein Vorteil ist außerdem, dass der Gewässerzustand automatisch analysiert wird, und damit mehr Proben in kürzeren Abständen entnommen werden können, was zeitliche Veränderungen detaillierter abbildet.

Ergebnis einer Kooperation zwischen Wissenschaft und Wirtschaft
Das Gerät wurde im Rahmen eines dreijährigen Kooperationsprojektes verschiedener Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft entwickelt. Dazu zählten neben der Mesocosm GmbH und dem LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) die Goethe-Universität Frankfurt, das Forschungszentrum Neu-Ulrichstein, das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie und die Hund GmbH. Die Zusammenarbeit wurde im Rahmen der 3. Förderlinie des LOEWE-Landesprogramms als „HessenModellprojekt“ gefördert. Prof. Dr. Dr. h. c. Volker Mosbrugger, wissenschaftlicher Koordinator des BiK-F und Generaldirektor der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, lobt das neue Testgerät als „ein hervorragendes Beispiel für den gelungenen Wissenstransfer zwischen Forschung und Praxis, an dessen Ende eine wirtschaftlich und gesellschaftlich relevante Innovation steht.“

Einsatz in Industrie und öffentlichen Einrichtungen
Das innovative Messgerät eignet sich besonders für das Gewässermonitoring – die laufende, systematische Erfassung des Zustandes und die Beurteilung der Gewässergüte -durch Industrie und öffentliche Einrichtungen. Mögliche Anwendungsbereiche sind die Überwachung industrieller Abwässer und kommunaler Kläranlagen, aber auch öffentliche Monitoringstationen an Gewässern. Bereits ausführlich erprobt ist der Einsatz in der Wissenschaft, beispielsweise in der Grundlagenforschung zur Dynamik von Algenpopulationen, beim Monitoring von Testreihen an natürlichen und künstlichen Gewässern oder zur Vereinfachung von Laborversuchen.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte:
Prof. Dr. Klaus Peter Ebke
Institut für Gewässerschutz
Mesocosm GmbH
Tel. +49 (0)6633 642 740
ebke@mesocosm.de

oder
Sabine Wendler
LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F),
Pressereferentin
Tel. +49 (0)69 7542 1838
sabine.wendler@senckenberg.de

LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum, Frankfurt am Main
Mit dem Ziel, anhand eines breit angelegten Methodenspektrums die komplexen Wech-selwirkungen von Biodiversität und Klima zu entschlüsseln, wird das Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK‐F) seit 2008 im Rahmen der hessischen Landes‐Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) gefördert. Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung und die Goethe Universität Frankfurt sowie weitere direkt eingebundene Partner kooperieren eng mit regionalen, nationalen und internationalen Akteuren aus Wissenschaft, Ressourcen‐ und Umweltmanagement, um Projektionen für die Zukunft zu entwickeln und wissenschaftlich gesicherte Empfehlungen für ein nachhaltiges Handeln zu geben. Mehr unter

Wir schlafen immer weniger, gleichzeitig steigt das Interesse am Thema. Das GDI Gottlieb Duttweiler Institute zeigt in einer neuen Studie, wie wir morgen schlafen, was diese Trendwende für die Gesellschaft bedeutet und wo neue Märkte entstehen.

Neue Technologien, Digitalisierung, mobile Arbeitsformen, flexible Lebensstile: Wir sind «always on», genau wie unsere smarten Geräte. Dem rasanten Wandel des 21. Jahrhunderts können sich auch unsere Ruhe-Rhythmen nicht entziehen. Doch es mehren sich die Stimmen, die vor den Folgen ständiger Erreichbarkeit, pausenloser Aktivität und kollektiver Übermüdung warnen. Schlafen rückt vermehrt in den Fokus unserer schlaflosen Gesellschaft.

Wie lässt sich das Verlangen nach Schlaf in Einklang bringen mit der 24/7-Gesellschaft? Die neue GDI-Studie «Die Zukunft des Schlafens» im Auftrag von Möbel Pfister AG und Jensen untersucht, wie sich unser Schlafverhalten verändert und sich parallel zur Bewusstseinswerdung ein neuer Schlafmarkt entwickelt.

Basierend auf einer repräsentativen Umfrage in der Schweizer Bevölkerung entwirft die Studie sechs Thesen zur Zukunft des Schlafens.

1. Der Schlaf wandelt sich vom Grundbedürfnis zum Lifestyle. Statt den Schlaf als biologisches Phänomen einfach hinzunehmen, wird man sich künftig mit seinem Schlafverhalten bewusst auseinandersetzen. Den eigenen Schlaf digital zu vermessen wird genauso selbstverständlich wie der Grundsatz, reichlich in Bett und Matratze sowie weitere Schlafgadgets zu investieren. Anzeichen für diesen Trend manifestieren sich bereits heute in einem rasch expandierenden Schlafmarkt, auf dem sich nicht nur die Matratzen- und Bettenhersteller, sondern auch zahlreiche Startups mit technischen Innovationen tummeln.

2. Viel zu schlafen wird zum neuen Statussymbol in der Welt der Leistungsträger und Manager. Langschlaf wird zum Synonym für Ehrgeiz, Kreativität und Erfolg, der frühere Kult um den Kurzschlaf als Macho-Gebaren entlarvt. Die kommerzielle Entsprechung solcher Etiketten findet sich in der Luxushotellerie, die ihre Klientel mit den Verheissungen exklusiver Schlaferlebnisse in massgeschneiderten Bettensystemen lockt.

3. Der Powernap wird zum neuen Powersnack. Das Nickerchen zwischendurch kennt die Menschheit seit jeher, nicht nur als kulturelle Einrichtung, sondern als physiologische Antwort auf unsere innere Uhr, die um die Tagesmitte auf eine kurze Erholzeit getaktet ist. Längst ist auch wissenschaftlich bewiesen, dass ein Mittagsschlaf oder eben Powernap ein probates Mittel ist, um sich effizient für die zweite Tageshälfte zu stärken. Damit sich Powernapping breit durchsetzen kann, muss es aus dem privaten Schlafzimmer in den öffentlichen Raum verlagert und mit geeigneten Angeboten gefördert werden.

4. Schlaf wird auch hierzulande zunehmend öffentlich. Vorboten dieses Trends sind Schlafkapseln an den grossen Flughäfen oder Schlafmasken und Napkissen, mit deren Hilfe man leicht ins Land der Träume abtauchen kann, egal wo man gerade ist.

5. Übermüdung wird das neue Übergewicht. Mit öffentlichen, mobilen Angeboten dem Schlafmangel zu begegnen und das Schlafverhalten zu flexibilisieren ist auch im Interesse der Volksgesundheit. Schlaf wird künftig zu einem zentralen Pfeiler der Gesundheitsvorsorge. Denn wenn Übermüdung chronisch wird, kann sie eine ganze Reihe von Krankheiten (Herzprobleme, Bluthochdruck, Diabetes usw.) auslösen.

6. Schlaf wird zum Schlüsselfaktor zum Erfolg. Denn wer genügend und gut schläft, verschafft sich wichtige Leistungsressourcen. Im Spitzensport hat man diesen Grundsatz längst erkannt, nun entdeckt auch die breite Gesellschaft Schlaf als wichtiges Instrument zur Leistungsoptimierung.

Die Forschung wird dabei bestrebt sein, die Hürde der natürlichen Schlafzyklen zu überwinden, um Effizienz-Orientierten zu ermöglichen, die Ressource Schlaf optimal zu nutzen. Gefragt sind künftig Enhancement-Angebote, die das Schlafen mit technologischen oder natürlichen Hilfsmitteln «verbessern». Schlafen muss aber auch in Zukunft jeder noch selbst.

http://gdi.ch/de/Think-Tank/Trend-News/Neue-GDI-Studie-Schlafen-wird-zum-Lifestyle?utm_source=gdi&utm_medium=mailing&utm_campaign=studien14&SourceID=mailing_dez14

Für die Entwicklung eines Textils, das in der Lage ist, Wertstoffe aus industriellen Abwässern zu filtern, haben Dr. Klaus Opwis vom Deutschen Textilforschungszentrum Nord-West (DTNW) Krefeld und Frank Grüning vom Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) Duisburg am 4. Dezember den Rohstoffeffizienz-Preis 2014 erhalten. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und die Deutsche Rohstoffagentur würdigen mit dieser Auszeichnung besondere Beiträge zur Sicherung der Rohstoffversorgung. Das Forscherteam hatte darüber hinaus mit dieser Innovation das Finale in der Bewerbung um den Otto von Guericke-Preis der AiF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen erreicht. Der Preis wird einmal im Jahr für herausragende Leistungen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vergeben und ist mit 5.000 Euro dotiert. Die vorwettbewerbliche IGF wird im Innovationsnetzwerk der AiF und ihrer 100 Forschungsvereinigungen organisiert und vom BMWi mit öffentlichen Mitteln gefördert.

Neben Elektroschrott stellen industrielle Prozess- und Abwässer eine wichtige Wertmetallquelle dar. „Wegen der zu geringen Konzentration war es bisher schwer möglich, diese ‚wertvolle Fracht‘ mit konventionellen Methoden herauszufiltern. Vielfach lohnte sich auch der Aufwand nicht.“, beschreiben die Wissenschaftler die bisherige Situation. Ziel des Forschungsvorhabens war es daher, mittels eines textilen Adsorbermaterials die relevanten Metalle zu isolieren und zurückzugewinnen.

In dem ausgezeichneten IGF-Vorhaben – organisiert von den AiF-Mitgliedern Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) und Forschungskuratorium Textil (FKT) – fixierten Opwis und Grüning zunächst Polyelektrolyte an verschiedenen Textilien. Diese Moleküle sind in der Lage, aus bestimmten Lösungen Wertmetalle „herauszufischen“. Mit Hilfe von Polyesterstoff konnten die Forscher – zunächst im Labormaßstab – unterschiedliche Edelmetalle wie Gold, Silber, Platin und Palladium binden. Das Verfahren wurde in einem weiteren Schritt praxistauglich umgesetzt: Es gelang, aus mehreren hundert Litern Abwässer der Leiterplattenindustrie pro Kilogramm Textil 20 Gramm Palladium zurückzugewinnen.

Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens lassen viele weitere Anwendungsmöglichkeiten des innovativen Adsorbertextils erkennen. Insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen der deutschen Textilindustrie ist es möglich, mit geringem Aufwand ein textiles Spezialprodukt herzustellen und entsprechend zu vermarkten. Für mittelständische Unternehmen der metallverarbeitenden Industrie besteht ein Anreiz, mit Hilfe des Textilmaterials auch aus niedrigkonzentrierten Reststofflösungen hochwertige Metalle zurückzugewinnen, gegebenenfalls sogar dort, wo sich eine Aufbereitung bisher mit konventionellen Methoden nicht lohnte oder unmöglich war. Die mittelstandsgeprägte Branche des Anlagebaus zieht ebenfalls großen Nutzen aus dem IGF-Projekt, beispielsweise durch die Konstruktion stationärer Filtermodule bei industriellen Anwendern.

Ansprechpartner zum Projekt
Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West;
Dr. Klaus Opwis, opwis@dtnw.de, Telefon: +49 2151 843 205

Institut für Energie- und Umwelttechnik;
Frank Grüning, gruening@iuta.de, Telefon: +49 2065 418 213

Über die AiF
Die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. ist ein 1954 gegründetes, industriegetragenes Innovationsnetzwerk zur Förderung von Forschung und Entwicklung im Mittelstand. Es verknüpft die Interessen von Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. Aufgabe ist es, als Dachverband von 100 branchenspezifischen Forschungsvereinigungen die Volkswirtschaft Deutschlands in ihrer Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig zu stärken. Die AiF als gemeinnütziger Verein ist Träger der Industriellen Gemeinschaftsforschung und betreut über die AiF Projekt GmbH und die AiF F∙T∙K GmbH, ihre einhundertprozentigen Tochtergesellschaften, weitere Förderprogramme der öffentlichen Hand. Im Jahr 2013 setzte die AiF rund 490 Millionen Euro an öffentlichen Fördermitteln ein.

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