Ernährungswissenschaftler der Universität Jena zeigen, dass ein Spurenelement das Leben verlängert
Die regelmäßige Aufnahme des Spurenelements Lithium kann die Lebenserwartung deutlich verlängern. Dies ist das Ergebnis einer aktuellen Studie von Ernährungswissenschaftlern der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Wie das Team um Prof. Dr. Michael Ristow gemeinsam mit japanischen Kollegen in zwei unabhängigen Untersuchungen zeigen konnte, führt Lithium bereits in geringer Konzentration sowohl beim Menschen als auch bei einem Modellorganismus, dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans, zu einem längeren Leben. Seine Ergebnisse stellt das Forscherteam in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „European Journal of Nutrition“ vor, die gerade online erschienen ist http://dx.doi.org/10.1007/s00394-011-0171-x.

Lithium ist ein lebensnotwendiger Bestandteil der Nahrung und wird vorwiegend aus pflanzlicher Nahrung und über das Trinkwasser aufgenommen. „Über die physiologische Funktion von Lithium wissen wir noch sehr wenig“, sagt Studienleiter Ristow. Wie aus einer früheren Untersuchung hervorgehe, so der Inhaber des Jenaer Lehrstuhls für Humanernährung weiter, habe sich Lithium in sehr hoher Konzentration bereits als lebensverlängernd bei C. elegans erwiesen. „Die damals untersuchte Dosierung liegt aber deutlich über dem physiologisch relevanten Bereich und ist für den Menschen giftig“, so Ristow. Um zu klären, ob Lithium auch in sehr viel geringerer Konzentration eine lebensverlängernde Wirkung aufweise, haben die Forscher nun die Wirkung von Lithium in einem Konzentrationsbereich untersucht, wie er in gewöhnlichem Leitungswasser vorkommt.

In Kooperation mit japanischen Forschern haben die Jenaer Ernährungswissenschaftler die Sterberate in 18 japanischen Gemeinden untersucht und diese in Beziehung zum jeweiligen Lithiumgehalt des Leitungswassers gesetzt. „Dabei hat sich gezeigt, dass die Sterberate in den Gemeinden deutlich geringer ausfällt, in denen mehr Lithium im Leitungswasser vorkommt“, erläutert Ristow das zentrale Ergebnis. In einem zweiten Experiment haben die Jenaer Forscher genau diesen Konzentrationsbereich am Modellorganismus C. elegans untersucht. Das Ergebnis bestätigte sich: „Auch die durchschnittliche Lebenserwartung der Würmer ist höher, wenn sie mit Lithium in dieser Dosierung behandelt werden“, so Ristow.

Auch wenn die zugrunde liegenden Mechanismen noch ungeklärt sind, so gehen die Wissenschaftler davon aus, dass die beobachtete längere Lebenserwartung sowohl bei den Fadenwürmern C. elegans als auch beim Menschen durch das Spurenelement Lithium verursacht sein kann. Darüber hinaus, so spekulieren die Wissenschaftler, kann Lithium in derart niedriger Dosierung in Zukunft möglicherweise auch als Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt werden. „Aus früheren Studien weiß man bereits, dass eine höhere Lithiumaufnahme über das Trinkwasser mit einer Verbesserung der psychischen Grundstimmung und mit einer verminderten Suizidhäufigkeit in Verbindung gebracht werden kann“, erläutert Prof. Ristow. Zusammen mit den neuen Daten würde man in mehrerlei Hinsicht von einer Steigerung der Lithiumaufnahme profitieren. Um dies sicher befürworten zu können, sind jedoch weitere Studien notwendig, so die Wissenschaftler.

Dr. Ute Schönfelder
Stabsstelle Kommunikation/Pressestelle
Friedrich-Schiller-Universität Jena

Kontakt:
Prof. Dr. Michael Ristow
Institut für Ernährungswissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Dornburger Straße 29, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949630
E-Mail: mristow@mristow.org

Weitere Informationen:
http://dx.doi.org/10.1007/s00394-011-0171-x
http://www.uni-jena.de

Weltweit erforschen Wissenschaftlerteams, wie man Mikroorganismen zur Energiegewinnung nutzen kann. An der Technischen Universität Braunschweig ist das Team von Prof. Dr. Uwe Schröder diesem Ziel näher gekommen. Die Ergebnisse dieser Forschung sind jetzt in drei Artikeln renommierter Fachzeitschriften veröffentlicht worden.

Das Braunschweiger Forscherteam beschäftigt sich seit längerem mit elektrokatalytisch aktiven Bakterien. Ziel ist es, mit Hilfe dieser Biofilme eine neue Technologie zu entwickeln. Sie soll es unter anderem ermöglichen, niedrigenergetische Biomasse, wie zum Beispiel Abwasser, zur Gewinnung von elektrischer Energie oder zur Produktion von wertvollen Grundstoffen zu nutzen. Dieses Technologiekonzept ist seit längerem unter dem Schlagwort „mikrobielle Brennstoffzelle“ oder „mikrobielle Bioelektrochemische Systeme“ bekannt.

Der Weg vom im Labormaßstab erfolgreichen Konzept zur fertigen Technologie ist allerdings noch lang. Es müssen noch fundamentale und technologische Fragen beantwortet werden. Drei Bausteine auf diesem Weg können jetzt die Forscher aus Braunschweig in Zusammenarbeit mit externen Kooperationspartnern beisteuern.

In Zusammenarbeit mit der TU Berlin unter Federführung von Dr. Falk Harnisch, TU Braunschweig, und Dr. Diego Millo, TU Berlin, konnte erstmals eine in situ spektroelektrochemische Untersuchung an lebenden Biofilmen, das heißt Zellen in ihrer natürlichen Umgebung, präsentiert werden. Hierbei gelang erstmals eine exakte Charakterisierung der Proteine, die in der Zellmembran für den Austausch der Elektronen zwischen Bakterie und Elektrode verantwortlich sind.
D. Millo*, F. Harnisch*, S.A. Patil. H. K. Ly, U. Schröder, P. Hildebrandt
„In situ Spectroelectrochemcial Investigation of electrocatalytic microbial biofilms by surface-enhanced resonance raman spectroscopy“
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201006046/abstract

Ein weiterer Fortschritt gelang in Kooperation mit den Universitäten Marburg und Chicago: Erstmals wurden Stromdichten von bis zu 30 Ampere pro Quadratmeter gemessen. Diese bisher unerreichten Leistungsfähigkeiten von bioelektrokatalytischen Anoden konnten durch neuartige Elektrodenmaterialien erzielt werden. Auf ihnen können die Mikroorganismen in drei Dimensionen wachsen und gedeihen.
Electrospun and solution blown three-dimensional carbon fiber nonwovens for application as electrodes in microbial fuel cells
Shuiliang Chen, Haoqing Hou, Falk Harnisch, Sunil A. Patil, Alessandro A. Carmona-Martinez, Seema Agarwal, Yiyun Zhang, Suman Sinha-Ray, Alexander L. Yarin, Andreas Greiner and Uwe Schröder
Energy and Environmental Science, online
http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2011/EE/C0EE00446D

Darüber hinaus wurde in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz Zentrum für Umweltforschung, Leipzig, die erste durchflusszytometrische Studie an elektrokatalytischen Biofilmen durchgeführt. Bei diesem Verfahren werden Zellen gezählt und charakterisiert. Dabei zeigte ein Vergleich von Abwasser und daraus gewonnenen elektrokatalytischen Biofilmen, dass eine Selektion von Mikroorganismen stattfindet. Diese Selektion führt dabei zu einer Anreicherung von Arten im Biofilm, die in der Bakterienquelle nicht nachweisbar ist.
F. Harnisch*, C. Koch, S.A. Patil. T. Hübschmann, S. Müller, U. Schröder
„Revealing the electrochemically driven selection in natural community derived microbial biofilms using flow-cytometry“ Energy & Environmental Science, online
http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2011/EE/C0EE00605J

In Zusammenwirken können diese Erkenntnisse des Braunschweiger Forscherteams aus unterschiedlichen Teilgebieten sowohl zu einem besseren fundamentalem Verständnis der mikrobiellen Prozesse als auch zur weiteren Entwicklung der Technologie beitragen.

Kontakt
Prof. Dr. Uwe Schröder
Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie
E-Mail: uwe.schroeder@tu-braunschweig.de
Tel.: +49(0)531 391 8425

Dr. Falk Harnisch
Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie
E-Mail: f.harnisch@tu-braunschweig.de
Tel.: +49(0)531 391 8428

Weitere Informationen:
http://www.tu-braunschweig.de/oekochemie/akschroeder

GHS ist die Abkürzung für „Global Harmonisiertes System“. Es handelt sich dabei um ein einheitliches System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien. Die Einführung dieser weltweit angepassten Einstufung und Kennzeichnung bringt für die Industrie, für den Arbeitsschutz sowie auch für die Verbraucher auf den Abwasseranlagen eine Reihe von Veränderungen mit sich. Die CLP-Verordnung (Classification, Labelling and Packaging), mitunter auch als GHS-Verordnung bezeichnet , ist nicht ganz neu, denn sie wurde vom Europäischen Parlament und vom Rat am 16. Dezember 2008 verabschiedet und im Amtsblatt der Europäischen Union am 31. Dezember 2008, Nr. L 353, veröffentlicht. Sie ist seit dem 20. Januar 2009 in Kraft. Die Verordnung stellt in allen Mitgliedstaaten der Europäischen Union unmittelbar geltendes Recht dar. Eine Umsetzung durch nationale Rechtsvorschriften ist nicht erforderlich.

Die Verordnung legt fest
– welche Einstufung-, Verpackungs- und Kennzeichnungs- pflichten Lieferanten vor dem Inverkehrbringen von Stoffen und Gemischen zu erfüllen haben
– nach welchen Kriterien Stoffe und Gemische einzustufen sind,
– wie Stoffe und Gemische, die die Kriterien der Einstufung erfüllen, zu verpacken und zu kennzeichnen sind und
– für welche Gemische gesonderte Kennzeichnungen vorgesehen sind.
Auffälligstes Merkmal der Verordnung sind …mehr:

Den ganzen Artikel lesen Sie in:
Betriebsinfo Informationen für das Betriebspersonal von Abwasseranlagen Heft 1-2011

Autoren:
Umweltbundesämter in Dessau-Roßlau und Wien:
www.umweltbundesamt.de/chemikalien/ghs.htm
www.umweltbundesamt.at/umweltschutz/chemikalien/ clp_kennzeichnung/ghs_clp
Berufsgenossenschaft Chemie: www.bgchemie.de/GHS

Auswertung der Testergebnisse des Tests der Stiftung Warentest

Der Test der Stiftung Warentest zeigt, dass viele der in Deutschland angebotenen phosphatfreien Geschirrspültabs die bestehenden Testanforderungen derzeit nicht in dem Maße erfüllen können wie ihre phosphathaltigen Konkurrenten. Umso erfreulicher ist es, dass zwei phosphatfreie Geschirrspültabs das Qualitätsurteil „GUT“ erhalten haben.

Bei den Testergebnissen der vier getesteten phosphatfreien Multifunktionstabs fällt auf, dass das Testkriterium „Verhinderung von Belägen“ (d.h. milchige Gläser, Schlieren auf Besteck usw.) nur mit „ausreichend“ bewertet wurde, was in allen vier Fällen zur Abwertung im Gesamturteil geführt hat.
Da die Tests bei einer Wasserhärte von 21 Grad deutscher Härte (°dH) durchgeführt wurden, konnte jedoch auch nicht mit einem anderen Ergebnis gerechnet werden. Die Hersteller der getesteten phosphatfreien Multifunktionstabs weisen auf der Verpackung darauf hin, dass die Anwendung ohne zusätzliche Spezialsalze nur bis 13°dH bzw. bei einem Produkt bis 15°dH möglich ist. Bei härterem Wasser wird die Verbraucherin, der Verbraucher auf die notwendige Zudosierung von Spezialsalz hingewiesen. Diese Multifunktionstabs bei 21°dH ohne Zusatz von Spezialsalz zu testen, entspricht aus Sicht des Umweltbundesamtes nicht dem bestimmungsgemäßen Gebrauch.

Einer der wesentlichen Kritikpunkte der Stiftung Warentest bei der Reinigungsleistung sind die ei- und stärkehaltigen Essensreste an Geschirr und Besteck, für deren Beseitigung allerdings nicht vorrangig Phosphate, sondern Enzyme zuständig sind, die in einigen der getesteten phosphatfreien Mittel anscheinend nicht oder nicht ausreichend enthalten sind. Dies hat jedoch nichts mit dem Verzicht auf Phosphat zu tun.

Fraglich ist auch, ob die angewendeten Testanforderungen in Anlehnung an Methoden des Arbeitskreises Maschinengeschirrspülmittel des Industrieverbandes Körperpflege und Waschmittel (IKW) dem typischen Verbraucherverhalten entsprechen. In Familien wird im Allgemeinen das Geschirr täglich oder alle 2 Tage gespült und der Schmutz hat sicher keine Chance, so stark anzutrocknen.
Verbraucherinnen und Verbraucher sollten ruhigen Gewissens selbst testen, ob sie mit der Reinigungsleistung phosphatfreier Produkte zufrieden sind, denn was die Verhinderung von Belägen und die Materialschonung anbelangt, schneiden die meisten phosphatfreien Produkte mit „sehr gut“ bis „gut“ ab.

Quelle: http://www.umweltbundesamt.de/chemikalien/waschmittel/geschirrspueltabs.htm

Das Crailsheimer Modell zur regionalen Klärschlammverwertung und CO2-neutralen Erzeugung von Strom und Wärme ist eine Idee und Initiative der Stadtwerke Crailsheim GmbH. 27 Kommunen aus Bayern und Baden-Württemberg sind als Gesellschafter an der KSV GmbH beteiligt.
In Dinkelsbühl Waldeck wird eine Kombinationsanlage bestehend aus einem Biomassekraftwerk und einer Klärschlammmineralisierungsanlage gebaut. Durch die Kombination kann nicht nur das Klärschlammproblem von 150.000 Einwohnern gelöst werden, sondern es wird auch umweltfreundlicher Strom aus Biomasse erzeugt. Die beiden Anlagen sind dabei energetisch verknüpft. So kann die Abwärme aus dem Biomassekraftwerk zur Trocknung des Klärschlamms verwendet werden. Der Klärschlamm wird anschließend verschwelt. Dabei entstehen energiereiche Gase, die zur Dampferzeugung genutzt werden und so das Kraftwerk wieder unterstützen. Diese Form der absolut umweltfreundlichen und regional organisierten Klärschlammverwertung ist in Europa ohne Beispiel.

Kontext
Kommunale Klärschlämme wurden in der Vergangenheit überwiegend in der Landwirtschaft und dem Landschaftsbau, vor allem bei Rekultivierungsmaßnahmen verwertet. Diese Entsorgungswege sind allerdings aufgrund der Schadstoffbelastung des Klärschlamms umstritten und durch die gültigen Grenzwerte nicht mehr für alle kommunalen Klärschlämme durchführbar. Tendenziell nimmt derzeit die thermische Verwertung stark zu. Die thermische Verwertung ist auch durch die Mitverbrennung in Kraftwerken und Zementwerken durchführbar. Die Kraftwerke liegen überwiegend im Norden Deutschlands und werden von den großen Energiekonzernen betreiben. Die Verwertung in diesen Kraftwerken führt daher zu einem hohen Verkehrsaufkommen und zu einer Oligopolbildung von wenigen Energiekonzernen. Die Verwertung in Zementwerken ist darüber hinaus von der Baukonjunktur abhängig.

Ziele des Vorhabens
– Schaffung einer regionaler Klärschlammverwertung in Eigenverantwortung
– Verwertung in einem ganzheitlichen Konzept
– Durch Nachhaltiges Konzept schon heute künftigen Kapazitätsproblemen der thermischen Klärschlammverwertung entgegenwirken

Umsetzung
Die Gesamtanlage besteht aus zwei parallel angeordnete Anlagenteilen, nämlich der Klärschlammbehandlungsanlage und dem Biomasseheizkraftwerk.

Bei der Klärschlammbehandlung wird der Klärschlamm in mechanisch entwässerter Form angeliefert und auf einem Bandtrockner thermisch getrocknet. Bei der Trocknung wird die Abwärme aus dem Biomassekraftwerk genutzt, um dem entwässerten Klärschlamm das Wasser weiter zu entziehen und einen Trockensubstanzgehalt von 90 % zu erreichen. Von diesem Zustand kann die Energie des Klärschlamms genutzt werden.
Der getrocknete Klärschlamm gelangt anschließend zur Klärschlammmineralisierung. Bei der Mineralisierung wird im ersten Schritt eine Pyrolyse oder Verschwelung durchgeführt. Das heißt der Klärschlamm wird unter Sauerstoffausschluss auf ca. 500 °C erwärmt. Dabei entstehen energiereiche Gase, die in einer Nachbrennkammer zur Dampferzeugung genutzt werden. Das Material wird in einem zweiten Schritt durch Sauerstoffzugabe ausgeglüht. Dabei werden vorhanden Schadstoffe mineralisch in das Granulat eingebunden. Das Granulat hat eine sandähnliche Struktur und ist auf Deponieklasse I ablagerbar, kann aber auch in der Baustoffindustrie verwertet werden. Auf diese Weise können jährlich 22.000 t entwässerter Klärschlamm verwertet werden.
Die Anlage ist mit einem Biomassekraftwerk kombiniert in dem Resthölzer aus der heimischen Forstwirtschaft zur Energieerzeugung genutzt werden. Durch die Verbrennung der Hackschnitzel wird Dampf erzeugt, der über eine Turbine zur Stromerzeugung geleitet wird. Mit der 9-Megawatt-Anlage können 18.000 Haushalte mit Strom versorgt werden. Im angrenzenden Gewerbegebiet können zusätzlich benachbarte Betriebe mit Wärme oder Kälte zu günstigen Konditionen versorgt werden.
Zum Betrieb der Gesamtanlage ist bei der Unterschiedlichkeit der Klärschlämme von 27 Kommunen wichtig ein Energiebauteil zu haben, das sowohl Wärmeenergie abgeben und gewonnene Energie aufnehmen kann. Mit dem umgesetzten Biomassekraftwerk ist dies in optimaler Form gelungen.

Finanzierung und Partner
Das Gesamtinvestitionsvolumen der Anlage beträgt 34 Mio. €. Aufgrund des innovativen Charakters der Anlagenkombination wird die Anlage vom Bund mit 2,5 Mio. € gefördert und von den Ländern Bayern und Baden-Württemberg finanziell unterstützt.
27 Kommunen haben in einem kommunalen Zusammenschluss als Gesellschafter die KSV GmbH gegründet, die als eigenständiges Unternehmen die Verwertung der Klärschlämme übernimmt. Die Geschäftsführung übernimmt die Stadtwerke Crailsheim GmbH, die mit 26,5 % größter Gesellschafter ist und den Bau der Anlage initiiert hat.

Ergebnisse
Mit dem Bau der Anlage stärkt die KSV die Wirtschaftskraft der Region, denn Bau- und Serviceleistungen für die neue Anlage werden soweit wie möglich an regionale Firmen vergeben. Gleichzeitig entstehen mit der Pilot-Anlage ca. 20 neue Arbeitsplätze.
Die Kombinationsanlage leistet einen entscheidenden Beitrag zur Schonung der Umwelt und der Primärenergien. Bei der thermischen Mineralisierung gehen die im Klärschlamm enthaltenen Schadstoffe (Schwermetalle) eine wasserunlösliche mineralische Verbindung ein. Dieses Granulat kann als Zuschlagstoff für die Baustoffindustrie verwendet oder als inertes Produkt problemlos deponiert werden. Bei der Mitverbrennung in Kraftwerksanlagen oder bei der Monoverbrennung wird ein beträchtlicher Anteil an fossiler Primärenergie benötigt. In der KSV erfolgt die Mineralisierung des Klärschlamms hingegen durch die im Klärschlamm enthaltene Eigenenergie und durch Abfallenergie aus dem CO2-neutralen Biomasse-Kraftwerksprozess. Die Anlage benötigt im Regelbetrieb keine fossilen Brennstoffe wie Heizöl oder Erdgas.
Der CO2-Ausstoß wird darüber hinaus durch einen begrenzten LKW-Verkehr innerhalb der Region und somit der Vermeidung von Klärschlammtourismus vermindert.

Erfahrungen und Übertragbarkeit
– Die gemeinschaftliche Lösung von Energieaufgaben hat Zukunft und kann hervorragend funktionieren.
– Mit der Selbstbestimmung in der Kommune kann dem Preisdiktat der Großkonzerne entflohen werden.
– Für jeden Stoff gibt es ein geeignetes Verfahren. Nicht die stoffliche Verknüpfung sondern die energetische Verknüpfung führt zu einer Effizienzsteigerung.
– Innovative neue Verfahren werden nicht überall begrüßt und stoßen manchmal auf Widerstand.
– Die Zusammenarbeit mit den Genehmigungsbehörden kann sehr konstruktiv ablaufen.
– Eine dezentrale Anlagentechnik bestimmt den Erfolg künftiger effizienter energetischer Lösungen.

Weitere Informationen:
KSV GmbH c/o Stadtwerke Crailsheim GmbH
Jürgen Hübner
Friedrich-Bergius-Straße 10-14
D-74564 Crailsheim
Tel: 0049-7951-305-370
Fax: 0049-7951-305-359
E-mail: juergen.huebner@stw-crailsheim.de
Web Site: www.ksvgmbh.de