Although the human health effects of pesticides have decreased significantly in industrialized countries, misuse of pesticides in developing countries is still problematic. Chronic health problems and environmental impacts have not been well investigated and are likely to be significant. Possible factors contributing to these effects include the application of old products with high persistence and toxicity and missing or insufficient protection of workers during pesticide application and use. Because a significant portion of the crops imported into Switzerland come from developing countries, responsible consumers and authorities in the exporting and importing countries are interested in understanding and ultimately mitigating the life-cycle environmental and health impacts of these products. In this study we intend to examine the various exposure pathways of pesticide application, over the whole life cycle of agricultural products grown in Colombia. Colombia was chosen as a partner country because a large variety of crops is grown there on various altitude levels. This allows for a broad study which is indicative also for other countries in the region. In particular, we intend to look at bananas, flowers, potatoes and sugar cane. These crops cover a wide range of uses, from food to decoration to biofuels. They can be consumed locally, like potatoes, or exported to industrialized countries, such as bananas and flowers. With regard to the latter products, the importing country imports a 'virtual burden' in terms of human exposure in the country of origin. Thus, it is one of the goals of this project to account for indirect exposure, such as workers' exposure during pesticide application or population exposure through groundwater contamination, in addition to direct consumer exposure by ingestion of the pesticide-treated crops or by dermal contact. In order to quantify exposure, experimental analysis will be conducted at selected field sites and existing exposure models will be adapted to Colombian conditions. Human intake of pesticides by inhalation, ingestion and dermal exposure will be quantified throughout the life cycle of each agricultural product, thus allowing for the identification of 'hot spots' and for identifying measures to mitigate exposure. In addition to practical decision support, this study will contribute to capacity building in Colombia. All research will be conducted in close collaboration between the Colombian and Swiss partners, and the results are intended to be disseminated widely among various stakeholder groups, including authorities and producers in the 'South' as well as retailers and consumers in the 'North'.
Projektziel: Der Preissteigerung bei Agrarrohstoffen soll mit dem Aufbau stabiler Partnerschaften zwischen Rohstoff erzeugenden und Rohstoff nutzenden Ländern entgegen gewirkt werden. Die Partnerschaften sollen der Erzielung beidseitiger Vorteile dienen. Auf der einen Seite durch die Schaffung von zusätzlichen Einkommensmöglichkeiten. Auf der anderen Seite durch eine relativen Preisstabilität. Die Rohstoffpartnerschaften sollen durch eine EDV-gestützte Entscheidungshilfe mit ihren Inhalten erfasst werden. Diese ist so aufzubauen, dass sie auch von noch nicht beteiligten Unternehmen genutzt werden kann. Die Ermittlung der Ist-Daten erfolgt durch deren Eruierung in Pilotprojekten. Als 'Modellpflanzen' für die Agrarrohstoffe wurden die Reststoffe aus den Plantagen der Ananas- und der Dessert-Bananenproduktion sowie die Fasernessel als europäische Pflanze ausgewählt. Das Ergebnis der Vorplanung ist ein Pflichtenheft. Hierin sollen die Aufgaben einer Machbarkeitsstudie so genau definiert werden, dass im Anschluss: die Anforderungen der Rohstoffabnehmer genau ermittelt, die Verfügbarkeit der Rohstoffe dargestellt, die Zugangsbedingungen zu den Rohstoffen geschaffen, die Systematik für das SDSS vorbereitet und ein praxisbezogener Handlungsablauf erstellt werden kann.
Projektziel: Der Preissteigerung bei Agrarrohstoffen soll mit dem Aufbau stabiler Partnerschaften zwischen Rohstoff erzeugenden und Rohstoff nutzenden Ländern entgegen gewirkt werden. Die Partnerschaften sollen der Erzielung beidseitiger Vorteile dienen. Auf der einen Seite durch die Schaffung von zusätzlichen Einkommensmöglichkeiten. Auf der anderen Seite durch eine relativen Preisstabilität. Die Rohstoffpartnerschaften sollen durch eine EDV-gestützte Entscheidungshilfe mit ihren Inhalten erfasst werden. Dieses ist so aufzubauen, dass es auch von noch nicht beteiligten Unternehmen genutzt werden kann. Die Ermittlung der Ist-Daten erfolgt durch deren Eruierung in Pilotprojekten. Als 'Modellpflanzen' für die Agrarrohstoffe wurden die Reststoffe aus den Plantagen der Ananas- und der Dessert-Bananenproduktion sowie die Fasernessel als europäische Pflanze ausgewählt. Arbeitsplanung für die 1. Stufe 'Vorplanung' Das Ergebnis der Vorplanung ist ein Pflichtenheft. Hierin sollen die Aufgaben einer Machbarkeitsstudie so genau definiert werden, dass im Anschluss:- die Anforderungen der Rohstoffabnehmer, gegliedert nach Bedarfsgrößen, genau ermittelt,- die Verfügbarkeit der Rohstoffe gegliedert nach Quantität und Qualität dargestellt,- die Zugangsbedingungen zu den Rohstoffen unter Beachtung der Nachhaltigkeit geschaffen,- eine Systematik für ein Bewertungs- und Entscheidungsunterstützungstool (SDSS) vorbereitet- und ein praxisbezogener Handlungsablauf erstellt werden können.
Die fünf Work Packages (WP), die vom ILR im Rahmen des Verbundprojekts GlobE-Biomassweb durchgeführt werden, befassen sich mit den ökonomischen Aspekten von zunehmend komplexerer Biomasseproduktion. WP 1.1 (world market trends) identifiziert globale Rahmenbedingungen und Rückwirkungen einer expandierenden Biomasseproduktion in Afrika. Das WP wird einen quantitativen Ausblick für Sub-Sahara Afrika erstellen bis 2030 erstellen, welcher auf globalen Agrarmarktsimulationen des CAPRI-Modells beruhen wird. WP 3.1 (regional economic models) untersucht die Auswirkungen expandierender Biomasseproduktion auf die Gesamtwirtschaft in Ghana und Äthiopien. Das WP identifiziert Konkurrenz- und Synergieeffekte zwischen Food und Non-food-Biomasseproduktion bzgl. Armutsentwicklung, Ernährungssicherung und Wachstum. WP 3.2 (labor markets) analysiert die Effekte einer afrikanischen Biomasseexpansion auf ländliche Arbeitsmärkte in Ghana und Nigeria. Hierbei geht es um sektorale Beschäftigungseffekte, Lohn- und Einkommenseffekte sowie geänderten Zugang zu Nahrungsmitteln. WP 5.2 (economics of post-harvest technologies) wird sich Nachernteverlusten widmen und hierzu Nachernteverfahren bei Mais, Cassava und Kochbananen auf verschiedenen Stufen der Vermarktungskette mit ökonomischen Instrumenten untersuchen. WP 6.2 (land use effects) befasst sich mit Landnutzungseffekten von expandierender Biomasseproduktion (Ausdehnung der Landnutzung, Druck auf marginale Standorte, Wälder und Naturreservate).
Ein oft unterschätztes Hindernis für Nahrungsmittelsicherheit ist der sog. 'Versteckte Hunger' - Mikronährstoffmängel, die insbesondere bei Kindern und Schwangeren zu Unterernährung führen und die Entwicklung und Lebenserwartung oft dramatisch beeinträchtigen. Die am Lehrstuhl gemeinsam mit day med concept GmbH (Berlin) entwickelte Software CIMIP ('Calculator for identification of micronutrient inadequacy on population level') erlaubt, solche Defizite populationsspezifisch zu erkennen und ist damit ein wichtiges Planungswerkzeug für die Verbesserung der Nahrungsmittelsicherheit. Die Stärke von CIMIP ist die Berechnung der notwendigen Mikronährstoffversorgung unter Berücksichtigung typischer lokaler Ressourcen. In Hinblick auf 'Versteckten Hunger' verbesserte Ernährungspläne können helfen, den Bedarf an Grundnahrungsmitteln zu reduzieren. Dies trägt in BiomassWeb dazu bei, die Biomasseproduktion so anzupassen, dass nationale und internationale Märkte mit Biomasseprodukten für Nahrungs- und Nichtnahrungszwecke ausgewogen versorgt werden. Die für die Projekt-Fallstudien ausgewählten Anbaupflanzen (Cassava, Mais, Bananen) und ausgewählte lokale Nahrungsmittel werden auf Energie, Eiweiß, Vitamin A, Zink und Eisen analysiert, um ihre ernährungsphysiologische Qualität zu bestimmen. Zusammen mit Daten aus Umfragen zu lokal verfügbaren Nahrungsmitteln werden die Ergebnisse benutzt, um CIMIP an lokale Bedingungen anzupassen und lokale Nahrungsdefizite zu identifizieren.
Der weltweit steigende Bedarf an Biomasse (Nahrung, Futter, Energie, Fasern) erfordert Konzepte, die Nahrungsmittelsicherheit garantieren und gleichzeitig Nichtnahrungsprodukte in ausreichender Menge bereitstellen. BiomassWeb untersucht die 3 Säulen der Nahrungsmittelsicherheit (Verfügbarkeit; Zugang; Qualität) in Wertschöpfungsnetzen in Afrika, in denen Biomasse produziert, verarbeitet und gehandelt wird. Aus- und Weiterbildung in BiomassWeb sollen Afrikas Stellung in einer internationalen Bioökonomie verbessern BiomassWeb analysiert Nachfragen und Angebote heute und morgen, und identifiziert mögliche Innovationen in Produktionstechniken vor und nach der Ernte, in Institutionen und in 'Governance'. Hauptziel ist, die Nahrungsmittelsicherheit in Afrika durch Produktivitäts- und Effizienzsteigerungen aller Komponenten in den Biomasse-Wertschöpfungsnetzen zu erhöhen. Das 5-jährige Forschungsprojekt umfasst 24 Arbeitspakete in sieben Forschungsthemen (Clusters). Verbundpartner sind drei Institute an der Universität Bonn, fünf Institute der Universität Hohenheim, das Forschungszentrum Jülich und zwei internationale landwirtschaftliche Forschungsinstitute (icipe, IITA). Unterauftragnehmer FARA (Forum für Agrarforschung in Afrika) koordiniert alle Arbeiten in Afrika. BiomassWeb führt Systemanalysen und Fallstudien (Maniok, Mais, Banane/Kochbanane/Ensete, Agroforstsysteme) im produktiven Sudan-Savannengürtel (Ghana, Nigeria) und im ostafrikanischen Hochland (Äthiopien) durch.
Bananen liefern als zweitgrößte Anbaufrucht der Erde lokal wichtige Grundnahrungsmittel und Rohstoffe. Ihr Pflanzmaterial kann aufgrund genomischer Besonderheiten nicht aus Samen gewonnen werden. Die Qualität des derzeit verwendeten Materials für die vegetative Vermehrung ist oft gering und die Gefahr der Krankheitsübertragung ist groß. Dieses Teilprojekt konzentriert sich auf die Low-Budget-Produktion hochwertigen Pflanzmaterials, um mit leicht zu verwendenden lokalen Techniken eine effiziente Produktion von verbessertem Pflanzmaterial und damit höhere Erträge und Einkommen zu ermöglichen. Lokale vegetativen Vermehrungsmethoden zur Erzeugung von Pflanzmaterial werden an ausgewählten Bananen- und Kochbananen-Sorten im tropischen Süden Ghanas untersucht und mit modernen Methoden wie Anwendung von Wachstumsregulatoren (z.B. 6-Benzylaminopurin), Verwendung natürlicher Pflanzenextrakte mit Phytohormoneffekten (z.B. Kokos) und mechanischer Behandlung zur Achselsprossproduktion (Meristem-Manipulation) kombiniert. Erschwingliche Verfahren werden entwickelt und getestet, um aseptische Arbeitsbedingungen zu schaffen und die Krankheitsübertragung zu reduzieren (Einsatz von Druck-Dampfgarern anstelle von High-Tech-Autoklaven, Bau von einfachen sterilen Werkbänken, etc.). Phytohormonanalysen (Radio-Immuno-Assay) und Genexpressionen (RT-PCR) erlauben, die Effekte der Behandlungen zu beurteilen und die Methoden zu verbessern.
Ziel des Verbundvorhabens ist die Übertragung einer bisher nur im Labormaßstab vorhandenen Verarbeitungsstrecke zur Gewinnung von hoch qualitativen Fasern aus dem Bananenscheinstamm und der Fasernessel in den Technikumsmaßstab. Die Qualität der mit der entwickelten Technologie hergestellten Fasern soll es das erste Mal im Industriemaßstab ermöglichen, Baumwolle zu ersetzen und auch textile Hightechmaterialien aus Naturfasern herzustellen. Das Teilvorhaben der C.S.P. GmbH hat das Ziel, alle einzelnen technologischen Schritte auf die Besonderheiten der beiden Pflanzenarten abzustimmen. Dabei soll die zu erreichende Zielqualität im Fokus stehen. Entsprechend den technologischen Anforderungen sind die jeweils vorgelagerten Arbeitsstufen so zu verändern, dass das Pflanzenmaterial optimal verarbeitet werden kann. Beispiel: Sollte sich zeigen, dass mit der entwickelten Technologie nur Materialien mit einer Länge von 10 cm verarbeitet werden können, ist die Erntetechnik entsprechend anzupassen. Innerhalb des Teilprojektes wird von der C.S.P. GmbH eine Konzeption für die praktische Umsetzung der Projektergebnisse, sowohl für den Einsatz der Fasern in der Industrie als auch für die Implementierung der Verarbeitungsstrecke in unterschiedlichen Regionen erstellt. Die C.S.P. GmbH übernimmt das Projektmanagement des Verbundprojektes. - AP A: Bestimmung der Ausgangsparameter für die einzelnen technologischen Schritte - AP B: Konstruktion und Fertigung des Aufschlussgerätes - AP C: Konstruktion und Fertigung der Geräte für den Voraufschluss - AP D: Materialvorbereitung - AP E: Konstruktion und Fertigung der Faserreinigung - AP F: Durchführung von Testläufen in Labor- und Technikumsanlage - AP H: Rohstoffbeschaffung - AP I: Umsetzungskonzeption, Projektkoordination.
Es ist das Ziel des geplanten Vorhabens, eine innovative technologische Verarbeitungskette für den Faseraufschluss von Nessel- und Bananenfasern zu entwickelt, die durch die ermittelten Verfahrensparameter in der Lage ist, bei unterschiedlichen Fasern und Ernteumständen gleichbleibende Fasereigenschaften zu generieren. Die aus dem Prozess gewonnenen Fasern sollen für textile Hightechmaterialien eingesetzt werden. Die Vorstufen des Verfahrens beginnen bei der Ernte bei der die Pflanzen direkt im Ribolyser voraufgeschlossen werden. Anschließend werden die Pflanzenteile in einer Hydrolyse gemaischt, bei der die Maischdauer von der Pflanzenart, den Vegetationsbedingungen und dem Erntezeitpunkt abhängig ist. Die zu entwickelnden Verfahren beziehen sich auf den nun folgenden Faseraufschluss. Die technologische Verfahrensentwicklung betrifft die Prozessführung in dem Ribolyser im Technikumsmaßstab, dessen Gestehung auch Gegenstand des Vorhabens ist. Während der einzelnen Verfahrensschritte sind immer wieder Rückkopplungen zur Faseranalyse notwendig. Die Fasereigenschaften müssen gemessen werden und ggf. werden Ausspinnversuche unternommen, um die Eignung der Fasern für die weiterführenden textilen Prozesse zu ermitteln. G - a Beprobung von Fasermaterialien (Bananenfasern) 1 Tauglichkeitsprüfung des Fasermaterials aus verschiedenen Stufen des Aufschluss- und Waschprozesses 2 Rückkopplung zur Hochschule Zittau 3 Optimierung des Fasermaterials 4 Optimierung des Spinnprozesses G - b Beprobung von Fasermaterialien (Nesselfasern) 1 Tauglichkeitsprüfung des Fasermaterials aus verschiedenen Stufen des Aufschluss- und Waschprozesses 2 Rückkopplung zur Hochschule Zittau 3 Optimierung des Fasermaterials 4 Optimierung des Spinnprozesses.
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