In order to understand the interlinked problems in the Nexus (Latin = connection, linkage, interrelation) of water, energy and food security, close cooperation between scientists and practitioners from different fields is necessary. The present and future challenge of a reliable supply with water, energy and food is an example, where isolated considerations do not lead to viable solutions. Sustainable action and meaningful research in these highly interconnected fields require a holistic and comprehensive perspective and a new approach. In this sense, a collaborative research structure with a holistic view on the Nexus of Water, Energy and Food security was established in 2013 at the Cologne University of Applied Sciences. The project bundles some of the research efforts of 11 professors from different faculties and institutes. The researchers jointly work on initiating new cooperation projects with partners from industry, academia and civil society. Together they aim at exploring new technologies and applying new approaches to solve major issues of efficiency and sustainability in resource use.
Evidence is compelling for a positive correlation between urbanisation and increment of allergic sensitisation and diseases. The reason for this association is not clear to date. Some data point to a pro-allergic effect of anthropogenic factors on susceptible individuals. Data analysing the impact of environmental - natural and anthropogenic - factors on the allergenicity of allergen carriers such as pollen grains are scarce, and if applicable only taken from in vitro experimental designs. This study will analyse one of the most common allergy inducers in northern Europe - the birch pollen. Under natural exposure conditions, birch pollen will be analysed with respect to their allergenicity. Within an interdisciplinary research team this study will evaluate the effect of natural (e.g. soil, climate, genetic background) and anthropogenic (e.g. traffic pollutants) factors on birch pollen in a holistic approach including analysis of allergen bioavailability, release of pollen associated lipid mediators from birch pollen grains, in vitro immunostimulatory activity and in vivo allergenic potential. These data collected in the time course of three years will significantly add to our understanding how urbanisation and climate change influence the allergenicity of birch pollen and will help us in the future to set up primary prevention studies.
Pilze sind eine der am diversesten, jedoch am wenigsten untersuchten mikrobiellen Gruppen in marinen Gewässern. Eine Untergruppe der Pilze, kurz als Chytridien bekannt, umfasst häufig auftretende Parasiten auf Phytoplankton, welche eine starke Belastung für das Phytoplanktonwachstum, die Entwicklung von Algenblüten und deren Populationsdynamiken darstellen. Parasitäre Chytridien befallen alle Hauptgruppen von Phytoplankton und treten bevorzugt in Küstenregionen mit hoher Phytoplanktonbiomasse und Produktivität auf. Die Auswirkungen von parasitären Pilzen auf Stoffkreisläufe und die Funktion von Ökosystemen sind jedoch kaum bekannt bzw. quantifiziert. Die Emmy Noether-Nachwuchsgruppe wird die funktionelle und quantitative Rolle parasitärer Pilze für die Phytoplanktonproduktivität und den Stoffkreislauf in Brack- und Meerwasser untersuchen. Unsere Ziele sind (1) Betrachtung der Wechselwirkungen zwischen Phytoplankton und Chytridien auf Einzelzell-Ebene, (2) Untersuchungen der integrativen Rolle von Chytridien in aquatischen Nahrungsnetzen und (3) Aufklärung der Auswirkungen von parasitären Pilzen auf Remineralisierungs- und Sedimentationsprozesse. Unser umfassender Ansatz beinhaltet experimentelle Studien mit Phytoplanktonâ€ÌPilz Co-Kulturen sowie mit natürlichen Planktongemeinschaften, mittels Analysen auf Zell- und Mikoskalen-Ebene bis hin zu mesoskaligen Stoffflüssen entlang der Wassersäule. Im Wesentlichen werden wir den Transfer von Kohlenstoff und Stickstoff vom Phytoplankton durch das pelagische Nahrungsnetz innerhalb der photischen Zone bis hin zum Absinken als Detritus in die Tiefe verfolgen. Das Projektergebnis soll ein ganzheitliches Verständnis der Rolle von Chytridien an der Basis aquatischer Nahrungsnetze und Produktivität fördern, einschließlich der zugrunde liegenden Mechanismen und Größenordnungen. Angesichts der potenziellen Signifikanz parasitärer Pilze für die Abschwächung von Produktivität, Sinkstoffflüssen aber auch von toxischen Algenblüten in Küstengebieten, sollen die gewonnenen Daten mit lokalen und globalen Stoffkreisläufen verknüpft und in zukünftige Entscheidungen zum Küstenmanagement implementiert werden.
The final goal of the EUROWET project is to integrate the substantial multidisciplinary European research in wetlands to help attain the sustainable management of the water cycle. This will be achieved by the translation of state-of-the art science developed at both national and European levels, into practical guidance for end-users. This will be achieved by a comprehensive review, expert assessment and a focussed dissemination strategy. There is considerable scientific knowledge and technical experience gained in diverse aspects of wetland science and management including hydrology, biogeochemistry, ecology restoration, socio-economic and policy analysis. However the results of research and management experience are still too fragmentary and not sufficiently orientated to problem-solving or simply inadequately framed to be effectively transferred to, or used by, stakeholders and policy-makers. Simultaneously the general outcome of the scientific research has been increased awareness of the significance of wetlands in delivering goods and services important for human welfare including quality of life, biodiversity conservation and maintenance or enhancement of environment quality. Despite this wetlands continue to be degraded and lost throughout Europe without adequate consideration of the wider benefits to be achieved from this management. The new Water Framework Directive (WFD) promotes a unique opportunity to redress this problem by means of the holistic, integrated approach to water management. There is currently in preparation horizontal guidance on Wetlands as part of the Common Implementation Strategy (CIS) process. There is however work still to be done on providing more specific scientific and technical guidance on the effective implementation of the Directive with respect to wetlands. This is particularly the case in relation to Integrated River Management, the CIS cluster within which wetlands are being considered in the WFD.
Wood2CHem: A computer-aided platform for developing bio-refinery concepts The bio-refinery concept offers the timber industry numerous development opportunities by integrating the production of value-added products made from biomass. The computer-aided platform Wood2CHem, developed within the scope of this project, will help to devise innovative means for promoting wood as a resource using a holistic and integrated approach. Background Due to its composition and complex chemical structure, wood can be used to make a large number of value-added products. The bio-refinery concept proposes to widen the range of products derived from wood while adopting a systemic approach aimed at promoting synergies in the production of various products by integrating different processes. It therefore offers an enormous development potential for the wood sector and opens up many new markets. The development of bio-refinery concepts poses a significant challenge. A large number of processes that integrate studies and technologies of innovative transformation need to be evaluated, integrated and optimised using a holistic approach before the most promising concepts can be identified. Aim By applying techniques from process engineering, energy integration and multi-objective optimisation, the consortium of the Wood2CHem project proposes to develop a computer-aided platform for systematically generating the most promising bio-refinery models and evaluating their thermodynamic, economic and environmental performance. This integrated platform will be developed by combining expertise in chemical engineering and process engineering. It is aimed at integrating technological developments of wood transformation and will be validated in industrial case studies. Significance The Wood2CHem project concerns the development of industrial concepts and will therefore primarily interest experts and engineers in the field who wish to develop integrated and innovative concepts for a rational promotion of wood. It will allow them to envisage and compare inegrated process chains. The platform will integrate all the actors wishing to assume the perspective of industrial ecology.
In dem wachsenden Markt ökologischer Lebensmittel werden Methoden zur produktorientierten Qualitätserfassung gefordert. Dabei geht es u.a. um die Unterscheidung von Produkten aus unterschiedlichen Anbauverfahren. Die Ziele des Projektes waren daher: 1. ausgewählte ganzheitliche Methoden gemäß ISO 17025 zu validieren, d.h. Laborprozesse festzulegen, sowie Einflussgrößen und Verfahrensmerkmale zu bestimmen, 2. zu testen, ob diese Verfahren eine Differenzierung von definierten Proben statistisch abgesichert zeigen können. . Diese Ziele konnten erreicht werden. Es wurde bestätigt, dass einige der Methoden auf Grundlage dokumentierter Prozeduren Lebensmittel aus definierten Anbauversuchen (u.a. aus dem DOK-Versuch am FIBL/CH) reproduzierbar unterscheiden können. Die Koordination und die Validierung der Kupferchlorid-Kristallisation sowie die Messung der Polyphenole lag bei der Universität Kassel, FG Ökologische Lebensmittelqualität und Ernährungskultur. Die KWALIS GmbH, Dipperz, validierte die Fluoreszenz-Anregungsspektroskopie und die Bestimmung des Physiologischen Aminosäurestatus, die EQC GmbH, Weidenbach die elektrochemischen Messungen. Dr. Kromidas, Saarbrücken übernahm die Beratung der Validierungsprozeduren. . An Blindproben wurde untersucht, ob die Verfahren für Weizen- und Möhrenproben aus definierten Anbau- und Sortenversuchen geeignet sind (Fragestellung der Validierung). Die Proben wurden von unabhängiger Stelle (OEL-FAL, Trenthorst) codiert. Die Proben wurden gleichzeitig an alle Partner versandt; dadurch konnten die Methoden auch untereinander verglichen werden. Die Methoden Kupferchlorid-Kristallisation, Fluoreszenz-Anregungsspektroskopie und Physiologischer Aminosäurestatus sind für die Fragestellung geeignet. Mit allen drei Methoden konnten die Proben differenziert und gruppiert werden. Darüber hinaus konnten mit der Fluoreszenz-Anregungsspektroskopie und über den physiologischen Aminosäurestatus die Proben auch den Anbauweisen richtig zugeordnet werden. Allerdings ist damit noch keine Aussage über die Fähigkeit dieser Verfahren möglich, generell Proben aus ökologischer und konventioneller Herkunft zu unterscheiden. Dafür sind weitere Untersuchungen sowohl an Proben definierter Herkunft als auch an Marktproben notwendig.
The purpose of SuperGreen is to promote the development of European freight logistics in an environmentally friendly manner. Environmental factors play an increasing role in all transport modes, and holistic approaches are needed to identify win-win solutions. SuperGreen will evaluate a series of green corridors covering some representative regions and main transport routes throughout Europe. The selected corridors will be benchmarked based on parameters and key performance indicators covering all aspects related to transport operations and infrastructure. Environmental issues and emissions, external-, infrastructure- and internal costs will be covered to get an overall and realistic picture. Based on this benchmarking, areas and candidates for improvement will be identified (i.e. bottlenecks). The next step will be to evaluate how green technologies may support improving the identified bottlenecks. Among the green technologies considered may be novel propulsion systems, alternative fuels, cargo handling technologies, new terminal technologies or novel concepts relevant for the multimodal green corridors. The benchmarking issue is an iterative process. Next, a similar process needs to be accomplished taking into consideration smarter utilisation of available information in the multimodal chain (ICT-flows). An analysis will be made on how this information can be utilised to achieve greener logistics along the green corridors (e.g. e-freight, Supply Chain Management (SCM), smarter planning, scheduling and tracking & tracing). Based on these iterative benchmarks and evaluations, new R&D within specific topics may be needed to improve the identified bottlenecks. Recommendations for future calls for R&D proposals will be made. Last but not least, the project will review and assess the implications of alternative policy measures for green corridors, both at the local and the European level. Prime Contractor: National Technical University of Athens; Zografou; Hellas.
Vor dem Hintergrund des starken Wachstums afrikanischer Großstädte und damit zusammenhängender Versorgungs- und Umweltprobleme gewinnt die sich dort besonders stark entwickelnde urbane und peri-urbane Landwirtschaft zunehmend an wissenschaftlichem Interesse. Im Gegensatz zu den auf äußerst nährstoffarmen, erosionsgefährdeten Böden des Hinterlandes vorherrschenden subsistenzorientierten Landnutzungssystemen ist die UPL durch hohe Inputintensitäten gekennzeichnet. Allerdings gibt es derzeit kaum grundlagenorientierte Untersuchungen zu Produktivität, Stoffumsätzen und umweltrelevanten Externalitäten der UPL, die tierische und pflanzenbauliche Produktionssysteme vereint. In diesen Forschungsprojekt sollen am Beispiel der nigrischen Hauptstadt Niamey Stoffflüsse in der UPL in exemplarisch ausgewählten Haushalten gemessen und in ihren wesentlichen Kenngrößen modelliert werden. Diese Untersuchungen werden anschließend zur Prüfung von Vorschlägen zur Steigerung der Ressourceneffizienz herangezogen. Zu diesem Zweck werden in einem ersten Schritt in 20 nach dem Grad ihrer Integration von Tierhaltung und Ackerbau ausgewählten Beispielbetrieben die horizontalen Einträge und Verluste von Stickstoff (N), Phosphor (p) und Kalium (k) an den Schnittstellen Boden-Pflanze-Tier im Jahresverlauf erfasst. Auf einigen dieser Betriebe sollen zu repräsentativen Zeitpunkten atmosphärische Emissionen (Denitrifikations- und Ammoniakverluste) mit einem photoakustischen Spurenglasanalysator ermittelt und sickerungsbedingte Nährstoffverluste (N, P, und K) durch den Einbau von Si-Carbid-Saugplatten gemessen werden. In einem zweiten Schritt wird der Einfluss gezielter Verbesserungsmaßnahmen im Stoffmanagement (Einsatz einer Einstreu von Stroh und Rohphosphat in der stationären Haltung von Tieren, kontrollierte Kompostierung des Tierdungs) auf die atmosphärischen N-Verluste und Dungqualität geprüft. Im dritten Schritt soll der Einfluss verschiedener Intensitäts- und Integrationsstufen der UPL auf die erfassten Stoffflüsse im Kontinuum Boden-Pflanze-Tier-Umwelt mittels eines bio-physikalischen Models abgebildet werden.
This research project examines and links two innovative conservation approaches that attempt to reconcile conservation and livelihood interests in protected areas: the Kangchenjunga Conservation Area in Nepal and the UNESCO Biosphere Entlebuch, Switzerland. Actors notions of nature and nature protection will be analysed through methods of discourse and image analysis. The aim is to make explicit if and how the so-called model regions deal with modernitys characteristic dichotomies, in particular the separation of nature and culture. Thereby, obstacles to achieving a holistic sustainable development shall be identified and overcome.
Alternative Kraftstoffe können in Verbindung mit Effizienzsteigerungen und Veränderungen im Mobilitätsverhalten einen wichtigen Beitrag zu einer zukunftsfähigen Entwicklung im Verkehr leisten. Ihre Rolle kann allerdings nicht alleine aus Sicht des Verkehrs bewertet werden. Aufgrund der Wechselwirkungen im gesamten Energiesystem müssen auch Fragen der Verfügbarkeit von Primärenergieträgern und Verlagerungseffekte berücksichtigt werden, die z. B. auftreten, wenn erneuerbare Energien statt im stationären Bereich in mobilen Anwendungen eingesetzt werden. Derartige ganzheitliche Betrachtungen auf der Basis von Energiesystemanalysen sind Gegenstand der Studie, die aus klimapolitischer und energiewirtschaftlicher Sicht analysiert, welche Rolle Erdgas, Biokraftstoffe und Wasserstoff für eine zukünftige Kraftstoffversorgung spielen können. Die Ergebnisse unterstreichen, dass die von den Klimawissenschaften langfristig als notwendig angesehenen Klimaschutzziele nur durch eine deutliche Reduktion des durchschnittlichen Energieverbrauchs der Fahrzeuge erreicht werden können. Alternative Kraftstoffe können die notwendigen Effizienzmaßnahmen zwar flankieren und den Handlungsspielraum erweitern, massive Effizienzsteigerungen aber nicht ersetzen. Die Ergebnisse wurden am 18. September 2003 vom Präsidenten des Wuppertal Instituts, Prof. Dr. Peter Hennicke, auf der IAA 2003 in Frankfurt/Main vorgestellt und an Bundesumweltminister Trittin übergeben.
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| Bund | 28 |
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| Förderprogramm | 28 |
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