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Die Bedeutung der Laptev See im biochemischen Stickstoffkreislauf des Arktischen Ozeans

Das Projekt "Die Bedeutung der Laptev See im biochemischen Stickstoffkreislauf des Arktischen Ozeans" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Akademie der Wissenschaften und der Literatur in Mainz durchgeführt. Ziel des Projektes ist eine quantitative Bestandsaufnahme der verschiedenen Stickstoffquellen in der Wassersäule der Laptevsee. Stabile Stickstoff- und Sauerstoffisotopen des gelösten Stickstoffs und des organischen Stickstoffs sollen zusammen mit Nährsalzkonzentrationen und der Isotopie des Wassers verwendet werden, um die Rolle des Flusseintrags an organischem und anorganischem Stickstoff im Arktischen Ozean zu untersuchen. Die Erwärmung in der Arktis verursacht derzeit eine Erhöhung der Flusswassermenge und ein verstärktes Auftauen des Permafrostes zwei Faktoren, welche zu erhöhtem Stickstoffeintrag in die arktischen Schelfgebiete beitragen. Bislang ist noch unklar, ob diese Veränderungen die Primärproduktion und die Aufnahme atmosphärischen Kohlenstoffs in der Arktis beeinträchtigen, denn unser Wissen über den arktischen Stickstoffkreislauf ist extrem begrenzt. Die im Antrag vorgeschlagene Untersuchung des arktischen Stickstoffkreislaufes mit stabilen Isotopen ist eine effiziente und kostensparende Herangehensweise, welche eine Differenzierung der Stickstoffquellen in der Laptevsee erlaubt. Dies wäre die erste Studie zur Stickstoffisotopie im Arktischen Ozean. Zusätzlich zur quantitativen Abschätzung der verschiedenen Stickstoffquellen in der Laptevsee wird in diesem Projekt erstmalig die Isotopenzusammensetzung des gelösten organischen Stickstoffs im Arktischen Ozean untersucht. Diese Untersuchungen werden die Grundlage bilden für das Verständnis des gelösten organischen Stickstoffs im Stickstoffkreislauf des Arktischen Ozeans. Zudem besteht die Chance, die potentialle Rolle des gelösten organischen Stickstoffs in der arktischen Primärproduktion zu verstehen.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CIP Chemisches Institut Pforzheim GmbH durchgeführt. EvA - Entwicklung von anti-Nosemose-Wirkstoffen über ein 2-Stufen-Testsystem Ziel des Projektes EvA war die Entwicklung von Wirkstoffen zur rückstandsfreien Bekämpfung der Nosemose bei Honigbienen. In einem in vivo-Assay mit gekäfigten Bienen konnten zwei chemische Leitstrukturen mit anti-Nosema-Aktivität identifiziert werden. Untersuchungen zur Bienenverträglichkeit, Ökonomie und Akzeptanz bei Bienen und Imkern resultierten in einer anwenderfreundlichen Formulierungsvariante für die potentiellen Wirkstoffe. Zur Herstellung der Präparate wurden robuste, scale-up-fähige Verfahren etabliert. Ein im Projekte entwickeltes innovatives in vitro-Testsystem ermöglichte das zellkulturbasierte Screening von mehr als 2000 aussichtsreichen, konformationell restringierten synthetischen Peptiden. Ein natürliches Peptidgemisch zeigte deutliche anti-Nosema-Aktivität. Die im Rahmen von EvA entwickelten, bienen- und umweltverträglichen Wirkstoff-Kandidaten leisten einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Tiergesundheit und liefern wesentliche Erkenntnisse für die Grundlagenforschung.

Berlin-Brandenburger Forschungsplattform BB3R mit integriertem Graduiertenkolleg: Innovationen in der 3R-Forschung - Gentechnik, Tissue Engineering und Bioinformatik - Teilprojekt 2

Das Projekt "Berlin-Brandenburger Forschungsplattform BB3R mit integriertem Graduiertenkolleg: Innovationen in der 3R-Forschung - Gentechnik, Tissue Engineering und Bioinformatik - Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Biotechnologie, Fachgebiet Medizinische Biotechnologie durchgeführt. Zur Implementierung tierschonender Testmethoden in der Forschung etablieren Wissenschaftler der Freien Universität Berlin zusammen mit Partnern das Graduiertenkolleg B23R unter dem Dach der Dahlem Research School (DRS). Wissenschaftler mit hoher 3R Expertise entwickeln zusammen mit Doktoranden Methoden, die - in Grundlagen- und angewandter Forschung - häufige Tierversuche ersetzen, reduzieren bzw. die Belastung beim Tier senken können. Lehrangebote der Graduiertenschule ermöglichen einen Kompetenzerwerb auf dem gesamten Gebiet der 3R, so dass die Absolventen für verantwortungsvolle Aufgaben in Industrie, Behörden und Hochschulen qualifiziert sind. Doktoranden forschen unter Anleitung durch ein Betreuungsteam, an dem die Antragssteller von B23R beteiligt sind. Jedes Promotionsvorhaben soll experimentell nach 36 Monaten abgeschlossen sein. Die Zahl der vom BMBF finanzierten Doktoranden und Juniorprofessoren steigt durch Öffnung für von dritter Seite finanzierte. Spezifische Lehrangebote zum Thema 3R der DRS werden etabliert, Doktoranden organisieren eigene Seminare und präsentieren ihre Forschung auf Tagungen. Die Qualität des Graduiertenkollegs wird durch einen wissenschaftlichen Beirat aus Interessenvertretern und renommierten Biowissenschaftlern gesichert.

Sub project 1

Das Projekt "Sub project 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-1: Biotechnologie durchgeführt. Die Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen mit Mikroorganismen hat zu vielen Produktionsprozessen in der Industriellen Biotechnologie geführt. Vielfach wird eine Verminderung der Leistungsfähigkeit der Mikroorganismen bei der Maßstabsvergrößerung in den Produktionsmaßstab beobachtet. Ein Grund dafür ist die Inhomogenität von großen Bioreaktoren. Das Ziel des Vorhabens ist es, die metabolischen Vorgänge in den mikrobiellen Zellen auf der Ebene der Stoffflüsse und Metaboliten besser zu verstehen, um damit Ansatzpunkte für die Verbesserung der Verfahren und Prozesse zu untersuchen. Die Arbeiten werden sich dabei auf ein Produkt aus dem Bereich der Bulk-Chemikalien und E. coli als Produktionsorganismus konzentrieren. Mit dem Einsatz eines sogenannten Scale-down Bioreaktors kann das inhomogene Verhalten von großen Bioreaktoren im Labormaßstab nachgestellt und die dabei beteiligten metabolischen Prozesse untersucht werden. Für die Beobachtung der metabolischen Konsequenzen dieser inhomogenen Bedingungen auf den Stoffwechsel und seine Leistungsfähigkeit wird das Werkzeug der 13C-basierten Stoffflussanalyse für den Einsatz im Scale-down Bioreaktor entwickelt und eingesetzt. Ein wichtiger Fokus liegt hierbei auf der Identifizierung der metabolischen Unterschiede zwischen Kultivierungen im Scale-down Ansatz und ideal durchmischten Laborbioreaktoren unter Zuhilfenahme von Bioprozessbilanzierung, Omics-Technologien und Netzwerkmodellierung.

LeaNOx Development for Lean Burn Cars and Diesel Trucks

Das Projekt "LeaNOx Development for Lean Burn Cars and Diesel Trucks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Chemie, Lehrstuhl für Technische Chemie (LTC) durchgeführt. General Information: Objectives and content: In the search for vehicle power sources with low fuel consumption, the lack of an effective after-treatment device for NOx hinders the full exploitation of fuel efficient diesel and lean-burn engines. The reduction of NOx in large oxygen excess using a reducing agent such as hydrocarbons from the fuel and a selective catalyst will possibly provide an effective solution. The on-going LeaNOx program indicates a high potential for such systems. In the proposed project three demonstrator vehicles and targeted basic research will be performed. The main objectives are: - to realise a lean-burn car for the Euro 3 standards, simultaneously addressing the C02 emission issue. - to realise a DI HD truck engine for the Euro 3 standards, simultaneously addressing the C02 emission issue. The key issues (novel catalyst materials, mechanistics, reducing agent, ageing, design criteria, HC-level strategy) will all be linked together in the program to enable design of the complete system. In order to reach the objectives, basic research performed at some of the leading European Universities (Leuven, Reading, Mulhouse, Bochum, Lund and Abo) will provide an indispensable platform for further development in the vehicle industry (Volvo, BMW, VW, Daimler-Benz, Renault) together with the catalyst manufacturing partner (Heraeus-Asalmaz). Reducing agent injection and mixing for DI diesel engines will be analysed and developed by AVL. The results will be directly implemented in the demonstrators. Prime Contractor: AB Volvo Technological Development, Department 06130, Emission Control and Catalysis; Göteborg; Sweden.

HDI für Dichtwände und Dichtsohlen

Das Projekt "HDI für Dichtwände und Dichtsohlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. *In einem ersten Teil wurden von der TU Hamburg die theoretischen Grundlagen für das Düsenstrahlverfahren und die daraus abgeleiteten erforderlichen Qualitätssicherungsmaßnahmen dargestellt. Nach der Beendigung der Sohldichtung für die Baugrube der Schleuse Uelzen II standen eine Vielzahl an Daten aus dem Qualitätssicherungsprogramm zur Verfügung. Diese Daten wurden vom Ingenieurbüro RuP hinsichtlich grundsätzlicher Aussagen zum HDI-Verfahren ausgewertet. Es wurden im Wesentlichen die Parameter 'Geometrie' und 'Festigkeit' betrachtet. Zu den geometrischen Erfordernissen einer dichten Sohle wurde durch statistische Betrachtungen das Sicherheitsniveau der hergestellten Dichtungssohle untersucht. Im Jahr 2003 wurde von RuP der Bericht zu diesen Auswertungen erstellt. In 2004 wurde der Abschlussbericht erstellt. Das Vorhaben wird in 2005 beendet.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, die bereits geleistete Grundlagenforschung über die Umweltwirkungen der Milcherzeugung, der Verarbeitung und des Vertriebs für die Praxis zu erschließen und ihre Umsetzung zu erleichtern. Dazu werden zwei Produkte entwickelt: (1) In einem Handbuch werden klimaschädliche Effekte und weitere ökologische Folgewirkungen (z.B. Wasserbedarf, Flächenbedarf, Energiebedarf) der Erzeugung von Milchprodukten betrachtet und Empfehlungen für eine Optimierung gegeben. (2) Es wird ein Ressourcenrechner erstellt, der Unternehmen erlaubt, die mit ihren Produkten verbundenen klimaschädlichen Effekte sowie den Verbrauch wichtiger Ressourcen abzuschätzen. Das Projekt ist auf zwei Jahre angelegt. Betrachtet wird die gesamte Produktionskette von der Milcherzeugung über die Milchverarbeitung bis zum Vertrieb an den Endkunden. Analysiert werden die drei Verarbeitungspfade Käse, Milch/Milchpulver und Joghurt, wobei der Schwerpunkt auf der Molkereiwirtschaft liegt. Es werden für jeden Lebensweg verschiedene Varianten unterschieden. Die für die Bilanzierungen notwendigen Daten werden in Zusammenarbeit zwischen IFEU, Verband der Deutschen Milchwirtschaft und dem Milchindustrieverband in Praxisbetrieben erhoben und durch Literaturwerte ergänzt.

Upscale Error Growth - A2: Structure formation on cloud scale and impact on larger scales

Das Projekt "Upscale Error Growth - A2: Structure formation on cloud scale and impact on larger scales" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Cloud particles are determined by microscopic processes, such as nucleation/condensation, growth, aggregation and sedimentation. These processes can feedback on dynamics or organize themselves and form macroscopic cloud structures on the order of tens of kilometers. At particles scales (order of micrometers) only little energy is transferred in the system. However through forming structures on cloud scales, diabatic heat sources are confined and concentrated on this scale and can interact with atmospheric flows. In this project the formation of cloud structures and structures in clouds will be investigated. We will identify and determine possible structures in clouds containing ice crystals, i.e., mixed-phase clouds and pure ice clouds. In addition, we will identify the governing processes leading to structure formation and investigate the impact of cloud structures on processes on larger scales than cloud scale. Our approach is two-fold, using high-resolution modeling of clouds and mathematical analysis of cloud physics equations. For consistency, we start with a common analytical cloud model, which will be used in both parts of the project. In the modeling part of the project we will carry out high-resolution numerical simulation of clouds, represented by the cloud model coupled to equations of atmospheric motion (sound-proof models of compressible viscous flows). We will concentrate on convective situations, starting with moist Rayleigh-Benard convection, extended to multiphase systems, but proceed to more realistic convective scenarios. The output of the simulations will be evaluated in terms of temporal and/or spatial structures of clouds. Complementary, we will investigate the underlying equation of cloud physics combined with atmospheric dynamics using mathematical analysis. We will use different methods in order to identify possible structure formation. For direct analysis we will use techniques from dynamical system theory in order to analyze the equations in terms of equilibrium states, limit cycles, Lyapunov exponents, bifurcations due to parameters and attractors, respectively. On the other hand, we will use reduction techniques (e.g., as used for Landau-Ginzburg equations or reduced order methods) in order to simplify the underlying equations towards the governing processes determining structure formation. In a synthesis of these methods (structures in numerical modeling vs. mathematical analysis) we will finally derive some minimal models describing structure formation on cloud scale. These models will allow us to determine the impact of cloud scale structures on larger scales. Finally, we will carry out first numerical investigations on the impact of structured heat sources on atmospheric flows. Here, minimal models as derived during the project will be used for describing the structured heat sources, embedded into an atmospheric flow for certain idealized flow conditions. (abridged text).

Modifizierung und Immobilisierung des PS I und PS II

Das Projekt "Modifizierung und Immobilisierung des PS I und PS II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Biologie und Biotechnologie durchgeführt. 1. Die Arbeiten befinden sich im Übergangsbereich zwischen Grundlagen- und anwendungsbedingter Forschung. Eine direkte Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis nach Abschluss des Projekts ist daher nicht hervorsehbar. Außerdem besteht die Möglichkeit, das zu entwickelnde semiartifizielle System als Wasserstoffsensor für eine zukünftige Wasserstoff-dominierte Ökonomie zu verwenden. Die Reinheit des von Mikroalgen erzeugten Biowasserstoffs wird z.Z. überprüft; es deutet sich jedoch bereits jetzt an, dass dieser Wasserstoff die für Brennstoffzellen äußerst schädlichen Verunreinigungen von technisch erzeugtem Wasserstoff z.B. Kohlenmonoxid, nicht enthält. Die wissenschenschaftlichen Erfolgsaussichten werden durch den deutschlandweiten Verbund führender Wissenschaftler auf dem Gebiet der photobiol. Wasserstofferzeugung und die Zusammenarbeit mit den Ingenieurwissenschaften durch die Systemanal. Begleitforschung durchaus positiv bewertet. Die Arbeiten tragen dazu bei, die wissenschaftlichen Grenzen au szudehnen, knüpfen an den derzeitigen Stand des Wissens zur photobiol. Wasserstofferz. an und ermöglichen nach Abschluss des Projekts den Aufbau weiterer Projekte auf der Basis der erzielten Ergebnisse.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Köln durchgeführt. HyCats soll eine skalierbare Technologie für eine wirtschaftliche Herstellung von H2 zur Umsetzung mit CO2 bereitstellen. Durch Zusammenarbeit von Industrie, angewandter Forschung und Grundlagenforschung sollen systematisch neue Photokatalysatoren für die Wasserspaltung und die zugehörige Reaktortechnik entwickelt und erprobt werden. Als Benchmark wird zunächst eine Effizienzsteigerung um den Faktor 2 gegenüber dem Stand der Technik angestrebt. Das Projekt soll die erforderlichen Entwicklungen anstoßen, um bis 2020 eine Netzparität zu erreichen. Synthesen werden im Hochdurchsatzbetrieb mit einem von Zinsser entwickelten Syntheseroboter am LIKAT durchgeführt, die H2-Entwicklung wird direkt am Syntheseroboter gemessen. Auf Basis der Ergebnisse des LIKAT sollen bei HCST Proben unter produktionsanalogen Bedingungen hergestellt werden. LUH wird die Materialien von HCST und LIKAT sowie die Elektroden von ODB unter künstlicher Solarstrahlung und mit monochromatischer Strahlung photochemisch und spektroskopisch charakterisieren. Theoretische Simulationen der UBonn fließen in die Syntheseplanung des LIKAT ein und werden mit Messergebnissen der LUH abgeglichen. Das DLR wird aussichtsreiche Nutzungsmöglichkeiten mit konzentrierter Solarstrahlung testen. ODB wird dünne Schichten aus Proben der Partner herstellen und in einem Teststand für die Bewertung von Elektrodensystemen aufbauen. Die Zellen werden in Feldversuchen dem Sonnenlicht in Langzeitmessungen ausgesetzt.

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