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Wechselwirkungen zwischen Verkehr und Telekommunikation

Ziel des Projektes ist, Zusammenhaenge und Wechselwirkungen zwischen dem Verkehrsverhalten von Personen und ihrem Kommunikationsverhalten zu erforschen. Insbesondere sollen Aussagen darueber getroffen werden, welchen Beitrag verschiedene Telekommunikationstechniken zur Loesung unserer heutigen Verkehrsprobleme leisten koennen. Dabei ist zu beruecksichtigen, dass sich bereits vorhandene oder auch neue Technologien der Telekommunikation nicht nur auf den Bereich der geschaeftlichen Kommunikation erstrecken, sondern dass auch im privaten Bereich vermehrt Anwendungen dieser Technologien zu finden sind. Gerade fuer den privaten Bereich sind allerdings bisher kaum empirische Erhebungen ueber Auswirkungen, Anwendungsmoeglichkeiten und Diffusionsraten der Technologien durchgefuehrt worden, so dass gesicherte Aussagen ueber das individuelle Aktivitaeten- und Kommunikationsverhalten von Personen nicht moeglich sind. Mit einer von unserem Institut entwickelten Erhebungsmethode sollen naehere Aufschluesse ueber gegenwaertige Aktivitaeten und Kommunikationsverhalten von Personen gewonnen werden, um anschliessend Aussagen ueber die Anwendungsmoeglichkeiten moderner Kommunikationstechnologien zur Loesung unserer heutigen Verkehrsprobleme zu treffen.

Tieroekologische Forschung im Naturpark Hoher Vogelsberg

Langfristig angelegte tieroekologische Forschung im Naturpark Hoher Vogelsberg ueber die Aussenstelle Kuenanz-Haus des Institutes. Suche nach funktionellen Zusammenhaengen zwischen abiotischen und biotischen Komponenten. Erfassende und experimentelle Arbeit im Freiland. Untersuchung oekologischer Valenzen im collinen und montanen Bereich. Analyse von Raum- und Standortqualitaeten, Populationfluktuationen, Diversitaet und Artenvergesellschaftung. Grundlagenforschung und Umsatz der Ergebnisse in die Praxis des Biotopmanagements im Naturpark. Betreuung von Feldversuchen fuer EU-Projekte. Paralleluntersuchungen zu den landschaftsoekologischen Forschungen eines SFBs.

Grundlagen des kolloidalen Stofftransports in der biologischen Abwasserreinigung

Ziel des Projektes ist die Charakterisierung von Kolloiden (dp = 0.001-1 mym) in biologischen Kläranlagen. Es existieren derzeit kaum Erkenntnisse über die kolloiden Frachten in solchen Anlagen und deren Einfluß auf die Reinigungsleistung. Neben einer elementanalytischen Bilanzierung der räumlichen und zeitlichen Varianz der Kolloidkonzentration in technischen Anlagen und Identifizierung von spezfischen Partikelquellen über größenselektive elementare 'Fingerabdrücke' sollen Erkenntnisse über den Verbleib und die chemische und strukturelle Modifikation von Kolloiden durch Wechselwirkung mit Biofilmen gewonnen werden. Die Bilanzierung basiert methodisch auf der induktiv-gekoppelten Plasmamassenspektrometie (ICP-MS). Der Eintrag der Kolloide in das ICP-MS erfolgt entweder durch Kopplung mit einer asymmetrischen Fluß-Feldflußfraktionierung (AF4), die eine vorherige größenselektive Auftrennung erlaubt, oder durch Laserablation von Membranfiltern nach einer mehrstufigen Ultrafiltration. In einem weiteren Schritt soll mit natürlichen (d.h. Kolloiden, die spezifischen Quellen zugeordnet werden können) bzw. künstlichen Tracerkolloiden die Dynamik von makroskopischen kolloidalen Transportvorgängen in techenischen Anlagen bzw. die mikroskopische Wechselwirkung mit Biofilmen in einem Laborfließsystem untersucht werden.

PV-Hochrechnung mit Eigenverbrauch, Teilvorhaben: Entwicklung von Methoden und Algorithmen zur Erstellung eines Metadatenregisters für Hochrechnungsverfahren im Stromnetz

Ziel des Gesamtprojekts ist die Entwicklung von Algorithmen zur zuverlässigen Hochrechnung der PV-Einspeisung in das Stromnetz auf Übertragungs- und Verteilnetzebene bei stark zunehmendem PV-Eigenverbrauch in Kombination mit lokalem Energiemanagement für Batteriespeicher und flexible Verbraucher. Ziel des Teilprojekts ' Entwicklung von Methoden und Algorithmen zur Erstellung eines Metadatenregisters für Hochrechnungsverfahren im Stromnetz ' ist die Entwicklung von Modellen und Algorithmen zur Erstellung eines geodatenbasierten Metadatenregisters zur Verwendung für die Hochrechnung der PV-Einspeisung in das Stromnetz auf Übertragungs- und Verteilnetzebene. Die entwickelten Methoden zur Erstellung des Registers sollen hierbei unter anderem die Effekte eines stark zunehmendem PV-Eigenverbrauchs in Kombination mit lokalem Energiemanagements für Batteriespeicher und flexible Verbraucher, räumlich und zeitlich hochaufgelöst abbilden. Hieraus ergeben sich die folgenden Unterziele: Inventarisierung eines gesamten Netzgebietes mit mehr als 300.000 Dachflächen und möglichen PV Anlagen zur Erstellung der Metadatengrundlage für PV Hochrechnungssystem Inventarisierung eines gesamten Netzgebietes mit mehr als 300.000 Anschlussobjekten zur Erstellung der Metadatengrundlage für Verbrauchs Hochrechnungssystem Verknüpfung von geobasierten Metadaten mit Zeitreihen zu einem homogenen Metadatenregister Im Ergebnis liefert diese Teilprojekt eine wesentliche Grundlage für die Erzeugung des PV- sowie Lastportfolios. Um eine kontinuierliche aktuelle Datengrundlage für den späteren operativen Betrieb der Hochrechnung zu ermöglichen, muss diese regelmäßig aktualisiert werden. Dies erfordert eine hochgradig automatisierte Erhebung und Auswertung der zugrundeliegenden Daten.

Experimente über zunehmende Schädigungen an Rebstöcken durch die Reblaus Dactulosphaira vitivoliae (Fitch): Mikrokompartimentuntersuchungen im Wurzelsystem.

Das Projekt dient der Ursachenforschung von Rebschäden bei Reblausbefall auf unterschiedlich bewirtschafteten Rebflächen. Rebstöcke kontaminierter Versuchsflächen sind im Wurzelbereich mit der Reblaus befallen, jedoch unterscheiden sie sich deutlich in der vegetativen Leistung. In Rebflächen mit kostenextensiver Bewirtschaftung und mangelnder Bodenpflege zeigen die Reben häufig eine Absterbezone, während sie in Anlagen mit guter Bodenpflege trotz Reblausbefalls einen vitalen Wuchszustand aufweisen können. Als Kontrollfläche dienen reblausfreie Rebanlagen, ferner sind ergänzende Topfversuche in Gewächshäusern geplant. Die Untersuchungen sind fokussiert auf das Wurzelsystem mit reblausinduzierten Wurzelveränderungen (Nodositäten) und damit in Frage kommender Interaktionen mit potentiellen Schadorganismen (Mikroorganismen, Nematoden). Sie umfassen populationsbiologische Reaktionen der Rebläuse auf Bewirtschaftungsmaßnahmen (Düngung, Bodenbearbeitung), die Erfassung von Gewebeveränderungen und Aktivitätsspuren an den Saugplätzen der Rebläuse (Nodositäten) und die Lokalisierung und Bestimmung von Mikroorganismen und Nematoden im freien Boden, in der Rhizosphäre und im Wurzelgewebe. Zur Ermittlung des Schädigungsgrades der Wurzeln wird ein Verbraunnungsindex ermittelt.

Gesundheitsrisiken durch Ozon

<p>Bodennahes Ozon und hohe Lufttemperatur bergen für Mensch und Umwelt nach wie vor ein hohes Schädigungspotenzial. Der Klimawandel kann zu mehr Heißen Tagen führen, was die Bildung von Ozon fördern und die damit verbundenen gesundheitlichen Risiken erhöhen kann.</p><p>Gesundheitliche Risiken von Ozon und hoher Lufttemperatur</p><p>Der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ beeinflusst in vielfältiger Weise unsere Umwelt. Der Anstieg der mittleren jährlichen Lufttemperatur führt derzeit bereits zu wärmeren bzw. heißeren Sommern und zukünftig wahrscheinlich auch zu milderen Wintern. Eine hohe Lufttemperatur begünstigt gemeinsam mit intensiver Sonneneinstrahlung die Bildung von Ozon in Bodennähe. Dies führt bei anhaltend sommerlicher Schönwetterlage neben der Hitzebelastung auch zu einer erhöhten gesundheitlichen Belastung durch hohe bodennahe Ozonkonzentrationen.</p><p>Zur Charakterisierung der Ozonbelastung dient der Wert von 120 Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³) als 8-Stunden-Mittelwert. Während der letzten extremen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/h?tag=Hitzesommer#alphabar">Hitzesommer</a>⁠ 2018 und 2022 (siehe <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umwelt-gesundheit/gesundheitsrisiken-durch-hitze">„Gesundheitsrisiken durch Hitze“</a>) wurde dieser EU-Zielwert für Ozon zum Beispiel an der Messstation in Stuttgart-Bad Cannstatt 47- und 40-mal überschritten. Zur besseren Einordnung des umweltbezogenen Gesundheitsrisikos dient zudem die Kenngröße „Heißer Tag“ des Deutschen Wetterdienstes, definiert als Tag, dessen höchste Temperatur oberhalb von 30 Grad Celsius liegt. In den Sommern 2018 und 2022 wurden an der Messstation in Stuttgart-Schnarrenberg 29 und 30 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/h?tag=Heie_Tage#alphabar">Heiße Tage</a>⁠ registriert. Beide Messgrößen sind in der Abbildung „Überschreitungen des Zielwertes für Ozon und Anzahl Heißer Tage in Stuttgart“ dargestellt.</p><p>* Zahl der Tage mit Überschreitung des Ozon-Zielwertes (120 µg/m³) zum Schutz der menschlichen Gesundheit als 8-Std.-MW</p><p>Gesundheitliche Wirkungen</p><p>Ozon ist ein Reizgas. An Tagen mit hoher Ozonkonzentration leiden viele Menschen an Reizerscheinungen der Augen (Tränenreiz), Atemwegsbeschwerden (Husten) und Kopfschmerzen. Diese Reizungen treten weitgehend unabhängig von der körperlichen Aktivität auf. Ihr Ausmaß wird primär durch die Aufenthaltsdauer in der ozonbelasteten Luft bestimmt. Besonders nach reger körperlicher Aktivität im Freien wurde bei Schulkindern und Erwachsenen eine verminderte Lungenfunktion sowie eine Einschränkung der körperlichen Leistungsfähigkeit festgestellt. Diese funktionellen Veränderungen und Beeinträchtigungen normalisierten sich im Allgemeinen spätestens 48 Stunden nach Expositionsende. Bei einem erhöhten Atemvolumen, zum Beispiel bei körperlicher Anstrengung, kann Ozon tief in das Lungengewebe vordringen, dort das Gewebe schädigen und Entzündungen hervorrufen. Im Gegensatz zur Veränderung der Lungenfunktionswerte bildeten sich entzündliche Reaktionen des Lungengewebes nur teilweise zurück. Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind mit dem Auftreten erhöhter bodennaher Ozonkonzentrationen assoziiert.</p><p>Eine hohe Lufttemperatur während Hitzeperioden kann ein zusätzliches Risiko für die Gesundheit der Bevölkerung darstellen. Bei sehr hohen Temperaturen kann das körpereigene Kühlsystem überlastet werden. Als Folge der Hitzebelastung können bei empfindlichen Personen Regulationsstörungen und Kreislaufprobleme auftreten. Typische Symptome sind Kopfschmerzen, Erschöpfung und Benommenheit. Ältere Menschen und Personen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind von diesen Symptomen besonders betroffen. <br><br>Klimamodelle prognostizieren, dass sich die gesundheitlichen Risiken von Phasen mit erhöhter sommerlicher Luftverschmutzung – unter anderem mit Ozon – im Zusammenwirken mit sommerlicher Hitze zukünftig erhöhen werden. Zudem wird vermutet, dass sich beide Einzelbelastungen in ihrer Kombinationswirkung verstärken können.</p><p><em>Tipps zum Weiterlesen: </em><br><br><em>Mücke, H.-G. (2014): Gesundheitliche Auswirkungen von atmosphärisch beeinflussten Luftverunreinigungen. Kapitel 3.1.3, S. 1-7. In: Lozan et al. (Hrsg.): Warnsignal ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠: Gesundheitsrisiken; Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen. GEO Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg.<br><br>Mücke, H.-G. und A. Matzarakis (2017): ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ und Gesundheit. In: Wichmann et al. (Hrsg.): Handbuch der Umweltmedizin, Kapitel VIII-1.10, 38 Seiten. Ecomed Verlag, Landsberg.</em></p><p><em>Augustin J. et al. (202</em>3<em>): Gesundheit. Teil III, Kapitel 14. S. 171-189. </em><em>In: </em><em>Guy P. Brasseur, Daniela Jacob, Susanne Schuck-Zöller (Hrsg.) (2023): Klimawandel in Deutschland, 2. überarb. und erweiterte Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg.</em></p><p>Weniger bodennahes Ozon ist möglich</p><p>Gesundheitliche Belastungen durch höhere Ozonkonzentrationen in Bodennähe sind zu vermeiden. Hierzu müssen die Zielwerte und langfristigen Ziele für Ozon zum Schutz der menschlichen Gesundheit erreicht und auf Dauer eingehalten werden. Die Europäische Union (EU) hat im Jahr 2002 in der <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?qid=1582627655982&amp;uri=CELEX:32002L0003">Richtlinie über den Ozongehalt in der Luft</a> einen Ozonzielwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit festgelegt und ihn im Jahr 2008 mit der <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/de/TXT/?uri=CELEX:32008L0050">Richtlinie über Luftqualität und saubere Luft</a> bestätigt:</p><p>Um die gesundheitlichen Belastungen durch Ozon zu verringern, müssen die Emissionen jener Schadstoffe sinken, welche als Vorläufersubstanzen die Ozonbildung befördern. Dazu zählen vor allem Stickstoffoxide (NOx) und flüchtige Kohlenwasserstoffe. Möglichkeiten, die Emissionen dieser Luftschadstoffe zu senken, bestehen im Verkehrssektor, innerhalb des Einsatzes von ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠ zur Energiegewinnung, durch Energieeinsparmaßnahmen sowie bei der Lösemittelverwendung in Industrie, Gewerbe und Haushalten.</p><p>Weiterführende Informationen</p><p><a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?qid=1582627655982&amp;uri=CELEX:32002L0003">Richtlinie über den Ozongehalt in der Luft</a></p><p><a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/de/TXT/?uri=CELEX:32008L0050">Richtlinie über Luftqualität und saubere Luft</a></p>

Untersuchung ueber die Wechselwirkung von Klaerschlaemmen auf unbelastete und belastete Boeden

Die Belastung von Boeden setzt eine Klaerung der geogenen und anthropogenen Herkunft von relevanten Schadstoffen voraus. Exakte Aussagen ueber die Herkunft solcher Schadstoffe lassen sich jedoch stets nur dann machen, wenn auch die lokalen geochemischen Verhaeltnisse bekannt sind und bei den Untersuchungen mit erfasst werden. Dieses ist besonders ausschlaggebend, wenn Klaerschlaemme aufgebracht werden. Hierbei sind die Tonmineralien als Schadstoffadsorber eine Loesung zur Vermeidung der staendig wachsenden Mengen, die insbesondere zur Deponierung oder Verbrennung fuehren. Desweiteren sind bisher nur wenige Untersuchungen ueber die Relevanz von Arsen und Thallium durchgefuehrt worden.

Molekularbiologische Analyse der Rolle der Mykorrhiza für den Schwefelhaushalt der Pappel

Mykorrhizen sind in der Lage, das Wachstum der Bäume durch erhöhte Aufnahme von Nährstoffen zu verbessern. Im Gegensatz zu Phosphat und Nitrat, ist nur wenig über die Bedeutung der Mykorrhiza für die Aufnahme und den Metabolismus von Schwefel bekannt, obwohl schwefelhaltige Stoffe eine wichtige Rolle bei Rhizobiumwurzel Symbiose spielen, die in vielen Aspekten ähnlich zu Mykorrhizierung ist. Ziel des Projekts ist es, Gene des Schwefelhaushalts von Wurzeln zu identifizieren, die bei der Wechselwirkung Wurzelpilz eine Rolle spielen, und deren Expression und Regulation zu analysieren. Als Modellsystem soll dabei die Pappel und der Pilz Amanita muscaria eingesetzt werden. In diesem Modellsystem soll die Hypothese überprüft werden, dass der Pilz die Sulfatversorgung der Pflanze durch eine erhöhte Aufnahme sowie einen intensiven Austausch mit der Wurzel verbessert und, in Analogie zu Rhizobien, dem Pilz von der Pflanze reduzierter Schwefel in Form von Glutathion zur Verfügung gestellt wird. In der ersten Phase wird der Einfluss der Schwefel- und Stickstoffernährung auf die Expression der Gene des Schwefel-Metabolismus in Pappel und im Pilz untersucht. Weiterhin soll der Einfluss der Modulation des Schwefelhaushalts in Pappeln durch genetische Manipulation auf die Wechselwirkung im Schwefelhaushalt zwischen Wurzel und Pilz analysiert werden.

Barrierefreie Modellregion für Integrativen Tourismus - Teilthema: 'Landschaft, Umwelt, Klima und Gesundheit - Untersuchung und Bewertung der natürlichen Ressourcen'

Deutsche Mittelgebirge haben im Tourismus und Erholungswesen einen festen Platz. Sie zeichnen sich durch vielfältige Landschaftsbilder und naturräumlich bedingte klimatische Besonderheiten aus. Diese Besonderheiten sollen in ihrer Bedeutung für Menschengruppen mit eingeschränkter Bewegungsmöglichkeit untersucht werden. Nach erfolgreich abgeschlossenen Vorstudien wurden die Antragsformalitäten abgewickelt. Organisatorische Probleme, die nicht durch die FHE verschuldet wurden, führten zu erheblichen Verzögerungen. Derzeitiger Stand: - Ein positives Fachgutachten von Prof. Dr. O. Herbarth /UFZ Leipzig liegt vor. - Der Projektantrag wurde über die Geschäftsstelle des Gesamtprojektes zusammen mit vier weiteren Anträgen (darunter dem von Prof. Dr. Gather) an das BMBF weitergeleitet. - Es liegt die mündliche Mitteilung vor, dass das Fachgutachten des BMBF positiv ausgefallen ist. Ein positiver Bescheid für den Beginn des Hauptprojektes wird in Kürze erwartet.

Entwicklung von ressourceneffizienten und umweltentlastenden Düngestrategien mithilfe innovativer Saatgutbehandlungen

Zielsetzung: Die Pflanzennährstoffe Stickstoff und Phosphat sind fundamental wichtig für ein gesundes Wachstum und hohe Erträge. Doch ein Überschuss an Nährstoffen kann durch Auswaschung ins Grundwasser und durch Oberflächenabfluss in Flüsse und Meere gelangen. Durch die Intensivierung der Landwirtschaft geraten zudem auch landwirtschaftlich genutzte Ökosysteme aus der Balance. Anfällige Pflanzenbestände mit geringer Resilienz sind die Folge. Ein steigender Pflanzenschutzmitteleinsatz wird somit vielerorts notwendig. Der Pestizid-Einsatz stellt jedoch eine weitere Gefahr für die Umwelt auf verschiedenen Ebenen dar und stört das ökologische Gleichgewicht, gefährdet die Wasserqualität und wirkt sich durch die Akkumulation von Rückständen in der Umwelt auf die gesamte Nahrungskette aus. Für eine zukunftsfähige Landwirtschaft stehen Landwirt*innen vor der Herausforderung, Düngemittel und Pflanzenschutzmittel auf das geforderte umweltverträgliche Maß zu reduzieren, ohne dabei die Nahrungsmittelsicherheit zu gefährden. Unter den Bedingungen der novellierten Düngeverordnung muss die Düngemenge bundesweit in nitratbelasteten roten Gebieten 20 % unter dem durchschnittlichem Düngebedarf liegen. Ebenso müssen zusätzliche Auflagen bei der Phosphor-Düngung in gelben Gebieten mit hoher Eutrophierung von Oberflächengewässern durch Phosphor/Phosphat eingehalten werden. Die stark angestiegenen Dünger- und Betriebsmittelpreise kommen erschwerend hinzu. Es braucht eine Landwirtschaft, die umweltfreundlich wirtschaftet und trotzdem bezahlbare Lebensmittel erzeugt. Der durch SeedForward angestrebte Lösungsweg beschreibt die Erprobung von ressourceneffizienten Düngestrategien, die bei reduziertem Düngereinsatz gleichbleibend hohe Erträge ermöglichen. Dies gelingt durch eine verbesserte Ressourcennutzung der Pflanzen, welche auf eine höhere Nährstoffeffizienz der Pflanze zurückzuführen ist, die durch die SeedForward Saatgutbehandlung hervorgerufen wird. An den Kulturen Mais, Getreide und Raps werden neben den Saatgutbehandlungen zusätzlich innovative Mikroorgansimen eingesetzt, denn der Einsatz dieser pflanzenförderlichen Mikroorganismen in Kombination mit der Saatgutbehandlung kann ihren Effekt noch verstärken. Die in dem Projekt geplante Vorgehensweise ermöglicht es, standortbezogene Einsparungen zu prognostizieren und zielgerichtet auszuschöpfen, um die Transformation zu einer zukunftsfähigen Agrarlandnutzung zu unterstützen und die Umwelt zu schützen.

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