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Stärke und Zucker

Stärke ist ein pflanzlicher Reservestoff, der in Form von Stärkekörnern in Speicherorganen von Pflanzen (Körner, Knollen, Wurzeln oder Mark) angereichert wird. Stärke wird sowohl im Lebensmittel - als auch im technischen Bereich in breitem Umfang eingesetzt. Die landwirtschaftliche Erzeugung von stärkehaltigen Rohstoffen erfolgt in Deutschland durch den Anbau von Kartoffel, Weizen und Körnermais. In der Zukunft könnten die Markerbse und Neuzüchtungen mit sehr hohem Amylose- ("Amylo-Mais") oder Amylopektinanteil (z. B. Amylose-freie Kartoffel) Bedeutung erlangen, da sich hierdurch verarbeitungs- und anwendungstechnische Vorteile ergeben. Hinsichtlich der Verwendung werden drei wesentliche Produktlinien unterschieden - native Stärke (Papier, Pappe, Leime, Kleber, Gipskartonplatten, Textilverarbeitung, Kosmetika), - modifizierte Stärke (Lacke, Streichfarben, Bindemittel (Quellstärken), kationische Stärken, Papier, Pappe, Tabletten, Stärkeether und -ester) etc. sowie - Verzuckerungsprodukte (Tenside, Sorbit, Kunststoffe, Vitamin C, Alkohole, Biotechnologie).

Umsetzung der Ressourcenwende in der chemischen Industrie durch biotechnologische CO2 Nutzung in regionalen Wertschöpfungsketten, Teilprojekt A

Co-Kultivierungssysteme und Veredelungsverfahren für grüne Makroalgen zur Produktion nachhaltiger Biomaterialien, Teilvorhaben 3: Produktentwicklung

WIR! - Waste2Value - GreenGlue, TP4: Mikroalgen-spezifische Charakterisierung und Entwicklung: Populationsdynamik, Produktionsdynamik und Downstream-Verfahren

App Chemie im Alltag (Applikation)

Die „Chemie im Alltag“ (kurz: CiA) ist eine Verbraucher-App, die sich vorrangig an die chemisch interessierte Allgemeinheit richtet. Sie wird als Teil des Informationssystems Chemikalien des Bundes und der Länder (ChemInfo) bereitgestellt. Der Teildatenbestand wird zielgruppengerecht aufbereitet und als App zur Verfügung gestellt.

Heil-, Gewürz- und Färberpflanzen

Heil- und Gewürzpflanzen sind Pflanzenarten, die auf Grund ihrer sekundären Inhaltsstoffe Krankheiten bei Menschen und Tieren heilen oder lindern können oder die Geschmackseigenschaften von Speisen und Getränken positiv beeinflussen und deren Verdaulichkeit verbessern. In Deutschland ist eine Vielzahl an Heil- und Gewürzpflanzen anbaufähig. Je nach der artspezifischen Konzentration der wertgebenden Inhaltsstoffe sind Blätter, Kraut, Blüten, Körner oder Wurzeln nutzbar. Diese werden frisch, getrocknet, gefroren oder in Form von Extrakten, ätherischen Ölen, Tinkturen, Säften usw. verwendet. Haupteinsatzgebiete sind Pharmazie, Lebensmittelindustrie, Kosmetika, chemische Industrie sowie die Herstellung von Futtermitteln und Pflanzenschutzmitteln.

Öle und Fette

Pflanzliche Öle werden als energiereiche Reservestoffe in Speicherorgane von Pflanzen eingelagert. Sie sind chemisch gesehen Ester aus Glycerin und drei Fettsäuren. In Deutschland konzentriert sich der Ölsaatenanbau auf Raps, Sonnenblume und Lein. Im Freistaat Sachsen dominiert auf Grund der Standortbedingungen und vor allem der Wirtschaftlichkeit eindeutig der Raps. Der maximal mögliche Anbauumfang von Raps liegt aus anbautechnischer Sicht bei 25 % der Ackerfläche und ist noch nicht ausgeschöpft (Sachsen 2004: 17 %). Für den landwirtschaftlichen Anbau kommen eine Reihe weiterer ölliefernder Pflanzenarten oder spezieller Sorten in Betracht. Interessant sind sie aus der Sicht der Verwertung insbesondere, wenn sie hohe Gehalte einzelner spezieller Fettsäuren aufweisen. Bei der Verarbeitung können dann aufwändige Aufbereitungs- und Trennprozesse eingespart und die Synthesevorleistung der Natur optimal genutzt werden. Der Anbauumfang ist jedoch meist noch sehr gering. Beispiele sind Nachtkerze und Iberischer Drachenkopf, aber auch Erucaraps und ölsäurereiche Sonnenblumensorten. a) stoffliche Verwertung In der stofflichen Verwertung reichen die Einsatzfelder pflanzlicher Öle von biologisch schnell abbaubaren Schmierstoffen, Lacken und Farben, über Tenside, Kosmetika, Wachse bis zu Grundchemikalien, aber auch Bitumen. b) energetische Verwertung Desweiteren können Pflanzenöle in Fahrzeugen, stationären oder mobilen Anlagen energetisch verwertet werden. Für den breiten Einsatz ist derzeit vor allem Biodiesel geeignet. Dieser kommt als reiner Kraftstoff zum Einsatz, seit 2004 auch in Beimischung zu Dieselkraftstoff. Eine weitere Möglichkeit eröffnet sich durch die Verwendung von reinem Rapsöl.

Fund eines Weichmachers in Urinproben – Fragen & Antworten

<p>Fund eines Weichmachers in Urinproben – Fragen &amp; Antworten</p><p>Das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV) berichtete Anfang 2024 und im Februar 2025 zum Fund von Mono-n-hexylphthalat in Urinproben von Kindern. Die Substanz wurde ebenfalls in Erwachsenen-Urinproben im Rahmen der sechsten Deutschen Umweltstudie zur Gesundheit (GerES VI) nachgewiesen. Hier gibt das Umweltbundesamt (UBA) Antworten auf die häufigsten Fragen.</p><p><p><strong>FAQ vom 06.02.2024, zuletzt aktualisiert am 28.02.2025</strong></p></p><p><strong>FAQ vom 06.02.2024, zuletzt aktualisiert am 28.02.2025</strong></p><p><strong>1. Was sind Phthalate?</strong></p><p>Stoffe aus der Gruppe der Phthalate werden als Weichmacher verwendet, um spröden Kunststoff, insbesondere PVC, die gewünschte Elastizität zu verleihen. Weitere Informationen zu Phthalaten haben das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/was-sind-phthalate-wozu-dienen-sie">UBA</a> das <a href="https://www.bfr.bund.de/de/fragen_und_antworten_zu_phthalat_weichmachern-186796.html">Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)</a> zusammengestellt.</p><p><strong>2. Was ist Mono-n-hexylphthalat?</strong></p><p>Mono-n-hexylphthalat kann als ein Abbauprodukt im Körper (als sogenannter Metabolit) aus verschiedenen Stoffen, etwa aus Di-n-hexylphthalat, entstehen. Di-n-hexylphthalat wurde 2013 als besonders besorgniserregender ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Stoff#alphabar">Stoff</a>⁠ <a href="https://echa.europa.eu/registry-of-svhc-intentions/-/dislist/details/0b0236e180e4ab8c">im Rahmen der REACH-Verordnung (REACH-VO) identifiziert</a>, da es die Fortpflanzungsfähigkeit des Menschen gefährden kann. 2020 erfolgte dann die <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32020R0171">Aufnahme in den Anhang XIV der REACH-VO</a>. Damit darf der Stoff in der EU seit 2023 ohne Zulassung grundsätzlich nicht mehr verwendet werden. Zulassungsanträge wurden für Di-n-hexylphthalat bislang nicht gestellt.</p><p>Da es für den Stoff keine Registrierung gemäß REACH-VO gibt, ist davon auszugehen, dass der Stoff wirtschaftlich in der EU keine große Rolle spielt bzw. in der Vergangenheit gespielt hat. Möglich sind Gehalte von Di-n-hexylphthalat als Verunreinigung in anderen Stoffen, zum Beispiel durch eine Entstehung im Herstellungsprozess, aus Altlasten sowie aus Di-n-hexylphthalat-haltigen Importerzeugnissen. Die <a href="https://echa.europa.eu/de/scip">SCIP-Datenbank</a> bei der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) <a href="https://echa.europa.eu/de/scip-database?p_p_id=diss_scip_portlet&amp;p_p_lifecycle=0&amp;p_p_state=normal&amp;p_p_mode=view&amp;_diss_scip_portlet_identifierRowsJSON=%5B%7B%22id%22%3A%22903dc7d6-c864-4988-bdee-00674c6e83ce%22%2C%22identifier%22%3A%22%22%2C%22identifierType%22%3A%22%22%7D%5D&amp;_diss_scip_portlet_articleCategorySelectionsJson=%5B%5D&amp;_diss_scip_portlet_materialCategorySelectionsJson=%5B%5D&amp;_diss_scip_portlet_mixtureCategorySelectionsJson=%5B%5D&amp;_diss_scip_portlet_svhcSelectionsJson=%5B%7B%22identifier%22%3A%22100.239.145%22%2C%22text%22%3A%221%2C2-benzenedicarboxylic+acid%2C+di-C6-10-alkyl+esters+or+mixed+decyl+and+hexyl+and+octyl+diesters%22%2C%22children%22%3A%5B%22100.065.447%22%2C%22100.064.611%22%5D%7D%2C%7B%22identifier%22%3A%22100.001.417%22%2C%22text%22%3A%22Dihexyl+phthalate%22%7D%5D&amp;_diss_scip_portlet_identifiersOperator=AND&amp;_diss_scip_portlet_scipNumber=&amp;_diss_scip_portlet_preSearchArticleCategoriesTerm=&amp;_diss_scip_portlet_preSearchMaterialCategoriesTerm=&amp;_diss_scip_portlet_preSearchMixtureCategoriesTerm=&amp;_diss_scip_portlet_preSearchSubstanceOfConcernTerm=Dihexyl+phthalate&amp;_diss_scip_portlet_userPerformedSearch=true&amp;_diss_scip_portlet_cur=1&amp;_diss_scip_portlet_delta=50">listet eine größere Anzahl</a> von Erzeugnissen, für die Di-n-hexylphthalat als Bestandteil angegeben wird.</p><p><strong>3. Wie wurde die Substanz entdeckt?</strong></p><p>Das LANUV veranlasste im Herbst 2023 eine Untersuchung der Urinproben von Kindern, die es im Rahmen seiner regelmäßigen Human-Biomonitoring-(HBM)-Untersuchungen sammelt (<a href="http://www.lanuv.nrw.de/umwelt/umweltmedizin/umwelt-und-epidemiologie/bestimmung-von-schadstoffen-und-schadstoffmetaboliten">Info</a>).</p><p>Ergebnisse des LANUV zur Belastung von Kindern mit Mono-n-hexylphthalat wurden in einer&nbsp;<a href="https://www.lanuk.nrw.de/article/neue-funde-von-weichmacher-im-kinderurin">Pressemitteilung</a> veröffentlicht. Das UBA und das LANUV stehen zu diesen Ergebnissen in Austausch.</p><p>Das Umweltbundesamt selbst führte von Mai 2023 bis Juli 2024 die sechste bevölkerungsrepräsentative Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/gesundheit/belastung-des-menschen-ermitteln/deutsche-umweltstudie-zur-gesundheit-geres/deutsche-umweltstudie-zur-gesundheit-geres-vi-2023">GerES VI</a>) durch. Deutschlandweit wurden zufällig ausgewählte Erwachsene zwischen 18 und 79 Jahren um ihre Teilnahme gebeten, um unter anderem auf ihre körperliche Belastung mit Umweltschadstoffen hin untersucht zu werden. Unter den im Rahmen dieses Human-Biomonitoring-(HBM)-Programms untersuchten Stoffen befindet sich auch das Mono-n-hexylphthalat.</p><p><strong>4. Wie groß ist das Ausmaß der Belastung?</strong></p><p>Vorläufige Ergebnisse aus GerES VI zeigen, dass in 29 Prozent der rund 1.600 untersuchten Urinproben Mono-n-hexylphthalat nachweisbar ist. Endergebnisse der Studie werden im Laufe des Jahres 2025 erwartet. <strong>Der reine Nachweis von (Einzel-)Substanzen im Körper deutet nicht zwangsläufig auf ein gesundheitliches Risiko hin.</strong></p><p>Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/gesundheit/kommissionen-arbeitsgruppen/kommission-human-biomonitoring">Kommission Human-Biomonitoring (HBM-Kommission)</a> hat einen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/11901/dokumente/240325_kurz-stellungnahme_hbm-k_fin.pdf">toxikologischen Beurteilungswert (HBM-Wert)</a> von 60 Mikrogramm pro Liter (µg/L) Urin abgeleitet. Alle Proben aus GerES VI liegen unterhalb dieses Beurteilungswerts. Auch die im Januar 2024 vom LANUV berichteten Daten liegen darunter.</p><p>Die im <a href="https://www.lanuv.nrw.de/article/neue-untersuchungen-bestaetigen-zusammenhang-zwischen-weichmachern-in-kinderurin-und-verwendung-von-sonnenschutzmitteln">Februar 2025 vom LANUV veröffentlichten Daten</a> der Querschnittsstudie 2023/2024 liegen für über 99 Prozent der 250 untersuchten Kinder ebenfalls unterhalb dieses Wertes. Zwei der untersuchten 250 Kinder wiesen eine Überschreitung des HBM-I-Wertes auf. Eine Überschreitung des HBM-I-Wertes bedeutet, dass der Messwert kontrolliert, nach Quellen für die Belastung gesucht und diese minimiert werden sollten. Darüber hinaus sollte eine Mehrfachbelastung durch ähnlich wirkende Substanzen bei der Bewertung der HBM-Messergebnisse berücksichtigt werden.</p><p>Zusätzlich hat das Umweltbundesamt Proben aus GerES V von 361 Kindern und Jugendlichen aus den Jahren 2015 bis 2017 nachträglich auf Mono-n-hexylphthalat untersuchen lassen. In 24 Prozent dieser Proben war Mono-n-hexylphthalat nachweisbar. Die Gehalte lagen deutlich unter dem HBM-I-Wert.</p><p>5. Worauf sind die Belastungen mit Mono-n-hexylphthalat im menschlichen Körper zurückzuführen?</p><p>Vorläufige Auswertungen von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/gesundheit/belastung-des-menschen-ermitteln/deutsche-umweltstudie-zur-gesundheit-geres/deutsche-umweltstudie-zur-gesundheit-geres-vi-2023">GerES&nbsp;VI</a> deuteten bereits frühzeitig auf einen möglichen Zusammenhang zwischen der Belastung mit Mono-n-hexylphthalat und der Nutzung von kosmetischen Mitteln, insbesondere Sonnenschutzmitteln, hin. Im Folgenden geriet ein bestimmter UV-Filter (DHHB, Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate) in den Fokus, da bei dessen Herstellung Di-n-hexylphthalat als Verunreinigung entstehen kann.</p><p>Die vorläufigen Ergebnisse zu Mono-n-hexylphthalat aus GerES&nbsp;VI zeigen deutliche saisonale Schwankungen: In den Wintermonaten wurde Mono-n-hexylphthalat in weniger als 10 Prozent der Proben gefunden, im Sommerhalbjahr stieg der Anteil an mit Mono-n-hexylphthalat belasteten Proben dagegen auf teils über 50 Prozent. Dies macht Sonnencreme als Hauptquelle der Belastung plausibel.</p><p>Das <a href="https://www.ua-bw.de/pub/beitrag.asp?subid=2&amp;Thema_ID=4&amp;ID=4119&amp;lang=DE&amp;Pdf=No">Chemische und Veterinäruntersuchungsamt (CVUA) Karlsruhe</a> hat in Untersuchungen Di-n-hexylphthalat in DHHB-haltigen Sonnenschutzmitteln nachgewiesen. Gleichzeitig zeigte sich aber auch, dass nicht alle Produkte, die den UV-Filter DHHB enthielten, mit Di-n-hexylphthalat belastet waren.</p><p>Die im Februar 2025 veröffentlichten Untersuchungen des LANUV der Querschnittsstudie 2023/2024 zeigen einen klaren Zusammenhang zwischen dem Nachweis von DHHB-Abbauprodukten im Urin und der Belastung mit MnHexP. Auch dies konnte durch vorläufige Ergebnisse aus den bevölkerungsrepräsentativen Studien GerES&nbsp;V und VI bestätigt werden. In allen drei HBM-Studien zeigt sich aber auch, dass nicht alle Menschen, in deren Urin DHHB-Abbauprodukte nachgewiesen wurden, ebenfalls mit DnHexP belastet sind.</p><p>UBA hatte zusammen mit BfR und BVL 2024 eine technische Arbeitsgruppe zur weiteren Ursachenaufklärung eingerichtet, an der auch das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV) beteiligt wurde. Bislang hatten sich aus den Auswertungen – außer für Sonnenschutzmittel – keine weiteren möglichen Zusammenhänge zu anderen Produkten ergeben.</p><p><strong>6. Was unternimmt das Umweltressort?</strong></p><p>Zur Beurteilung der gefundenen Belastung mit Mono-n-hexylphthalat hat das UBA die Kommission Human-Biomonitoring um eine Bewertung gebeten. Dies wurde durch die Ableitung eines toxikologischen Beurteilungswertes (HBM-I-Wert) umgesetzt.</p><p>Das UBA führt seit den 1980er Jahren die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/gesundheit/belastung-des-menschen-ermitteln/deutsche-umweltstudie-zur-gesundheit-geres">Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit (GerES)</a> durch. Im Rahmen dieser Studien werden unter anderem Urin- und Blutproben der Teilnehmenden auf verschiedene Umweltschadstoffe untersucht und Befragungen durchgeführt. Mithilfe der Daten dieser Studien können Rückschlüsse auf die Belastung der gesamten Bevölkerung in der jeweils untersuchten Altersgruppe (Kinder, Erwachsene) in Deutschland gezogen werden. Aufgrund des Stichprobendesigns und der anschließenden Gewichtung der Daten sind Ergebnisse aus GerES repräsentativ für die in Deutschland lebende Bevölkerung. Die Qualitätssicherung und Gewichtung der Daten für GerES&nbsp;VI (2023-2024, Erwachsene) erfolgt aktuell. Die nachträgliche Untersuchung von Proben aus GerES&nbsp;V (2015-2017, Kinder und Jugendliche) wurde umgehend nach Bekanntwerden der in NRW beobachteten Belastung von Kindern veranlasst.</p><p>Aktuell wertet das UBA auch weitere Urinproben der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/gesundheit/belastung-des-menschen-ermitteln/umweltprobenbank-des-bundes">Umweltprobenbank</a> des Bundes aus. Die Untersuchungen sollen aufzeigen, ob ein Trend in der zeitlichen Entwicklung der Belastung nachweisbar ist.</p><p>Um das Ausmaß der Belastung mit Mono-n-hexylphthalat auch in anderen Ländern Europas abschätzen zu können, tauscht sich das UBA mit der europäischen Chemikalienagentur (ECHA) und der europäischen Umweltagentur (EEA) aus. Auch wurde das Thema an die Europäische Partnerschaft für die Bewertung von Risiken durch Chemikalien (<a href="https://www.eu-parc.eu/news/science-policy/rapid-response-mechanism-action">Partnership for the Assessment of Risks from Chemicals; PARC</a>) kommuniziert und wird im Rahmen des sogenannten „Rapid Response Mechanism“ des Projektes bearbeitet. In Kürze wird damit begonnen, DnHexP in EU-weiten HBM-Studien, den PARC Aligned Studies, zu messen.</p><p>Für den Nachweis von Chemikalien im Menschen werden sensitive und spezifische Methoden benötigt.</p><p>Das Umweltbundesamt hatte bereits 2017 im Rahmen eines REFOPLAN-Projektes die Weiterentwicklung einer analytischen Methode beauftragt, mit der auch nicht zugelassene fortpflanzungsschädigende Weichmacher im Urin nachgewiesen werden können (unter anderem die Abbauprodukte von DnHexP). Eine Belastung der Menschen mit diesen Chemikalien ist aufgrund der strengen Regulierung nicht zu erwarten. Um dies überprüfen zu können, werden diese Stoffe dennoch in HBM-Studien untersucht. Die Methodenentwicklung wurde im Auftrag des UBA vom Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IPA) in Bochum durchgeführt. Seit 2020 steht die Methode zur Anwendung bereit und wurde für die HBM-Untersuchungen des LANUV und in GerES eingesetzt.</p><p>Seit 2010 werden in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/gesundheit/belastung-des-menschen-ermitteln/human-biomonitoring/kooperation-zur-foerderung-des-human-biomonitoring#hintergrund-ziele-und-aufgaben-der-kooperation">Kooperation zur Förderung des Human-Biomonitorings (HBM)</a> zwischen Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (⁠BMUV⁠) und dem Verband der Chemischen Industrie e.V. (VCI) neue chemisch-analytische Nachweismethoden entwickelt.</p><p>Das UBA trägt als Mitglied des Lenkungsausschusses und mit HBM-Expert*innen signifikant zum Gelingen der Kooperation bei. Die Methode zur Bestimmung von Abbauprodukten des UV-Filters DHHB im Urin wurde in der Kooperation durch das Analytisch-Biologisches Forschungslabor GmbH (ABF) bereits 2019 entwickelt und für die HBM-Untersuchungen des LANUV und in GerES eingesetzt.</p><p><strong>7. Was wird auf EU-Ebene unternommen?</strong></p><p>Der Wissenschaftliche Ausschuss für Verbrauchersicherheit der Europäischen Kommission (Scientific Committee on Consumer Safety; SCCS) bewertet auf Bitte des ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMUV#alphabar">BMUV</a>⁠ und im Auftrag der EU-Kommission aktuell die Sicherheit des UV-Filters DHHB hinsichtlich der Verunreinigung mit DnHexP. In einer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/SCCS%20-%20Scientific%20Advice%20on%20the%20safety%20of%20Diethylamino%20Hydroxybenzoyl%20Hexyl%20Benzoate%20-%20DHHB%20%E2%80%93%20S83%20-%20European%20Commission">vorläufigen Bewertung vom 17.02.2025</a> kommt das SCCS zu dem Schluss, dass eine Verunreinigung von 1 Milligramm DnHexP pro Kilogramm DHHB (entspricht 1 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=ppm#alphabar">ppm</a>⁠) als Höchstwert für eine technisch unvermeidbare Verunreinigung anzusetzen ist. Zum Vergleich: das LANUV berichtet in seiner Pressemitteilung vom 25.02.2025 von DnHexP-Gehalten im Rohstoff in Höhe von 9,9 bis über 100 Milligramm pro Kilogramm DHHB.</p><p>Eine Einhaltung des vom SCCS vorgeschlagenen Zielwerts von 1 ppm sollte somit zu einer signifikanten Reduktion der DnHexP-Belastung in kosmetischen Mitteln und in Folge dessen auch in den Menschen führen.</p>

Nachhaltige Biomasseproduktion im Meer: Machbarkeitsstudie zur offshore-Kultur von Makroalgen für eine landseitige Verwertung

Zielsetzung und Anlass: Die Eutrophierung stellt eine der größten ökologischen Bedrohungen der Ostsee dar, was sich aktuell in einer riesigen Todeszone (Sauerstoffmangel) am Meeresboden der tiefen Becken wiederspiegelt. Deshalb soll in dieser Machbarkeitsstudie eine nachhaltige marine Biomasse-Produktion des Blasentangs (Fucus vesiculosus) in Freilandversuchen in der Ostsee durchgeführt werden, um mit Hilfe dieser Makroalge eine Abreicherung von überschüssigen Nährstoffen herbeizuführen. In mehreren Schritten werden wir untersuchen inwiefern eine Hochskalierung vom Labor- zum offshore-Maßstab möglich und wie groß das Potenzial von großflächigen offshore-Freilandkulturen von Makroalgen ist. Weiterhin untersuchen wir ob die Biomasse umweltschonend produziert und als Wertstoff (Kosmetik), organischer Dünger, und/oder Biogas-Rohstoff (Energieträger) genutzt werden kann. Das Gesamtziel des Vorhabens in diesem Konsortium ist somit die Beurteilung der Chancen und Möglichkeiten von großflächigen Makroalgen-Freilandkulturen hinsichtlich: I. Schaffung eines regional möglichst geschlossenen Nährstoffkreislaufs zur Reduzierung der Nährstoffanreicherung in der südwestlichen Ostsee, II. Produktion von nachhaltigen Rohstoffen ohne dünge-, pflanzenschutz- und wasser-intensiven Landverbrauch, sowie III. Prüfung zusätzlicher Ertragsmöglichkeiten für Fischer und Einsparmöglichkeiten für Landwirte. Das vielfältige Potenzial der Ökosystemdienstleistungen von Blasentang-Freilandkulturen wird somit erstmalig experimentell in der Ostsee untersucht, und trägt zu den UN Nachhaltigkeitszielen bei. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und regionalen Stakeholdern (Fischer, Windparkbetreiber, Landwirte, Anlagenbetreiber für Biogas) durchgeführt. Arbeitsschritte und Methoden: Während der Projektdauer von drei Jahren bearbeiten wir vier Schwerpunkte: I. Kultivierung, II. Biomassecharakterisierung, III. Ernte und IV. Nutzung des Blasentangs. I. die bereits etablierte Nachzucht von Blasentang auf für die Freilandkultur geeignete Substrate wird optimiert. Danach wird die gut funktionierende Algenkultivierung vom Labor- und Mesokosmen-Maßstab zu mittleren Feldkulturen in der Eckernförder Bucht ( Prototyp einer Offshore-Kultur) heraufskaliert. Während all der Stufen der Hochskalierung werden die Effekte auf die Umwelt (abiotisch: Nährstoffgehalte, Sauerstoffkonzentration, pH; biotisch: Biodiversität organismisch und per eDNA) detailliert untersucht. Weiterhin soll die Zusammenarbeit mit Fischern und Windanlagenbetreibern als auch Genehmigungsbehörden (BSH, LLUR etc.) als Stakeholdern in Anspruch genommen werden, zu denen bereits intensive Kontakte bestehen. II. Die erzeugte Blasentasng-Biomasse wird ökophysiologisch und biochemisch charakterisiert, um bspw. Überlebensgrenzen, optimale Erntezeitpunkte und vielversprechende Wertstoffe zu identifizieren. III. Die Erntemethodik und Erstbehandlung an Land muss sorgfältig untersucht werden. Hier ist zum einen die Expertise von Fischern gefragt, die zumindest partiell von Fischfang auf die Wartung der Algenkulturen und die Algenernte umsteigen wollen. Der Schwerpunkt liegt auf der Nutzung der Biomasse an Land. Eine energieaufwändige Trocknung soll als Vorbehandlung vermieden werden. IV. Aus den biochemischen Analysen unter II. lassen sich bereits interessante Wertstoffe (Naturstoffe) z.B. für die kosmetische Industrie ableiten. Ansonsten ist die einfachste und bereits bewährte Nutzungsmöglichkeit das Einarbeiten der Algenbiomasse nach vorheriger Extraktion von Wertstoffen als Ersatz für mineralische Kunstdünger. Vor einer großflächigen und langfristigen Nutzung der Algenbiomasse als natürlicher Mineraldüngerersatz muss deren Belastung mit Schadstoffen, z.B. Schwermetallen, geprüft werden. (Text gekürzt)

Die Biosynthese der pflanzlichen Cellulose

Cellulose stellt den am häufigsten vorkommenden Naturstoff unseres Planeten dar. Mit einer pflanzlichen Weltjahresproduktion von ca. 180 Milliarden Tonnen (Engelhardt, j. Carbohydr. Eur. 12, 5-14 (1995)) ist Cellulose der bedeutendste nachwachsende Rohstoff. Dieses Biopolymer findet außer in der Papier-, Pharma- und Textilindustrie in vielen anderen Bereichen (z.B. Medizin, Kosmetik, Kunststoff-Industrie) reichliche Verwendung. Trotz der großen wirtschaftlichen Bedeutung und über drei Jahrzehnten intensiver Forschung ist bisher nicht bekannt, wie Cellulose in der Pflanze gebildet wird. Informationen über die Gene und die dazugehörigen Enzyme, die die Cellulose synthetisieren, würden neue Möglichkeiten eröffnet bis hin zu transgenen Pflanzen mit erhöhtem Cellulosegehalt, einer verbesserten Qualität, aber auch der Entwicklung ganz neuer Herbizide, die gezielt die Cellulosebiosynthese z. B. von Unkräutern inhibieren können. Die Zielsetzung dieses Projektes ist es, die Proteine die an der Cellulosesynthese beteiligt sind, unter Aktivitätserhalt zu isolieren und zu charakterisieren sowie die entsprechenden Gene zu identifizieren, um so erstmals den molekularen Mechanismus der pflanzlichen Cellulosebiosynthese aufzuklären.

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