ALBERT

Description: Das Statuspapier fasst die Inhalte der Verbundprojekt-übergreifenden Diskussionen und Abstimmungen innerhalb des Querschnittsthemas (QST) „Analytik und Referenzmaterialien“ des Forschungsschwerpunkts zusammen. Die vorliegende Fassung wurde aus dem Diskussionspapier (Link Dokument Stand Oktober 2018) entwickelt. Dieser kontinuierliche Entwicklungs- oder Erarbeitungsprozess wurde durch eine Reihe von Veranstaltungen organisatorisch untermauert: • 1. Workshop (21. März 2018, Karlsruhe) • 2. Workshop (4. Juli 2018, Augsburg) • Statuskonferenz (9.-10. April 2019, Berlin) • 3. Workshop (27. November 2019, Berlin). Folgende Verbundprojekte haben sich aktiv bei den Veranstaltungen eingebracht: EmiStop, ENSURE, MicBin, MicroCatch_Balt, MikroPlaTaS, PLASTRAT, PLAWES, RAU, REPLAWA, RUSEKU, SubµTrack und TextileMission, sowie Vorläuferprojekte (MiWa, BASEMAN). Die einzelnen Textbeiträge im vorliegenden Statuspapier wurden durch ein Kommentierungsverfahren innerhalb des QST „Analytik und Referenzmaterialien“ abgestimmt. Motivation dieses Statuspapiers ist es, die im Forschungsschwerpunkt „Plastik in der Umwelt“ verwendeten physikochemischen Untersuchungsverfahren zur Analytik von Mikroplastik (MP) zusammenzuführen. Dadurch sollen möglichst validierte Methoden und vergleichbare Ergebnisse in den verschiedenen Projekten für die jeweils spezifische Fragestellung erreicht werden – insbesondere für zukünftige Projekte. Am Ende soll ein möglichst einheitlicher Methodenpool für die relevanten Fragestellungen in Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung zur Verfügung stehen. Die vorliegenden Verfahrensempfehlungen beruhen auf dem aktuellen Wissensstand zur Analytik von MP und richtet sich an Akteure in der Wissenschaft als auch Anwender in der Praxis. BMBF Forschungsschwerpunkt „Plastik in der Umwelt“ November 2020 Statuspapier Mikroplastikanalytik 7 Es werden keine Verfahrensempfehlungen zu Untersuchungen von Wirkungen von MP auf Umweltmedien, Pflanzen oder Tiere gegeben (Siehe QST „Ökotoxikologie“). Es stellt nicht einzelne Ergebnisse oder Daten dar, die im Rahmen des Forschungsschwerpunktes entstanden sind.

Description: Mikroorganismen im Meer stellen eine riesige Schatzkammer dar. Ihr Stellenwert für das Funktionieren von Ökosystemen ist vielfach noch unbekannt. Auch das Potenzial für industrielle Anwendungen etwa in der Medizin oder der Lebensmittelherstellung kann momentan nur ansatzweise abgeschätzt werden. Umso wichtiger ist es, die Vielfalt von Kleinstlebewesen im Meer zu erhalten und intensiver zu erforschen. ■ Mikroorganismen sind enorm vielfältig und in allen marinen Lebensräumen anzutreffen. ■ Aufgrund ihrer großen Diversität nehmen sie eine entscheidende Rolle im Ökosystem Meer ein. ■ Ein nachhaltiger Umgang mit der biologischen Vielfalt von Mikroorganismen in den Ozeanen ist daher wichtig.

Description: wie findet man die geeigneten Instrumente, um allgemeine Biodiversitätsziele konkret umzusetzen? Hierzu wurde ein Leitfaden entwickelt, der gesellschaftlichen und politischen Akteuren das Vorgehen erleichtern soll. ■ Lokale und regionale Akteure finden es häufig schwierig, allgemeine Biodiversitätsziele konkret umzusetzen. ■ Es besteht ein Bedarf an Transferleistungen, die wissenschaftliche Erkenntnisse nutzerorientiert auf konkrete Probleme herunterbrechen. ■ Um hier Hilfestellung zu geben, wurde ein Leitfaden entwickelt, der international eingesetzt werden kann (ESO-Leitfaden).

Description: Nährstoffe wie Nitrat sind im Meer nicht per se schädlich. Ihr Vorhandensein treibt die Primärproduktion von Algen an. Diese wiederum bilden die Nahrungsgrundlage für Millionen Zugvögel, Krabben, Fische und Robben. Fehlen diese Nährstoffe, würde das auch ein Problem für Algen, Tiere und uns Menschen bedeuten. Es kommt also auf das Gleichgewicht an. Doch wie funktioniert dieses Gleichgewicht und was haben Seeigel damit zu tun? Die Zusammenhänge in der Nordsee werden zunehmend besser verstanden. ■ Ist im Meer zu viel vom Düngemittel Nitrat vorhanden, kann dies zu Massenvermehrungen von Algen und zum Verlust der wichtigen Seegraswiesen führen. ■ In der Nordsee beeinflussen viele Arten den Stickstoffumsatz. ■ Das Verschwinden einer einzelnen Art kann unvorhersehbare Folgen für die Abbauleistung des ganzen Systems haben.

Description: In die Jahrtausende anhaltenden Finsternis am antarktischen Meeresboden gelangt zum ersten Mal Licht, wenn dort Schelfeistafeln plötzlich kollabieren und verdriften. Dies geschieht auf natürliche Weise, in Zukunft aber auch verstärkt klimabedingt. Welche Ökosysteme können sich dann am Meeresboden entwickeln und welche Auswirkungen hat das auf die Artenvielfalt? Für die Antarktis ergeben sich völlig neue Forschungsfragen. ■ Entlang der antarktischen Küste vollziehen sich im Kontext des Klimawandels und durch den Schelfeisabbruch dramatische Veränderungen. ■ Neue Lebensräume entstehen – es kommt praktisch zu einer Inventur von Lebensgemeinschaften in den Ozeanen. ■ Dies erlaubt im Zusammenhang mit dem Klimawandel Schlussfolgerungen für andere Meeresökosysteme. ■ Computermodelle können dazu dienen, ökologische Zusammenhänge aufzuklären und treibende Kräfte zu identifizieren.

Description: Zusammen mit weiteren Expertinnen und Experten leitete Prof. Dr. Josef Settele vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig (UFZ) im Auftrag der Vereinten Nationen von 2016 bis 2019 die Erstellung des Globalen IPBES-Berichts zum Zustand der Ökosysteme und der Artenvielfalt. Im Interview erklärt Josef Settele, warum Biodiversität auch eine Versicherung für die Zukunft ist. ■ Je mehr Arten wir verlieren, umso geringer ist das Potential, dass bei veränderten Bedingungen eine geeignete Art einspringen kann. ■ Umgekehrt stellt Artenvielfalt eine Art Zukunftsversicherung dar. ■ Die Vielfalt des Lebens ist gewissermaßen Teil einer „Solidargemeinschaft“, die in Schadensfällen eintreten kann, die durch Klimawandel, Parasiten oder Ackergifte verursacht wurden. ■ Dieser Eintritt erfolgt auch zum Nutzen des Menschen. ■ Der Mensch muss sein Verhältnis der Natur ändern, wenn er diese Versicherung künftig noch in Anspruch nehmen möchte.

Description: Millionen von Quadratkilometern im Meer sind bedeckt von gigantischen Lavaschichten. Sie sind das Resultat des Flutbasalt-Vulkanismus. Dabei entstand vulkanisches Gestein, welches auch zur Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre beitragen kann. Erdgeschichtlich führte dieser Vulkanismus jedoch immer wieder zum Massenaussterben von Arten.

Description: Lavaseen sind eine absolute Seltenheit auf der Erde. An nur sieben Orten der Welt treten diese eindrucksvollen Naturphänomene aktuell in Erscheinung. * Lavaseen bilden sich stets über aktiven Vulkanschloten. * Ein Lavasee ist ständig in Bewegung. In der Regel kann in ihm ein horizontales Fließen wahrgenommen werden. * In stabilen, aktiven Lavaseen müssen in unterirdischen Systemen Mechanismen existieren, die zu einer permanenten Gasanreicherung führen.

Description: To limit global warming to 2 °C above pre-industrial levels, our society is confronted with the urgent need to make the transition to a globally sustainable energy system (1). Geothermal energy is available regardless of season or time and, unlike many other renewable energies, is therefore suitable for base-load sytems. Geothermal energy is regarded as renewable as heat flows back into the reservoir due to temperature conditions and transport processes. It uses the energy source from the earth’s interior, which is inexhaustible by human standards. Geothermal energy can play an important role in the decarbonization of the energy system in Germany. In Central Europe, the greatest geothermal potential lies in the crystalline basement with important hotspots in areas under tectonic tension. These include the Upper Rhine Graben as a rift zone with hydrothermal fluid flows and exceptional temperature anomalies in the deep underground (2). The technology “Enhanced Geothermal Systems” (EGS) was developed to exploit the geothermal potential in the crystalline (3). EGS use the deep fractured subsoil as a natural heat exchanger. With at least two boreholes, a thermal water cycle is created that brings geothermal energy to the surface and makes it usable (4). However, since relatively high flow rates (〉 10 l/s) are required for economic operation, the natural permeability of the rock in the crystalline – in contrast to hydrothermal systems – must be increased by hydraulic or chemical stimulation measures (reservoir engineering) to increase the flow rates. A major challenge for EGS is to control and minimize the induced seismicity generated in this process, both in the reservoir engineering and operation phase and with a view to increasing public acceptance. A profound understanding of the multi-physical processes in the reservoir, such as the complex interactions of the fluid with the reservoir at high flow rates, is indispensable for this. New scientifically based strategies and technologies are urgently needed to exploit the geothermal potential economically and at the same time in an environmentally compatible way.