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Tiefenaufgelöste Analytik von Biofilmen mittels Photoakustischer Spektroskopie (PAS) zur Untersuchung von Flockenabriss und Kolloidinkorporation

Unter einem Biofilm versteht man die Aggregation von Mikroorganismen an einer Oberfläche, die in eine Matrix aus extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) eingebettet sind. Biofilme sind in der Natur weit verbreitet (Boden, Gewässer) und werden im Rahmen der biologischen Abwassserreinigung zum Abbau organischer Wasserinhaltsstoffe eingesetzt. Neben der Stoffwechselaktivität der Mikroorganismen haben insbesondere Stofftransport, Biofilmwachstum und -ablösung einen entscheidenden Einfluß auf die Effektivität des Prozesses. Schichtdicke und Stabilität des Biofilms werden von einer Vielzahl an Prozeßbedingungen (pH, Temperatur, Strömungsbedingungen, Zusammensetzung von Nährmedium und Abwasser) beeinflußt. Da jedoch bisher keine geeignete On-line-Analytik zur Verfügung stand, konnten die Auswirkungen verschiedener Parameter auf den Biofilm nicht ausreichend untersucht werden. Ein im Rahmen des von der DFG geförderten SFB 411 entwickeltes photoakustisches Sensorsystem soll nunmehr zur simultanen Überwachung von Biofilmen an drei Stellen in einem Reaktor eingesetzt werden. Der Einfluß variierendener Prozeßparameter auf Architektur und Stabilität soll untersucht werden, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf Partikelinkorporation und Flockenabriss liegt. Die Ergebnisse des beantragten Projekts könnten einen wesentlichen Beitrag leisten, um die Prozeßsteuerung bezüglich der Biofilmablösung zu verbessern.

PRIMA - Kooperationsprojekt PureCircles: Optimierung der Effizienz der Ressourcennutzung im Rahmen des Nexus Wasser-Nährstoff-Energie für eine nachhaltige Landwirtschaft in marginalen Gebieten

INSPIRE-WFS SL Geplante Bodennutzung Landesentwicklungsplan - Ergänzende Vorschrift - OGC WFS Interface

Dieser Dienst stellt für das INSPIRE-Thema Geplante Bodennutzung den saarländischen Landesentwicklungsplan bereit.:Ein Geo-Objekt (Punkt, Linie oder Polygon) eines räumlichen Plans, das ergänzende Angaben und/oder Beschränkungen hinsichtlich der Nutzung von Land/Wasser bereitstellt, notwendig aus planerischer Motivation oder zur Formalisierung der in einem Rechtsakt festgelegten Regeln.

Feinerkundung der Steinsalzkontur im Bereich zukünftiger Verschlussbauwerke in HAW-Endlagern durch in situ Raman-Spektroskopie (SaRa)

Räumlich verzweigte Flechtstrukturen für betongefüllte FVK-Tragwerkskonstruktionen, Teilvorhaben: Herstellen der ausspülbaren Kerne zum Umflechten mit einem nachhaltigen Kernsystem

Forschergruppe (FOR) 5095: Interaktionen von Schadstoffen, Antibiotikaresistenz und Pathogenen in einem sich ändernden Abwasserbewässerungssystem, Teilprojekt: Evolution and Selektion von resistenten Bakterien in in der Gegenwart von subinhibitorischen Konzentrationen von Mikroschadstoffen

Die Nutzung von Abwasser für die Bewässerung in der Landwirtschaft ist eine Möglichkeit knappe Wasserressourcen effizienter zu nutzen. Wegen der damit verbundenen Gesundheitsrisiken werden zurzeit vielerorts Kläranlagen zur Abwasserbehandlung vor der Bewässerung in Betrieb genommen, so auch im Valle Mezquital in Mexiko. Die zentrale Hypothese der FOR 5095 ist, dass die Implementierung einer konventionellen Abwasserbehandlung in etablierten Bewässerungssystemen, die bisher unbehandeltes Abwasser genutzt haben, mit bislang unvorhergesehenen Risiken verbunden ist. Diese Risiken ergeben sich i) aus der Remobilisierung der in der Vergangenheit im Boden akkumulierten Schadstoffe, die ii) zu Schadstoffkonzentrationen in Böden und Pflanzen führen, die eine (Ko-)Selektion von Antibiotikaresistenzen bewirken, wobei iii) Freisetzung und Konzentrationen von Schadstoffen sowie die Selektion von Antibiotikaresistenzen vom Bodentyp abhängen. SP 3 führt dazu Kompetitionsexperimente zwischen resistenten und empfindlichen Bakterienstämmen durch, um zu ermitteln, welche minimalen Antibiotika- (Ciprofloxacin, verschiedene MLSB-Antibiotika, Sulfamethoxazol, Trimethoprim) und Biozid-Konzentrationen (quartäre Ammoniumverbindungen) resistenten Stämmen einen Selektionsvorteil bieten und wie Kombinationen verschiedener Substanzen wirken. Diese Versuche finden in Nährlösungen und verschieden filtrierten wässrigen Extrakten mexikanischer Böden (Vertisol, Leptosol und Phaeozem) (Kooperation mit SP 1) statt, um den Einfluss von suspendierten Kolloiden und anderen Inhaltsstoffen auf die Wirksamkeit der Antibiotika und Biozide zu prüfen. Dazu verwenden wir Stammpaare von Acinetobacter baylyi, aber auch Escherichia coli- und Enterococcus faecium-Stämme mit Plasmiden, die im Laufe des Projektes von SP 4 und SP 5 aus den Böden isoliert werden. Die ermittelten minimalen selektiven Konzentrationen werden in die mathematische Modellierung des Verhaltens und der Effekte der Antibiotika und Desinfektionsmittel von SP 7 integriert. Transkriptom-Experimente zeigen mögliche Stressreaktionen der Bakterien auf die Antibiotika. Die Suche nach und Sequenzierung von resistenten Mutanten aus den Kompetitionsexperimenten werden zeigen, ob die Schadstoffkonzentrationen ausreichen, um resistente Mutanten zu selektieren. Darüber hinaus wird dieses Projekt die Antibiogramme der isolierten fakultativ pathogenen Stämme aus SP 4, SP 5 und besonders SP 6 gegenüber klinisch relevanten Antibiotika bestimmen, um zu untersuchen, ob sich in Böden mit hohen bioverfügbaren Antibiotikakonzentrationen oder sogar auf den dort kultivierten Pflanzen fakultativ pathogene Bakterien mit Multiresistenzplasmiden anreichern, die klinisch hochrelevante Resistenzen (z. B. gegen Carbapeneme, Colistin) vermitteln. So leistet SP 3 einen entscheidenden Beitrag zu einem Verständnis der Interaktionen zwischen Schadstoffen, Antibiotikaresistenz und pathogenen Bakterien in einem sich ändernden Abwasserbewässerungssystem.

Starkregensimulation Wuppertal - Regen vom 29.05.2018 (Version 2.1 | 10/2022)

Der Datensatz umfasst die Ergebnisdaten der Simulation des extremen Starkregenereignisses vom 29.05.2018 in Wuppertal, im Oktober 2022 ausgeführt durch die Dr. Pecher AG (Erkrath) im Auftrag der Stadt Wuppertal, beauftragt über die Wuppertaler Stadtwerke WSW Energie und Wasser AG. Der Datensatz ist Teil von Version 2.1 der Starkregensimulationen, die die Dr. Pecher AG seit 2018 in unregelmäßigen Abständen für die Stadt Wuppertal berechnet. Die Simulationsansätze werden mit jeder neuen Version verfeinert. Außerdem werden die zum jeweiligen Berechnungszeitpunkt erkannten Fehler, insbesondere im verwendeten Geländemodell, korrigiert. Die Simulation berücksichtigt den Regenwasserabfluss im Kanalnetz und durch Überstau aus dem Kanalnetz austretendes Wasser mit einem vereinfachten Modellansatz, ebenso die verschiedenen Abflussgeschwindigkeiten auf Oberflächen mit unterschiedlicher Rauheit. Ab Version 2.1 wird ein moderater Versickerungsansatz in der Simulation berücksichtigt. Zusätzlich wird die Wupper mit einem unendlichen Fassungsvermögen für das zufließende Regenwasser modelliert. Es kann in den Simulationen damit nicht mehr zu einem Rückstau kommen, bei dem das Regenwasser Flächen in der Talsohle überflutet, weil es von der Wupper nicht mehr abgeleitet werden kann. Wichtiger Hinweis: Die Simulationsergebnisse sind beim aktuellen Stand der Technik keine exakten Vorhersagen des Verlaufs zukünftiger Ereignisse. Sie enthalten noch nicht erkannte Modellfehler und vernachlässigen einige Wirkungszusammenhänge, zu denen keine auskömmlichen Daten vorliegen, z. B. den Wasserrückhalt durch die Überflutung von Kellergeschossen. Die Ergebnisse haben daher eine Tendenz zur lokalen Überzeichnung der Wassertiefen, die sich bei einem realen Regen der angenommenen Stärke einstellen würden. Die Simulationsergebnisse eignen sich aber gut zur Identifikation und Lokalisierung der Gefährdungen durch Starkregen, z. B. mit Hilfe der von der Stadt Wuppertal und den Wuppertaler Stadtwerken publizierten interaktiven Starkregengefahrenkarte. Als Niederschlag wurden in der Simulation die während des extremen Starkregenereignisses vom 29.05.2018 gemessenen Regenmengen verwendet, die ungleichmäßig über das Stadtgebiet verteilt waren, also ein sogenannter Naturregen. Im Zentrum des Unwetters hatte das Regenereignis eine Stärke bis zu Starkregenindex 11 (SRI 11). Als Ergebnisse werden drei TIFF- Dateien mit einer Auflösung von 1 m (quadratische Pixel, deren Kantenlänge 1 m in der Realwelt entspricht) und Georeferenzierung über TIFF World Files unter einer Open-Data-Lizenz (CC BY 4.0) angeboten. Die Pixelwerte in den drei Dateien geben die maximale Wassertiefe, die maximale Fließgeschwindigkeit und die Richtung der maximalen Fließgeschwindigkeit an, die für die jeweilige Rasterzelle im Verlauf der Simulation berechnet werden.

Starkregensimulation Wuppertal SRI 10 (Version 2.1 | 10/2022)

Der Datensatz umfasst die Ergebnisdaten der Simulation eines synthetischen Starkregenereignisses mit dem Starkregenindex 10 (SRI 10), im Oktober 2022 ausgeführt durch die Dr. Pecher AG (Erkrath) im Auftrag der Stadt Wuppertal, beauftragt über die Wuppertaler Stadtwerke WSW Energie und Wasser AG. Der Datensatz ist Teil von Version 2.1 der Starkregensimulationen, die die Dr. Pecher AG seit 2018 in unregelmäßigen Abständen für die Stadt Wuppertal berechnet. Die Simulationsansätze werden mit jeder neuen Version verfeinert. Außerdem werden die zum jeweiligen Berechnungszeitpunkt erkannten Fehler, insbesondere im verwendeten Geländemodell, korrigiert. Die Simulation berücksichtigt den Regenwasserabfluss im Kanalnetz und durch Überstau aus dem Kanalnetz austretendes Wasser mit einem vereinfachten Modellansatz, ebenso die verschiedenen Abflussgeschwindigkeiten auf Oberflächen mit unterschiedlicher Rauheit. Ab Version 2.1 wird ein moderater Versickerungsansatz in der Simulation berücksichtigt. Zusätzlich wird die Wupper mit einem unendlichen Fassungsvermögen für das zufließende Regenwasser modelliert. Es kann in den Simulationen damit nicht mehr zu einem Rückstau kommen, bei dem das Regenwasser Flächen in der Talsohle überflutet, weil es von der Wupper nicht mehr abgeleitet werden kann. Wichtiger Hinweis: Die Simulationsergebnisse sind beim aktuellen Stand der Technik keine exakten Vorhersagen des Verlaufs zukünftiger Ereignisse. Sie enthalten noch nicht erkannte Modellfehler und vernachlässigen einige Wirkungszusammenhänge, zu denen keine auskömmlichen Daten vorliegen, z. B. den Wasserrückhalt durch die Überflutung von Kellergeschossen. Die Ergebnisse haben daher eine Tendenz zur lokalen Überzeichnung der Wassertiefen, die sich bei einem realen Regen der angenommenen Stärke einstellen würden. Die Simulationsergebnisse eignen sich aber gut zur Identifikation und Lokalisierung der Gefährdungen durch Starkregen, z. B. mit Hilfe der von der Stadt Wuppertal und den Wuppertaler Stadtwerken publizierten interaktiven Starkregengefahrenkarte. Als Niederschlag wurde in der Simulation ein extremes Starkregenereignis mit einer Dauer von 1 Stunde und einer Niederschlagsmenge von 90 l/m² in ganz Wuppertal angenommen. Für ein solches Regenereignis kann auf der Grundlage der seit 1960 vorliegenden Regenaufzeichnungen keine statistische Wiederkehrzeit bestimmt werden. Der zeitliche Verlauf des Regenereignisses wurde als Blockregen mit konstanter Intensität modelliert. Als Ergebnisse werden drei TIFF- Dateien mit einer Auflösung von 1 m (quadratische Pixel, deren Kantenlänge 1 m in der Realwelt entspricht) und Georeferenzierung über TIFF World Files unter einer Open-Data-Lizenz (CC BY 4.0) angeboten. Die Pixelwerte in den drei Dateien geben die maximale Wassertiefe, die maximale Fließgeschwindigkeit und die Richtung der maximalen Fließgeschwindigkeit an, die für die jeweilige Rasterzelle im Verlauf der Simulation berechnet werden.

Starkregensimulation Wuppertal SRI 6 (Version 2.1 | 10/2022)

Der Datensatz umfasst die Ergebnisdaten der Simulation eines synthetischen Starkregenereignisses mit dem Starkregenindex 6 (SRI 6), im Oktober 2022 ausgeführt durch die Dr. Pecher AG (Erkrath) im Auftrag der Stadt Wuppertal, beauftragt über die Wuppertaler Stadtwerke WSW Energie und Wasser AG. Der Datensatz ist Teil von Version 2.1 der Starkregensimulationen, die die Dr. Pecher AG seit 2018 in unregelmäßigen Abständen für die Stadt Wuppertal berechnet. Die Simulationsansätze werden mit jeder neuen Version verfeinert. Außerdem werden die zum jeweiligen Berechnungszeitpunkt erkannten Fehler, insbesondere im verwendeten Geländemodell, korrigiert. Die Simulation berücksichtigt den Regenwasserabfluss im Kanalnetz und durch Überstau aus dem Kanalnetz austretendes Wasser mit einem vereinfachten Modellansatz, ebenso die verschiedenen Abflussgeschwindigkeiten auf Oberflächen mit unterschiedlicher Rauheit. Ab Version 2.1 wird ein moderater Versickerungsansatz in der Simulation berücksichtigt. Zusätzlich wird die Wupper mit einem unendlichen Fassungsvermögen für das zufließende Regenwasser modelliert. Es kann in den Simulationen damit nicht mehr zu einem Rückstau kommen, bei dem das Regenwasser Flächen in der Talsohle überflutet, weil es von der Wupper nicht mehr abgeleitet werden kann. Wichtiger Hinweis: Die Simulationsergebnisse sind beim aktuellen Stand der Technik keine exakten Vorhersagen des Verlaufs zukünftiger Ereignisse. Sie enthalten noch nicht erkannte Modellfehler und vernachlässigen einige Wirkungszusammenhänge, zu denen keine auskömmlichen Daten vorliegen, z. B. den Wasserrückhalt durch die Überflutung von Kellergeschossen. Die Ergebnisse haben daher eine Tendenz zur lokalen Überzeichnung der Wassertiefen, die sich bei einem realen Regen der angenommenen Stärke einstellen würden. Die Simulationsergebnisse eignen sich aber gut zur Identifikation und Lokalisierung der Gefährdungen durch Starkregen, z. B. mit Hilfe der von der Stadt Wuppertal und den Wuppertaler Stadtwerken publizierten interaktiven Starkregengefahrenkarte. Als Niederschlag wurde in der Simulation ein außergewöhnliches Starkregenereignis mit einer Dauer von 2 Stunden und einer Niederschlagsmenge von 38,5 l/m² in ganz Wuppertal angenommen. Ein solches Regenereignis besitzt eine 50-jährliche statistische Wiederkehrzeit. Der zeitliche Verlauf des Regenereignisses wurde als Eulerregen Typ II modelliert. Hierbei werden in 5-Minuten-Abschnitten unterschiedliche Intensitäten angenommen, die bis zur maximalen Intensität schnell und gleichmäßig ansteigen, dann stark abfallen und danach allmählich abklingen. Als Ergebnisse werden drei TIFF- Dateien mit einer Auflösung von 1 m (quadratische Pixel, deren Kantenlänge 1 m in der Realwelt entspricht) und Georeferenzierung über TIFF World Files unter einer Open-Data-Lizenz (CC BY 4.0) angeboten. Die Pixelwerte in den drei Dateien geben die maximale Wassertiefe, die maximale Fließgeschwindigkeit und die Richtung der maximalen Fließgeschwindigkeit an, die für die jeweilige Rasterzelle im Verlauf der Simulation berechnet werden.

Starkregensimulation Wuppertal SRI 7 (Version 2.1 | 10/2022)

Der Datensatz umfasst die Ergebnisdaten der Simulation eines synthetischen Starkregenereignisses mit dem Starkregenindex 7 (SRI 7), im Oktober 2022 ausgeführt durch die Dr. Pecher AG (Erkrath) im Auftrag der Stadt Wuppertal, beauftragt über die Wuppertaler Stadtwerke WSW Energie und Wasser AG. Der Datensatz ist Teil von Version 2.1 der Starkregensimulationen, die die Dr. Pecher AG seit 2018 in unregelmäßigen Abständen für die Stadt Wuppertal berechnet. Die Simulationsansätze werden mit jeder neuen Version verfeinert. Außerdem werden die zum jeweiligen Berechnungszeitpunkt erkannten Fehler, insbesondere im verwendeten Geländemodell, korrigiert. Die Simulation berücksichtigt den Regenwasserabfluss im Kanalnetz und durch Überstau aus dem Kanalnetz austretendes Wasser mit einem vereinfachten Modellansatz, ebenso die verschiedenen Abflussgeschwindigkeiten auf Oberflächen mit unterschiedlicher Rauheit. Ab Version 2.1 wird ein moderater Versickerungsansatz in der Simulation berücksichtigt. Zusätzlich wird die Wupper mit einem unendlichen Fassungsvermögen für das zufließende Regenwasser modelliert. Es kann in den Simulationen damit nicht mehr zu einem Rückstau kommen, bei dem das Regenwasser Flächen in der Talsohle überflutet, weil es von der Wupper nicht mehr abgeleitet werden kann. Wichtiger Hinweis: Die Simulationsergebnisse sind beim aktuellen Stand der Technik keine exakten Vorhersagen des Verlaufs zukünftiger Ereignisse. Sie enthalten noch nicht erkannte Modellfehler und vernachlässigen einige Wirkungszusammenhänge, zu denen keine auskömmlichen Daten vorliegen, z. B. den Wasserrückhalt durch die Überflutung von Kellergeschossen. Die Ergebnisse haben daher eine Tendenz zur lokalen Überzeichnung der Wassertiefen, die sich bei einem realen Regen der angenommenen Stärke einstellen würden. Die Simulationsergebnisse eignen sich aber gut zur Identifikation und Lokalisierung der Gefährdungen durch Starkregen, z. B. mit Hilfe der von der Stadt Wuppertal und den Wuppertaler Stadtwerken publizierten interaktiven Starkregengefahrenkarte. Als Niederschlag wurde in der Simulation ein außergewöhnliches Starkregenereignis mit einer Dauer von 2 Stunden und einer Niederschlagsmenge von 42 l/m² in ganz Wuppertal angenommen. Ein solches Regenereignis besitzt eine 100-jährliche statistische Wiederkehrzeit. Der zeitliche Verlauf des Regenereignisses wurde als Eulerregen Typ II modelliert. Hierbei werden in 5-Minuten-Abschnitten unterschiedliche Intensitäten angenommen, die bis zur maximalen Intensität schnell und gleichmäßig ansteigen, dann stark abfallen und danach allmählich abklingen. Als Ergebnisse werden drei TIFF- Dateien mit einer Auflösung von 1 m (quadratische Pixel, deren Kantenlänge 1 m in der Realwelt entspricht) und Georeferenzierung über TIFF World Files unter einer Open-Data-Lizenz (CC BY 4.0) angeboten. Die Pixelwerte in den drei Dateien geben die maximale Wassertiefe, die maximale Fließgeschwindigkeit und die Richtung der maximalen Fließgeschwindigkeit an, die für die jeweilige Rasterzelle im Verlauf der Simulation berechnet werden.

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