11:22 02 Dezember 2020
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    Verschiedene internationale Organisationen und gesellschaftlich engagierte Menschen rufen Wissenschaftler und Enthusiasten dazu auf, sich dem Kampf gegen Umweltbedrohungen anzuschließen.

    Von den jüngsten wissenschaftlichen Erfolgen in diesem Bereich berichteten Forscher russischer Universitäten, die am Projekt „5-100“ beteiligt sind.

    Gesellschaft auf Umweltprobleme aufmerksam machen

    In der letzten Zeit ist die Lösung der Umweltprobleme in der gesellschaftlichen Diskussion zunehmend in den Vordergrund gerückt. Die UN-Generalversammlung erklärte mit Unterstützung von mehr als 70 Ländern das Jahrzehnt 2021-2030 zur Dekade für die Wiederherstellung der Ökosysteme.

    Prinz William und der Naturforscher David Attenborough kündigten im Oktober den Start des gemeinsamen Projekts “Earthshot Prize” an, mit dem eine Art Umweltschutz-Nobelpreis vergeben werden soll.

    Der “Earthshot Prize” soll ab 2021 jedes Jahr an fünf Personen bzw. Organisationen für Errungenschaften in folgenden Bereichen verliehen werden: „Schutz und Wiederherstellung der Natur“, „Reinigung der Atmosphäre“, „Wiederherstellung der Ozeane“, „Welt ohne Abfälle“ und „Wiederherstellung des Klimas“. Jeder Gewinner wird eine Million Pfund (1,3 Mio. US-Dollar) bekommen, was mehr als die Prämie für den Nobelpreis ist.

    Wissenschaftler in der ganzen Welt richten ihre Anstrengungen auf die Suche nach Lösungen der Umweltprobleme. Viele Studien zu einem breiten Themenspektrum werden geführt. Dazu gehören die effektive Nutzung von industriellen und Haushaltsabfällen, die Schaffung neuer Mechanismen für das Ökosystem-Monitoring, die Entwicklung von Methoden zur Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichts und von Methoden zur Verhinderung gefährlicher Umweltkatastrophen.

    Belastung der Ökosysteme reduzieren

    Zu den Ökosystemen, die nach Ansicht der Vereinten Nationen dringend geschützt werden müssen, gehören unter anderem die Ökosysteme der subarktischen und arktischen Gebiete. Sie gelten als leicht verwundbar und lassen sich nach anthropogenen Eingriffen und Notstandssituationen wie der Diesel-Leak in Norilsk im Mai 2020 nur langsam wiederherstellen, wie Wissenschaftler der Sibirischen Föderalen Universität berichteten.

    Wissenschaftlern zufolge muss zur Aufrechterhaltung des fragilen ökologischen Gleichgewichts der nördlichen Gebiete die Produktion von Waren, die die Belastung des Bodens und der Gewässer reduzieren und die Umwelt nicht vergiften, entwickelt werden. An der Sibirischen Föderalen Universität wird schon seit vielen Jahren zu Bio-Kunststoff, darunter auf der Grundlage von Polyhydroxyalkanoaten (PHA), geforscht. Erzeugnisse aus Bio-Kunststoff (Filme, Granulum, medizinische Membrane) werden in Versuchsproduktionsstätten der Universität hergestellt.

    In einer Studie, die in der renommierten Zeitschrift “Chemosphere” veröffentlicht wurde, führten Wissenschaftler die Ergebnisse von Experimenten zur Zersetzung von PHA-Kunststoff durch die Mikrobengemeinschaft des subarktischen Bodens an.

    „Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass man auch weiter die Produktion dieses Bio-Kunststoffs und Erzeugnisse aus diesem Kunststoff als sicherste für die subarktische Zone entwickeln muss.  Verpackungen, Flaschen, Tüten aus Bio-Kunststoff können nach und nach Erzeugnisse aus traditionellem Kunststoff ersetzen. Bakterien und Pilze-Biodestruktoren werden dabei helfen, die genutzten Dinge zu verarbeiten ohne der Natur, den Tieren und Menschen im Hohen Norden selbst geringsten Schaden zuzufügen“, sagte Swetlana Prudnikowa, Mitverfasserin der Studie und Professorin des Lehrstuhls für Biotechnologie der Sibirischen Föderalen Universität.

    Alternativer Brennstoff aus Abfällen

    Die Verarbeitung von verschiedenen Abfällen wird heute zur Grundlage für „grüne“ Geschäfts-Initiativen in der ganzen Welt.

    Von besonderem Interesse ist Brennstoff aus Abfällen (Schnittholz, Lösemittel, Abwässer u.a.). Wie Wissenschaftler der Polytechnischen Universität Tomsk feststellten, ist dieser Brennstoff nicht einfach ökologischer und billiger als übliche Brennstofftypen, sondern verfügt über ein großes Energiepotential und kann selbst mit Kohle und Masut konkurrieren. Suspensionen auf Basis von Schnittholz, Abwässern und Lösemitteln sowie eine Mischung aus Kohlenstaub und Abwässern können zukunftsträchtige Brennstoff-Mischungen werden, wie die Forscher mitteilen.

    „Der Suspensions-Brennstoff bleibt bei den wichtigen Kriterien nicht hinter dem traditionellen Staub-Kohle-Brennstoff zurück. Er wird ermöglichen, zahlreiche Brennmaterial-Abfälle verschiedener Wirtschaftsbereiche effektiv zu nutzen, die Kohleverbrennung zu ersetzen und die Rohstoffbasis der Energieunternehmen zu erweitern“, sagte die Dozentin der Forschungsschule für Physik von hochenergetischen Prozessen an der Polytechnischen Universität Tomsk Ksenia Werschinina.

    Die Ergebnisse der Studie wurden im angesehenen Fachmagazin „Journal of  the Energy Institute“ veröffentlicht. Sie können sich für jedes Unternehmen, für jede Region oder auch ein ganzes Land als nützlich erweisen, das an der Entwicklung von Technologien zur energetischen Entsorgung von minderwertigen Komponenten und Abfällen interessiert ist.

    Diagnostizierung von Gewässern

    250 Forscher haben im Rahmen des UN-Umweltprogramms (UNEP) einen Bericht zum Thema „Globale Umweltperspektive 6“ angefertigt. Darin heißt unter anderem, dass, wenn die Umweltschutzmaßnahmen nicht nachgebessert werden sollten, dann gegen 2050 Millionen Menschen vorzeitig sterben könnten, während Schmutzstoffe in Süßgewässern der Hauptgrund dafür wären.

    Umweltexperten warnen, dass es heutzutage enorm wichtig sei, die Verbreitung von Imidacloprid in der Natur zu kontrollieren bzw. zu beschränken. Dieser Stoff wurde jahrzehntelang als Insektizid verwendet, und seine Verbreitung in der Umwelt sei inzwischen gefährlich geworden.

    Russische Forscher von der Südural-Universität schlugen nach einer gemeinsamen Studie mit belgischen Kollegen von der Universität Gent vor, den Imidacloprid-Gehalt im Wasser im Sinne der elektrochemischen Methode zu überprüfen – mit einem kapazitiven Sensor auf Polymerbasis mit Molekülabdrücken.

    „Unseres Wissens ist das der erste kapazitive Sensor auf Polymerbasis mit Molekülabdrücken, damit im Wasser Imidacloprid entdeckt werden kann. Mehr noch: Zum ersten Mal wurde zwecks Entdeckung von Imidacloprid-Schwankungen eine Zwei-Phasen-Vorgehensweise eingeführt, und zwar mit einer Regenerationsphase zwischen den Analysen“, sagte Natalja Beloglasowa vom Forschungs- und Ausbildungszentrum „Nanotechnologiji“ bei der Südural-Universität gegenüber RIA Novosti. „Dadurch konnte jede Elektrode 32 Mal konsequent verwendet werden.“

    Nach ihren Worten verlangen andere Methoden zur Entdeckung des Giftstoffs, beispielsweise die Chromatographie, eine längere Vorbereitung von Mustern, eine Großzahl von Lösungsmitteln sowie kostspielige technische Anlagen. Künftig könnte der entwickelte Sensor in autonom funktionierende Plattformen für die Untersuchung von Gewässern integriert werden. Diese Angaben wurden im Fachmagazin „Scientific Reports“ veröffentlicht.

    Katastrophenvorbeugung als Schutzmaßnahme

    In den letzten Jahren ist die Entwicklung von effizienten Maßnahmen zur Vorbeugung von umweltschädlichen Katastrophen wie beispielsweise in Tschernobyl oder Fukushima in den Vordergrund getreten. Russland baut zurzeit Atomkraftwerke in solchen Ländern wie Türkei, Finnland, China, Weißrussland, Indien und Bangladesch. Zwecks Sicherheitsförderung von Atommeilern der Generation 3+ sind zusätzliche passive Sicherheitssysteme geplant, und zwar so genannte „Anlagen zur Lokalisierung von Verschmelzungen“.

    Im Falle einer schweren Umweltkatastrophe kann das Gehäuse eines Reaktors schmelzen. Dann muss sich diese Anlage zu einem der passiven Schutzsysteme umwandeln, wobei das Fundament und der Boden vom Corium – dem geschmolzenen Stoff – isoliert wird.

    Die Überreste von radioaktiven Giftstoffen geraten im Falle einer Havarie in eine spezielle „Falle“, wo sie abgekühlt werden, damit die Rettungskräfte zum Einsatz kommen könnten. Stoffkunde-Experten der Moskauer Nationalen Technologischen Forschungsuniversität (MISiS) beschäftigen sich aktuell mit Stoffen, aus denen solche „Schmelzfallen“ gebaut werden könnten.

    „Es ist uns gelungen, im Labor ein Störfallbetriebsverfahren des Meilers zu modellieren und das Verhalten verschiedener Stoffe, die bei der Produktion der ‚Fallen‘ verwendet werden könnten“, sagte Alexander Komissarow, Leiter des Labors „Hybride nanostrukturelle Materialien“ bei der MISiS-Universität, gegenüber RIA Novosti. Nach seinen Worten analysieren seine Kollegen das Verhalten der Stoffe und berechnen den minimalen Festigkeitszustand des Gehäuses der ‚Falle‘, damit eine sichere Beseitigung der Havariefolgen garantiert wäre.

    Der Beitrag wurde im Rahmen des „Projekts 5-100“ vorbereitet. Dieses Projekt hat sich die Aufgabe gestellt, die führenden Universitäten in Russland zu fördern, um ihre Konkurrenzfähigkeit unter den führenden Forschungszentren der Welt zu stärken.

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    Tags:
    Umweltschutz