BUW-Preisverleihung

BundesUmweltWettbewerb 2007/2008

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Vom Wissen zum nachhaltigen Handeln

Nr. 18

Clevere Ideen für die Umwelt – von Fitnessgeräten über Erdkröten bis zu CO2-Bilanzen

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Inhalt 4 Grußwort 6 Preisverleihung 2007/2008 Auf Einsteins Spuren – 18. Preisverleihung des BundesUmweltWettbewerbs am GeoForschungszentrum Potsdam

9 Festvortrag: Das System Erde – fachübergreifende Umweltforschung heute

Die Hauptpreisarbeiten 14 Untersuchungen an Solarzellen und Ideen

22 Naturnahe Gestaltung kommunaler Grünflachen

zur Effektivitätssteigerung

24 Antibiotika in der Massentierhaltung

16 Umweltmaßnahmen und Gewässeruntersuchungen

Ursachen – Folgen – Risiken – Konsequenzen

entlang der Cloer

26 Fitnessgerät zur emissionsfreien Erzeugung

18 Erdkrötenwanderung in Abhängigkeit von Temperatur

von Wasserstoff

und Luftfeuchte .

20 Weniger CO2 – Energie sparen in der Schule und Zuhause

28 Reisebericht INEPO 2008 30 Die Preisträgerinnen und Preisträger der 18. Wettbewerbsrunde

37 Förderer des BUW 38 BUW kompakt

Impressum Herausgeber: BUW (BundesUmweltWettbewerb) Olshausenstraße 62

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24098 Kiel

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www.bundesumweltwettbewerb.de

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Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften an der Universität Kiel (IPN)

Telefon: 04 31/54 97 00 ●

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Fax: 04 31/880-31 42

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E-Mail: [email protected]

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Internet:

Redaktion: Mark Müller-Geers (verantwortlich), Birgit Thomsen und Melanie Müller

© 2008 BundesUmweltWettbewerb Durch die Mitwirkung am BundesUmweltwettbewerb werden alle Urheberrechte an Bildern und Texten der Teilnehmer auf den Veranstalter übertragen.

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Grußwort Guten Tag, liebe Leserinnen und Leser, herzlich Willkommen zu einer neuen Ausgabe der BUW-Zeitschrift.

Mit der Wettbewerbsrunde 2007/2008 wurden zum 18. Mal alle umweltengagierten jungen Leute in Deutschland im Alter zwischen 13 und 21 Jahren aufgerufen, ihre Projektarbeiten beim BundesUmweltWettbewerb einzureichen. Eingegangen sind 102 Umweltprojektarbeiten von ca. 300 Teilnehmerinnen und Teilnehmern. Mit den Beiträgen wurden Umweltprobleme und deren Lösungsansätze facettenreich thematisiert. Die Themenvielfalt erstreckte sich von Arten- und Biotopschutz über technische Innovationen und Prozessoptimierung, Empfehlungen zum nachhaltigeren Konsumverhalten, Gewässerschutzprojekten, naturwissenschaftlichen Grundlagenprojekten bis hin zu kleineren Dokumentarfilmen. Auch in anderen Umweltproblembereichen machen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der 18. Wettbewerbsrunde mit ihrem Ideenreichtum, ihrem Engagement und ihrem Weitblick dem Motto des BUW „Vom Wissen zum nachhaltigen Handeln“ alle Ehre und setzen sich dabei beispielhaft für eine bessere Umwelt ein. Genau das sind wesentliche Aspekte, die mit darüber entscheiden, ob ein Teilnehmer bzw. ein Projektteam beim BUW erfolgreich abschneidet und neben dem eigenen Erfahrungszugewinn auch noch Geld- oder Sachpreise mit nach Hause nehmen kann. Von guten Teilnehmerinnen und Teilnehmern wird erwartet, dass sowohl die Wissens- als auch die Handlungskomponente (also Theorie und Praxis) in der eingereichten Projektdokumentation deutlich wird. Um sich schließlich Hauptpreisträgerin oder Hauptpreisträger nennen zu dürfen, muss sich das jeweilige Projektteam, bzw. die Einzelteilnehmerinnen oder die Einzelteilnehmer, mit den Projektinhalten, zudem in einem ausführlichen Jurygespräch unter Beweis stellen. Den Gewinnerinnen und Gewinnern der 18. Wettbewerbsrunde ist dies mit Bravour gelungen. Ihre Arbeiten werden in dieser Zeitschrift ausführlich vorgestellt. Die vollständigen Hauptpreisarbeiten sind im Übrigen auf der Webseite des BUW (www.bundesumweltwettbewerb.de) komplett einzusehen.

Die Projekte zur Energieeinsparung in der Schule, Zuhause und im großen Feld Mobilität sind dabei geradezu ein Klassiker beim BUW. Energieverschwendung ist zwar ein altbekanntes Umweltproblem, jedoch eines mit unveränderter Aktualität. Bei der Betrachtung der eingereichten BUW-Arbeiten scheint es, dass die breite gesellschaftliche Debatte über den Klimawandel für besonders viel Motivation bei jungen Leuten sorgt, sich mit eigenen Lösungen einzubringen. Dementsprechend sind unter den eingereichten Beiträgen vielfältige, mitunter sehr kreative Ideen zur Energieeinsparung, zur Reduzierung von CO2-Emissionen und zur Optimierung von Techniken der alternativen Energiegewinnung (z.B. mit Solarzellen).

Science Olym

piaden am IP N

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Aufsteller im neuen BUW-Layout

Für die 19. BUW-Wettbewerbsrunde (mit dem Einsendetermin 15. März 2009) erwarten wir wieder viele spannende Wettbewerbsbeiträge.

Was das äußere Erscheinungsbild des BUW betrifft, gibt es seit 2008 einige auffallende Neuerungen. Unter dem Label „Science Olympiaden“ werden seit Anfang des Jahres 2008 alle vom IPN aus koordinierten Wettbewerbe des IPN zusammengefasst. Dazu zählen neben dem BundesUmweltWettbewerb die internationalen Olympiaden für Schülerinnen und Schüler der Oberstufe in Biologie, Chemie und Physik (IBO, IChO, IPhO) sowie die Nachwuchswettbewerbe IJSO (Internationale Junior Science Olympiade) und die EUSO (European Science Olympiade). Die verstärkte Kooperation wird unter anderem durch eine gemeinsame gestalterische Überarbeitung der Layouts der einzelnen Wettbewerbe deutlich. Das neue Layout ist bereits auf die BUW-Webseite und die Informationsbroschüren angewendet worden und wird in Zukunft sukzessive bei allen weiteren Materialien des BUW eingesetzt.

Vom

Wissen

zum

nachhaltigen

Viel Spaß bei der Lektüre der Zeitschrift zur 18. Runde des BundesUmweltWettbewerbs. Ihr BUW-Team am IPN

Handeln BUW-Plakat zur 19. Wettbewerbsrunde

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BUW-Preisverleihung Auf Einsteins Spuren 18. Preisverleihung des BundesUmweltWettbewerbs am GeoForschungszentrum Potsdam Am 26. September 2008 fand am GeoForschungsZentrum (GFZ) im Wissenschaftspark „Albert Einstein“ auf dem Telegrafenberg in Potsdam die Preisverleihung zur Wettbewerbsrunde 2007/2008 des BundesUmweltWettbewerbs statt. Zum 18. Mal wurde mit dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten BundesUmweltWettbewerb Jugendliche und junge Erwachsene (im Alter von 13 bis 21 Jahren) zur Auseinandersetzung mit Umweltproblemen aus dem eigenen Lebensbereich aufgerufen. Die engagierten Teilnehmerinnen und Teilnehmer untersuchten Ursachen und Zusammenhänge einer selbstgewählten Umweltproblematik, entwickelten Lösungsmöglichkeiten und setzten diese dann entsprechend dem Wettbewerbsmotto „Vom Wissen zum nachhaltigen Handeln“ in die Tat um. Es wurden über 100 hoch qualifizierte Wettbewerbsbeiträge eingereicht. Die besten Arbeiten wurden von den Jurys der beiden Wettbewerbskategorien BUW I (für 13- bis 16-jährige) und BUW II (für 17- bis 21-jährige) mit einem Haupt- oder Sonderpreis ausgezeichnet. Dazu wurden 46 Jugendliche und junge Erwachsene aus der gesamten Bundesrepublik für ihre herausragenden Leistungen in das GFZ nach Potsdam eingeladen.

Prof. Dr. Gunnar Friege verleiht Niklas Leven und Christoph Scheinert einen BUW I-Hauptpreis; rechts der Betreuer ihres Beitrags, Claus Thome.

Der Festakt begann mit der Begrüßung auf dem Telegrafenberg in Potsdam durch Prof. Dr. Dr. h.c. Reinhard Hüttl dem wissenschaftlichen Vorstand des GFZ. Es folgten herzliche Grußworte des Oberbürgermeisters von Potsdam, Jann Jakobs und von Thomas Gazlig, dem Leiter Kommunikation und Medien bei der Helmholtzgemeinschaft Deutscher Forschungszentren. Jann Jakobs zeigte sich derart begeistert vom BundesUmweltWettbewerb, dass er sich durchaus vorstellen könnte, die Preisverleihung des BUW jedes Jahr in Potsdam stattfinden zu lassen. In der Folge hielt zunächst Prof. Dr. Dr. h.c. Reinhard Hüttl den mittlerweile obligatorischen wissenschaftlichen Festvortrag der BUW-Preisverleihung. Unter dem Titel „Das System Erde – fachübergreifende Umweltforschung heute“ gelang es ihm, die überwiegend jungen Zuhörerinnen und Zuhörer fachwissenschaftlich und dennoch für alle Anwesenden gut verständlich in seinen Bann zu ziehen. Sein Vortrag führte die Zuhörerinnen und Zuhörer durch eine Vielzahl an zentralen Umweltfragestellungen unserer Zeit und zeigte dabei die geowissenschaftlichen Lösungsbeiträge auf, die das GFZ zu aktuellen Forschungsfragen beiträgt. Nach einem musikalischen Intermezzo des Henrik Baumgarten Trios (einer Jazz-Schülerband mit Saxophon, Bass und Gitarre) begann die mit Spannung erwartete Preisverleihung durch die beiden Juryvorsitzenden des BundesUmweltWettbewerbs Prof. Dr. Gunnar Friege (BUW I) und Prof. Dr. Gerrit Schüürmann (BUW II). Zuerst wurden die Sonderpreise vergeben und schließlich die Hauptpreisträgerinnen und Hauptpreisträger geehrt. Mit Hauptpreisen für herausragende Leistungen wurden in diesem Jahr insgesamt sieben Wettbewerbsbeiträge ausgezeichnet.

Einladungsfaltblatt zur BUW-Preisverleihung 2008

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Gruppenbild vor dem GFZ: Haupt- und Sonderpreisträgerinnen und -träger der 18. Runde des BundesUmweltWettbewerbs

Beim BUW II wurden in diesem Jahr drei Hauptpreise verliehen. Einen Hauptpreis des BMBF in Höhe von 1.500 Euro erhielten Marcel Steeb und Fabian Müller für ihren hochengagierten Wettbewerbsbeitrag „Naturnahe Gestaltung kommunaler Grünflächen“. Catharina Ulrich überzeugte die Jury mit ihrer exzellenten Wettbewerbsarbeit „Antibiotika in der Massentierhaltung. Ursachen – Folgen – Risiken – Konsequenzen“. Sie erhielt einen Hauptpreis in Höhe von insgesamt 1.500 Euro, davon 1.000 Euro vom BMBF und 500 Euro von der Rütgers Stiftung sowie einen Praktikumsplatz in einer Einrichtung der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. Des Weiteren wurde Catharina Ulrich zur Aufnahme in die Studienstiftung des deutschen Volkes vorgeschlagen. Für ihre bemerkenswerte und technisch überzeugende Arbeit „Fitnessgerät zur emissionsfreien Erzeugung von Wasserstoff“ erhielten André Heinrichs und Florian Trost einen Hauptpreis in Höhe von 1.500 Euro (gestiftet von der Rütgers Stiftung) sowie ebenfalls je einen Praktikumsplatz in einer Einrichtung der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren.

Im Rahmen desBUW I wurden vier Hauptpreise verliehen. Einen Hauptpreis des BMBF in Höhe von 800 Euro erhielten Simon Bechtel und Sebastian Scheubeck für ihren exzellenten Wettbewerbsbeitrag „Untersuchungen an Solarzellen und Ideen zur Effektivitätssteigerung“. Niklas Leven und Christoph Scheinert konnten die Jury mit ihrer außergewöhnlichen Facharbeit „Umweltmaßnahmen und Gewässeruntersuchungen entlang der Cloer“ überzeugen und erhielten ebenfalls einen Hauptpreis des BMBF in Höhe von 800 Euro. Zwei Preise der Rütgers Stiftung zum Thema Nachhaltigkeit im Wert von jeweils 500 Euro gingen an die hervorragende Arbeit von Daniel Böhm „Erdkrötenwanderung in Abhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchte“ sowie an Chiara Rolf, Elena Pilgrim, Carolin Mietrup, Victoria Pleyer, Linda Hinsken und Luca Leon Kleineheitmeyer für die Arbeit „Weniger CO2 – Energie sparen in der Schule und Zuhause“.

Festakt Telegrafenberg Potsdam auf dem

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BUW II-Hauptpreisträger Marcel Steeb und Fabian Müller aus Altensteig mit Betreuer Johannes Jürjens bei der Preisübergabe durch Prof. Schüürmann.

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Elena Pilgrim, Chiara Rolf und Carolin Mietrup Bad Essen mit Betreuer Wolfgang Potratz bei der Verleihung eines der BUW IHauptpreise durch Prof. Dr. Gunnar Friege.

Einsteinturm auf dem Gelände des Wissenschaftsparks „Albert Einstein“ in Potsdam (credit is given to Astrophysikalisches Institut Potsdam., Quelle: Wikipedia)

Nach der spannenden Preisvergabe hatten alle Anwesenden Zeit, sich bei einer Posterausstellung die prämierten Arbeiten etwas genauer anzuschauen und in lockerer Atmosphäre mit den Preisträgerinnen und Preisträgern ins Gespräch zu kommen. Zu guter Letzt organisierte Franz Ossing (Leiter für Öffentlichkeitsarbeit am GFZ) einen nachmittäglichen Rundgang über das Gelände auf dem Telegrafenberg. Eines der Highlights des Rundgangs mit großer Ausstrahlungskraft für die wissenschaftlichen Nachwuchstalente des BundesUmweltWettbewerbs war der Besuch des Einsteinturms. Der Einsteinturm ist ein zwischen 1919 und 1922 erbautes Observatorium im „Wissenschaftspark Albert Einstein“ auf dem Telegrafenberg und ein für seine Entstehungszeit revolutionäres Bauwerk des Architekten Erich Mendelsohn. Es wurde nach dem Nobelpreisträger für Physik des Jahres 1921, Albert Einstein, benannt. Hier sollte die Gültigkeit von Einsteins Relativitätstheorie experimentell bestätigt werden.

Eine Vielzahl an Geldgebern und Sponsoren unterstützten die 18. Runde des BundesUmweltWettbewerbs mit finanziellen Mitteln und Sachleistungen. Das BMBF stellte als Träger den Großteil der Geldpreise mit Einzelbeträgen bis zu 1.500 Euro zur Verfügung. Die Rütgers Stiftung förderte Arbeiten im Bereich der „Nachhaltigen Entwicklung“ mit Preisen in Höhe von insgesamt 3.000 Euro. Die Deutsche Umwelthilfe e. V. – Projekt „Schulen für lebendige Flüsse“ stellte einen Geldpreis in Höhe von 1.000 Euro, der Verband Deutscher Schulgeographen e. V. einen Geldpreis in Höhe von 500 Euro und der Verein Zukunftsfähiges Schleswig-Holstein einen Geldpreis in Höhe von 700 Euro zur Verfügung. Von der Dr. Steinfels Sprachreisen GmbH wird als Preis eine Sprachreise ermöglicht. Für besonders engagierte und erfolgreiche Betreuerinnen und Betreuer vergab der Schroedel Verlag Einkaufsgutscheine im Wert von insgesamt 200 Euro und die Firma Hess NaturTextilien Einkaufsgutscheine im Wert von insgesamt 100 Euro. Der UMG Verlag stellte 6 Jahresabonnements der Zeitschrift Umwelt-Medizin-Gesellschaft zur Verfügung. Mehrere Gewinnerinnen und Gewinner erhalten Praktikumsplätze in den Forschungseinrichtungen der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren oder können an Seminaren der Akademie für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein teilnehmen. Die Stiftung Evolution unterstützt ausgewählte Arbeiten, die mit einem Förderpreis ausgezeichnet wurden, bei der Fortführung ihrer Arbeit.

Also bis dann,

bis zur

Preisverleihung 2009.

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Festvortrag Das System Erde – fachübergreifende Umweltforschung heute Vortrag von Prof. Dr. Dr. h.c. Hüttl, wissenschaftlicher Vorstand des GFZ Die Erkenntnis, dass sich das Klima ändert, ist ein Resultat geowissenschaftlicher Forschung. Der Anstieg der mittleren Atmosphärentemperatur unseres Planeten um 0,8 ° C seit 130 Jahren gilt derzeit als sicherer Messwert. Wenn sich Geowissenschaftler mit diesem Thema auseinandersetzen, gibt es zwei Blickwinkel, die auf sehr unterschiedlichen Zeitskalen beruhen. Die erste Sichtweise ist die der Atmosphärenwissenschaftler: Klimatologen sind – mit Recht – sehr stolz darauf, die jährliche Mitteltemperatur über einen Zeitraum von einem Jahrtausend zutreffend beschreiben zu können. Die Betrachtung der Geowissenschaftler aber, die sich mit der festen Erde beschäftigen, verweist auf die Zeitskala der Erdgeschichte: viereinhalb Milliarden Jahre ist die Erde alt, und selbst wenn wir überschaubarere Zeiträume nehmen, wie etwa die Existenz von Europa in ungefähr den Umrissen von heute, liegt man bei fünfzig, siebzig Millionen vergangenen Jahren. Schaut man sich die ebenfalls mit hinreichender Genauigkeit rekonstruierten Temperaturverläufe über derartige Zeitskalen an, stellt man fest, dass der Kurvenverlauf ein recht wildes Auf und Ab darstellt mit ganz wenigen Ausnahmesituationen, in denen das Klima vergleichsweise stabil war. Und: die Klimaumschwünge der Erdgeschichte waren fast durchweg ebenso schnell wie drastisch. Die letzten rund elftausend Jahre, seit dem Ende der letzten Kaltphase, stellen eine solche Ausnahmesituation dar. Diese, von den Geologen Holozän getaufte Periode der Erdgeschichte, zeichnet sich durch einen ziemlich stabilen Verlauf der Temperaturkurve aus. Das bedeutet nicht, dass hier nichts passiert wäre: einerseits erlaubte das Römische Klimaoptimum noch in Südschottland den Anbau von Wein, andererseits führte ein paar Jahrhunderte später die Kleine

Helmholtz-Zentrum Potsdam, Deutsches Geoforschungszetrum (GFZ)

Berlins Wissenschafts-Staatssekretär Dr. Hans-Gerhard Husung übergibt Prof. Dr. Dr. h.c. Hüttl (links) die Urkunde zum Bundesverdienstkreuz 1. Klasse.

Eiszeit zu Hunger und Mangelerscheinungen in ganz Europa. Aber, und das sei hier hervorgehoben, die dahinter steckenden Klimaänderungen sind sehr klein im Vergleich zu dem, was das System Erde im „normalen“ Verlauf seiner Geschichte vorzuweisen hat. Die Natur gibt uns also keine Garantie dafür, dass der seit 11.700 Jahren andauernde stabile Zustand für immer so bleiben wird. Vor diesem Hintergrund erscheint die Annahme, wir könnten das Klima bis 2050 auf zwei Grad genau stabilisieren, wenn wir uns nur kräftig anstrengen und entsprechend CO2 reduzieren, ziemlich gewagt. Andererseits gilt aber auch: mit den heutigen wissenschaftlichen Methoden stellen wir seit spätestens den 1970er Jahren ein Signal in der Temperaturänderung der Erde fest, das wir uns nicht anders erklären können, als durch menschliche Tätigkeit. Erdgeschichtlich gesehen ist der Mensch ein äußerst erfolgreiches Resultat der natürlichen Evolution und hat seinen Lebensraum in allen Regionen der Erde etabliert. Zu diesem Erfolgskonzept gehört, auch heute noch, ein enormer Ressourcenverbrauch. Umweltfreundlich hat der Mensch dabei auch in frühen Gesellschaften nie agiert, wie etwa die Siedlungsgeschichte der Niederlausitz in der Eisenzeit zeigt. Spätestens die Klimadebatte zeigt uns, dass homo sapiens sapiens ein global wirkender geologischer Faktor geworden ist. Klimawirksam wird der Mensch mit seinen Aktivitäten übrigens nicht nur durch den CO2-Ausstoß, sondern ebenso durch die Veränderung der Erdoberfläche, seinen Rohstoffverbrauch, kurz durch sein gesamtes Dasein in derzeit 6 Milliarden Exemplaren.

Sogenannte Klimaplattform des GFZ zur Entnahme von Seesediment-Bohrkernen in der Brandenburgischen Seenplatte

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Aus dem bisher Gesagten folgt die Notwendigkeit zum Handeln. Es ist offensichtlich, dass der heutige ungebremste Rohstoffund Energieverbrauch langfristig ebenso unmöglich ist, wie das sorglose Wegwerfen von Müll. Sei es als Hausmüll auf die Deponie oder als Kohlendioxid in die Lagerstätte Atmosphäre.

Ein Blick auf die Energiebilanzen aller Industrieländer zeigt, welch ungeheure Energieverschwendung sich diese Nationen bis heute noch leisten. Effizientere Verwendung der Energie ist immer noch die beste Möglichkeit, Energie zu sparen. Das beginnt bereits bei der Exploration: Erdöl und Erdgas altern sowohl chemisch als auch mikrobiell. Die Entdeckung der tiefen Biosphäre, also von Lebewesen kilometertief unter der Erdoberfläche, die sich ohne Sonnenenergie und Sauerstoff entwickelt haben, war vor noch wenigen Jahren für die Geowissenschaften eine völlige Überraschung. Heute schätzt man, dass die unterirdische Biomasse in der gleichen Größenordnung liegt wie das oberirdische Leben. Wissenschaftler des GFZ fanden heraus, dass einige dieser Bakterien im Erdgas leben und sich davon sehr zweckmäßig ernähren. Aus dem hier entdeckten Reaktionsmechanismus der Mikroben können sich neue synthetische Ansätze zur gezielten Entwicklung chemischer Produkte aus Kohlenwasserstoffen ergeben.

Wir müssen uns also Wege einfallen lassen, die sowohl Minderungsstrategien für den Ausstoß von Treibhausgasen eröffnen als auch die Anpassung an eine sich ohnehin ändernde natürliche Umgebung. l Minderungsstrategien Auch wenn viele es nicht gern hören: das CO2-Problem lässt sich in Deutschland allein nicht lösen. Selbst wenn wir unseren gesamten Ausstoß an Kohlendioxid schlagartig herunterfahren könnten, würde diese Minderung von 3 % am globalen Ausstoß dem Klima recht egal sein. Die Zukunftsszenarien für die Weltwirtschaft zeigen uns drastisch, wohin die Reise geht: in China geht wöchentlich ein 500-MW-Kohlekraftwerk ans Netz, Indien will auch wachsen, mit Afrika wird ein ganzer Kontinent gern vergessen … – es führt kein Weg daran vorbei, der Rohstoff- und Energiehunger der Menscheit wird auf absehbare Zeit wachsen. Die Dramatik dieser Situation wird erst recht deutlich vor dem absehbaren Wachstum der Weltbevölkerung auf neun Milliarden Menschen bis zum Jahr 2050. Natürlich muss auch in Deutschland der Ausstoß an Treibhausgasen gemindert werden, jedoch wird die direkte Wirkung auf die Atmosphäre eher gering sein. Aber Deutschland kann als Hochtechnologieland die Verfahren und Techniken entwickeln, die den Ökonomien der Schwellen- und Entwicklungsländer das Potenzial gibt, Energie und Rohstoffe mit höherer Effizienz und geringeren Folgewirkungen zu nutzen.

Darüber hinaus eröffnen die Geowissenschaften neue Möglichkeiten der Prognose von Erdölqualität ohne das teuere Bohren. Erdöl kommt in Beckenstrukturen vor. Integriert man Geochemie und Mikrobiologie mit Verfahren der Beckenmodellierung, lassen sich gegebenfalls die Auswirkungen der Biodegradation von Erdöl im Untergrund vorhersagen, eine Voraussetzung zur optimalen Nutzung von KohlenwasserstoffLagerstätten.

CO2-Reduktion durch

Minderungsstrategien

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Akkumulation/Schmelzen des Eises

Elektromagnetische topographische Kopplung Ozeangezeiten Kopplung

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Das System Erde aus geowissenschaftlicher Sicht

Magnetfeld

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CO2

CO2 CO2

Cap Rock 700 m CO2-Monitoring Reservoir

800 m

Bohrstelle in Ketzin

Neuere Schätzungen gehen davon aus, dass „brennendes Eis“, also Gashydrate, eine zukünftige Energiequelle sein könnten, die quantitativ noch entschieden größer ist als alles Erdöl zusammen. Diese Methanhydrate bilden sich bei hohem Druck und niedrigen Temperaturen vor allem in den Sedimenten an den Kontinenthängen. Was geschieht aber bei ihrer Förderung? Die Kontinentabhänge sind potenziell instabil. Es besteht also durchaus die Möglichkeit, dass bei extensiver Förderung so ein Abhang rutscht. Die Folgewirkungen könnten beträchtlich sein, das zeigt die aufgrund natürlicher Prozesse abgegangene Storegga-Rutschung am Kontintalschelf von Norwegen vor 8.000 Jahren, die einen gewaltigen Tsunami erzeugte. Die Geowissenschaften untersuchen derzeit diese Zusammenhänge, um eine mögliche Risikoabschätzung vornehmen zu können. Nach allen seriösen Schätzungen werden fossile Brennstoffe auch in absehbarer Zukunft noch einen wesentlichen Bestandteil der Weltenergieversorgung darstellen. Daher ist es nötig, schon vor dem Abbau Effizienzabschätzungen ebenso zu kalkulieren wie Risikoabwägungen. Unvermeidlich jedoch ist, dass bei der Verbrennung dieser Stoffe das Treibhausgas CO2 entsteht. Dieses weiter ungeregelt in der Deponie Atmosphäre abzulagern, verbietet sich. Man kann das Kohlendioxid aber aus dem Rauchgas der Kraftwerke und Fabriken abtrennen. Damit wiederum gibt es den klassischen Weg, es zurück in die Erde zu bringen, wo es auch herkommt, oder aber es zu recyclen, d.h. chemisch weiter zu verarbeiten. Bereits jetzt wird an einigen Erdöl-/Erdgasförderungen in der Nordsee das Kohlendioxid wieder an den Entnahmeort hinuntergepumpt, allerdings weniger zur Entsorgung als eher zu dem Zweck, mit dem Gasdruck das Reservoir besser ausfördern zu können. Im brandenburgischen Ketzin untersucht das GFZ mit dem EU-Leitprojekt CO2SINK in einem Langzeitvorhaben, wie sich CO2 in einem salzwasserführenden Sandstein in etwa 700 Metern Tiefe verhält. Dort werden experimentell rund

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60.000 Tonnen CO2 in den Untergrund gepumpt, um in der Folge das Verhalten des eingespeisten Gases mit dem gesamten Instrumentenarsenal der Geowissenschaften zu untersuchen. Sollte sich dieser Weg als gangbar erweisen, wäre damit ein Reservoir gefunden, in dem sich gewaltige Mengen dieses Treibhausgases speichern ließen, und zwar weltweit. Zumindest für große Punktquellen könnte sich über diese in Deutschland entwickelte Technologien damit auch eine Option für die sich entwickelnden Volkswirtschaften Asiens und Afrikas eröffnen. Kohlendioxid zurück in die Erde, das ist jedoch nur die eine Möglichkeit, die uns auch nur helfen kann, die Zeit zu überbrücken, bis wir zu einer verträglicheren Energieversorgung kommen. Die bessere Möglichkeit lautet: Recycling. Galt über Jahrzehnte das Dogma, dass CO2 nicht weiter zu behandeln sei, weil es bereits oxidiert ist, so geht man heute davon aus, dass das im Rahmen von Abscheidungstechnologien gewonnene CO2 als Rohstoff für weitere chemische Prozesse als relevanter Kohlenstoffträger in Wert gesetzt werden kann. Diese Nutzung von CO2 könnte ebenfalls einen wichtigen Beitrag zur Substitution fossiler Rohstoffe leisten. Die Zukunft auf längere Sicht gehört nicht den fossilen Brennstoffen. Machen wir uns erneut die Zeitskala bewusst: Erdöl ist nichts anderes als in Pflanzen gespeicherte Sonnenenergie, die – als Größenordnung – rund 100 Millionen Jahre braucht, bis aus dieser Biomasse Öl wurde. Einen großen Teil dieses Energievorrats haben wir in etwa 100 Jahren, also einem Millionstel dieser Zeit, verbrannt. Das entspricht einer Explosion im System Erde, von der wir nicht wissen, wie die Erde sie verträgt. Fest steht aber auch, dass sich das Klima in jedem Fall ändert, eine Minderungsstrategie für CO2 allein also nicht ausreichen wird. An den sich vor unseren Augen ändernden Zustand müssen wir uns anpassen.

Anpassung Wenn wir von regenerativer Energie sprechen, beinhaltet das eine bestimmte Zeitskala, nämlich die menschliche. Denn auch heute bildet sich an vielen Stellen auf der Erde Erdöl aus organischer Masse, aber diese Prozesse laufen weit außerhalb menschlicher Zeitmaße. Die üblicherweise als regenerativ bezeichneten Medien Wind, Sonne, Biomasse, Erdwärme, Gezeiten stellen uns sozusagen im Alltagsbetrieb des Systems Erde Energie zur Verfügung, die für uns nutzbar ist. Ihr Anteil an der Primärenergie Deutschlands liegt unter 5 %, deutlich zu niedrig – vor allem, wenn man aufstrebenden Nationen der Schwellen- und Entwicklungsländer zukunftsträchtige Technologien zur Verfügung stellen will, die sie aus eigener Kraft nicht entwickeln können.

Die Nutzung der Geothermie als Wärmequelle findet sich an vielen Stellen unseres Planeten, vor allem da, wo die Erde sie uns als oberflächennahe Energie schon fast aufdrängt. Mehr als die Hälfte von Islands Bedarf an Nutzenergie wird aus Erdwärme gespeist, dort ist auch die Stromerzeugung aus Geothermie durchaus normal. Deutschland hat nicht so günstige geologische Bedingungen, aber auch hier offeriert die Erde uns nutzbare Wärme. In Deutschland gibt es über 200 Standorte mit Geothermienutzung, traditionell dominieren hier die Thermalbäder mit 150 Standorten. Projekte mit Fernwärme (19 Lokationen) und Stromerzeugung (7 Orte) sind erst in geringem Umfang vorhanden oder im Bau. Lediglich 1 % der Endenergie aus erneuerbarer Energie in unserem Land stammt aus der Geothermie, deutlich zu wenig.

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Unsere Erde ist ein Feuerball. Im Erdkern, 6370 Kilometer unter unseren Füßen, beträgt die Temperatur über 5000 ° C, an der Kern-/Mantelgrenze in 2900 Kilometern Tiefe sind es immer noch 3000 ° C. Von den extremen Temperaturen im Erdmantel trennt uns nur die im Schnitt 30 Kilometer mächtige Kruste. Das entspricht dem Film einer Seifenblase. Diese dünne Schicht ist unser Lebensraum. Anders ausgedrückt bedeutet das: unser Planet bietet uns für menschliche Maßstäbe unendlich viel Energie an, nur wir Menschen denken zu umständlich und nutzen als Hauptenergiequelle seltsame Steine, Flüssigkeiten und Gase aus Kohlenwasserstoffverbindungen, die zum Verbrennen eigentlich viel zu schade sind und deren rein energetische Nutzung zudem noch klimatische Kolateralschäden erzeugt, die für uns Menschen durchaus bedenklich sind.

Perspektiven Wir Menschen tun gerne so, als ob wir im Wesentlichen den Wirkungsmechanismus unseres Planeten kennen und schenken den Klimamodellen (die Szenarien produzieren und nicht vorhersagen) recht viel Glauben. Wir haben auch keine besseren Methoden, mögliche klimatische Entwicklungen abzuschätzen und die den Modellergebnissen zugrunde liegenden Annahmen sind durchaus tauglich als Mittel für Handlungsoptionen, aber wir sollten nicht vergessen, wieviel Unsicherheit in diesen Modellen steckt. Das System Erde mit all seinen Wechselwirkungen zwischen den Teilsystemen Geosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre, Anthroposphäre, um nur einige zu nennen, ist prinzipiell nicht verstehbar, was aber nicht heisst, dass man rat- und tatenlos zuschauen muss, wie das System funktioniert. Nennen wir einige ungelöste Probleme, deren Lösungen durchaus noch große Überraschungen mit sich bringen könnten. Kohlendioxid ist Bestandteil des globalen Kohlenstoff-Kreislaufs. Es existieren aber noch grundsätzliche Lücken im Verständnis des Kohlenstoffhaushalts der terrestrischen Ökosysteme, welche die globale Gesamt-CO2Bilanz erheblich verändern können. Ein weiteres Problem ist der in keinem Klimamodell geschlossene Wasserkreislauf. l

Im Geothermie-Forschungslabor des GFZ im brandenburgischen Groß Schönebeck wurden zwei Löcher mit jeweils über 4.300 Metern Tiefe gebohrt. Ziel ist, nachzuweisen, dass die Erdwärme auch bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen von 150 ° C neben der Nutzung als Heizwärme auch bei uns als Quelle zur Stromerzeugung genutzt werden kann.

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Erst seit kurzen gibt es durch die Messungen des GFZ-Satelliten GRACE erste Abschätzungen der jährlichen Variation des Wasserhaushalts der Kontinente. Überhaupt noch gar nicht verstanden ist die Abkühlung der Hochatmosphäre, die sich aus Satellitenmessungen ergibt, und die anscheinend damit gekoppelte Wolkenbildung zwei, drei Atmosphärenstockwerke tiefer. Die Erdgeschichte zeigt uns, dass die Treibhausgase Methan und Kohlendioxid verstärkt ausgasen, wenn es wärmer wird, weil dadurch z. B. die mikrobielle Aktivität der Böden zunimmt. In vielen Phasen der Erdgeschichte nahm daher erst die Temperatur und dann die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre zu. Schließlich, in geologischen Zeitskalen: auch die in Millionen von Jahren ablaufende Plattentektonik hat ihre Wechselwirkungen mit dem Klima. Die Anden, der Himalaya oder die Rocky Mountains sind starke Faktoren im globalen Klimageschehen, man denke nur an das Klimaphänomen Monsun. Aber umgekehrt zeigen uns auch Forschungsergebnisse der Universität Potsdam und des GFZ, dass das Klima die Tektonik (!) beeinflusst: Durch die niederschlagsgesteuerte Erosion der Anden wird viel Sediment in den Pazifik transportiert. Die Auflast dieser riesigen Sand- und Gesteinsmassen in den Tiefseegräben führt dort zu Erdbeben, ein Zusammenhang, an den noch vor einigen Jahrzehnten niemand gedacht hätte. Man sieht, es gibt zum Verständnis der Erde noch viel zu forschen. Das entbindet uns nun nicht der Verpflichtung zum Handeln, auch bei unvollständiger Datenlage. Menschen können als einzige Spezies des Planeten Erde vernunftgesteuert agieren. Sie haben daher auch das Potenzial, nicht nur die Erde zu nutzen, sondern die Folgewirkungen dieser Nutzung zu minimieren – im eigenen Interesse. Es ist nicht nur der Verbrennungsabfall namens CO2 in der Atmosphäre, der den menschlichen Lebensraum beeinträchtigt. Auch die direkten Folgen der Energie- und Rohstoffgewinnung sind eine Bedrohung für das human habitat. Bei uns in Deutschland mit seiner Umweltgesetzgebung ist dieses inzwischen gut geregelt und wird entsprechend umgesetzt, aber die Umweltprobleme bei der Erdgasförderung in Russland, der Kupfergewinnung in Chile oder der Ölsandbearbeitung in Kanada beispielsweise sind mit großen ökologischen Schadwirkungen verbunden. Es ist nicht gut bekannt, aber in der Wiederherstellung zerstörter Landschaften nimmt Deutschland eine Spitzenstellung in der Welt ein, hier existiert Forschungsund Technologie-KnowHow, das weltweit benötigt wird. Weltweit, weil die Landnutzung durch den Menschen Folgewirkungen katastrophaler Art mit sich gebracht hat, die längst nationale Grenzen überschreiten.

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Satellitentandem GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment): internationale Kooperation zur Klärung globaler Umweltfragen

Aber selbst auf diesem Gebiet existiert erheblicher Forschungsbedarf. Auch im terrestrischen Bereich sind z. B. die Ströme von Stickstoff und Kohlenstoff durchaus nicht vollständig bekannt. Diese muss man aber kennen, wenn man durch intelligente Landnutzung diese Stoffe wieder einbinden will. Auch dafür sind Geowissenschaften nötig. l Geowissenschaften für das menschliche Überleben Krieg, Terrorismus und Gewalt bedrohen Millionen von Menschen, jetzt und in diesem Augenblick. Die Beseitigung dieser Menschheitsgefahren hat sicherlich die höchste Priorität. Es darf aber auch nicht übersehen werden, dass die ungebremste und unkontrollierte Nutzung der Schätze unseres Planeten gerade die Gefahr von neuer Gewalt in sich birgt, man denke nur daran, was für ein Konfliktpotential der Rohstoff Wasser in weiten Regionen der Welt hat.

Insofern ist es keine Überschätzung, wenn man formuliert, dass die Geoforschung und ihre Anwendung eine Schlüsselwissenschaft für das zukünftige Überleben der Menschheit darstellt. Das Verständnis von Wissenschaft und das Verständnis für Wissenschaft in der Bevölkerung ist von zentraler Wichtigkeit nicht nur für unsere Gesellschaft, die von Hochtechnologie lebt, also den Resultaten von Wissenschaft und Forschung. Die Geowissenschaft, das Verständnis des Systems Erde-Mensch sind Leitdisziplinen für die Zukunft. Wir haben keinen Reserveplaneten im Kofferraum, also sollten wir sorgfältig mit unserer Erde umgehen. Und dazu muss man sie möglichst gut kennen und verstehen.

Geoforschung – Schlüsselwissenschaft für zukünftiges

Überleben

Betreuerin: Hildegard Rau

Hauptpreis BUW I

Untersuchungen an Solarzellen und Ideen zur Effektivitätssteigerung Angesichts der Problematik des Klimawandels und immer knapper werdender fossiler Energiereserven rückt die verstärkte Nutzung alternativer Energiequellen immer mehr in den allgemeinen Blickpunkt. Eine der Schlüsselfragen des 21. Jahrhunderts liegt im effizienten und umweltfreundlichen Einsatz nachhaltig nutzbarer Energiequellen. Für kommende Generationen wird dabei Solarstrom eine wichtige Rolle im Energiemix spielen. Vor diesem Hintergrund haben sich Simon Bechtel (15 Jahre) und Sebastian Scheubeck (15 Jahre) mit ihrem Projekt über das Thema „Strahlung und Solarzellen“ auseinandergesetzt. Ihr Ziel: Die Erhöhung der Stromausbeute von Solarzellen und die Steigerung der Effektivität von Solarmodulen insgesamt!

Simon Bechtel

Sebastia

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Steigerung der Effektivität von

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Solarmodulen

Versuchsaufbau zur Untersuchung der spektralen Empfindlichkeit

Zu Beginn der meisten Forschungsarbeiten steht die Recherche. Das war auch bei der Arbeit von Simon Bechtel und Sebastian Scheubeck der Fall. Dazu verschafften sie sich zunächst einen detaillierten Einblick über die physikalischen Grundlagen elektromagnetischer Strahlung sowie über die Funktionsweise und die Abhängigkeit der Leistungsfähigkeit von Solarzellen. Sie stellten fest, dass die mit Solarzellen erzielbare Stromausbeute von deren spektraler Empfindlichkeit abhängt, von der Strahlungsleistung der Strahlenquelle und von der Anzahl der Solarelemente pro Fläche. Mit verschiedenen Grundlagenversuchen gingen Sie diesen Zusammenhängen näher auf die Spur, nicht zuletzt, um dabei Ideen zur Effektivitätssteigerung zu sammeln.

Auf der Grundlage des Planck’schen Strahlungsgesetzes erstellten sie sogleich ein einfaches Simulationsprogramm zur genaueren Untersuchung der Strahlungsleistung unterschiedlicher Strahlungsquellen. Dabei können diverse Parameter, wie die Temperatur und Geometrie der Strahlungsquelle als Variable eingegeben werden.

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Nun war den beiden Preisträgern klar, dass sie für eine Effektivitätssteigerung von Solarmodulen entweder die Empfindlichkeit der Solarzellen, die Dichte der Solarmodule pro Fläche oder die pro Fläche auftreffende Strahlung erhöhen müssen. Sie begannen Versuche mit Variationen der Anzahl der Solarzellen pro Fläche. Die einzelnen Solarzellen wurden dazu bei gleicher Strahlungsquelle (einem 300-Watt-Halogenstrahler) in unterschiedlichen Anordnungen zu Solarmodulen arrangiert und die erreichten Stromstärken gemessen. Trotz ideenreicher Variationen, beispielsweise in einer „Sandwichsanordnung“, bei dem durch Prismen das Licht von einer Solarzelle auf eine darunter liegende Zelle gelenkt wurde, führten die Experimente nicht zum gewünschten Ergebnis.

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Spätestens nach den ersten Versuchsreihen mit Solarzellen war ihre Begeisterung für das Thema vollends geweckt. Dass die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges deutlich von der spektralen Empfindlichkeit der Solarzellen abweicht, hatten die beiden Jungforscher nicht erwartet.

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Simulationsprogramm zur Beurteilung der Strahlungsleistung

Berechnung des optimalen Trichterwinkels (links) und einzelnes Solarmodul mit „rechteckigem Trichter“ (rechts)

Schließlich untersuchten die jungen Forscher, ob sich mit Bündelung der eintreffenden Strahlung durch Einsatz von Trichtern der Wirkungsgrad der eingesetzten Solarmodule indirekt steigern lässt. Sie variierten die Form, Höhe und Oberflächenbeschaffenheit der Trichter. Mit einem Versuchsaufbau mit „rechteckigem Trichter“ gelang es ihnen letztlich die Stromausbeute um 100% im Vergleich zum „Solarmodul ohne Trichter“ zu steigern. Ein Erfolg, denn mit dem Trichtersystem von Sebastian Scheubeck und Simon Bechtel könnte (bei gleicher Grundfläche) die Anzahl teurer Solarmodule halbiert und dennoch dieselbe Strommenge erzeugt werden. Dies bedeutet aus Sicht der Preisträger eine erhebliche Kosteneinsparung.

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Bündelung der

eintreffenden

Strahlung

durch den

Einsatzvon

Trichtern

Trichter für die Lichtleiter der Größen 10, 25 und 50 mm (links) und Versuchsaufbau (rechts)

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Betreuer: Claus Thome

Hauptpreis BUW I

Umweltmaßnahmen und Gewässeruntersuchungen entlang der Cloer Niklas Leven (14 Jahre) und Christoph Scheinert (14 Jahre) untersuchten in einem Langzeitprojekt über mehrere Jahre hinweg die Wasserqualität der Cloer, ein Nebengewässer der Niers. Die beiden Schüler hatten sich zum Ziel gesetzt, einen Beitrag zur Verbesserung dieses Fließgewässers zu leisten. Um festzulegen, welche Maßnahmen dazu notwendig sind und an welchen Stellen mit diesen Maßnahmen angesetzt werden muss, sind grundsätzliche Fragen mit sorgfältigen Untersuchungen zu klären. Wie stark wirken sich beispielsweise Einleitungen von Abwässern oder die Gewässerstrukturen auf die Gewässerqualität aus? Die Cloer entspringt in der Ortschaft Willich und mündet nach etwa 7.300 m bei Neersen. Der stark begradigte Entwässerungsgraben verläuft entlang landwirtschaftlich genutzter Flächen und durch Siedlungsbereiche. In ihrem umfangreich angelegten Projekt haben die beiden Schüler über mehrere Jahre hinweg an zehn Standorten entlang der Cloer Gewässeruntersuchungen durchgeführt. Dabei konzentrierten sie sich zunächst auf die Erfassung chemischer Parameter des Wassers sowie auf die Feststellung der ökologischen Gewässerstrukturgüte. Die Arbeitsschritte und die Ergebnisse der ersten Jahre ihres Projektes haben die beiden Schüler bereits in einer vorangegangen Runde des BundesUmweltWettbewerbs erfolgreich als Wettbewerbsbeitrag eingereicht. Aufbauend auf diesem Erfolg haben sie ihre Untersuchungen fortgeführt und ausgebaut.

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Niklas Leven (links) und Christoph Scheinert

Niklas Leven und Christoph Scheinert bestimmen den Saprobienindex nach folgender Formel: SI = Summe (s x H)/ Summe H. Jede an den 10 Untersuchungsstellen gefundene Art haben die beiden Preisträger dazu nach Häufigkeit (H) katalogisiert. Zusammen mit Literaturwerten für den Saprobienwert (s), einer Angabe dafür, wie spezifisch die jeweilige Art auf Veränderung der Wasserqualität reagiert, ergibt sich der Saprobienindex (SI) als direkte Maßzahl für die Gewässergüte. Die punktuell vorgenommenen chemischen Gewässeruntersuchungen sind wichtige Momentaufnahmen, aber sie geben keinen vollständigen Aufschluß über langfristige Auswirkungen von menschlichen Eingriffen und von den sich verändernden Umweltfaktoren auf die Lebewesen im betrachteten Fließgewässer. Mit Hilfe des Saprobienindex konnten Niklas und Christoph nun integrierende Aussagen über die Qualität des Gewässers als Lebensraum insgesamt treffen.

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Zusätzlich zu chemischen Wasseranalysen (Temperatur, pH-Wert, Ammonium, Ammoniak, Nitrit, Nitrat, Phosphat, Eisen, Sauerstoff, Sauerstoffsättigung, BSB 5) haben sie dazu eine umfassende Bestandsaufnahme der Gewässerlebewesen vorgenommen und bestimmten mit Hilfe des Saprobiensystems die Gewässergüteklassen der unterschiedlichen Abschnitte der Cloer. Das Saprobiensystem dient zur Ermittlung des biologischen Verschmutzungsgrades von Fließgewässern. Dazu werden bestimmte Gewässerlebewesen, vor allem wirbellose Tiere mit unterschiedlichen ökologischen Ansprüchen, die den Boden des Gewässers bewohnen können, als Bioindikatoren gesammelt und ausgezählt.

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Die beiden Preisträger beim Einfangen von „Gewässerbewohnern“ für die Bestimmung des Saprobienindex

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Die Datenauswertung der beiden Schüler ergab für die unterschiedlichen Abschnitte der Cloer Verschmutzungsgrade zwischen den Stufen gering bis stark verschmutzt. Zudem konnten sie aufgrund ihrer Untersuchungen bestehende Beeinträchtigungen konkret nachweisen. Insgesamt ist das Gewässer zu strukturarm, weist sehr niedrige Sauerstoffgehalte und sehr hohe Eisengehalte auf. Die Ergebnisse zeigten ebenfalls, dass sich die Lebensbedingen für die Fauna der Cloer im Sommer bei niedrigen Wasserständen verschlechtern. Im Anschluss an die Untersuchungen erarbeiteten die beiden Preisträger Vorschläge zur Verbesserung der Gewässerqualität. Einzelne Maßnahmen aus diesem Paket wurden bereits durch die zuständigen Behörden umgesetzt. Dazu zählt zum Beispiel das Anlegen einer Steinsohle im Bereich einer Einleitung, um die Fließgeschwindigkeit der Cloer an dieser Stelle zu erhöhen. Damit

sollte die Substrat- und Schadstoffablagerung verringert werden. Erste Analysen von Niklas Leven und Christoph Scheinert nach Umsetzung der Maßnahme deuten auf eine Verbesserung der Gewässerqualität an dieser Stelle hin. Weitere erfolgreich durchgeführte Maßnahmen sind das Einbringen von Steinen und Baumstümpfen und das Anbringen von Laubfängern.

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Neu eingelegte Steinsohle an der Einleitungsstelle Hessenbende

Tiername

Lateinischer Name

Saprobienwert

Häufigkeit

S*H

Flussflohkrebs

Gammarus roesli

2,1

5

10,5

Leberegelschnecke

Galba truncatula

2,0

3

6,0

Schwimmwanze

Ilycoris cimicoides

kA

3

Aderhaft

Edyonurus venosus

1,7

1

1,7

Großer Schneckenegel

Glossiphonia complanata

2,2

1

2,2

Saprobienindex: 20,4 : 13 = 1,57, Güteklasse I – II (gering belastet)

Tiername

Lateinischer Name

Saprobienwert

Häufigkeit

S*H

Flussflohkrebs

Gammarus roesli

2,1

3

6,3

Zuckmückenlarven

Chironomidae

3,3

3

6,6

Leberegelschnecke

Galba truncatula

2,0

1

2,0

Saprobienindex: 17,2 : 7 = 2,46, Güteklasse II – III (kritisch belastet)

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Betreuerin: Irmgard Schäfer

Hauptpreis BUW I

Erdkrötenwanderung in Abhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchte Um sie vor dem Verkehrstod zu bewahren, helfen Daniel Böhm (15 Jahre) und seine Eltern seit 2002 Erdkröten während ihrer Laichwanderung bei der Überquerung von Verkehrsstraßen. Sie unterstützen damit die Arbeit der Natur- und Vogelschutzgruppe Meerholz-Hailer e. V. ihres Heimatortes Gelnhausen-Meerholz in Hessen. Während dieser Tätigkeit bemerkte Daniel, dass die Laichwanderung nicht immer konstant verläuft. Sein Forschergeist war geweckt: Welche Umweltfaktoren beeinflussen die Wanderung der Kröten? Zu welchen Zeiten wandern sie? Wie groß ist die Krötenpopulation und wie ist die Geschlechtsverteilung?

In Daniels Heimatort Meerholz kommt es jedes Jahr zu einem spektakulären Naturereignis: der Wanderung der Erdkröten (lat. Bufo bufo) zu ihrem Laichplatz, dem Drosselsee. Der Drosselsee ist eine ehemalige Tongrube und wird als Fischweiher genutzt. In Meerholz kommen die Erdkröten aus dem Wald des Meerholzer Heiligenkopfes, wandern durch die Gärten und müssen dann die Waldstraße überqueren, um im Drosselsee abzulaichen. Bis 1995 fanden dort zahlreiche Kröten den Verkehrstod, da niemand auf die Wanderungen achtete. Nach Aussagen der Anwohner waren die Kröten schließlich fast gänzlich verschwunden. Seitdem die Jugend der Naturund Vogelschutzgruppe Meerholz-Hailer sich dieses Problems angenommen hat, wächst die Population wieder an. Erdkröten sind an ihren Laichplatz gebunden. Sie kehren nach zwei bis drei Jahren zum Ablaichen in das Gewässer ihrer Geburt zurück. Daher ist es nicht möglich, sie umzusiedeln. Anderenorts übliche Schutzmaßnahmen, wie der Bau von Krötentunneln, die Absperrung von Straßenabschnitten und das Errichten von Krötenzäunen (mit Eingraben von Eimern zur Krötensammlung) sind auf dem Weg zum Drosselsee nicht möglich. Entsprechend werden die Kröten einzeln über die Straße getragen.

Die Erdkröte gehört zu den Amphibien oder Lurchen. Ihr Lebenszyklus ist zweigeteilt. Sie beginnen ihr Leben als Kaulquappe im Wasser und wandern als erwachsene Tiere an Land. Sie sind die größten europäischen Krötenarten und werden bis zu 15 cm lang. Die Weibchen sind etwa ein Drittel größer als die Männchen. In ihrem Verbreitungsgebiet stellen sie keine besonderen Ansprüche an ihre Umwelt, dennoch sind sie ortsgebunden mit festen Jagd- und Laichplätzen. Die Umgebung des Drosselsees ist einer ihrer natürlichen Lebensräume. Erdkröten gehören zu den „Traditionslaichern“, die geschlechtsreifen Tiere wandern über Generationen hinweg zurück zu ihrem Geburtsort. Unterwegs bilden sich oft schon Paare die gemeinsam zum See wandern, wobei die größeren Weibchen die kleineren Männchen tragen. Auch wenn der Drosselsee als Fischgewässer mit regelmäßiger Zufütterung aus ökologischer Sicht nicht zu den wertvollsten Gewässern gehört, so ist er für die Erdkröten doch ein idealer Lebensraum. Andere Amphibien wie Grasfrösche, Molche oder Grünfrösche findet man dort; womöglich aufgrund des hohen Fischbesatzes nur spärlich. Die Fische fressen jedoch weder die Erdkröten selber noch deren Laichschnüre und Quappen.

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links: Drosselsee; rechts: Umgebungskarte mit Laichgewässern, Bauerwartungsland und Waldflächen

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Daniel Böhm hat von 2003 bis 2007 kontinuierlich Aufzeichnungen der Anzahlen und der wandernden Erdkröten von Meerholz geführt und für jedes Jahr Grafiken erstellt. Demnach wurde im Zeitraum 2003 bis 2007 insgesamt 5.436 Kröten über die Straße geholfen. Auch zu den klimatischen Rahmenbedingungen kann Daniel mittlerweile viele Angaben machen, denn er hat regelmäßig Wetterdaten dokumentiert. Die Wanderung der Erdkröten beginnt im zeitigen Frühjahr (Ende Februar/Anfang März) und ist abhängig von den Nachttemperaturen und der Luftfeuchtigkeit. Da die Tiere hauptsächlich nachtaktiv sind, spielen die Tagestemperaturen eher eine kleinere Rolle. So bald die Nachttemperatur ab 6 ° Celsius steigt und eine Luftfeuchtigkeit von über 70 % erreicht ist, beginnen die Wanderungen. Sinken die Werte unter diese Angaben, wie von Daniel 2003 beobachtet, so setzen die Wanderungen aus.

Die gesammelten Daten von Daniel Böhm zeigen von 2003 bis 2007 einen Anstieg der Krötenpopulation auf. Seine Daten sind unter anderem für ein aktuelles Bauvorhaben des Landes Hessen von Bedeutung. Im Anschluss an die Waldstraße in Meerholz soll ein neues Baugebiet erschlossen werden. Um die Auswirkungen der zu erwartenden Bauvorhaben auf die Krötenwanderung abschätzen zu können, sind die Daten von immenser Wichtigkeit. Zudem kann Daniel anhand seiner Beobachtungen und anhand der Wettervorhersage mittlerweile recht genau vorhersagen, wann mit der Krötenwanderung zu rechnen ist. Entsprechend werden in Meerholz dann die Mitglieder der Natur- und Vogelschutzgruppe Meerholz-Hailer e. V. tätig. Sie verteilen Briefe an die Anwohner der Waldstraße und bitten um Rücksicht für die Kröten. Sie decken die Gullys ab, so dass keine Kröten in die Kanalisation gelangen. Sie stellen Warnschilder auf und tragen die Kröten letztendlich sogar über die Straße.

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Die Maßnahmen der Gruppe kommen bei den Einwohnern von Meerholz sehr gut an. Die Bewohner der Waldstraße freuen sich jedes Jahr auf das faszinierende Spektakel der Krötenwanderung, auch wenn sie erst durch die Aktionen der Jugendgruppe und durch die Presse auf die Krötenwanderung aufmerksam geworden sind. Viele Anwohner achten während der Wanderungen auf ihre Gärten, Keller- und Lichtschächte. Finden sie verirrte Kröten, bringen sie diese über die Straße. Den einen oder anderen hört man von „unseren“ Kröten sprechen. So ist es nicht verwunderlich, dass ein reges Interesse an den Aktivitäten der Jugendgruppe besteht. 2005 präsentierte die Natur- und Vogelschutzgruppe, im Rahmen eines Tages der offenen Tür, eine umfassende Ausstellung, die viele Besucher anzog. Die örtliche Presse berichtet alljährlich von den Aktivitäten der Gruppe. l

links: Kinder der Natur- und Vogelschutzgruppe Meerholz-Hailer e. V. beim Krötensammeln rechts: Einlegen von Hasendraht in die Gullys

Anstiegder

2003–2007

Krötenpopulation

Erdkrötenzählung 2007

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Betreuer: Wolfgang Potratz

Hauptpreis BUW I

Weniger CO2 – Energie sparen in der Schule und Zuhause Der Klimawandel wird weltweit von einer Mehrheit der Wissenschaftler längst als Realität angesehen und viele Veränderungen im Klimasystem werden dem vom Menschen verursachten Klimawandel zugeschrieben. Weite Teile von Grönlands Eismassen schmelzen ab und auch in Deutschland wird beispielsweise eine Zunahme von extremen Wetterereignissen wie Hitzeperioden und Starkniederschlägen verzeichnet. Daher ist der Klimaschutz eine der wichtigsten Aufgaben unserer Zeit. Mit etwa 60 % ist Kohlenstoffdioxid das Treibhausgas, welches einen ganz maßgeblichen Anteil am Klimawandel hat. Linda Hinsken, Carolin Mietrup, Victoria Pleyer, Elena Pilgrim, Chiara Rolf und Luca Leon Kleineheitmeyer (15 bis 16 Jahre) der Energie-AG des Gymnasiums Bad Essen greifen diese brisante Thematik in ihrem Wettbewerbsbeitrag „Weniger CO2 – Energie sparen in der Schule und Zuhause“ für den BundesUmweltWettbewerb auf. Mit Vorschlägen zur Energieeinsparung an ihrer Schule und darüber hinaus wollen sie ihren Beitrag zum Klimaschutz leisten. Um ihre Vorhaben in die Tat umzusetzen, konzentrierte sich die Schülergruppe zunächst auf ein effizienteres Energiemanagement an ihrer Schule. Die Reduzierung des Heizwärmebedarfs stand dabei an erster Stelle. Eine ganz konkrete Maßnahme war die transparente Isolierung von Lichtschächten. Weiterhin wurde für die Schulheizung ein neues Temperaturmesssystem angeschafft, um eine verbesserte Einstellung der Gebäudeheizung zu erreichen. Als ganz zentralen Punkt stellten die Schülerinnen und Schüler der Energie AG jedoch fest, dass durch falsches Heizverhalten und falscher Umgang mit Thermostatreglern an den Heizkörpern immense Heizkosten entstanden. Die Heizungen der Schule waren fast durchgängig auf der höchsten Stufe eingestellt. Die Räume wurden bei dieser Einstellung zwar schnell aufgeheizt, doch führte dieses Verhalten zu überhöhten Temperaturen, da die Heizungen nicht bei der gewünschten Raumtemperatur von um die 20 ° C abriegelten. Die Räume wurden bis auf 28° C aufgeheizt. Als Gegenmaßnahme wurden dann meist schnell die Fenster geöffnet, bis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wurde. Die Heizung wurde jedoch nicht reguliert. Um auf diese Problematik aufmerksam zu machen, bauten die Schülerinnen und Schüler der Energie-AG das Themostatventil-DEMOGerät.

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rolin , Chiara Rolf, Ca , Elena Pilgrim e-AG des gi er En r Linda Hinsken de n ctoria Pleyer vo Mietrup und Vi d Essen Ba s m Gymnasiu

Der Klimawandel und seine Folgen sind nicht nur eine nationale, sondern eine internationale Angelegenheit, deren Auswirkungen alle Menschen betreffen. Grundlage möglicher Anpassungsstrategien ist das Wissen um die Ursachen und um die Folgen des Klimawandels. Die Schülerinnen und Schüler berichten in ihrer Arbeit, dass die theoretische Behandlung des Themas Klimawandel schon Eingang in viele Fächer gefunden hat und in Zukunft wohl noch einen breiteren Raum einnehmen wird. Sie sehen zudem den sehr starken praktischen Aspekt des Themas, nämlich die Einsparung von Energie durch bewusstes und aktives Handeln. Auch wenn insgesamt in der Gesellschaft ein Umdenken nur langsam erfolgt, so ist es doch für jede einzelne Person möglich, in kleinen Schritten einen Beitrag zu leisten. Mit dieser Überzeugung sind Linda Hinsken, Carolin Mietrup, Victoria Pleyer, Elena Pilgrim, Chiara Rolf und Luca Leon Kleineheitmeyer (15 bis 16 Jahre) vom Gymnasium Bad Essen auf die Suche gegangen, um mit möglichst einfachen Mitteln Energieeinsparung an ihrer Schule zu erreichen. Mit Erfolg – es ist ihnen gelungen, den jährlichen Energieverbrauch zunächst um bis zu 5% zu senken. Diese 5% entsprechen etwa 12,5 bis 14,5 Tonnen CO2. Das somit eingesparte Geld steht wiederum für andere Anschaffungen der Schule zur Verfügung. l

Chiara Rolf setzt einen der selbst gebauten Rahmen auf einen Lichtschacht auf.

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Lichtschalter mit Beschriftung (links); Plakte mit Rudi Sparbirn und dem „Umgang mit Heizungsventilen“ (oben)

Das Modell veranschaulicht in einleuchtender Weise die Konsequenzen der verschiedenen Thermostatregulierungen und wurde in Verbindung mit einer Plakataktion allen Klassen am Gymnasium Bad Essen demonstriert. Das „Themostatventil-DEMO-Gerät“ wurde auch auf diversen Veranstaltungen der Öffentlichkeit vorgeführt und stieß dabei auf großes Interesse. Mittlerweile wurden Nachbauten von verschiedenen Instituten angefertigt, beispielsweise durch die Fachhochschule Osnabrück, wo das Modell als Lehrmittel eingesetzt wird und deren Partneruniversität in Minsk. Bedingt durch die große Nachfrage wurde die Bauanleitung zur weiteren Verbreitung auf der Internetseite veröffentlicht.

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Ein weiterer Punkt im Maßnahmenkatalog der Schülergruppe war die Stromeinsparung. Mit einem dafür neu angeschafften Messsystem konnte der Stromverbrauch auch im Tagesverlauf dokumentiert und analysiert werden. Um ihre Mitschülerinnen und Mitschüler zum Energiesparen anzuregen und zur Verhaltensänderung zu motivieren, setzte die Preisträger-Gruppe auf Plakataktionen und auf Beschriftung der Lichtschalter in den Klassenzimmern. Um nur die notwendigsten Lichter anzuschalten und um zum Nachdenken anzuregen, wurden die Schalter für die dem Fenster zugewandten Lichtleisten, mit einem Fragezeichen versehen; die Schalter für die eher den Innenwänden zugewandten Lichter wurden mit „W“ beschriftet. In den Schulfluren führten sie das Projekt fort und erinnerten mit Hinweisschildern und dem dafür entworfenen Glühlampenmännchen „Rudi Sparbirn“ an das Energiesparen.

Prototyp des Themostatventil-DEMO-Geräts für den Einsatz in der Schule (links) und leichter zu transportierendes Modell für die Öffentlichkeitsarbeit in der Innenstadt (rechts)

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Die Schülerinnen und Schüler können stolz auf ihre Ergebnisse sein. Neben der konkreten Energieeinsparungen, haben sie erreicht, dass sowohl in der Schule als auch in den elterlichen Haushalten wesentlich bewusster mit dem Thema Energie umgegangen wird. Durch ihre Teilnahme an der Energiesparmesse in Berlin machten sie zudem ihre Aktionen bekannt und ernteten dafür bereits regen Zuspruch. So sind sowohl das bundesweit bekannte IFEU-Institut als auch die Energie-Agentur Nordrhein-Westfalen auf das „Themostatventil-DEMOGerät“ und die Arbeit der Energie-AG des Gymnasiums Bad Essen aufmerksam geworden.

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Einsparung von

Energie bewusstes nachhaltiges

durch

und

Handeln

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Betreuer: Johannes Jürjens

Hauptpreis BUW II

Naturnahe Gestaltung kommunaler Grünflachen Auszug aus einem Tagebucheintrag vom 6. Februar 2007: Wir, das sind Marcel, unser Lehrer Herr Jürjens und ich, haben heute unsere Präsentation vor dem Bau- und Umweltausschuss. Als ich die Tagesordnung der Sitzung durchlese, fällt mir auf, dass wir mit unserem Projekt nicht explizit erwähnt werden. Man hat uns zu „Sonstigem“ gepackt. Wird unsere Angelegenheit überhaupt ernst genommen? Diese „Angelegenheit“, für die sich Fabian Müller (18 Jahre) und Marcel Steeb (18 Jahre) mit überaus großer Energie einsetzen, ist die Umsetzung ihrer Konzepte für eine naturnahe Gestaltung kommunaler Grünflächen. Gelingt es ihnen den Bau- und Umweltausschuss zu überzeugen? Erhalten sie die Chance, ihre Ideen in die Tat umzusetzen? Begonnen hat alles bereits vor über 20 Jahren an der Schule von Marcel Steeb und Fabian Müller, dem ChristophorusGymnasium Altensteig. Damals beschloss eine kleine Gruppe naturbegeisterter Schülerinnen und Schüler zusammen mit einem ebenso hochmotivierten Lehrer, etwas vor Ort völlig Neues zu wagen. Diese Gruppe nannte sich die „BioAG“ und verwirklicht seitdem gemeinsam mit Eltern, Lehrerinnen und Lehrern eine umfassende naturnahe Gestaltung des Schulgeländes. Das diesem Ansatz zugrunde liegende Konzept besteht im Wesentlichen darin, dass Flächen ausschließlich mit heimischen Pflanzen begrünt werden. Dadurch soll unter anderem selten gewordenen Tieren und Pflanzen die Chance gegeben werden, sich ein Stück Lebensraum zurückzuerobern. Mit der Anlage verschiedener Biotope wurde durch die Arbeiten der AG insgesamt ein wertvoller Beitrag zum Natur- und Artenschutz geleistet. Schülerinnen und Schülern der Schule wurde die Möglichkeit eröffnet, Natur direkt auf dem eigenen Pausenhof erleben und entdecken zu können. In der „BioAG“ sind die beiden BUW Hauptpreisträger seit der 5. Klasse aktiv und haben dabei viel über das Konzept der naturnahen Gestaltung gelernt.

Aber dabei allein sollte es nicht bleiben. Marcel Steeb und Fabian Müller haben sich vorgenommen, auch Besitzer von privaten Gärten von diesem Konzept zu überzeugen. Denn in ihrer Umgebung haben die beiden Gymnasiasten nur wenig private Gärten entdecken können, die naturnah gestaltet sind. Den ökologischen Wert dieser Gärten zu steigern, sie noch attraktiver für Tiere und seltene Pflanzen zu machen und darüber hinaus das Bewusstsein der Gartenbesitzerinnen und -besitzer für die Schönheit und den Wert der Natur zu steigern, das ist die Idee, die hinter dem BUW-Projekt der beiden Altensteiger Jugendlichen steht.

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Das größte Problem für die Umsetzung ihres Vorhabens sahen Marcel Steeb und Fabian Müller in der Überwindung der großen Skepsis, welche die meisten privaten Gärtnerinnen und Gärtner den Überlegungen der naturnahen Gartengestaltung entgegenbringen. Daher haben sie sich entschlossen, zunächst die Verantwortlichen ihrer Stadt von den Vorteilen naturnaher öffentlicher Begrünung zu überzeugen und daraufhin zum Handeln zu bewegen. Als Vorbild für alle Bürgerinnen und Bürgern sollte seitens der Stadt der erste Umsetzungsschritt gewagt werden. Letztlich sollte dadurch das Bewusstsein der Bevölkerung für den Wert der Natur geweckt und darüber hinaus ein Beitrag zum Natur- und Artenschutz geleistet werden. Kein leichtes Unterfangen, denn bereits bei der Umgestaltung des Schulgeländes kam es immer wieder zu Interessenkonflikten zwischen der „BioAG“ und der Stadt, zum Beispiel über die Art der Pflegemaßnahmen. Aber die beiden Umweltfreunde haben sich von dieser Herausforderung nur umso stärker motivieren lassen.

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Wildstaudenbeete auf einer der Pilotflächen und Beispiel einer Infotafel

Um ihrer Stadtverwaltung eine erfolgreiche Präsentation mit Umsetzungsvorschlägen vorlegen zu können, arbeiteten die Schüler ein umfangreiches Konzept aus. Den Grundstein für das Konzept legte eine umfangreiche Recherche in Fachliteratur zum Thema „naturnahe Gartengestaltung“. Aus verschiedenen Internetquellen erfuhren sie, dass das Begrünen

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Marcel Steeb (links) und Fabian Müller bei der Planung und Durchführung der Begrünungsprojekte

von kommunalen Flächen mit Wildblumen bereits anderenorts erfolgreich umgesetzt worden ist. Das bestärkte die Preisträger in ihrem Vorhaben. Als nächster Schritt stand ein Gespräch mit dem Stadtgärtner auf dem Plan. Dieser ließ sich von den Argumenten überzeugen und zusammen wurden einige Pilotflächen für erste Testumsetzungen ausgesucht. Ihre Argumente und das Konzept für die naturnahe Gestaltung der Pilotflächen präsentierten Marcel Steeb und Fabian Müller schließlich dem Bau- und Umweltausschuss der Stadt Altensteig. Sie überzeugten mit ihrer Sachkompetenz und die Präsentation wurde ein voller Erfolg. Die Stadt genehmigte die Umgestaltung der vorgestellten Pilotflächen.

l In den Monaten nach der Präsentation im Rathaus haben die beiden BUW-Preisträger in Altensteig die Begrünung von Beeten mit Wildstauden und heimischen Kleingehölzen nicht nur geplant, sondern auch praktisch umgesetzt. Im Zentrum der historischen Altstadt haben sie zudem eine Wildblumenwiese angelegt. Ein weiteres großes Projekt war die Begrünung eines Teils der Straßenböschung der neuen Ortsentlastungsstrasse. Es erforderte abermals intensive Überzeugungsarbeit und immer wieder neue Vorschläge, um auf einer Böschungsfläche von ca. 10.000 m2 die Einsaat einer Wildblumenmischung durchzusetzen. Letztlich ließ sich aber auch dieses Vorhaben im Herbst 2008 realisieren.

Zusätzlich zu der erfolgreichen Überzeugungsarbeit bei der Stadtverwaltung konnten auch viele Mitbürgerinnen und Mitbürger direkt für die naturnahe Gestaltung ihres eigenen Gartens begeistert werden. Und das war ja das eigentliche Ziel des Projekts. Sowohl Zeitungsartikel als auch Informationstafeln an den von Marcel Steeb und Fabian Müller begrünten Flächen und nicht zuletzt die selbst erstellte Homepage (www.bioag-altensteig.com) mit vielen Hintergrundinformationen haben zu diesem Erfolg beigetragen. In Zukunft wird es in Altensteig und der Umgebung sicherlich immer mehr Gärten geben die ein Stück „naturnäher“ sind. Das persönliche Fazit der beiden Preisträger lautet: „Jeder kann aktiv seinen kleinen persönlichen Beitrag zum Schutz der Natur leisten, denn Naturschutz beginnt im Grunde schon vor der eigenen Haustür, im eigenen kleinen Garten.“ l

Begrünung von

Öffentliche Begrünung mit Wildstauden (oben) und die Homepage der BioAG

Beeten mit

Wildstauden & heimischen Kleingehölzen 23

Betreuung: Gymnasium Backnang

Hauptpreis BUW II

Antibiotika in der Massentierhaltung Ursachen – Folgen – Risiken – Konsequenzen Aufmerksam auf ihr brisantes Thema wurde Catharina Ulrich durch eine Folge der Fernsehsendung „Abenteuer Wissen“ mit Joachim Bublath. Sie hat recherchiert und schnell ist ihr klar geworden, dass der Einsatz von Antibiotika in der Massentierhaltung diverse Auswirkungen auf die Umwelt und die Menschen haben kann. Beispielsweise können Antibiotika-Rückstände aus der Behandlung erkrankter Tiere über deren Ausscheidungen bis in den Wasserkreislauf gelangen. Problematisch ist in diesem Zusammenhang unter anderem die Entwicklung resistenter Bakterienstämme, welche die Wirksamkeit des Antibiotikaeinsatzes in der Humanmedizin erheblich beeinflussen können. Gibt es – zusätzlich zur Einsatzbegrenzung durch gesetzliche Regelungen – Möglichkeiten zu verhindern, dass Antibiotika überhaupt erst in den Wasserkreislauf gelangen? l

Genau mit dieser Frage hat sich Catharina Ulrich in ihrem BUW-Beitrag „Antibiotika in der Massentierhaltung – Ursachen – Folgen – Risiken – Konsequenzen“ auseinandergesetzt. Dazu hat sie das Themenfeld auf der Grundlage einer ausführlichen Recherche von vielen Seiten theoretisch beleuchtet und darauf aufbauend Lösungswege überlegt. Ausführlich werden zunächst sowohl ökologische, wirtschaftliche, gesellschaftliche, ethische und technische Zusammenhänge diskutiert.

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An Orten mit einem erhöhten Bakterienvorkommen und Antibiotika in geringen Mengen, Rahmenbedingungen die sich besonders bei der Massentierhaltung ergeben, läuft die Resistenzausbreitung bei Bakterien besonders schnell ab. Um die Resistenzbildung einzudämmen, sind seit dem 1. Januar 2006 Leistungsförderer auf Antibiotikabasis in der Veterinärmedizin verboten. In Kläranlagen wird zudem ein großer Aufwand betrieben, die Antibiotikarückstände und ihre Metabolite aus dem Wasser zu eliminieren.

Der Problematik liegt im Prinzip der große Wunsch der Verbraucher nach einem möglichst immer günstigeren Fleischangebot zugrunde. Der Handel und das Verbraucherverhalten zwingen letztlich die „Fleischproduzenten“ dazu, die Kosten in der Tierhaltung immer mehr zu senken. Dies geschieht unter anderem auf Kosten der Tiere. Bestandsdichten werden weiter erhöht, was wiederum die Ausbreitung von Krankheiten erleichtert. Die Krankheiten werden wiederum durch den Einsatz von hohen Dosen an Medikamenten bekämpft. Dazu zählen zum Beispiel Antibiotika, Stoffe mit denen entweder das Wachstum von Bakterien gehemmt wird oder Bakterien abgetötet werden. Allerdings können sich dabei unter bestimmten Umständen Bakterienstämme entwickeln, die gegen die Wirkung einzelner oder auch mehrerer Antibiotika resistent sind. Nach der Meinung vieler Wissenschaftler besteht die akute Gefahr, dass über kurz oder lang eine Multiresistenz bei Krankheitserregern gegenüber sämtlichen Antibiotika vorliegen wird. Diese Multiresistenz würde die Medizin in die Zeit vor 1929 zurückversetzen, als das erste Antibiotika, das Penicillin, von Alexander Fleming entdeckt wurde. Bakterielle Krankheiten wie Lungenentzündung, Scharlach, Wundinfektionen etc. könnten nicht mehr effizient behandelt werden. Ein Horrorszenario, das etliche Seuchen, eine geringere Lebenserwartung und eine erhöhte Kindersterblichkeit zur Folge hätte.

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Catharina Ulrich kommt durch ihre Recherchen jedoch zur Erkenntnis, dass zur Verhinderung der Ausbreitung von Krankheiten in der Massentierhaltung (aufgrund der hohen Bestandsdichte der Tiere) auch nach 2006 weiterhin große Mengen an Antibiotika eingesetzt werden. Aufgrund der Tatsache, dass kein Medikament vollständig im menschlichen oder tierischen Körper abgebaut werden kann, werden 90 bis 95% der Wirkstoffe eines Medikaments unverändert oder als Metabolite wieder ausgeschieden. Somit ist die Gülle, die vor allem in großen Mastbetrieben in großer Menge anfällt, oftmals stark mit Antibiotika kontaminiert. 2005 konnten erstmals Antibiotika, die in der Tierhaltung eingesetzt werden, in Nutzpflanzen nachgewiesen werden. Wird diese Gülle unbereinigt auf die Äcker ausgebracht, kann dies dazu führen, dass sich resistente Bakterien verbreiten und sich weitere resistente Stämme im Boden und Bodenwasser entwickeln.

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Experiment

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Die von Catharina Ulrich vorgeschlagenen Lösungswege setzten daher vorher an. Zur Reduzierung der durch den Antibiotikaeinsatz verursachten Probleme schlägt die Schülerin aus Leutenbach zwei Wege vor. Sie zeigt einen „gesellschaftlichen“ und einen „ökologischen“ Lösungsweg auf. Der gesellschaftliche Ansatz besteht in der Aufklärung über die Probleme der Massentierhaltung und der Motivation zum Hinterfragen des Ernährungsverhaltens. Wird weniger Fleisch oder vorwiegend Fleisch aus nachhaltigen Produktionsweisen konsumiert, reduziert sich die Problematik automatisch. Catharina Ulrich hat daher entsprechende Informationsmaterialien für den Einsatz im Schulunterricht erstellt und verbreitet. In ihrer Arbeit spricht sie sich zudem für erheblich verbesserte Verbraucherinformationen und gegen Fehlinformationen, zum Beispiel durch irreführende Produktverpackungen, aus.

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Präsentation

filters hat sich Catharina Ulrich verschiedene Varianten überlegt. Für die Landwirtschaft erwägt sie den Einsatz von enzymbesetzen Glaskugeln, mit denen die Antibiotika direkt aus den Güllebehältern „herausgefischt“ werden könnten. Für den Einsatzbereich in Aquakulturen könnten mit Enzymen besetzte Nylonnetze zum Einsatz kommen.

Mit dem anderem, dem „ökologischen“ Lösungsansatz, soll das Problem ortsnah, direkt bei der Tierhaltung, angegangen werden. Mit Hilfe immobilisierter Enzyme sollen Antibiotikafilter konstruiert werden und direkt bei den Betrieben (z. B. im Gülleauffang) oder auch in Aquakulturen eingesetzt werden. Die Umsetzbarkeit der Idee hat Catharina Ulrich in einem ersten Schritt erfolgreich durch Modellversuche mit dem (dafür immobilisierten) Enzym Lactamase und dem Antibiotika Penicillin nachgewiesen.

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Notwendige Bedingungen für das optimale Funktionieren der Antibiotikafilter mit immobilisierten Enzymen sind die Einhaltung bestimmter pH- und Temperaturbereiche, eine ausreichende Reaktionszeit und eine möglichst große Oberfläche des Trägermaterials, auf dem die Enzyme immobilisiert werden. Liegt der pH-Wert der Gülle/des belasteten Wassers gegebenenfalls nicht im pH-Optimum der jeweiligen Enzyme, könnte durch das Einbringen von Kohlensäure oder mittels Natronlauge ein optimaler pH-Bereich eingestellt werden. Wird das Temperaturoptimum unter- bzw. überschritten, muss mit einer längeren Reaktionszeit im Filter gerechnet werden, um das gleiche Ergebnis zu erzielen. Um eine bestmöglichen Abbau der Antibiotikamoleküle zu erzielen, sollte auf ein Durchflussverfahren verzichtet werden. l

Bereits in den 70er Jahren wurde eine Technik entwickelt, die es ermöglicht, Enzyme an Trägerstoffe zu binden oder sie in Hüllstoffe (Matrix) einzuschließen. Das heißt, die Enzyme werden in einem begrenzten Raum oder auf einer Oberfläche fixiert. Durch diese Immobilisierung bietet sich die Möglichkeit der Wiederverwendung der Enzyme. Sie ist vor allem hinsichtlich des Kostenfaktors einer industriellen Nutzung von Enzymen von großem Interesse. Ein weiterer Vorteil den die Immobilisierung gegenüber dem nativen Einsatz von Enzymen bietet, ist die Stabilität in einem breiteren pH-Bereich sowie gegen höhere Temperaturen. Immobilisiert werden können Enzyme auf verschiedene Art und Weise. Grundsätzlich wird zwischen Immobilisierung durch Kopplung und Immobilisierung durch Einschluss unterschieden.

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Mit ihrer Arbeit für den BundesUmweltWettbewerb hat Catharina Ulrich sich in einem sehr komplexen Bereich viel Hintergrundwissen angeeignet. Sie hat experimentiert und erste Umsetzungsmöglichkeiten plausibel aufzeigen können. Für die Zukunft hat sie sich vorgenommen an dem Thema dranzubleiben und ihre Ideen zu Antibiotikafiltern weiter in die Tat umzusetzen. l

Für die praktische Umsetzung ihrer Idee des AntibiotikaImmobilisierung durch Kopplung Trägerbindung ionisch od. kovalent adsporativ

Katalystoreinheit inaktive Moleküle

Quervernetzung Crosslinking

Co-Crosslinking

Immobilisierung durch Einschluss Matrixeinhüllung Kugeln

Fasern u. ä.

Membrantrennung Mikrokapseln

Trägereinheit/Matrix (Hüllsubstanz)

Membranreaktoren

mit Enzymen besetzte Glaskugeln mit Enzymen besetztes Nylonnetz

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Betreuer: Ansgar Striethorst

Hauptpreis BUW II

Fitnessgerät zur emissionsfreien Erzeugung von Wasserstoff

André Heinrichs (links) und Florian Trost

Wasserstoff ist einer der am meisten diskutierten alternativen Energieträger der Zukunft. Die Energieerzeugung mit Wasserstoff ist sehr umweltfreundlich, aber lässt sich Wasserstoff auch auf umweltschonende Weise gewinnen? Diese Frage war der Ausgangspunkt für die Überlegungen von André Heinrichs (17 Jahre) und Florian Trost (18 Jahre). Ihre Lösungsidee führte sie ins Fitnessstudio. Jeden Tag wird in allen Fitnessstudios ungenutzte Energie an die Umgebung abgegeben. Würde man diese Energie in Form von Wasserstoff speichern und zur späteren Nutzung kontrolliert freisetzen, könnten im Vergleich mit entsprechender Energieerzeugung mit fossilen Brennstoffen, jährlich in Deutschland mehrere Tonnen CO2 eingespart werden. Aber lässt sich die theoretische Überlegung, Wasserstoff emissionsfrei mit Hilfe gewöhnlicher Fitnessgeräte zu erzeugen, auch in die Praxis umsetzen?

Um schadstoffarme Energieerzeugung voranzubringen, ist es zwingend erforderlich, neue Technologien wie die Wasserstofftechnologie weiter zu erforschen und auszubauen. Die umweltfreundliche Produktion von Wasserstoff ist dabei eines der am schwierigsten zu lösenden Probleme. Bisher ist es eher die Regel, dass der an sich umweltfreundlich nutzbare Energieträger Wasserstoff seinerseits auf äußerst umweltschädliche Weise gewonnen wird, zum Beispiel durch Nutzung von Energie aus Kohlekraftwerken oder Atomkraftwerken. Eine Möglichkeit zur Herstellung von Wasserstoff besteht in der Spaltung von Wassermolekülen in Wasserstoff und Sauerstoff durch Elektrolyse von destilliertem Wasser. Auf umweltfreundliche Weise kann dies mit Hilfe von Photovoltaik- und Windkraftanlagen geschehen. Ein Nachteil dieser Verfahren ist, dass bei geringer Sonneneinstrahlung bzw. bei geringen Windstärken auch nur wenig elektrische Energie generiert werden kann. Das Ziel der beiden Preisträger war es daher, weitere kostengünstige und emissionsfreie Varianten zur Wasserstofferzeugung aufzuzeigen.

l

Der gesamte Prototyp als Teil der „Energiekette“

erreicht werden kann, muss Wasserstoff durch spezielle Komprimierungsverfahren verdichtet werden. Die Speicherung von Wasserstoff ist zudem bei unsachgemäßer Handhabung gefährlich, da Wasserstoff ein hochexplosives Gas ist. Wird Wasserstoff aber in geeigneten luftdichten Behältnissen gelagert, ist er praktisch unbegrenzt haltbar, ohne dass Energie verloren geht.

Fündig bei ihrer Suche nach einer Alternative wurden sie in einem Fitnesscenter. Beim Training an den Geräten wird Körperenergie in Wärmeenergie umgewandelt und letztlich an die Umgebung abgegeben. In der Praxis gibt es bereits Trainingsgeräte, an denen die Drehbewegung auf einen Generator übertragen und so elektrische Energie generiert wird. Allerdings wird dabei die Energie bisher auf chemischem Wege in Akkumulatoren gespeichert, die beispielsweise mit steigendem Alter an Kapazität verlieren. Aber auch die von den beiden Tüftlern angestrebte und zukunftsweisende Energiespeicherung mittels Wasserstoff ist nicht frei von Nachteilen. Damit eine ausreichende Energiedichte (in Bezug auf das Volumen)

l

Um ihre Idee „Fitnessgerät zur emissionsfreien Erzeugung von Wasserstoff“ in die Tat umzusetzen, haben André Heinrichs und Florian Trost zwei Fitnessgeräte umgebaut und mit weiteren technischen Komponenten zu ihrem Prototyp (der „Energiekette“) zusammengestellt. l

Bei einem herkömmlichen Ergometer (Spinning-Rad) haben sie das serienmäßige Bremsteil entfernt und die Lichtmaschine eines Autos mit dem Rahmen verschweißt. Ein Keilriemen überträgt die Drehbewegung des Schwungrades an l

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aus

Sportwird Strom später an eine Brennstoffzelle angeschlossen werden. Über die Brennstoffzelle wird nun Wasserstoff wieder in elektrische Energie umgewandelt. Elektrische Geräte wie Notebooks oder Fernseher können entweder direkt betrieben oder deren Akkumulatoren (Akkus) aufgeladen werden. Der Mensch kann auf einem Ergometer eine Leistung von durchschnittlich 100 Watt erzeugen, was der Energiemenge von etwa 2160 Kilojoule entspricht – gemessen an einer Trainingsdauer von 6 Stunden am Tag. Mit dieser Energiemenge könnte man zum Beispiel einen standardmäßigen LCD-Flachbildfernseher mit einer Bildschirmdiagonale von 81 Zentimetern und einer Leistung von 140 Watt ungefähr 4 Stunden lang betreiben. Bisher ist dieses Potenzial an Energie in den rund 9000 Fitnesscentern der Bundesrepublik Deutschland weitgehend ungenutzt. l

Elektrolyseure angeschlossen an das Ergometer (links); Stepper mit Pneumatikzylinder (rechts)

die Lichtmaschine, wo mittels der Drehbewegung elektrische Energie erzeugt wird. Die so erzeugte Energie wird über ein Kabel zu den Elektrolyseuren geleitet. Mit den Elektrolyseuren wird Wasser durch Elektrolyse zu Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Der Widerstand, den der Radler beim Treten überwinden muss, ist nun der elektrische Widerstand der Elektrolyseure. Je mehr Elektrolyseure er zuschaltet, desto schwerer wird das Training und desto mehr Wasserstoff wird produziert. Der erzeugte Wasserstoff wird zur kurzfristigen Zwischenspeicherung in Kunststoffkanister geleitet, die vollständig mit Wasser gefüllt sind. Durch die Zufuhr des Gases, das zum oberen Teil des Behälters emporsteigt, wird Wasser verdrängt und in einen offenen Ausgleichsbehälter gedrückt, der sich unterhalb des Auffangbehälters befindet.

Ihre Entwicklung haben André Heinrichs und Florian Trost beim Patentamt angemeldet. Die Ergebnisse der Preisträger überzeugten auch bereits ein Fitnessstudio im Raum Osnabrück, welches die entwickelte Technik nutzen möchte. Verhandlungen und entsprechende Ausarbeitung von Nutzungskonzepten laufen. Das Verfahren kann im Übrigen nicht nur in einem Fitnesscenter genutzt werden – auch im Heimbedarf ist es einsetzbar. Eine Vision der beiden BUW-Hauptpreisträger ist es, dass mit ihrem System in angemessener Zeit so viel Energie gespeichert werden kann, dass ein durchschnittlicher Konsument einen Teil seiner Haushaltsgeräte (z. B. Handy, Laptop, Fernseher, etc.) mit selbst erzeugtem Wasserstoff betreiben könnte. l

Wenn die Auffangbehälter mit den Gasen gefüllt sind, kommt das zweite Fitnessgerät zu Einsatz. Hierbei handelt es sich um einen Stepper, bei dem die Hydraulikzylinder, die normalerweise den Widerstand bieten, durch Pneumatikzylinder ersetzt wurden. Mit jeder Hubbewegung wird nun mit einem Bein Wasserstoff und mit dem anderen Bein Sauerstoff in zwei kleine Druckgasflaschen gepumpt. Da bei der elektrolytischen Spaltung von Wasser doppelt so viel Wasserstoff entsteht wie Sauerstoff, arbeitet die Wasserstoffpumpe mit einem Doppelhubsystem. Es wird also in beide Hubrichtungen Wasserstoff komprimiert. Ein Mensch mit einem Körpergewicht von 80 Kilogramm kann die Gase mit dieser Vorrichtung auf maximal 10 bar verdichten. Die mit dem Wasserstoff gefüllte Druckgasflasche kann von der Auffangstation getrennt und l

Das Potenzial ihres Systems ist nach Angaben von André Heinrichs und Florian Trost noch nicht vollständig ausgereizt. Man kann daher gespannt sein auf weitere Optimierungsschritte und neue Ideen. Aber bereits jetzt zeigt ihre Arbeit, dass es viele bislang ungenutzte Möglichkeiten gibt, auch mit kleinen Schritten etwas zur Verringerung von CO2-Emmissionen und damit zum Klimaschutz beizutragen. l

Die „Energiekette“: Ergometer → Elektrolyseur → Gas-Auffangbehälter → Stepper → Druckflasche → Brennstoffzelle → Endgeräte

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Reisebericht Bronze und Jury-Award für deutsche Schülerprojekte Internationale Umweltprojektolympiade INEPO 2008 in Istanbul

Hendrik Müller vor seinem INEPO-Poster

Katharina Lövenich präsentiert ihr Projekt

Vom 1. bis 4. Juni 2008 fand in Istanbul zum 16. Mal die internationale Umweltprojektolympiade (INEPO – International Environmental Project Olympiad) statt. Zum dritten Mal haben dabei BUW-Teilnehmerinnen und Teilnehmer Deutschland vertreten.

Begleitet wurden die Jugendlichen von Mark Müller-Geers (Geschäftsführer des BUW, IPN Kiel), der zudem als JuryMitglied bei der INEPO tätig war. Insgesamt wurden 102 verschiedene Projekte von ca. 200 Schülerinnen und Schülern aus mehr als 35 verschiedenen Nationen präsentiert. Die Projekte befassten sich mit aktuellen Umweltproblemen der verschiedenen Nationen, die in der Regel ihren Schwerpunkt in den Bereichen Physik, Biologie, Chemie, Gesundheit oder Sozialwissenschaften haben.

Das deutsche Team bestand aus Hendrik Müller (19 Jahre) aus Hamburg und Katharina Lövenich (14 Jahre) aus Bad Honnef. Hendrik Müller wurde für seine Projektarbeit „Sterilization of surgical instruments without CO2 emissions“ (deutscher Arbeitstitel: „Klimaschutz am Beispiel eines CO2armen Sterilisators für medizinisches Besteck“) mit einer Bronze-Medaille belohnt. Katharina Lövenich hat für ihre engagierte Arbeit „Butterflies in Trouble“ (deutscher Arbeitstitel: „Schmetterlinge in Not – Erste Hilfe für bedrohte Arten!“) als Preis einen „Jury Award“ erhalten. Die beiden deutschen Teammitglieder präsentierten in Istanbul ihre Arbeits- und Forschungsergebnisse vor sechs international zusammengesetzten Jury-Gruppen in englischer Sprache und stellten sich den anschließenden Fragen und Diskussionen.

Die INEPO war, wie in den Vorjahren, ein eindrucksvolles Erlebnis für alle Beteiligten. Die multinationalen Einflüsse aus allen Teilnehmerländern der INEPO kombiniert mit dem (aus westeuropäischer Sicht) orientalischen Flair von Istanbul prägten die Veranstaltung. Das Ergebnis war ein wissenschaftlich diverses und kulturell farbenfrohes Spektakel. Für die jungen Teilnehmerinnen und Teilnehmer war es in vielen Fällen das erste Mal, dass sie ihre Projekte in englischer Sprache einem Team aus Fachgutachterinnen und Fachgutachtern vorstellen mussten. Nur für die Wenigsten unter den Beteiligten war Englisch dabei die Muttersprache oder überhaupt eine im Alltag regelmäßig verwendete Sprache. Das alleine sind viele Zutaten für ein großes Abenteuer.

Butterflies in

Trouble 28

Constantin Klein, René Nehls, Frau Dr. Mackensen Friedrichs und Manuel Henrich

Die feierliche Preisverleihung

Blick auf Istanbul von der Hotelterasse

Besonders interessant war es darüber hinaus zu vergleichen, welche Umweltthemen die jungen Kandidatinnen und Kandidaten aus den unterschiedlichen Ländern zu präsentieren hatten. Auch der Austausch über den Stellenwert von Umweltforschung und Umweltbildung in den jeweiligen Ländern war sehr aufschlussreich. Das Tagesprogramm der INEPO sah neben den Projektpräsentationen auch einige gemeinsame Ausflüge vor, unter anderem eine Bootstour auf dem Bosporus. Dabei gab es reichlich Gelegenheit zum Austausch und zum Knüpfen internationaler Kontakte. Die jungen Teilnehmerinnen und Teilnehmer der INEPO sind auf jeden Fall mit vielen neuen Erfahrungen, gut gefüllten Adressbüchern und einem Rucksack voller Eindrücken nach Hause gefahren.

of

Sterilization surgical Instruments without CO2 emissions

Eindrücke der Projektpräsentationen anderer INEPO Teilnehmer

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Haupt-, Förder-, Sonder und Anerkennungspreise Die Preisträgerinnen und Preisträger

BUW I

Weniger CO2 – Energie sparen in der Schule und Zuhause Chiara Rolf (13 Jahre), Elena Pilgrim (13 Jahre), Luca Leon Kleineheitmeyer (13 Jahre), Carolin Mietrup (15 Jahre), Victoria Pleyer (15 Jahre), Linda Hinsken (15 Jahre)

BUW I – Hauptpreise

Betreuer: Wolfgang Potratz Gymnasium Bad Essen

Geldpreise des BMBF in Höhe von 800,– EUR

Schulallee 30 49152 Bad Essen/Niedersachsen

Untersuchungen an Solarzellen und Ideen zur Effektivitätssteigerung BUW I – Sonderpreise

Simon Bechtel (15 Jahre), Sebastian Scheubeck (15 Jahre) Betreuerin: Hildegard Rau

Geldpreis in Höhe von 500,– EUR

Lessing-Gymnasium

(gestiftet von der Deutschen Umwelthilfe e. V. –

Biedensandstraße 55

Projekt „Schulen für lebendige Flüsse“)

68623 Lampertheim/Hessen

Auswirkungen eines Klärwerks auf ein kleines Fließgewässer unter besonderer Berücksichtigung endokrin wirksamer Stoffe und mögliche Abhilfemaßnahmen

Umweltmaßnahmen und Gewässeruntersuchungen entlang der Cloer Niklas Leven (14 Jahre), Christoph Scheinert (14 Jahre)

Johannes Funk (16 Jahre), Valentin Walther (16 Jahre)

Betreuer: Claus Thome

Betreuerin: Martine Bourassin

Lise-Meitner-Gymnasium

Bischof-Neumann-Schule

Wellweg 41

Bischof Kindermann-Straße 11

Haus-Broicher-Straße 40

61462 Königsstein/Hessen

47877 Willich/Nordrhein-Westfalen Geldpreise des BMBF in Höhe von 400,– EUR Geldpreise in Höhe von 500,– EUR

Die Erde – Der blaue Panet – Wasser im Überfluss?

(gestiftet von der Rütgers Stiftung für einen Beitrag

Fabian Schrauth (13 Jahre)

im Bereich „Nachhaltige Entwicklung“)

Betreuerin: Claudia Schrauth

Erdkrötenwanderung in Abhängigkeit von Temperatur und Luftfeuchte

Familie Schrauth Glefsweilerstraße 14

Daniel Böhm (15 Jahre)

68623 Lampertheim/Hessen

Betreuerin: Irmgard Schäfer

Oberkante UnterLippe. Klima-Hochwasser-Renaturierung

Natur- und Vogelschutzgruppe Meerholz-Hailer e. V.

Lina Buck (16 Jahre), Andreas Bange (16 Jahre),

Rhönstraße 10

Clemens Kanein (16 Jahre), Clara Fehrmann (16 Jahre),

63571 Gelnhausen/Hessen

Lara Schöpe (16 Jahre), Philipp Geppert (16 Jahre) Betreuer: Dr. Benno Dalhoff, Ulrich Dellbrügger Conrad-von-Soest-Gymnasium Paradieser Weg 92 59494 Soest/Nordrhein-Westfalen

30

Geldpreis des BMBF in Höhe von 300,– EUR sowie die Teilnahme an den „Expeditionen in die Natur“ im

Alternative Energieerzeugung am Beispiel „Windenergie“

Heinz Sielmann Natur-Erlebniszentrum Gut Herbigshagen

Alwine Dorothea Schulze (15 Jahre)

Der Regenwurm – ein unterschätztes Lebewesen. Das Projekt Regenwurmkiste für Kindergärten und mehr

Max-Steenbeck-Gymnasium

Betreuer: Dr. Andreas Tosch Elisabeth-Wolf-Straße 72

Projektarbeit (8 Teilnehmer/-innen);

03042 Cottbus/Brandenburg

Gruppensprecherinnen: Annika Jochens (16 Jahre),

Project ant

Yasemin Akinci (15 Jahre) Betreuer: Wolfgang Potratz

Daniel Luft (16 Jahre), Patrick Lehmann (15 Jahre)

Gymnasium Bad Essen

Betreuer: Dr. Ruthard Friedel

Schulallee 30

Goetheschule Neu-Isenburg

49152 Bad Essen/Niedersachsen

Offenbacher Straße 160 63263 Neu-Isenburg/Hessen

BUW I – Förderpreise

Juglon, ein natürliches Herbizid Gerrit Grutzeck (14 Jahre) Betreuer: Fritz Langkutsch

Geldpreise des BMBF in Höhe von 200,– EUR

Kopernikus-Gymnasium

CO2-Recycling – Mögliche Hilfen für das Klima?

Pirzenthaler Straße 43

Nils Kröll (13 Jahre), Marcus Rill (13 Jahre),

57537 Wissen/Rheinland-Pfalz

Yanik Söltzer (13 Jahre)

Fäkalentsorgung – Gibt es Alternativen zu mobilen Chemietoiletten?

Betreuerin: Silke Schreiber Wiedtal-Gymnasium Friedenstraße

Dominik Häring (16 Jahre)

53577 Wiedtal/Rheinland-Pfalz

Betreuer/-in: Bernhard und Barbara Häring Familie Häring

Kontinuierlicher Verbesserungsprozess des Energieverbrauchs und der Energieeinkünfte unserer Schule

Steina 19 84364 Bad Birnbach/Bayern

Philipp Maskos (15 Jahre), Erik Weidenbach (16 Jahre),

Streuobstwiese oder Supermarkt? Welche Äpfel sind gesünder?

David Schultz (15 Jahre), Lena Lachnit (13 Jahre), Michelle Reinwarth (14 Jahre) Betreuerin: Yvonne Nehl

Johanna Tielke (15 Jahre), Claudia Orzechowsky

Landschulheim Steinmühle

(16 Jahre), Jan Wasiak (16 Jahre), Inga Ermisch

Steinmühlenweg 21

(16 Jahre), Nina Lüdke (16 Jahre) Betreuer/-in: Dr. Ruthard Friedel, Sigrid Kaiser

35043 Marburg/Hessen

Goetheschule Neu-Isenburg

Untersuchung von Renovationstürfugendichtungen und Entwicklung eines eigenen Dichtungssystems

Offenbacher Straße 160 63263 Neu-Isenburg/Hessen

Benno Baumann (16 Jahre)

Lignin – Abfall oder wertvoller Rohstoff?

Betreuer: Frank Baumann Adalbert-Stifter-Realschule

Bastian Posch (16 Jahre)

Scheffoldstraße 104

Betreuer: Claus-Ulrich Malz

73529 Schwäbisch-Gmünd/Baden-Württemberg

Realschule Schongau Bürgermeister-Lechenbauer-Straße 7 – 9 86956 Schongau/Bayern

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BUW I – Anerkennungspreise

Hummeln – Nisthilfen für bedrohte Arten Leo Oestersötebier (14 Jahre)

Keramikfarben – eine Belastung für unser Abwasser?

Betreuer: –

Robert von Zander (15 Jahre), Christian Merz (14 Jahre),

Ausschließlich privat

Janik Schmidt (13 Jahre) Betreuerin: Annegret Wellmann Creatives Zentrum „Haus am Anger“ Falkenhagener Straße 16 14612 Falkensee/Brandenburg

„Gorillas im Zoo“ – Ein Aufruf zum Artenschutz und zur artgerechten Haltung

BUW II

Anton Jerjomin (16 Jahre), Benjamin Schöne (16 Jahre)

BUW II – Hauptpreise

Betreuerin: Ute Ciminski Gymnasium Reutershagen

Geldpreis des BMBF in Höhe von 1.500,– EUR

Bonhoeffer Straße 16 18069 Rostock/Mecklenburg-Vorpommern

Naturnahe Gestaltung kommunaler Grünflächen Die Einführrung von Schoolwater am HG-Junior – gut für Geldbeutel, Gesundheit und Umwelt

Marcel Steeb (18 Jahre), Fabian Müller (18 Jahre) Betreuer: Johannes Jürjens

Cathrin Czech (15 Jahre), Fabienne Heese (16 Jahre)

Christophorus-Gymnasium

Betreuer: Georg Bartelt

Gymnasiumstraße 18

Hainberg-Gymnasium Göttingen

72213 Altensteig/Baden-Württemberg

Friedländerweg 19 37085 Göttingen/Niedersachsen Geldpreis in Höhe von 1.500,– EUR

Tiertransporte

(500,– EUR zur Verfügung gestellt von der Rütgers Stiftung

Ina Schmoll (16 Jahre), Carolin Stollberg (16 Jahre),

für einen Beitrag im Bereich „Nachhaltige Entwicklung“

Julia Koger (16 Jahre)

sowie 1.000,– EUR zur Verfügung gestellt vom BMBF)

Betreuer: Tobias Hommel

Antibiotika in der Massentierhaltung. Ursachen – Folgen – Risiken – Konsequenzen

Städtische Realschule Balve Am Krumpaul 4

Catharina Ulrich (17 Jahre)

58802 Balve/Nordrhein-Westfalen

Betreuer: –

Verbesserung des Amphibienschutzes durch Störung der Wirtsfindung digeneischer Trematodenlarven

Wiesentalstraße 39 71397 Leutenbach/Baden-Württemberg

Jan-Eric Gesing (16 Jahre), Nils Janzen (16 Jahre)

Catharina Ulrich erhält einen Praktikumsplatz in einer

Betreuer: Jörn Redeker

Einrichtung der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft

Hermann-Billung-Gymnasium Celle

Deutscher Forschungszentren und wird vom BUW für die

Hermann-Billung-Straße 1

Aufnahme in die Studienstiftung des deutschen Volkes

29225 Celle

vorgeschlagen

Die ökologische Bedeutung des Großen Brögberner Teichs Mareike Tälkers (14 jahre), Eileen Caffier (14 Jahre) Betreuer: Christof Tondera Franziskusgymnasium Lingen In den Strubben 11 49809 Lingen/Nordrhein-Westfalen

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Geldpreis in Höhe von 1.500,– EUR

Geldpreis in Höhe von 700,– EUR

(zur Verfügung gestellt von der Rütgers Stiftung für einen

(gestiftet von Zukunftsfähiges Schleswig-Holstein –

Beitrag im Bereich „Nachhaltige Entwicklung“)

Förderverein der Umweltakademie e. V.)

Fitnessgerät zur emissionsfreien Erzeugung von Wasserstoff

Optimierter Antrieb eines Elektroautos durch die Kombination von Solarzellen mit einer LISA-Platte

André Heinrichs (17 Jahre), Florian Trost (18 Jahre)

Wilhelm von Rosenberg (18 Jahre), Darius Emrich

Betreuer: Ansgar Striethorst

(19 Jahre), Martin Sibbersen (19 Jahre),

Gymnasium Carolinum

Jannes Kreutzfeldt (19 Jahre)

Große Domsfreiheit 1

Betreuer: Dr. Friedrich Twenhöven

49074 Osnabrück/Niedersachsen

Hermann-Tast-Schule

André Heinrichs und Florian Trost erhalten je einen Praktikums-

Am Bahndamm 8

platz in einer Einrichtung der Hermann von Helmholtz-

25813 Husum/Schleswig-Holstein

Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren Geldpreis in Höhe von 500,– EUR

BUW II – Sonderpreise

(gestiftet von der Deutschen Umwelthilfe e. V. – Projekt „Schulen für lebendige Flüsse“)

Sprachreise in ein europäisches Land eigener Wahl

Krebstiere in der Kleinen Aller

(gestiftet von Dr. Steinfels Sprachreisen GmbH)

Sonja Lehnert (18 Jahre)

Käfighaltung ist mit artgerechter Hühnerhaltung unvereinbar – Untersuchungen und Aktionen zur Aufklärung über die Käfighaltung

Betreuerin: Dr. Petra Sonnemann Gymnasium Kreuzheide Fanz-Marc-Straße 2

Kerstin Fehrenbacher (18 Jahre)

38448 Wolfsburg/Niedersachsen

Betreuer: – Brabanter Straße 11 41363 Jüchen/Nordrhein-Westfalen

Geldpreis in Höhe von 500,- EUR (gestiftet vom Verband Deutscher Schulgeographen e. V.)

EVI – Flechtenkartierung in der Weser-Ems-Region eine neue Methode

Geldpreise des BMBF in Höhe von 750,– EUR

Porphyr – Zukunft der Rekultivierung?

Simon Orth (21 Jahre)

Anja Adler (18 Jahre)

Betreuer: Uwe Riegel

Betreuer: Dr. Eingenfeld, Dr. Degen

Gymnasium Westerstede

Planenaer Weg 9

Gartenstraße 16

06128 Halle/Sachsen-Anhalt

26655 Westerstede/Niedersachsen

Anja Adler erhält einen Praktikumsplatz in einer Einrichtung der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Teilnahme an den „Expeditionen in die Natur“

Forschungszentren

im Heinz Sielmann Natur-Erlebniszentrum Gut Herbigshagen

Die umweltfreundliche Rekonstruktion des Jugendwaldheims Steinmühle

Blaue Energie – Unsere Zukunft liegt im Wasser

Alexander Vahl (18 Jahre), Hans-Georg Engler

Timo Stein (17 Jahre), Janek Stein (15 Jahre),

(18 Jahre), Sabine Richter (18 Jahre)

Dylana-Chiara Stein (12 Jahre)

Betreuerin: Birgit Dräger

Betreuerin: Dr. Martina von Lucke-Petsch

Gymnasium Carolinum

Hahn-Meitner-Institut

Louisenstraße 30

Glienicker Straße 100

17235 Neustrelitz/Mecklenburg-Vorpommern

14109 Berlin

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BUW II – Förderpreise

Fäulnis führt zur Sauberkeit – Textilabwasserentfärbung durch Weißfäulepilze

Geldpreise des BMBF in Höhe von 250,– EUR

Henriette Jaurich (17 Jahre), Thomas Plathe (17 Jahre) Betreuerin: Kerstin Caspar

Beitrag zur Entwicklung eines Biotopverbundkonzeptes unter besonderer Berücksichtigung kleinflächiger Strukturelemente in der freien Landschaft Spangenbergs

Landesschule Pforta Schulstraße 12 06228 Schulpforte/Sachsen-Anhalt

Hanna Kristina Wollenhaupt (18 Jahre)

Die ökologische Nische der Froschlurche – ihre Gefährdung und ihr Schutz

Betreuer: Herr Radtki Geschwister-Scholl-Schule Dreux-Allee 32

Maren Ude (20 Jahre), Ole Hansen (19 Jahre),

34212 Melsungen/Hessen

Christoph Formeseyn (19 Jahre) Betreuer: Dr. Friedrich Twenhöven

Bergwiesen wachsen uns über den Kopf

Hermann-Tast-Schule

Tommy Herrmann (17 Jahre), Claudia Thiele (17Jahre),

Am Bahndamm 8

Emanuel Riehl (17 Jahre)

25813 Husum/Schleswig-Holstein

Betreuer: Dr. Claus-Peter Heimlich

Wiedereinbürgerung – Der Weg zu den Anfängen. Kartierung potentieller Reproduktionsgrundlagen für den Salmo salar in der Chemnitz

Berufliches Schulzentrum Annaberg für Technik, Ernährung, Wirtschaft Bärensteiner Straße 2

Marco Jung (19 Jahre)

09456 Annaberg-Buchholz/Sachsen

Betreuer: Jürgen Gastmeyer

Biokraftstoffgewinnung durch Hydrothermale Karbonisierung

Anglerverband „Südsachsen Mulde/Elster“ Augsburger Straße 38

Paul Sprenger (18 Jahre), Ralf Meyer (18 Jahre)

09126 Chemnitz/Sachsen

Betreuerin: Angelika Lichtenecker

Biologie der Rosskastanienminiermotte – Möglichkeiten zur Verhinderung des Schlüpfens

Gymnasium Brandis Schulstraße 3

Katharina Fritzler (20 Jahre), Ruben Reich (19 Jahre)

04821 Brandis/Sachsen

Betreuer: Dieter Grube

Das photovoltaische Potential und die Möglichkeiten der CO2-Einsparung durch Solarenergie in Morsbach

Gymnasium Bad Essen Schulallee 30

Christine Mauelshagen (19Jahre), Rosa Meyer (18 Jahre)

49152 Bad Essen/Niedersachsen

Betreuer: André Szymkowiak

Aus Celluloseabfall (Baumwollreste) wird Ethanol gewonnen, als Energiequelle. Ein neues biotechnologisches Fermentationsverfahren

Hollenberg-Gymnasium Goethestraße 6 51545 Waldbröl/Nordrhein-Westfalen

Tanja Walsen (19 Jahre), Christine Oeltjendiers (20 Jahre)

Nationalpark Ammergebirge

Betreuer: –

Stefanie Barnsteiner (20 Jahre)

Goosestraße 25

Betreuer: Peter Däxle und Georg Grimm

28237 Bremen

Gymnasium Hohenschwangau

Das Umweltproblem Wasser und Papier. Präsentation an der Grundschule Michelbach/Bilz

Colomanstraße 10 87645 Schwangau/Bayern

Daniel Kurr (17 Jahre), Sonja Dumendiak (17 Jahre), Natalie Armbruster (17 Jahre), Leonie Schmohl (17 Jahre), Hannes Broschat (16 Jahre), Amir Hajiheidari (17 Jahre) Betreuerin: Kirsten Pack-Felthöfer Ev. Schulzentrum Hagenhofweg 35 74544 Michelbach an der Bilz/Baden-Württemberg

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BUW II – Anerkennungspreise (Buchpreise)

Die Ozonbelastung in und im Umfeld unserer Schule sowie deren Einfluss auf Atemwegserkrankungen

Alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer mit einem Projekt aus

Jonathan Maginness (18 Jahre), Bianca Laura Bräuning

der Bewertungskategorie Anerkennungspreis haben Buch-

(19 Jahre), Martin Hofmann (20 Jahre), Niklas Wagner

preise erhalten.

(18 Jahre), Simon Schneider (19 Jahre), Ella Lange (19 Jahre)

Die Nachhaltigkeit beim Stadionbau Sinsheim

Betreuer: Dr. Werner Diesendorf

Sven Tobias Link (19 Jahre), Asothanan Kanagalingam

Goetheschule Wetzlar

(20 Jahre), Anna Trautmann (18 Jahre), Arzu Garip (18

Frankfurter Straße 72

Jahre)

35578 Wetzlar/Hessen

Betreuer: Karl-Heinz Schneckenberg

Das Tor zur Innenstadt. Nutzungskonzepte für das Bahnhofsgebäude Sinsheim (Elsenz)

Max-Weber-Schule Alte Daisbacher Str. 7 74889 Sinsheim/Baden-Württemberg

Stephan Dietzel (18 Jahre), Steffen Müller (18 Jahre), Fabian Hafner (18 Jahre)

Die Veränderlichkeit des Golfstroms in den letzten ca. 2.300 Jahren

Betreuer: – Max-Weber-Schule

Daniela Cochoy (18 Jahre)

Alte Daisbacher Straße 7

Betreuer: Dr. Thorsten Jordan

74889 Sinsheim/Baden-Württemberg

Freie Waldorfschule Kiel

Nachhaltige Gewinnung von umweltfreundlichen Kraftstoffen und weiterer Rohstoffe aus dem Pflanzenöl von Jarak Pagar (Jatropha Curcas)

Hofholzallee 20 24109 Kiel/Schleswig-Holstein

Eine Energieoption für die Zukunft: Kernfusion

Nadine Trautner (17 Jahre), Vanessa Gstettenbauer

Jakob Tunn (19 Jahre)

(17 Jahre)

Betreuerin: Carola Grimmer

Betreuer: Burghard Stackelberg

Rosa-Luxemburg-Oberschule

Funktionsmodelle von Luft-Luft-Wärmetauschern

Kissingenstraße 12

Dominik Klump (18 Jahre)

13189 Berlin

Betreuer: –

CO2-Emission durch das Verkehrsaufkommen im Vergleich zur CO2-Emission durch Wärmeerzeugung und den Stromverbrauch und Aktionen zur Verminderung von CO2-Emission durch das Verkehrsaufkommen an der Edith-Stein-Schule Ravensberg

Humboldt-Gymnasium Ulm Karl-Schefold-Str. 18 89073 Ulm/Baden-Württemberg

Solar 2 go reloaded

Ursula Scherer (19 Jahre), Raphael Buck (19 Jahre),

Giulia Heder (17 Jahre), Ina Schlichte (17 Jahre)

Albert Mink (18 Jahre), Anne Leiter (19 Jahre),

Betreuer: Dierk Müller

Johannes Hepp (19 Jahre), Georg Schäfer (19 Jahre)

Amandus-Abendroth-Gymnasium

Betreuerin: Dr. Nicole Hagert-Neuf

Abendrothstraße 10

Edith-Stein-Schule Ravensberg

27474 Cuxhaven/Niedersachsen

St. Martinus-Str. 77

Umweltschutz durch das Recyceln von Tennisbällen

88212 Ravensburg/Baden-Württemberg

Marc-Daniel Ahrend (18 Jahre), Jan-Marten Ahrend

Der Münsteraner Aasee

(18 Jahre)

Alexander Bader (18 Jahre), Vanessa Krahn (19 Jahre)

Betreuer: –

Betreuer: Michael Deittert

Gymnasium Nieder-Olm

Pascal-Gymnasium Münster

Karl-Sieben-Straße 39

Uppenkampstiege 17

55268 Nieder-Olm/Rheinland-Pfalz

48147 Münster/Nordrhein-Westfalen

35

Ökosystem Schwarzachengrieß

Naturnahe Teichwirtschaft in der Oberlausitz trotz Eutrophierung und Klimawandel

Amely Lechner (19 Jahre)

Sebastian Radke (21 Jahre)

Betreuer: Susanne Pickl Annette-Kolb-Gymnasium

Betreuer: Dr. Simone Volkmann

Herzog-Friedrichstraße 6

Schutzinitiative Rothnaußlitzer Teiche

83278 Traunstein/Bayern

Karlsdorfer Straße 2 01877 Rothnaußlitz/Sachsen

Wilhelmshaven – Mee(h)r erleben. Unsichtbare Gefährdungspotentiale für Mensch und Umwelt im Badegewässer am Südstrand

Schnitzeljagd – Mitwirkung mit Wirkung Nicole Rilinger (16 Jahre), Sarah Zippel (16 Jahre),

Janna Kahl (17 Jahre), Alexander Wernke (18 Jahre),

Dominique Stein (16 Jahre), Christopher Kutschke

Söhnke Eisele (17 Jahre)

(17 Jahre)

Betreuer: Jan de Haas

Betreuer: Bernd Schnabel, Matthes Dietrich

Käthe-Kollwitz-Gymnasium

Mittelschule Lauta

Tom-Brok-Straße 15

Karl-Liebknecht-Straße 34

26386 Wilhelmshaven/Niedersachsen

02991 Lauta/Sachsen

Die Varroamilbe als möglicher Überträger infektiöser Mikroorganismen bei Bienen

Fortbewegungsmittel mit alternativen Energien Thomas Weyher (19 Jahre), Stefan Ponath (19 Jahre),

Kolja Pocha (18 Jahre), Tabea Pocha (16 Jahre)

Jan Sumpf (16 Jahre), Julia Hartwig (19 Jahre),

Betreuer: Prof. Dr. Jürgen Schallenberg, Werner Kleine

Marcel Müller (19 Jahre), Fabian Schmidt (19 Jahre)

Käthe-Kollwitz-Gymnasium

Betreuer/-in: Christa Röllig, Herbert Pannewitz

Tom-Brok-Straße 15

Oberstufenzentrum Ostprignitz-Rupin

26386 Wilhelmshaven/Niedersachsen

Abteilung 3 – Metall Alt Ruppiner Alle 39

Ökogebiet Stadt – Gedanken zu einer nachhaltigen, umweltfreundlichen Verkehrsentwicklung in Augsburg

16816 Neuruppin/Brandenburg

Raphael Berto (17 Jahre), Michael Heimann (19 Jahre)

Weitere Bewerberinnen und Bewerber erhielten

Betreuer: Angie Graba

Teilnahmeurkunden oder Teilnahmebestätigungen.

Justus-von-Liebig Gymnasium Landrat Dr. Frey-Straße 4 86356 Neusäß/Bayern

Handyrecycling Sabrina Dieckmann (18 Jahre), Annika Laschinger (17 Jahre), Tamara Ivenz (18 Jahre), Anita Huber (18 Jahre), Ann-Kathrin Kirsch (18 Jahre) Betreuer: Karl-Heinz Schneckenberger Max-Weber-Schule Alte Daisbacher Straße 7 74889 Sinsheim/Baden-Württemberg

Eine ökologische Bewertung von Ziergärten in Kutenholz Franziska Heins (19 Jahre) Betreuer: Elfriede Schöning Gymnasium Althenaeum Stade Hersefelder Straße 40 21680 Stade/Niedersachsen

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BUW Förderer Der BundesUmweltWettbewerb 2007/2008 wurde unterstützt durch:

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BUW kompakt Der BundesUmwelt Wettbewerb auf einen Blick Zielsetzung

Wettbewerbsverlauf

Förderung des Umweltwissens und des nachhaltigen

Jährliche Ausschreibung

Handelns von Jugendlichen sowie ihrer Selbständigkeit,

Einsendeschluss: 15. März jeden Jahres

Kreativität und Eigeninitiative im Umweltbereich.

Preisverleihung im Herbst

Aufgaben

Jury

Die Ursachen eines Umweltproblems sollen an einem Beispiel

BUW I:

aus dem eigenen Lebens- und Erfahrungsbereich untersucht

Zurzeit 11 unabhängige Fachleute verschiedener Bereiche

werden sowie ökologische, ökonomische, soziale, kulturelle

Jury-Vorsitzender: Herr Prof. Dr. Gunnar Friege,

und technische Zusammenhänge dargestellt und Lösungen

Institut für Didaktik der Mathematik und Physik

für ein nachhaltiges Handeln entwickelt werden.

an der Universität Hannover

Wichtig ist hierbei die Verbindung zwischen Theorie und

BUW II:

Praxis, zwischen Wissen und Handeln.

Zurzeit 18 unabhängige Fachleute verschiedener Bereiche Jury-Vorsitzender: Herr Prof. Dr. Gerrit Schüürmann,

Teilnehmer/-innen

UFZ-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle

BUW I: Am BUW I können Jugendliche im Alter von 13 bis 16 Jahren, allein, in Gruppen bis zu 6 Personen oder in

Veranstalter

Gruppen mit 7 bis zu 20 Personen teilnehmen.

Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften

BUW II: Am BUW II können junge Erwachsene im Alter von

an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (IPN)

17 bis 21 Jahren, allein oder in Gruppen bis zu 6 Personen

Olshausenstraße 62

teilnehmen.

24098 Kiel Telefon: 04 31/54 97 00

Träger

Fax: 04 31/8 80-31 42

Bundesministerium für Bildung und Forschung

E-Mail: [email protected] Internet: www.bundesumweltwettbewerb.de

Preise Geldpreise (bis 1.500,– EUR), Reisen und Sachpreise im

Team des BUW für die Wettbewerbsrunde 2007/2008:

Gesamtwert von über 25.000 EUR sowie Urkunden; geeig-

Geschäftsführung und Koordination BUW II:

nete Preisträger/-innen können außerdem für Maßnahmen

Mark Müller-Geers

der Begabtenförderung vorgeschlagen werden.

Koordination BUW I: Birgit Rademacher (bis Dezember 2008) Sekretariat: Marion Berthier, Christiane Conradt HiWis: Daniela Jahn, Imme Husmeier, Birgit Thomsen und Melanie Müller

Das BUW-Team: (hinten v. l. n. r.:) Mark Müller-Geers, Birgit Rademacher (vorne v. l. n. r.:) Marion Berthier, Christiane Conradt

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