NRW Forschungskolleg- FUTURE WATER

MARS (Managing Aquatic ecosystems and water resources under multiple stress) Project

Improved decision-making in contaminated land site investigation and risk assessment REMEDIATE

Marie Skłodowska-Curie Action (MSCA) funded Innovative Training Network (ITN) ATBEST - Advanced Technologies for Biogas Efficiency Sustainability andTransport

Water in Urban Life 2020 - transition towards sustainable water resource management in urban systems?

IWaTec - Integrated Water Technologies

IWaTec is a joint project between the Centre for Water and Environmental Research (ZWU) at University of Duisburg-Essen and Fayoum University in Egypt. Several other research and industrial partners are cooperating within IWaTec. IWaTec is funded by the German Academic Exchange Service (DAAD) and financed by the Federal Foreign Office with total of  340,000 Euro till the end of 2014.

Pressemitteilung

BMBF „Nachhaltige urbane Kulturlandschaft in der Metropole Ruhr (KuLaRuhr)“

Koordination: Prof. Dr. B. Sures

Koordinationsbüro: Dr. Michael Eisinger, Daniel Dangel

Laufzeit: 2010 - 2014

Im Mai 2011 startete das vom BMBF mit 4,5 Millionen Euro geförderte Projekt zur „Nachhaltigen urbanen Kulturlandschaft in der Metropole Ruhr (KuLaRuhr). Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung des Potentials zur Mehrfachnutzung von Flächen und Infrastruktur im Ruhrgebiet. In den kommenden drei Jahren werden Methoden und Konzepte entwickelt, um Ressourcen intelligent, nachhaltig und kostensparend einzusetzen. Neben der Universität Duisburg-Essen sind weiter die Universitäten Darmstadt, Bochum und Kassel, sowie der RVR, die Wirtschaftsförderung metropoleruhr GmbH, die Landwirtschaftskammer NRW, die Stadt Bottrop, das Ruhr Institut sowie die Rechtsanwaltskanzlei Heinemann & Partner an der Ausarbeitung des Projektes beteiligt.

DFG-Schwerpunktprogramm SPP1313: "Biological responses to nanoscale particles"

Laufzeit: 2010 - 2014

Koordinationsbüro: Dr. Michael Eisinger, Frau Iris Marissen (Sekretariat)

Laufzeit: 2008-2010

DynAKlim: Dynamische Anpassung regionaler Planungs- und Entwicklungsprozesse an die Auswirkungen des Klimawandels - Emscher-Lippe-Region (Nördliches Ruhrgebiet)

Koordination: Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft an der RWTH Aachen e.V.

Laufzeit: 2009-2014

UDE-Teilprojekt:Stadtklimaverbesserung

Koordination: Prof. Dr. Wilhelm Kuttler

UDE-Teilprojekt: Entwicklung eines Verfahrens zur ökobilanziellen Bewertung (Klimagasemissionen und Ressourcenverbrauch)

Koordination: Prof. Dr.-Ing. Renatus Widmann, Dr.-Ing. Thorsten Mietzel

Einnistung, Persistenz und Bekaempfung hygienisch relevanter Mikroorganismen in verockerten Brunnen

Koordination: Prof. Dr. Hans-Curt Flemming, Prof. Dr. Ulrich Szewzyk, Dr. Jost Wingender

Laufzeit: 01.02.2011 – 31.02.2014

Projekt Partner:
 Prof. Dr. Martin Jekel, Prof. Dr. Paul Uwe Thamsen, Technische Universität Berlin
 Prof. Dr. Kisten Küsel, Friedrich Schiller Universität Jena
 Prof. Dr.-Ing. Thomas Grischek, HTW Dresden
 Dipl.-Ing. Andreas Hartmann, Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH
 Dipl.-Ing. Regina Gnirß, Berliner Wasserbetriebe
 Prof. Manfred P. Kage, Institut für wissenschaftliche Fotografie
 Dipl.-Ing. Hans-Gerd Hammann, Hammann GmbH
 ARCADIS Deutschland GmbH
 AUCOTEAM GmbH
 KSB Aktiengesellschaft
 RWE Power AG
 VATTENFALL Europe Mining AG

Ziel des Projektes ist die Klärung folgender Fragen. Kann bei Vorliegen einer Verockerung diese Matrix als Lebensraum dienen? Können sich hygienisch relevante Mikroorganismen einnisten, halten, vermehren? Und wenn ja, wie können diese am wirksamsten und nachhaltigsten bekämpft werden? Hierzu werden Realproben verockerter Brunnen auf das Vorkommen hygienisch relevanter Mikroorganismen untersucht, wobei neben Kulturmethoden vor allem auch kulturunabhängige Verfahren (FISH, PCR-basierte Methoden) eingesetzt werden. In Laborsystemen soll die Verockerung nachgestellt werden und durch definierte Beaufschlagung mit den Zielorganismen (Escherichia coli, intestinale Enterokokken, coliforme Bakterien, Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa, Aeromonas spp.) deren Einnistung, Persistenz und mögliches Wachstum untersucht werden. Die Effektivität von Sanierungsverfahren, speziell unter Einsatz von Wasserstoffperoxid, soll geprüft werden.

Biofilm Organisms Surfing in Space (BOSS)

Koordinator: Prof. Dr. Hans-Curt Flemming, Dr. Jost Wingender

Laufzeit: 01.04.2011 – 31.03.2014

Projekt Partner:
 Dr. Petra Rettberg, DLR, Köln, Germany,
 Dr. Corinna Panitz, RWTH Aachen, Germany
 Dr. Elke Rabbow, DLR, Köln, Germany
 Dr. Kasthuri Venkateswaran, NASA / JPL, USA
 Prof. Charles Cockell, CEPSAR, UK
 Prof. Daniela Billi, University of Rome "Tor Vergata", Italy
 Prof. Helga Stan-Lotter, University of Salzburg, Austria

In the BOSS project the hypothesis will be tested that biofilm-forming microorganisms embedded within self-developed extrapolymeric substances (EPS matrix) are also more resistant to the environmental conditions as they exist in space and on Mars compared to the same bacteria from planktonic cultures. Test parameter will be survival after exposure to space vacuum and simulated martian atmosphere and pressure alone and in combination with extraterrestrial and mars-like solar UV radiation. The experiment BOSS is suggested to be performed as part of the ROSE2Mars consortium in the EXPOSE facility on the ISS. The microbial samples will prepared on ground, subjected to long-term exposure to space and simulated martian conditions and analyzed post-flight in the lab.
Biofilm-forming microorganisms to be investigated in BOSS will be Deinococcus geothermalis, spores of Bacillus horneckiae, different Chroococcidiopsis strains, Halococcus morrhuae within a biofilm of Halomonas muralis and natural biofilms within volcanic rocks. The results of this experiment will contribute to our understanding of life in extreme environments on Earth and on other planets with emphasis on adaption to desiccation and UV radiation. The direct comparison of the survival strategies of different microbial species living in biofilms or as planktonic cells will also give new insights into the adequacy of actual planetary protection measures and may support the development of new life detection technologies for space application.

Adaptive strategies to mitigate the impacts of climate change on European Freshwater Ecosystems

Koordinator: Prof. Dr. Daniel Hering

Laufzeit: 01.03.2010 – 28.02.2014

Understanding how freshwater ecosystems will respond to future climate change is essential for the development of policies and implementation strategies needed to protect aquatic and riparian ecosystems. Generating the scientific understanding that enables such measures to be implemented successfully is the principal focus of REFRESH. It is concerned with the development of a system that will enable water managers to design cost-effective restoration programmes for freshwater ecosystems at the local and catchment scales that account for the expected future impacts of climate change and land-use change in the context of the WFD and Habitats Directive. At its centre is a process-based evaluation of the specific adaptive measures that might be taken to minimise the consequences of climate change on freshwater quantity, quality and biodiversity.

Biodiversity of Freshwater Ecosystems: Status, Trends, Pressure and Conversation Priorities (BIOFRESH)

Koordinator: Prof. Dr. Daniel Hering

Laufzeit: 01.11.2009 – 31.05.2014

Freshwater biodiversity patterns and the processes that maintain them at European and global scale are poorly understood for most freshwater organisms. The BioFresh FP7 project will build a public biodiversity information platform to bring together the vast amount of information on freshwater biodiversity currently scattered among a wide range of databases. This portal will allow scientists and planners to evaluate and examine how freshwater biodiversity responds to environmental pressures for more effective conservation planning.

Transition of Urban Water Systems of Tomorrow (TRUST)

Koordinator: Dr. Merkel Wolf

Laufzeit: 2011 – 2014

Projekt Partner: IWW

TRansitions to the Urban Water Services of Tomorrow (TRUST) at a glance: Over the course of four years and driven by the need of transformation and the wish to protect natural resources, 30 partners in eleven different countries will research innovations and tools to create a more sustainable, low-carbon water future. The results will be implemented and tested in nine participating different pilot cities or regions, grouped in green cities, water scarcity regions and urban/peri-urban metropolitan areas. As a result there will be a course of action for more sustainable and green urban water cycle systems. TRUST is an integrated project, funded by the European Commission.

ATWARM (Advanced Technologies for Water Resource Management)

Koordination: QUESTOR Centre, Queen's University Belfast

Ansprechpartner UDE/IWW-Projekte: Dr. Michael Eisinger

Laufzeit: 2009-2013

UDE-Projekte:

Nutrient removal in wastewater using algae & fibre optics as a source of light (Prof. Dr. H. Franke, Prof. Dr.-Ing. R. Widmann, Dr.-Ing. T. Mietzel)

Priority substances in activated sludge: incidence, accumulation, source tracking emitter identification & prevention strategies (Prof. Dr. H.-C. Flemming, Prof. Dr. T. Schmidt)

IWW/UDE-Projekte:

Non-thermal plasmas created by corona-like discharges for eliminating recalcitrant organic contaminants (Prof. Dr. T. Schmidt, Dr. Myint Myint Sein)

Fast on-site monitoring of gasoline-related compounds at contaminated sites using differential mobility spectrometry (Pof. Dr. T. Schmidt, Dr. U. Telgheder)

Innovative water treatment technology: non thermal plasmas created by corona like discharges for eliminating recalcitrant organic contaminants (Prof. Dr. Torsten C. Schmidt)

Erkennung, Risiko und Bekämpfung von vorübergehend unkultivierenbaren Pathogenen in der Trinkwasser-Installation

Koordination: Prof. Dr. Hans-Curt Flemming

Laufzeit: 01.09.2010 – 31.08.2013
 

Die Überwachung der hygienischen Qualität von Trinkwasser geschieht über die Detektion koloniebildender Einheiten (KBE). Wasserrelevante Pathogene wie Legionella pneumophila und Pseudomonas aeruginosa können jedoch auch dann in Trinkwasser-Installationen noch lebensfähig vorhanden sein, wenn sie durch Kulturmethoden nicht nachzuweisen sind. Sie befinden sich dann in einem vorübergehend nichtkultivierbaren Zustand, der als „viable but not culturable“ (VBNC) bekannt ist, und in dem sie mit konventionellen Kultivierungs-Methoden nicht erfasst werden. Ziel des Projektes Biofilm Management ist es, eine Datenbasis zu schaffen, mit der die Voraussetzungen für die Abschätzung des Risikos durch lebende, aber vorübergehend nichtkultivierbare Pathogene geschaffen werden. Dies ist von unmittelbarer Bedeutung sowohl für die Aufklärung und Sanierung von Kontaminationsfällen als auch für die Konzeption und den Betrieb von Trinkwasser-Installationen in öffentlichen Gebäuden. Aufbauend auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen des Projekts sollen konkrete Hinweise für Wasserversorger, Gesundheitsbehörden und für andere verantwortlich Beteiligte entwickelt werden, die ein  Management der Belastungen in der Trinkwasser-Installation und somit eine höhere Sicherheit der hygienischen Qualität von Wasser aus Trinkwasser-Installationen ermöglichen.

Teilprojekt: “Wie gehen hygienisch relevante Mikroorganismen in den VBNC-Zustand ueber, wie werden sie wieder kultivierbar und wie virulent sind sie dann noch?”

Koordination: Prof. Dr. Hans-Curt Flemming

Laufzeit: 01.09.2010 – 31.08.2013

In Zusammenarbeit mit PD Dr. Elke Dopp vom Universitätsklinikum wird anhand von Zellkulturen die Virulenz des Original- und des rückgeführten Stammes untersucht. Mittels qPCR werden Virulenz-Gene bestimmt. Mit für diesen Organismus erhältlichen Gen-Chips wird über Microarray die generelle Auf- und Abregulation von Genen bei den Übergängen untersucht, um zu erkennen, was sich auf der molekularbiologischen Ebene beim Überfang in den VBNC-Zustand und zurück abspielt. Diese Untersuchungen werden sowohl an Organismen in der Wasserphase als auch in Biofilmen durchgeführt und auch auf Legionellen sowie den Einfluss der Amöben auf den VBNC-Zustand erweitert. Mit der Durchfluss-Zytometrie und entsprechenden Fluoreszenz-Farbstoffen können physiologische Zustände (Kultivierbarkeit, VBNC, Tod) unterschieden werden. Als weitere Faktoren für den Übergang in den VBNC-Zustand wird die Wasser-Temperatur in der Trinkwasser-Installation, ausgewählte Desinfektionsmittel und Nährstoffe mit einbezogen, sobald die Methoden etabliert sind, die anhand des Einflusses von Cu2+ eingesetzt werden. Außer Cu2+ soll auch die Wirkung von Ag+ und Fe (II/III) einbezogen werden.

Analysis of fluid-dynamical and physicochemical aspects of capillary membrane backwashing. Kooperation mit dem Institut fuer Mechatronik und Systemdynamik, Lehrstuhl fuer Mechanik und Robotik

Koordinator: Prof. Dr.-Ing. Rolf Dieter Gimbel

Laufzeit: 2010-2013

The application of membrane filtration with Inside-Out Dead-End driven UF-/ MF- capillary membranes increases in water treatment exponentially. Thereby the required backwash process, which still is a widely unexplored field, has a high potential to enhance the efficiency of the filtration process. In order to optimize the backwash process, which should also minimize irreversible membrane fouling, an improved fundamental comprehension of the mechanisms, which are relevant for the detachment and transport-out of particles and fouling layers from Inside-Out Dead-End driven capillary membranes, is necessary. For a systematic elucidation of these mechanisms as well filtration (target-oriented build-up of fouling layers) and backwash experiments will be performed under defined operation conditions with especially designed laboratory plants.

Freshwater Plankton as a habitat for hygienically relevant bacteria

Koordination: Prof. Dr. Hans-Curt Flemming, Dr. Jost Wingender

Laufzeit: Januar 2010 - Dezember 2012

Projekt Partner:
 Prof. Bernd Sures, Hydrobiology, University of Duisburg-Essen
 Prof. Eugene Cloete, Department of Biotechnology, University of Stellenbosch, South Africa

Ziele dieses Projekts ist die Untersuchung von lokal typischem Phytoplankton und Zooplankton von einem mesotrophen See (Baldeneysee) auf Zielorganismen. Zielorganismen sind Indikatoren von fäkalen Verunreinigungen (E. coli, Enterococci, C. perfringens) und Pathogene (Campylobacterspp., P. aeruginosa, Legionellaspp. und Aeromonas spp.). Besonderes Augenmerk wird auf den VBNC Zustand gelegt, welcher mittels molekularbiologischen Methoden detektiert wird. Die Lebensfähigkeit der Mikroorganismen wird anhand Kultivierungsmethoden, als auch mittels Zellelongation (direct viable count), Bestimmung der Membranintegrität, Fluoreszenz in-situ Hybridisierung and real-time PCR für Legionella spp. Ergebnisse dieses Projektes werden zur Erstellung einer Risiko-Abschätzung der hygienischen Qualität des Gewässers beisteuern.

Water bodies in Europe: Integrative Systems to assess Ecological status and Recovery (WISER)

Koordinator: Prof. Dr. Daniel Hering

Laufzeit: 01.03.2009 – 28.02.2012

WISER will support the implementation of the Water Framework DirectiveDirective 2000/60/EC to establish a framework for water policy and management in Europe (WFD) by developing tools for the integrated assessment of the ecological status of European surface waters. The project will analyse existing data from more than 90 databases compiled in previous and ongoing projects, covering all water categories, organism groups and environmental stressor types. Field-sampling campaigns will supplement the data on lakes and coastal systems. The data will be used to test and complement existing assessment schemes with a focus on uncertaintyMeasure of confidence to express the degree to which a result is subject to chance affects on classification strength.

Untersuchungen zur Entfernung organischer Spurenstoffe aus Abwasser durch den Einsatz von Plasmaverfahren

Koordinator: Prof. Dr. Torsten C. Schmidt, Dr. Jochen Türk

Laufzeit: 01.02.2010 – 30.04.2012

Projekt Partner: IUTA

In dem hier beantragten Forschungsvorhaben soll ein neues, viel versprechendes Verfahren zur Eliminierung von organischen Spurenstoffen durch Behandlung von Abwässern evaluiert werden, das auf der direkten Erzeugung niedrigenergetischer Entladungen im Wasser beruht. Seit Jahren wird mit zunehmender Intensität über die Kontamination von Oberflächen- und Trinkwässern durch organische Spurenstoffe diskutiert. Haupteintragspfade sind kommunale Kläranlagen, die mit der üblicherweise eingesetzten Technik nicht in der Lage sind, die aus Industrieeinleitern, Krankenhäusern und Privathaushalten stammenden Stoffe zu eliminieren. Einen Lösungsweg stellt die weiterführende Behandlungsmit dem hier vorgestellten Plasmaverfahren dar. Zur Durchführung des Projektes wird ein Plasmareaktor gebaut.

Dynamic Adaptation of Regional Planning and Development Processes to the Effects of Climate Change

Koordinator: Prof. Dr.-Ing. Renatus Widmann

Laufzeit: July 2009 – August 2012

Im Rahmen der Fördermaßnahme "Klimawandel in Regionen zukunftsfähig gestalten(KLIMZUG)" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) startete Anfang Juli 2009 das Projekt "DynAKlim". In ihm erarbeiten 13 Projektpartner Anpassungsstrategien an den Klimawandel in der Region Emscher-Lippe in Nordrhein-Westfalen. Untersucht werden vor allem die Auswirkungen des Klimawandels auf die Verfügbarkeit und Nutzung des Wassers und die damit verbundenen Folgewirkungen auf Bevölkerung, Wirtschaft und Umwelt. Schwerpunktmäßig arbeitet das Fachgebiet Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft an der Entwicklung eines Verfahrens zur ökobilanziellen Bewertung (Klimagasemissionen und Ressourcenverbrauch) von Maßnahmen und Maßnahmenpaketen, die zur Adaptation an den Klimawandel getroffen werden müssen. Hierzu zählen im besonderen Bauwerke zur Niederschlagswasserspeicherung, -ableitung und -behandlung.

BMBF KlimaNet: Wassersensible Stadtentwicklung - Maßnahmen für eine nachhaltige Anpassung der regionalen Siedlungswasserwirtschaft an Klimatrends und Extremwetter

Koordination: Institut für Siedlungswasserwirtschaft (ISA), RWTH Aachen

Laufzeit 2008-2010

UDE-Teilprojekt: Landschaft- und Freiraumstrukturen und wassersensible Stadtentwicklung

Koordination: Prof. Dipl.-Ing. Martin Hoelscher & Dr. Michael Eisinger

Projektbüro: Simon Agert (Projektleiter), Melanie Zander (Wiss. Mitarbeiter), Gesche Heitkötter (wiss. Hilfskraft)

BMBF KlimaNet: Wassersensible Stadtentwicklung - Maßnahmen für eine nachhaltige Anpassung der regionalen Siedlungswasserwirtschaft an Klimatrends und Extremwetter