University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna
Publikationsserver der Universitätsbibliothek Bodenkultur WienNot a member yet
5377 research outputs found
Sort by
Farmer work satisfaction and aspects of animal welfare in organic mixed livestock farming
No full textGemischte Tierhaltungssysteme (d.h. Betriebe mit mindestens zwei tierischen Betriebszweigen) werden im Vergleich zu spezialisierten Tierhaltungssystemen als nachhaltigere landwirtschaftliche Strategie angesehen. Vor dem Hintergrund des Drei-Säulen-Models der Nachhaltigkeit und des OneWelfare-Konzepts beschäftigt sich diese Dissertation mit dem Wohlergehen von Mensch und Tier in dieser potenziell vorteilhaften Betriebsform. Anhand einer Stichprobe von 102 europäischen LandwirtInnen mit gemischter Bio-Tierhaltung wurden in dem ersten Artikel ‘High work satisfaction despite high workload among European organic mixed livestock farmers – a mixed-method approach’ die Arbeitszufriedenheit sowie die Gründe dafür ermittelt. Viele LandwirtInnen sind mit Arbeit und Einkommen sehr zufrieden, oft trotz hoher Arbeitsbelastung und vieler Arbeitsspitzen. Im Hinblick auf die Auswirkungen gemischter Tierhaltungssysteme auf das Tierwohl war das Ziel des zweiten Artikels ‘Single- and multi-species groups: A descriptive study of cattle and broiler behaviour on pasture’, das Verhalten inklusive Interaktionen von Jungrindern und Masthühnern zu beschreiben und zu quantifizieren. Die häufigsten zwischenartlichen Interaktionen waren das Vertreiben von Hühnern durch Rinder und die Annäherung von Hühnern an Rinder. Im dritten Artikel ‘Mix it – Co-grazing with cattle reduces broiler losses and increases broiler range use’ erfassten wir tierbezogene Indikatoren, die sowohl für das Tierwohl als auch für die Produktivität und damit die Landwirte relevant sind. In gemischten Gruppen wurden weniger Hühner von Greifvögeln getötet als in reinen Hühnergruppen, obwohl sie in größerer Anzahl außerhalb und weiter entfernt von der Hütte waren. Insgesamt ergänzt diese Dissertation die Literatur, die auf positive Auswirkungen der Kombination von mindestens zwei tierischen Betriebszweigen innerhalb eines landwirtschaftlichen Betriebs hinweist in Bezug auf Tierwohl und Arbeitszufriedenheit von LandwirtInnen.Mixed livestock farming (i.e. with more than one livestock enterprise) has been proposed as a more sustainable agricultural strategy than specialised farming. By utilising the three pillars of sustainability model and the OneWelfare framework this dissertation focuses on previously underrepresented research areas such as human and animal welfare in this less prevalent farming system in Europe with high potential for improving agriculture for current and future generations. Using a sample of 102 European organic mixed livestock farmers the aim of the first article ‘High work satisfaction despite high workload among European organic mixed livestock farmers – a mixed-method approach’ was to assess and identify reasons for work satisfaction. Analysing answers from interviews revealed high levels of satisfaction with work and income across farmers, often despite a high workload and many work peaks per year. Since farmer welfare is inherently connected to animal welfare, as proposed by the OneWelfare framework, the aim of the second article ‘Single- and multi-species groups: A descriptive study of cattle and broiler behaviour on pasture’ was to describe and quantify behaviour including inter-species interactions of young cattle and broiler chickens. More broilers in multi-species groups were outside their hut and ranged further than in the single-species group. In the third article ‘Mix it – Co-grazing with cattle reduces broiler losses and increases broiler range use’ we assessed animal-based indicators, which reflect animal welfare as well as productivity and thereby are indirectly relevant to farmer welfare in terms of income. Fewer broilers in the multi-species groups were lost to predatory birds than in the single-species groups, even though they ranged further and were outside in greater numbers. Overall, this dissertation complements the literature indicating positive effects of mixing livestock species on farm in terms of animal welfare and farmer satisfaction.submitted by Lisa SchanzDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Breaking the poverty-water loop : development of a sustainable communal laundry centre
No full textIm vergangenen Jahrhundert haben Waschmaschinen den Lebensstandard von Frauen und Familien weltweit verändert. Was früher mehrere Stunden Arbeit erforderte, ist heute in Kürze erledigt. Doch viele Menschen in Lateinamerika haben diese Möglichkeit nicht. In einem Vorort nahe Champarrancho in Bolivien verbringen Frauen durchschnittlich 6 Stunden pro Woche damit über 35 Kleidungsstücke von Hand zu waschen. Diese manuelle Arbeit wirkt sich auf die Gesundheit der Frauen aus und sorgt in jungen Jahren schon für Schmerzen, was die Belastung weiter erhöht. In ganz Lateinamerika besteht ein besorgniserregender Zusammenhang zwischen den sozioökonomischen Bedingungen und der Art und Qualität des Wasserzugangs. Mit Hilfe von Literaturrecherchen und einer Feldforschung soll in dieser Arbeit eine nachhaltige Lösung für die Aufwertung der Wäschereiarbeit von Frauen in dieser Gemeinde entwickelt werden. Zu diesem Zweck wird ein kommunales Wäschezentrum entworfen, das sich auf den Zugang zu Wasser und sanitären Einrichtungen konzentriert. Dies erfolgt durch ein Regenwassersammelsystem, einen Anschluss an das städtische Netz und die Wiederverwendung des gereinigten Abwassers. Die Aufbereitung erfolgt über eine Vorbehandlungsstufe, Sedimentation und Filtration sowie eine naturnahe Lösung: eine vertikale Pflanzenkläranlage, die das Zentrum wiederbegrünt, was im Interesse der Frauen vor Ort ist. Dieses Zentrum kann in anderen lateinamerikanischen Gemeinden nachgebaut werden, sofern die Ideen und Bedürfnisse der Frauen angemessen berücksichtigt werden. In dieser Arbeit werden auch die wirtschaftlichen, sozialen und technischen Aspekte behandelt, die für eine erfolgreiche Nachahmung zu berücksichtigen sind. Dieses nachhaltige Gemeinschaftszentrum ermöglicht den Frauen, die Zeit für das manuelle Waschen aufzuwerten, ihr Potenzial zu entfalten und ein Einkommen zu erwirtschaften, um den Armut-Wasser Kreislauf zu durchbrechen, was einen Katalysatoreffekt auf ihren Lebensstandard hat.In the past century, laundry machines have transformed the livelihood of women and families across the world. What once took several hours of laborious toil, now only takes a couple of hours of hands-off effort. However, many people in Latin America still do not have this possibility. In a peri-urban community located in Champarrancho Association in Bolivia, women spend an average of 6 hours per week washing over 35 items of clothes by hand. This manual chore impacts women’s health, causing their muscles to hurt as early as in their 40s, increasing the burden of the task and making it more time demanding. There is also a concerning loop between the socio-economic conditions and the type and quality of water and sanitation access, which is repeated in all the Latin American region. With literature research and a fieldwork, the thesis aims to design a sustainable solution for revaluing women’s laundry chore in this community. To achieve this, a communal laundry centre is designed, focusing mainly on its access to water and sanitation. The former is through a rainwater harvesting system, a connection to municipal grid, and the reutilization of onsite treated wastewater. This treatment is done through a pre-treatment stage, sedimentation and filtration, and a nature-based solution: a vertical flow constructed wetland, which also regreens the centre, an interest highlighted by local women. This centre has the potential for replication in other Latin American communities, as long as women's ideas, needs and realities are properly considered throughout the replication process. Therefore, economic, social, and technical aspects to consider for a successful replication are also addressed in this thesis. This sustainable communal centre gives women the possibility to re-value the time spent on this laborious handwashing chore, develop their potential, and generate an income to break the poverty-water loop, causing a catalytic effect on their livelihoods.submitted by Maria Ximena Michemberg ContiMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Deciphering the molecular landscape of metastatic progression in small cell lung cancer: implications for targeted therapies
No full textHintergrund: Das kleinzellige Lungenkarzinom ist eine schnell fortschreitende Erkrankung. Bei der Erstdiagnose weisen bereits zwei Drittel aller Patienten Metastasen auf. Die molekularen Mechanismen, die der Metastasierung zugrunde liegen, sind jedoch nach wie vor unklar.Methoden: In dieser Studie wurden die invasiven Eigenschaften menschlicher SCLC-Zelllinien mithilfe von 3D-Zellkulturen und einem Zebrafisch-Modell untersucht. Eine Proteomanalyse wurde durchgeführt um potenzielle Einflussfaktoren zu identifizieren, die zur schnellen Metastasierung beitragen. Die daraus resultierenden Targets wurden daraufhin durch eine qPCR und einer spezifischen Blockierung validiert.Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigen, dass nur ein Teil der untersuchten Zelllinien invasive „Sprouts“ in einer Kollagenmatrix ausbilden konnten. Auffällig war, dass die „Sprouter“-Zelllinien ursprünglich aus SCLC-Metastasen isoliert wurden, während die meisten „Nicht-Sprouter“ aus Primärtumoren stammten. Um das Migrationsverhalten der Zelllinien in einem lebenden Organismus zu untersuchen, wurden diese in Zebrafischlarven injiziert. Die Ergebnisse zeigten ein erhöhtes Migrationspotenzial der Sprouter-Zelllinien. Außerdem wiesen die Sprouter eine erhöhte Expression der mesenchymalen Marker Snail, Twist und Vimentin auf. Die Proteomanalyse ergab, dass der FGFR-Signalweg in den Sprouter-Zelllinien höher exprimiert ist. Des Weiteren wurden erhöhte mRNA-Levels einiger FGF/R Familienmitglieder in den Sproutern festgestellt. Nach spezifischer Blockierung dieses Signalweges mithilfe des Inhibitors Erdafitinib konnte eine signifikante Reduktion des invasiven „Sproutings“ festgestellt werden.Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die FGFR-Achse ein starker Einflussfaktor für Fernmetastasen von SCLC ist. Die Entwicklung von zielgerichteten Therapien um den FGFR-Signalweg zu blockieren könnte möglicherweise das Fortschreiten von SCLC verhindern. Background: Small cell lung cancer (SCLC) is a rapidly progressing malignancy that accounts for 15 % of all lung cancer cases. Despite recent treatment advances, the prognosis remains poor with a five-year survival rate of <5 %. SCLC has tremendous aggressive potential and two-thirds of patients have metastatic disease at initial diagnosis. However, the molecular mechanisms underlying metastatic SCLC dissemination remain unclear.Methods: In this study, we used 3D cell culture approaches, as well as a zebrafish xenograft model to examine invasive traits in human SCLC cell lines. Proteomic analysis was performed to unravel potential metastatic drivers, which were confirmed by qPCR, and functionally validated using specific inhibitors.Results: In total, 50 % of our SCLC cell line panel formed spheroids, and only half of those were able to grow invasive sprouts when embedded in collagen. Notably, all “sprouter” cell lines were established from SCLC metastases, while most of the “non-sprouters” derived from primary tumors. Moreover, the sprouter cell lines showed increased migratory behavior when injected into zebrafish larvae. Higher expression levels of Snail, Twist, and Vimentin have been determined indicating mesenchymal cell states. Proteomic analysis showed enrichment of the FGFR pathway in metastatic cell lines compared to cell lines derived from primary SCLC lesions. Accordingly, this finding was strengthened by elevated expression levels of several FGF/R family members in the sprouter cell lines. Blocking the FGFR axis with erdafitinib significantly reduced sprouting, further emphasizing the critical role of this pathway in SCLC metastasis.Conclusion: Our findings suggest that the FGFR axis is a potent driver of SCLC dissemination and, therefore, might facilitate the development of potential future therapies targeting FGF signaling to prevent SCLC progression.submitted by Julia SinnerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Maximizing productivity and resin utilization using model predictive control and extended Kalman filter
No full textIn der biopharmazeutischen Produktion von Proteinen hat der Beladungsschritt in der Aufreinigungschromatographie einen erheblichen Einfluss auf die Produktivität und die wirtschaftlichen Auswirkungen des gesamten Prozesses. In dieser Studie wird die Optimierung dieses Prozessschrittes durch die Integration von Model Predictive Control und erweiterter Kalman-Filter vorgestellt. Das Hauptziel bestand darin, einen Regelungsrahmen zu entwickeln, der die Harznutzung, Produktivität und Pufferverbrauch verbessert. Als Folge dessen steigt die Effizienz des gesamten Prozesses. Im Gegensatz zu herkömmlichen Offline-Optimierungsmethoden verwendet diese Arbeit ein rechenzeiteffizientes Prozessmodell, um Einschränkungen zu überwinden und einen systematischen Regelungsansatz für die Prozessoptimierung bereitzustellen, der den Kompromiss mit der Prozessökonomie berücksichtigt. Die Integration von MPC ermöglicht eine adaptive Regelung in Reaktion auf variierende Prozessbedingungen und stellt somit eine vielversprechende Lösung für die dynamische Natur von Bioprozessen dar. Diese Forschung steht im Einklang mit dem aufkommenden Trend der kontinuierlichen und nachhaltigen Produktion von Biopharmazeutika. Zudem wurden Prinzipien des Qualitätsmanagements (Quality by Design, QbD) angewandt. um das Verständnis zu verbessern und Faktoren zu optimieren, die den chromatographischen Prozess beeinflussen. Der vorgeschlagene Ansatz bietet eine neuartige und effiziente Lösung für die Online-Optimierung chromatographischer Prozesse und zeigt ein erhebliches Potenzial zur Verbesserung von Effizienz und Produktivität in der biopharmazeutischen Industrie.During the production of biopharmaceutical proteins, the loading step in capture chromatography plays a crucial role in determining productivity and economic impact. This study focuses on optimizing this process step through the integration of model predictive control and extended Kalman filter. The primary objective was to develop a control framework that enhances resin utilization, productivity, and buffer consumption, thereby improving overall process efficiency. In contrast to traditional offline optimization methods, this research utilizes a computationally efficient process model to overcome limitations and provide a systematic controlled approach for process optimization, addressing the trade-off between process economics. The incorporation of MPC allows for adaptive control in response to varying process conditions, making it a promising solution for the dynamic nature of bioprocesses. This approach aligns with the emerging trend of continuous and sustainable biopharmaceutical production, incorporating Quality by Design (QbD) principles to enhance understanding and optimize factors influencing the chromatographic process. The proposed approach offers a novel and efficient solution for the online optimization of chromatographic processes, demonstrating its significant potential to improve efficiency and productivity within the biopharmaceutical industry.submitted by Touraj EslamiDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Development of a screening method to investigate synergistic "cocktail" effects of pesticides and mycotoxins in fungi
No full textDie Lebensmittelversorgung und Sicherheit zählen zu den größten globalen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Ein großes Problem sind Kontaminationen durch Umweltschadstoffe und daraus resultierende Gesundheitsprobleme. Obwohl das Gefahrenpotential einzelner Verbindungen wie Schwermetalle, Pestizide oder Mykotoxine gut erforscht ist, weiß man bisher wenig über Synergieeffekte von chemischen Schadstoffen und ihren Wechselwirkungen mit (Mikro-)Organismen. Diese Arbeit gibt einen Überblick über den aktuellen Status von Pestiziden und Mykotoxinen weltweit, mit einem Fokus auf Europa und den am häufigsten vorkommenden Kontaminanten. Darüber hinaus werden zwei Methoden zum Screening synergistischer Effekte von Schadstoffen unter Verwendung von Pilzen beschrieben. Eine Methode verwendet Saccharomyces cerevisiae als Modellorganismus und basiert auf einem Resazurin-Assay. Dabei wird die Zellaktivität durch die kolorimetrische Veränderung von Resazurin zu seinem reduzierten Metaboliten Resorufin mittels Absorption gemessen. Bei der zweiten Methode wird ein modifizierter Aspergillus nidulans Reporterstamm verwendet. Dieser produziert GFP als Folge von oxidativem Stress, unter der Kontrolle des aflR Promoters und das erzeugte Fluoreszenzsignal wird gemessen. Beide Assays werden in Mikrotiterplatten mit einer Laufzeit von 24 bzw. 30 Stunden durchgeführt und können für ein Hochdurchsatz-Screening verwendet werden. Einzelsubstanztests bestätigten die Funktion der Methoden. Der auf Aspergillus basierende Test bietet jedoch eine höhere Sensitivität gegenüber Mykotoxinen und ist weniger anfällig für Randeffekte im Vergleich zum Resazurin-Assay.Food safety and security are two of the key global challenges facing the world in the 21st century. One major concern are contaminants from environmental pollutants and resulting health issues. Although the hazard potential of single compounds such as heavy metals, pesticides or mycotoxins are widely studied, little is known about synergistic effects of these chemical pollutants and how they interact with (micro-)organisms. This thesis provides an overview of the current status of pesticides and mycotoxins worldwide, with a focus on the most prevalent occurring contaminants. Further, two methods are described to screen for synergistic effects of contaminants utilizing fungi. One method uses Saccharomyces cerevisiae as model organism and is based on a resazurin assay. The cell activity is measured by the colorimetric change of resazurin to its reduced metabolite resorufin using absorbance. The second method uses a modified Aspergillus nidulans reporter strain that produces GFP as a result of oxidative stress under the control of the aflR promoter and the generated fluorescence signal is measured. Both assays are conducted in microtiter plates with a run time of 24 or 30 hours, respectively, and can be used for high throughput screening. Single compound tests confirmed the function of both methods. However, the aspergillus-based assay provides a higher sensitivity concerning mycotoxins and is less prone to edge effects compared to the resazurin assay.submitted by Emil GergerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Preharvest sprouting in winter wheat, genomic and phenomic prediction
No full textDas Problem des Auswuchses (Pre-Harvest Sprouting, PHS) tritt bei vielen Getreidekulturen auf, wobei Weizen (Triticum aestivum L.) unter den Getreidearten am anfälligsten ist. Üblicherweise führen längere Regenfälle und warme Temperaturbedingungen nach der Samenreife dazu, dass die Körner vor der Ernte noch am Feld keimen. Auswuchs stellt für Weizenbauern ein großes Problem dar, da es zu erheblichen Ertragsverlusten führt und die Endqualität beeinträchtigt. Die Verbesserung der Auswuchs-Resistenz ist ein wichtiger Ansatz zur Überwindung dieses Problems. Daher hilft der Einsatz genomischer und phänotypischer Vorhersagen in Zuchtprogrammen den Züchtern, den Zuchtwert abzuschätzen, um die Auswuchs-Resistenz bei Weizen zu verbessern. Diese Studie bewertet die Vorhersagefähigkeit von Auswuchs-Merkmalen anhand der Daten der Nahinfrarot-Reflexionsspektroskopie (NIRS) und Markerdaten in bewässerten und nicht bewässerten Weizenproben. Die Studie konzentriert sich auch auf verschiedene Auswuchs-Bewertungsmethoden, die auf Feld- oder Laborbedingungen anwendbar sind.Die genomische Vorhersage mithilfe der G-BLUP-Methode zeigte eine hohe Vorhersagegenauigkeit mit einer mittleren Vorhersagefähigkeit von 0,46 für die meisten untersuchten Merkmale. Die phänomische Vorhersage mithilfe von NIRS erwies sich als vielversprechende Alternative zur genomischen Vorhersage. Die phänomische Vorhersage von Reifedatum, Keimung an der Ähre und Fallzahl nach Feldberegnung übertraf die genomische Vorhersagefähigkeit. Die gewonnenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die phänomische Vorhersage auswuchsfeste Weizenlinien effizient identifizieren kann.Zusammenfassend schlagen wir auf der Grundlage der Studienergebnisse die Einbeziehung der phänomischen Vorhersage in Selektionsprogramme vor, um die Entwicklung auswuchstoleranter Weizenlinien zu beschleunigen.The Pre-harvest sprouting (PHS) problem occurs in many cereal crops, and among the cereals, wheat (Triticum aestivum L.) is among the most susceptible. Usually, prolonged rainfall and warm temperature conditions after seed maturity induce the germination of grains before harvest. PHS has been a major issue for wheat growers, it results in a significant yield loss and reduces end-use quality. Improving PHS resistance is an important approach to overcome this problem. Therefore, the use of genomic and phenomic prediction in breeding programmes helps breeders estimate breeding value to improve PHS resistance in wheat. This study evaluates the prediction ability of PHS traits using the near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) data and markers data in both irrigated and non-irrigated wheat grain samples. The study also focuses on different PHS assessment methods applicable to field or laboratory conditions to get the best way to evaluate PHS.The genomic prediction using the G-BLUP method exhibited high prediction accuracy with a mean prediction ability of 0.46 for most of the studied traits. The phenomic prediction using NIRS was also found to be a promising technique to use as an alternative to genomic prediction. The phenomic prediction ability of maturity date, heading date, head sprouting, and falling number in an irrigation challenged field outperformed the genomic prediction ability. Such results imply that the phenomic prediction of PHS can efficiently identify tolerant wheat lines. In conclusion, based on the study findings, we suggest the incorporation of phenomic prediction into the genomic selection programmes to accelerate the selection of PHS tolerant wheat lines.Schlagwortesubmitted by Senayte Bedada DebeleMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Fish species composition, diversity, and abundance of the lower river Vjosa, Albania
No full textSüßwasserökosysteme, einschließlich der Vjosa, sehen sich ernsthaften Bedrohungen wie dem Verlust und der Fragmentierung von Lebensräumen, Ausbeutung und Verschmutzung ausgesetzt, was zu einem erheblichen Rückgang der Artenvielfalt von Fischarten führt. Die Erhaltung dieser naturnahen Systeme ist von größter Bedeutung, da sie wichtige Lebensräume für endemische Arten darstellen, die vom Aussterben bedroht sind. Das Ziel dieser Arbeit ist eine umfassende Analyse der Verbreitung und Häufigkeit von Fischarten in verschiedenen Habitaten im unteren Abschnitt der Vjosa.Für die Datenerhebung wurden elektrofischereiliche Erhebungen durchgeführt, und räumliche Informationen wurden mithilfe von Google Earth erhoben. Sorgfältig ausgewählte Probenahmestellen entlang unterschiedlicher Flussabschnitte und Habitattypen wurden eingehend untersucht und miteinander verglichen. Diese Studie stellt die erste halbquantitative Analyse der Fischfauna in der Vjosa dar. Die Ergebnisse zeigen deutliche Abfolgen von Fischartengemeinschaften entlang des untersuchten Flussabschnitts und unterstreichen den Einfluss von Altersstadien oder Laichzeiten auf die Wanderungsmuster mehrerer Arten. Zudem wurden signifikante Unterschiede in der Verbreitung und Größe einzelner Arten zwischen verschiedenen Flusstypen und Mesohabitaten festgestellt.Diese Arbeit stellt einen wichtigen Beitrag für das Verständnis der Bedeutung des Vjosa-Systems für den Schutz endemischer Fischarten auf dem Balkan dar. Durch die Erkenntnisse über die Dynamik und ökologische Bedeutung dieses einzigartigen Flusssystems trägt diese Arbeit wertvolles Wissen für den Schutz und ein nachhaltiges Management bei.Freshwater ecosystems, including the Vjosa, face severe threats such as habitat reduction, fragmentation, exploitation, and pollution, leading to a significant decline in fish species diversity. Preserving these near natural systems is of utmost importance due to their role as critical habitats for endemic species facing the risk of extinction. This study aims to comprehensively analyze the distribution and abundance of fish species within various habitats in the lower part of the Vjosa. Field data was collected using electrofishing techniques, and spatial information was generated using Google Earth. Sample sites located in different river sections and habitats were examined in detail and compared. This study represents the first semi-quantitative analysis of the fish fauna in the Vjosa. The findings reveal a clear succession of distinct fish species associations along the sampled stretch, highlighting the influence of life stages or spawning on migration patterns of several species. Additionally, significant differences in distribution and size were observed between different river types and mesohabitats. This research constitutes a crucial milestone in understanding the significance of the Vjosa system for the conservation of endemic fish species in the Balkans. By shedding light on the dynamics and ecological importance of this unique river ecosystem, this work contributes valuable knowledge for its protection and sustainable management.submitted by Urban HammerschmiedMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Untersuchung des biologischen Abbauverhaltens von mit abbauaktivierenden Additiven veränderten Kunststoffen sowie von Bisphenol A Chemikalien
No full textIn dieser Masterarbeit wurde das anaerobe und aerobe Abbauverhalten von Kunststoffen, denen abbauaktivierende Additive zugesetzt wurden, sowie das aerobe Abbauverhalten von Komposten denen Bisphenol A Chemikalien zugesetzt worden waren untersucht. Konkret sollte herausgefunden werden, wie schnell sich die Kunststoffe abbauen, welche Mikrokunststoffe anfallen und ob die Behandlungsprozessedurch den Zusatz der Kunststoffe verändert werden. In Bezug auf die Behandlung der Bisphenol A Chemikalien sollte untersucht werden, wie sich die Chemikalien auf den Kompostierungsprozess auswirken und welchen Effekt sie auf die Endproduktqualität des Kompostes bzw. auf die Pflanzenverträglichkeit haben. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass es lediglich bei den anaerob behandelten PET Verpackungen zu einen Masseverlust von 6.5% gekommen ist. Bei der Kompostierung der Chemikalien konnte festgestellt werden, dass die Behandlungsprozessedurch die Bisphenol A Chemikalien kaum verändert worden sind, und, dass die Zugabe von Bisphenol A zu keiner Veränderung der Kompostqualität geführt hat. Teile dieser Masterarbeit wurden am 31.08.2023, unter dem Titel “Study on the degradability of plastics with prodegradant additives during anaerobic and aerobic biological waste treatment processes” im “Journal of Material Cycles and Waste Management”publiziert.In this master thesis, the anaerobic and aerobic degradation behavior of plastics to which degradation-activating additives have been added and the aerobic degradation behavior of composts to which bisphenol A chemicals have been added were investigated. Specifically, the aim was to find out how quickly the plastics degrade, which microplastics are produced and whether the treatment processes are changed by the addition of the plastics. With regard to the treatment of bisphenol A chemicals, it shouldbe examined how the chemicals affect the composting process and what effect they have on the end product quality of the compost and on the plant compatibility. The results of the investigation showed that only the anaerobically treated PET packaging lost 6.5% of its mass. During the composting of the chemicals, it was found that the treatment processes were hardly changed by the bisphenol A chemicals, and that theaddition of bisphenol A did not lead to any change in the compost quality. Parts of this master's thesis were published on August 31, 2023, under the title “Study on the degradability of plastics with prodegradant additives during anaerobic and aerobic biological waste treatment processes” in the “Journal of Material Cycles and Waste Management”.verfasst von Luka HöckMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit englischer Zusammenfassun
Enzymatic synthesis of value-added products from lignin
No full textEine vielversprechende Alternative zu fossilen Rohstoffen ist Biomasse. Während Zellulose und Hemizellulose zur Erzeugung hochwertiger Produkte verwendet werden, werden technische Lignine hauptsächlich als Nebenprodukt betrachtet. Lignin stellt jedoch die größte Quelle aromatischer Moleküle in der Natur dar, was es zu einer vielversprechenden Alternative für fossile Aromaten macht. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass der Prozess zur enzymatischen Polymerisation von Ligninsulfonat (LS) die Herstellung höherwertiger Produkte aus Lignin ermöglicht, dieser aber auch noch weiter ausgeweitet und optimiert werden kann. Durch umfangreiche Charakterisierung der Strukturänderungen von LS vor und nach der Polymerisation, konnte ein genauerer Einblick in den Reaktionsmechanismus gegeben werden. Dabei stellte sich heraus, dass nur minimale Änderungen in der Struktur für die enormen Auswirkungen auf die Löslichkeit von polymerisiertem LS verantwortlich sind. Durch enzymatische kovalente Kopplung funktioneller, hydrophober Fluorophenol Moleküle an LS während einer laufenden Polymerisation wurde gezeigt, dass eine beliebige Anpassung der Eigenschaften von Lignin möglich ist. Weiters wurde die Möglichkeit einer Erweiterung dieses Prozesses auf andere technische Lignine, wie z.B. Kraft Lignin (KL), untersucht. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass der spezifische LS Polymerisationsprozess in Kombination mit einer gleichzeitigen Funktionalisierung ein großes Potenzial für eine Ausweitung der Anwendungsmöglichkeiten von technischen Ligninen birgt.Lignocellulosic biomass is a promising feedstock with the potential to replace fossil-based resources. Cellulose and hemicellulose are used for value-added products, while technical lignins are mainly considered as side streams and are currently converted into lower-value products or energy. Anyhow, lignin presents the biggest source of aromatic molecules in nature making it an alternative to fossil-based aromatics. The enzymatic polymerization of lignosulfonate (LS) is demonstrated in this thesis to hold the potential to be extended for broader applications and further optimization. The exact reaction mechanism and structural changes were elucidated by thorough characterization of the LS before and after polymerization. The results revealed that the huge impact on polymerized LS solubility was caused by only minor structural changes. Further, it was shown that covalent coupling of a hydrophobicity mediating fluorophenol molecule onto LS during an ongoing polymerization was possible, allowing for tailoring the properties of LS. Moreover, the suitability of this process for other technical lignins, such as kraft lignin (KL), was proven. With this work, it was shown that enzymatic polymerization of technical lignins and concomitant functionalization hold a big potential for a variety of different applications.submitted by Sebastian MayrDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Biodiversity assessments with machine learning based on forest inventory data
No full textBiodiversitätsverlust gefährdet die Grundlage der Zivilisation. Durch fehlendes Monitoring sind Ausmaß der globalen Biodiversitätskrise und Schwellenwerte für den Kollaps von Ökosystemen weitgehend unbekannt. Hauptgründe hierfür sind große Wissenslücken bei der Auswahl und Aggregation von Indikatoren, und begrenzte Verfügbarkeit von belastbaren Langzeitdaten. Ziel der Dissertation ist es, Biodiversitätsmonitoring in Zentraleuropa mit Hilfe von künstlicher Intelligenz weiterzuentwickeln. Folgende Forschungsfragen werden bearbeitet: (1) Wie zuverlässig ist Biodiversitätsmonitoring in Europa? (2) Wie kann das Verständnis von Indikator-Indikandum-Beziehungen verbessert werden? (3) Wie kann Waldbiodiversität in Mitteleuropa zuverlässig bewertet werden? Machine learning ('R randomForest') liefert neue Einblicke in Indikator-Indikandum-Beziehungen. Die Ergebnisse verdeutlichen, wie Standortscharakteristika des Waldes durch Strukturdiversitätsindikatoren indiziert werden, und heben die Bedeutung der Indikatorenwahl hervor. ´Negative binary generalized models´ und ´Generalized linear models´ unterstreichen, dass die nationalen Monitoringsysteme den Biodiversitätsverlust Europas aktuell nicht erfassen. Daher wird ein neuer Biodiversitätsindex (BCI) auf der Grundlage von Waldinventurdaten und Waldtypisierung getestet. BCI liefert hochauflösende Karten von Ökosystem-, Arten-, und genetischer Vielfalt. Die Vorteile des BCI-Ansatzes sind einfache Übertragbarkeit, Kosteneffizienz, und ein Monitoring im Einklang mit der Biodiversitätskonvention. In einer ersten Fallstudie in Tirol, Zentraleuropa, zeigen Nadelwälder höheres Potential zum langfristigen Erhalt der Biodiversität als Laub- und Mischwälder. BCI kann zur Entscheidungsfindung in der Forstpolitik, zur Prioritätensetzung im Naturschutz, und für Weiterentwicklung nachhaltige Waldbewirtschaftung verwendet werden. Das Monitoring kann dabei helfen, den Verlust der biologischen Vielfalt im Wald auf nationaler Ebene aufzuhalten.Loss of biodiversity threatens the provision of ecosystem services and erodes the foundation of civilization. As biodiversity monitoring is lacking, extent of global biodiversity crises and thresholds for ecological collapses are largely unknown. Main reasons are severe knowledgegaps in indicator choice and aggregation next to limited availability of resilient long-term data. The aim of the doctoral project is to advance forest biodiversity assessments in Central Europe by applying machine learning. Following research questions are targeted: (1) Is actualEuropean biodiversity monitoring reliable? (2) How can understanding of indicator-indicandum relationships be extended? (3) How can forest biodiversity be assessed reliable in Central Europe? Machine learning (´R randomForest´) provides new insights into indicator-indicandum relationships and intercorrelation within indicator sets. The approachdemonstrates the forest stand characteristics indicated by forest structural biodiversity indicators and highlights the importance of indicator choice. Negative binary generalized models and generalized linear models prove that national biodiversity monitoring systems fail to report actual biodiversity loss in Europe. Hence, a novel Biodiversity Composite index (BCI) based on forest inventory and forest typing data is tested. BCI delivers high-resolution spatial maps of ecosystem-, species-, genetic-, and biodiversity. Advantages of the BCI approach are easy transferability, cost-efficiency, forest type rankings and a monitoring system in line withthe Convention on Biological Diversity. In the case study Tyrol, Central Europe, coniferous forest types display higher potential to maintain biodiversity than deciduous and mixed forests. BCI supports decision-making in forest policy, biodiversity conservation (e.g., restoration priorities) and Sustainable Forest Management. Monitoring with BCI can help to halt forest biodiversity loss on the national scale.submitted by Jana-Sophie EtteDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun