Chlorophyll Catabolites – Chemical and Structural Footprints of a Fascinating Biological Phenomenon

Twenty years ago, the molecular basis for the seasonal disappearance of chlorophyll was still enigmatic. In the meantime, our knowledge on chlorophyll breakdown has grown considerably. As outlined here, it has been possible to decipher the basic transformations involved in natural chlorophyll breakdown by identification of chlorophyll catabolites in higher plants, and with the help of the synthesis of (putative) catabolic intermediates. In vascular plants, chlorophyll breakdown typically converts the green plant pigments efficiently into colorless and non-fluorescent tetrapyrroles. It involves colored intermediates only fleetingly and in an (elusive) enzyme-bound form. The non-fluorescent chlorophyll catabolites accumulate in the vacuoles of degreened leaves and are considered the products, primarily, of a detoxification process. However, they are effective antioxidants, and may thus also have physiologically beneficial chemical properties.(© Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 69451 Weinheim, Germany, 2009

Economically optimum heat and electricity supply of an urban development area

Zusammenfassung in englischer SpracheAbweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersEndkunden benötigen Wärme und Strom zur Bereitstellung der verschiedenen Energiedienstleistungen. Üblicherweise werden Wärme und Strom von Energieversorgungsunternehmen zur Verfügung gestellt und über Verteilnetze verteilt, wobei es den Endkunden offen bleibt, welche Energiedienstleistung sie nachfragen. Dabei tritt in den meisten Fällen eine Konkurrenzsituation zwischen unterschiedlichen Technologien auf, die eine bestimmte Energiedienstleistung bereitstellen können. Ziel dieser Arbeit ist es, die Auswirkung verschiedener Parameter und Einflussfaktoren auf die betriebswirtschaftlich optimale Versorgung eines Stadtentwicklungsgebietes mit Wärme und Strom zu untersuchen. Dazu ist ein gemischt-ganzzahliges, lineares Optimierungsmodell erstellt worden, dass auf Basis der Verbrauchsdaten sowie räumlicher Eigenschaften eines Stadtteils den kostenoptimalen Verteilnetzaufbau errechnet. Unter Berücksichtigung der Einnahmen aus dem Energieverkauf, der Energieerzeugungskosten, sowie der Bau- und Betriebskosten der Verteilnetze werden der Graph und die Kapitalwerte für den betriebswirtschaftlich optimalen Netzaufbau ermittelt. Das Modell wird auf das Gebiet Reininghaus der Stadt Graz angewendet, mittels gemessener Verbrauchsdaten konfiguriert und bezüglich verschiedener Szenarien untersucht. Es zeigt sich, dass das Strom- und Erdgasnetz die höchste Rentabilität aufweisen. Der Einsatz von Wärmepumpen hat einen positiven Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der lokalen Energieinfrastruktur, im Gegensatz dazu verringert lokale Energieproduktion den Umsatz aus Energieverkauf und -verteilung. Die Rentabilität der Verteilnetze hängt sehr stark von Einflussfaktoren ab, die sich nicht im Einflussbereich des Versorgungsunternehmens befinden. Die Erdgasversorgung profitiert im Moment sehr stark von den geringen Einkaufspreisen, die Stromversorgung kann durch lokale Energieproduktion stark unter Druck geraten und das Fernwärmenetz kann durch Verringerung der Erzeugungskosten konkurrenzfähiger werden. Weitere Analysemöglichkeiten ergeben sich durch eine detailliertere technische Beschreibung der Verteilnetze und einer Erhöhung der zeitlichen Auflösung.Consumers need heat and electricity for the allocation of different energy services. Energy supply companies usually provide and distribute this heat and electricity, while it depends on the consumers to decide which energy services they ask for. The different technologies, which can provide certain energy services,compete against each other under most circumstances. This work aims at identifying and understanding factors which have an influence on the optimal provision of heat and electricity to an urban development area, from an economical perspective. Therefore, a mixed-integer linear optimization model has been developed which calculates the cost-optimal distribution network structure, based on the energy consumption and the physical characteristics of a district. Under consideration of the revenues from the energy sales, the energy generation costs and the building and operation costs, the model calculates the distribution network development as well as the net present values for an economically optimal supply situation. The model is applied to the region of Reininghaus, which is an area in the austrian city of Graz, and is configured with measured consumption data to evaluate the optimal solution under different scenarios. Regarding the profitability, the electricity and natural gas grids are showing the best prospects. The usage of heat pumps exhibits a positive effect on the profitability of the local energy infrastructure, contrary to local district heating and electricity generation which decreases the turnover of energy sales and distribution. The profitability of the distribution networks largely depends on influence factors out of the utility companies- control. Natural gas distributionis very profitable in the moment due to the low price of natural gas on the market, the electricity supply will be pressured by distributed energy production and the district heating grid could be more competitive if the heat production costs would decrease. For further analysis, the distribution networks can be described in a technically more detailed way and the temporal resolution can be increased.6

Die Bibel der Freiheit

von Fr. Mühlecke

Handlungsspielräume der Regierungen der Entwicklungsländer in der Programmatik der österreichischen Entwicklungszusammenarbeit 1981-2000

Diese Masterarbeit analysiert programmatische Veränderungen in der österreichischen Entwicklungszusammenarbeit (ÖEZA) zwischen 1981 und 2000. Konkret geht es um die Frage, wie sich die Handlungsspielräume der Regierungen der Entwicklungsländer vor dem Hintergrund der geopolitischen, entwicklungstheoretischen und österreichspezifischen Umwälzungen veränderten (vom Nord-Süd-Dialog der Kreisky-Ära zum Weltbank-geführten Geberkonsens). Dafür wurden zunächst programmatische Dokumente (Dreijahresprogramme [3JP] und Berichte) aus 1981/82 und 2000 durch genaue Textanalyse miteinander verglichen. Aus den Ergebnissen wurden Leitfragen abgeleitet, die an alle 3JPs und Berichte gerichtet wurden, die zwischen 1982 und 1999 erschienen sind. Damit konnte nicht nur die Frage beantwortet werden, was sich verändert hatte, sondern auch geklärt werden, auf welche Weise sich die Veränderungen vollzogen hatten. Bei der Kontextualisierung und Erklärung der Ergebnisse wurde das Hauptaugenmerk auf die österreichischen Entwicklungen gerichtet. Dafür wurden Artikel aus den Entwicklungspolitischen Nachrichten (EPN)[1981-1990] und dem SÜDWIND-Magazin [1991-2000] herangezogen. Zusätzlich führte ich drei Experteninterviews. Es stellte sich heraus, dass die Programmatik der ÖEZA im Groben den internationalen Linien folgte. Die programmatischen Handlungsspielräume der Regierungen der Entwicklungsländer schrumpften beträchtlich. Die Auswertung aller 3JP und Berichte förderte allerdings erstaunliche Kontinuitäten und Brüche zu Tage, die mit nationalen politischen und personellen Veränderungen korrespondierten. Diese Veränderungen zeigen, dass kleinstaatliche Akteure auch in einem so stark international geprägten Feld wie jenem der Entwicklungspolitik über Handlungsspielraum verfügten. Ein besonders eindrückliches Beispiel dafür sind jene Autoren, die, der Kreisky-Tradition verpflichtet, bis einschließlich 1986 die Standpunkte des Nord-Süd-Dialogs aufrecht erhielten – und das, obwohl an mächtigen Stellen (Weltbank, OECD-DAC) schon seit Jahren ganz andere Töne angeschlagen worden waren.This master thesis analyses programmatic changes in the Austrian development cooperation (ÖEZA) between 1981 and 2000. It focuses on the room for manoeuvre of the governments of developing countries, which will be examined in the context of geopolitical, theoretical and national changes (from the North-South Dialogue of the Kreisky Era to the World Bank-led donor consensus). The basis of this work is a textual analysis of strategic documents of the ÖEZA. A detailed study of the first and the last documents of the analysis period is followed by a more superficial examination of the documents that were published in between. These two steps allow to determine the direction and the mode of the programmatic shift. When dealing with the results, focus is shifted more to Austrian developments. To this end, newspaper articles (Entwicklungspolitische Nachrichten [1981-1990], SÜDWIND-Magazin [1991-2000]) and records of three expert interviews were used. The thesis shows that the strategic documents of the ÖEZA were roughly following the international trends. The programmatic room for manoeuvre of the governments of developing countries shrinked considerably. However, a closer look unveils surprising ruptures and continuities closely relating to national political and personnel changes. These changes show that small-state actors had room for manoeuvre – even in such an international field as development politics. Astonishing examples are those authors who maintained the positions of the North-South-Dialogue until 1986, a time when powerful institutions like the World Bank and the OECD-DAC had already been pursuing completely different strategies for years

A liquid chromatography-mass spectrometry platform for the analysis of phyllobilins, the major degradation products of chlorophyll in Arabidopsis thaliana

During senescence, chlorophyll is broken down to a set of structurally similar, but distinct linear tetrapyrrolic compounds termed phyllobilins. Structure identification of phyllobilins from over a dozen plant species revealed that modifications at different peripheral positions may cause complex phyllobilin composition in a given species. For example, in Arabidopsis thaliana wild-type, eight different phyllobilins have structurally been characterized to date. Accurate phyllobilin identification and quantification, which classically have been performed by high performance liquid chromatography (HPLC) and UV/vis detection, are, however, hampered because of their similar physiochemical properties and vastly differing abundances in plant extracts. Here we established a rapid method for phyllobilin identification and quantification that couples ultra-HPLC with high-resolution/high-precision tandem mass spectrometry. Using Arabidopsis wild-type and mutant lines that are deficient in specific phyllobilin-modifying reactions, we identified a total of 16 phyllobilins, among them two that have not been described before in Arabidopsis. The single and collision-induced dissociation tandem mass spectrometry data of all 16 Arabidopsis phyllobilins were collected in a mass spectrometry library, which is available to the scientific community. The library allows rapid detection and quantification of phyllobilins within and across Arabidopsis genotypes and we demonstrate its potential use for high-throughput approaches and genome-wide association studies in chlorophyll breakdown. By extending the library with phyllobilin data from other plant species in the future, we aim providing a tool for chlorophyll metabolite analysis as a measure of senescence for practical applications, such as post-harvest quality control