Physics of the urban production of algae in photo-bio reactors for the utilization in vertical farms

Die heutige Lebensmittelindustrie verlangt nach einer großen Menge nicht erneuerbarer Ressourcen wie Rohöl, Erdgas und Phosphatgestein. Um die Ernährungssicherheit der kommenden Generationen zu garantieren ist es notwendig diese Abhängigkeiten zu minimieren. Dabei stellen sich die Fragen, welche Technologien zur Gewinnung von erneuerbaren Energieträgern dafür genutzt werden könnten. Ist es zum Beispiel großtechnisch und ökonomisch möglich Algendünger in Photobioreaktoren zu produzieren und so N und P aus dem Abwasser zu recyceln? Ist es des Weiteren möglich diesen Prozess energieautark zu gestalten um so die Verwendung von nicht erneuerbaren Energieträgern zu vermeiden? Anhand von Beispielen aus der Literatur untersucht diese Arbeit das Potential von Mikroalgen, städtischem Abwasser Nährstoffe zu entziehen um diese wieder in den urbanen Lebensmittelkreislauf zurück zu führen. Eine biophysikalische Beschreibung der Algen- und Hitzeproduktion in Photobioreaktoren an Wiener Hausfassaden dient zur Berechnung des Masse- und Energieflusses. Die Verfaulung der produzierten Biomasse wird vorgeschlagen um deren Düngereffizienz zu steigern und um gleichzeitig CH4 als Energieträger zu gewinnen. Die Ergebnisse des Rechenmoddels werden zur Abschätzung der Kosten für eine Algendüngemittelproduktion in Wien verwendet. Der mögliche Einsatz des Biodüungers in vertikalen Farmen wird diskutiert. In Wien könnten an einer 100m*100m Hausfassade jedes Jahr 271t Mikroalgen wachsen. Die Verbrennung des produzierten Biogases könnte dabei den Heiz- und Strombedarf decken. Da die einzelnen Glieder dieser energieautarken Prozesskette bereits existieren ist diese Art der Biodüngerprodution mit Hilfe von Photobioreaktoren technisch realisierbar. Das Produkt wäre jedoch selbst nach optimistischer Abschätzung neun mal so teuer wie kommerzieller Dünger. Dieses Konzept einer Bioraffinerie birgt jedoch ein enormes Einsparungspotenzial für Rohöl, Erdgas und Phosphorgestein und ist damit der alleinigen Nutzung von Biomasse als Energieträger einen Schritt voraus. Bestätigt wird das durch die Berechnung des Wirkungsgrades für die Umwandlung von Sonneneinstrahlung zu Algenbiomasse für eine direkte Verbrennung: Mit knapp 4% liegt dieser weit unter dem moderner Photovoltaikanlagen für die Stromproduktion.Todays agricultural food production depends on the availability of non-renewable resources like crude oil, natural gas and phosphor rocks. Tomorrow`s food security can only be ensured by reducing this dependency. There are open questions concerning the methods that can be used for the production of renewable sources in order to achieve this goal. Is it technically and economically feasible, for instance, to produce micro-algal fertilizer in photo-bio reactors to recycle N and P from waste water streams? Is this furthermore possible by avoiding the combustion of non-renewable energies to become energy self-sufficient? Relevant examples from literature will be used to investigate the micro-algal potential to extract nutrients from urban waste water streams for the re-injection into the food chain of the population. The production algae and heat will be described in a bio-physical way to calculate the mass- and energy flux in photo-bio reactors, attached to walls of buildings in Vienna. It will be suggested to decompose the generated bio material through anaerobic digestion to increase the N- and P share on one hand and to produce methane as an energy carrier on the other hand. The calculation model will be used to estimate the costs of producing a micro-algal fertilizer in Vienna. Furthermore a possible utilization of the generated fertilizer in vertical farms will be discussed. About 271t micro algae per year could be produced on a 100m*100m wall in Vienna. The combustion of the produced biogas could meet the entire heat- and electrical energy demand of the production process. By demonstrating the technical feasibility of every single part of the energy self-sufficient production chain, the technical feasibility of the whole concept is ensured. The costs of this product, however, would be nine times higher than the costs of commercial fertilizer. The bio-refinery in question still has a great potential when it comes to saving a high amount of non-renewable resources, thus making it an attractive alternative to the exclusive use of biomaterial as an energy carrier. This can be further shown by comparing the sunlight irradiation on a photo-bio reactor with the calorific value of the produced micro algae: This calculation yields an energy conversion efficiency of about 4% which could be surpassed by the electricity production of every available photovoltaic system

Der Wandel der Bevölkerungsstruktur in Österreich: Auswirkungen auf Regionen und Kommunen

"Der Bevölkerungsrückgang, der sich seit vielen Jahren durch anhaltend niedrige Geburtenraten ankündigt, wird in Österreich hauptsächlich als Problem für Pensionssicherung, Gesundheitssystem und Altenbetreuung wahrgenommen. Immer stärker ins Blickfeld geraten aber die Auswirkungen des Geburten- und des damit verbundenen Bevölkerungsrückgangs auf die unmittelbare Lebensumgebung der Menschen in Städten und Gemeinden. Die geringen Geburtenzahlen haben beispielsweise Auswirkungen auf Wohnungsmarkt, Infrastruktur, Finanzen, Arbeitsmarkt und Wirtschaft. Damit verändert der demographische Wandel die finanziellen Ressourcen und die Handlungsspielräume der Kommunen. Die zu erwartenden Auswirkungen im kommunalen Bereich verlangen nach einer offensiven Planung, Koordination und Kooperation in größeren regionalen Zusammenhängen, denn Bevölkerungszuwachs und -rückgang werden innerhalb von Regionen nebeneinander anzutreffen sein." (Autorenreferat

Reshaping Global Change Science for the 21st Century: Young Scientists’ Perspectives

Humanity is facing unprecedented environmental, social, and economic challenges. We ask what the role of the global science community should be in tackling these challenges. Increased awareness of the social context in which science is being produced; acceptance of the importance of controversy; and reflection around normative assumptions underlying research are needed. To help solve humanity’s grand challenges scientists need to move towards a transdisciplinary view of science where knowledge emerges from a collaborative environment and where young scientists are trained to work across disciplinary boundaries and engage with policy communities

Comparison of Glycemic Control between Experienced Users of Flash Glucose Monitoring vs. Flash-Naïve Patients

We conducted a randomized controlled trial to evaluate the efficacy of a newly developed education program for Flash Glucose Monitoring (Flash). Eligible participants were all patients with intensified insulin therapy who either had experience with Flash or no experience. In this observational analysis, we used baseline-date of our study to analyze whether patients who were experienced with Flash (Flash-experienced) achieved better glycemic control than patients who newly received Flash (Flash-naïve). A total of 216 patients were recruited. All patients received Flash at baseline and used it for 2 weeks before being randomized to either receive the education program or using Flash without education. 133 patients who indicated at the beginning of the 2-week period that they have used Flash in the last 6 months were compared to 83 patients who had no prior experience with Flash. HbA1c at the beginning of the 2 weeks was comparable between groups (8.4 ± 1.0 vs. 8.4 ± 0.9; p = .89). At the end of the 2 weeks, Flash-naïve patients achieved lower mean glucose values than Flash-experienced patients (179.6 ± 25.9 vs. 192.3 ± 39.2 mg/dl, p = 0.005). While time spent in hypoglycemia (≤ 70 mg/dl) was not different between the groups (69.3 ± 52.0 vs. 67.9 ± 52.9 min/day, p = .85), Flash-naïve patients had a higher time in range (71-180 mg/dl) (716.5 ± 174.1 vs. 660.2 ± 209.2 min/day, p = .036) and spent less time in hyperglycemia (> 180 mg/dl) (656.0 ± 194.0 vs. 715.0 ± 232.8 min/day, p = .048). Interestingly, Flash-experienced patients had no better glycemic control than patients previously using SMBG. Thus, experienced as well as naïve patients could benefit from the education program. During the 2 weeks, Flash-naïve patients achieved a better glycemic profile than Flash-experienced patients. Bearing in mind the limitations of the observational analysis, this could be due to the introduction of a new technology and a higher motivation in patients newly switched to Flash

Comparison of Satisfaction with Their Glucose Monitoring Device in Patients Using Flash Glucose Monitoring vs. Patients Using SMBG

Flash Glucose Monitoring offers several benefits to patients such as ease of use and no additional finger pricks. However, there are also some limitations that are being discussed such as perceived lack of accuracy and skin irritations. We analyzed different aspects of patients’ satisfaction with Flash Glucose Monitoring (Flash) by comparing Flash users to patients who use SMBG. We used the Glucose Monitoring Satisfaction Survey that consists of 15 items with a scale range of 1 to 5. 133 patients who were using Flash for 7.9 ± 9.5 months were compared with 83 patients who used SMBG. As a measure of between-group effect size, Cohens d was used. In general, Flash users were significantly more satisfied with how things were going with their diabetes (d = 0.31; p = 0.024). SMBG users indicated that measurement takes more time to use (d = 0.67; p < 0.001), makes them worry more (d = 0.32; p = 0.024), is more of a hassle to use (d = 0.45; p = 0.002), and is more painful to use (d = 0.55; p < 0.001) when compared to Flash users. Feeling frustrated with diabetes (d = 0.31; p = 0.027) as well as being depressed (d = 0.40; p = 0.002) were scored lower by Flash users. In addition, Flash users felt less restricted by diabetes (d = 0.52; p < 0.001) and more spontaneous (d = 0.67; p < 0.001). Interestingly, there were no significant differences regarding the rating of accuracy (d = 0.19; p = 0.157), trusting the numbers (d = 0.01; p = 0.934), and skin irritations (d = 0.26; p = 0.053). The comparison demonstrated that there are several perceived benefits associated with using Flash. Ease of use and gaining more flexibility or feeling less restricted were important topics for Flash users. Possible limitations of Flash were not perceived as such by the users

More Patients with Optimal Glycemic Control after Participation in a CSII-Specific Education Program (INPUT)—Results from a Randomized Controlled Study

Despite the technological advances of CSII-therapy, many patients with CSII-therapy do not achieve optimal glycemic control. We developed an education program for CSII-therapy (INPUT) and evaluated its efficacy in a randomized controlled trial with a six-month follow-up. INPUT addresses the specific knowledge and skills to effectively handle CSII-therapy as well as possible psychological barriers. We analyzed whether participation in the INPUT program increased the number of patients with optimal glycemic control (HbA1c < 7.5%). 254 patients with CSII-therapy were randomized to either receive the INPUT education program or treatment-as-usual and assessed at follow-up. All patients were already performing CSII-therapy for 8.7 ± 6.8 years, with a mean diabetes duration of 23.1 ± 12.6 years. HbA1c at baseline was 8.3 ± 0.9%. Optimal glycemic control at baseline was achieved by 13% in the INPUT group and 20% in the control group. Logistic regression with group as independent factor controlling for optimal glycemic control at baseline was performed. Dependent variable was optimal glycemic control at the six-month followup. Group was a significant predictor with INPUT patients having a 2-fold higher chance to achieve optimal glycemic control (OR = 1.98; 95% CI 1.04 – 3.78; p = 0.037) compared to patients in the control group. At follow-up, 27% of the INPUT group had achieved optimal glycemic control while only 18 % in the control group. In this study, patients performed CSII-therapy for almost 10 years without achieving optimal glycemic control. After participation in INPUT, patient more often achieved optimal glycemic control compared to a treatment-as-usual control group. Thus, the INPUT education program was effective in improving glycemic control in patients with long-standing diabetes. Considering the higher costs of CSII-therapy, this beneficial effect of the education program has health-economic implications

Familien in Zahlen 1998: Daten und Grafiken zur Familie in Österreich auf einen Blick

Daten und statistische Informationen zur Familie in Österreich sind in verschiedensten Quellen und Veröffentlichungen zu finden und müssen je nach Fragestellung oft mühsam zusammengetragen werden. Dieses Zusammenstellung faßt auf einen Blick wichtige ausgewählte familienrelevante Daten für Österreich zusammen. Hier finden Personen, die in welcher Weise auch immer mit Familie zu tun haben, Tabellen und Graphiken, Querschnitt- und Längsschnittdaten ebenso wie Definitionen der gebräuchlichsten Begriffe übersichtlich zusammengestellt. Dem Leser soll es mit dieser zusammenfassenden Informationsquelle auch möglich sein, die Entwicklungen und Veränderungen auf diesem Gebiet in der jüngsten Vergangenheit nachzuvollziehen. Die Datenquellen sind bei den jeweiligen Tabellen angegeben, um die Herkunft der Angaben transparent zu machen. Lesebeispiele bei vielen Tabellen sollen dem Leser die Interpretation der oft „trockenen“ Zahlen erleichtern. Den Benützern soll mit diesem Heft ein nützliches und übersichtliches Nachschlagewerk mit den wesentlichsten familienwissenschaftlichen Daten und Informationen geboten werden. Dabei darf allerdings der Hinweis nicht fehlen, daß durch statistisches Zählen, Wägen und Messen nur der quantitative Teil der familialen Wirklichkeit erfaßt wird. Der qualitative Bereich der familialen Wirklichkeit wie, z. B. die Beziehungsintensität, die Kommunikation, der Umgang der Generationen untereinander u.v.m., wird damit nicht beschrieben. Über Rückmeldungen der Benützerinnen und Benützer dieses Working Papers würden wir uns freuen, damit wir es hinkünftig den Anforderungen gemäß verbessern bzw. erweitern können. Die Zusammenstellung ist nach folgenden Kriterien gegliedert: Bevölkerung, Daten zur Geburt, Familientypen, Eheschließung - Ehescheidung, Karenz und Kinderbetreuung, Haushalte, Erwerb, Familienlastenausgleichsfonds, Familien- und Fertilitäts-Survey (FFS) sowie statistische Maßzahlen und Betrachtungsebenen. Im Detail beinhaltet diese Zusammenstellung 42 Tabellen und Grafiken zu folgenden Themen: Bevölkerung Österreichs; Bevölkerung Österreichs in 5-Jahres-Kohorten; Bevölkerung 1991 nach Geschlecht, Familienstand und Alterskohorten; Lebendgeborene in Österreich; Natürliche Bevölkerungsbewegungen; Geburtenfolge bis 1985-1996 (Lebendgeborene); Legitimität der Geborenen; Uneheliche Geburten und Unehelichenquote; Geburtenraten; Durchschnittliches Fertilitätsalter und Alter bei erster Geburt; Lebenserwartung bei der Geburt; Familien nach Familientypen; Familien nach Alter der Kinder; Familien nach Familientyp und Bundesland; Frauen in ehelichen und nichtehelichen Lebensgemeinschaften; Familientypen mit Kindern; Anteil der Kinder nach der Lebensform der Eltern; Familien mit Kindern unter 15 Jahren; Anzahl der Kinder aus Kinder- bzw. Haushaltsperspektive; Eheschließungen und Ehescheidungen in Österreich; Anteil der Erstehen an allen Eheschliessungen; Eheschliessungsdaten; Ehedauer, Scheidungsrate, Zahl der betroffenen Kinder, Ehen nach Bundesländern; Gesamtscheidungsrate Österreichs; Karenzgeldbezieherinnen; Kinderkrippen, -gärten und Horte in Österreich 1996/97; Kinderkrippen und Kindergärten; Erhalter der Kindertagesheime (Krippen, Kindergärten, Horte); Betriebszeiten der Kindergärten; Anwesenheitsdauer der Kinder in Kinderkrippen und -gärten; Kinder nach Erwerbstätigkeit der Mutter; Kinder von Alleinerziehenden; Haushalte nach Personenanzahl; Privathaushalte nach Bundesländern; Erwerbsquote; Arbeitslosenquote; Aufwendungen des Familienlastenausgleichsfonds; Einnahmen des Familienlastenausgleichsfonds; Entwicklung der ersten nichtehelichen Lebensgemeinschaft; Erwerbseintritt der Frauen nach Geburt des ersten Kindes. Zum besseren Verständnis sind die einzelnen Tabellen beziehungsweise Grafiken mit Lesebeispielen sowie allgemeinen Begriffserklärungen versehen

Kosten der Kinderbetreuung: Höhe und Struktur der Ausgaben der Träger

Inhalt: 1 Einleitung; 2 Methodische Vorgehensweise; 2.1 Einbezogene Kosten; 2.2 Vorgehensweise bei der institutionellen Kinderbetreuung; 2.3 Vorgehensweise bei der Tageselternbetreuung; 3 Kosten der Betreuung; 3.1 Krippen; 3.2 Kindergärten; 3.3 Horte; 3.4 Tageseltern. Zusammenfassung

Wie zufrieden sind Menschen mit Diabetes mit Flash Glucose Monitoring im Vergleich zur Blutzuckermessung?

Fragestellung: Bisher gibt es nur wenige Untersuchungen von patientenbezogenen Outcomes bzgl. des Vergleichs von Flash-Glucose-Monitoring (FlashGM) mit der konventionellen Blutzuckermessung (SMBG). In dieser Studie wurden erfahrene Nutzer von FlashGM mit Teilnehmern verglichen, die bisher SMBG durchführten. Methodik: Es wurden 133 FlashGM-Nutzer (Nutzung seit 7,9 ± 9,5 Monaten) mit 83 SMBG-Nutzern verglichen. Die Zufriedenheit mit der jeweiligen Glukosemonitoringmethode wurde mit dem Glucose Monitoring Satisfaction Survey (GMSS) gemessen. Aus den 15 GMSS-Items kann ein Gesamtscore für die Zufriedenheit gebildet werden, sowie 4 Subskalen (Offenheit, Verhaltensbarrieren, emotionale Barrieren und Vertrauen in die Messmethode). Ergebnisse: FlashGM-Nutzer waren signifikant jünger als SMBG-Nutzer (44,3 ± 13,5 vs. 48,3 ± 14,1 Jahre; p = 0,044) und insgesamt zufriedener mit ihrer Glukosemonitoringmethode (3,9 vs. 3,5; Δ= 0,4; 95%-KI 0,2 bis 0,6; p < 0,01) als SMBG-Nutzer. Auch in den Subskalen beschrieben FlashGM-Nutzer eine positivere Einschätzung als SMBG-Nutzer (Offenheit 3,7 vs. 3,2; Δ= 0,5; 95%-KI 0,3 bis 0,7; p < 0,001; emotionale Barrieren 2,1 vs. 2,4; Δ=-0,3; -0,1 bis -0,5; p = 0,013; und Verhaltensbarrieren 1,9 vs. 2,5 Δ=-0,6; -0,3 bis -0,8, p < 0,01). In Bezug auf das Vertrauen in die Zuverlässigkeit der jeweiligen Methode unterscheiden sich die beiden Gruppen nicht (4,0 vs. 3,9; Δ= 0,1; -0,1 bis 0,3; p = 0,372). Schlussfolgerungen: Die Nutzung von FlashGM ist gegenüber der SMBG-Methode mit wahrgenommenen Vorteilen assoziiert, die sich auf eine größere Spontaneität, geringerer Besorgnis und geringerer Belastung durch FlashGM beziehen. Interessanterweise hatten beide Gruppen ein vergleichbares Zutrauen in die Zuverlässigkeit der Messergebnisse. Allerdings sollte man bei der Interpretation berücksichtigen, dass sich auch die SMBG Nutzer für die Nutzung von FlashGM interessierten

Wie häufig nutzen Patienten mit einer Insulinpumpentherapie (CSII) die Features Ihrer Insulinpumpe?

Fragestellung: Die Insulinpumpentherapie (CSII) bietet mehrere Zusatzoptionen, um die Blutglukose im Alltag besser steuern zu können. Hierzu zählen eine temporäre Basalrate, unterschiedliche Basalratenprofile und Bolusoptionen sowie die Nutzung von Boluskalkulatoren, Softwareprogrammen zur Analyse von Glukosedaten und eine kontinuierliche Glukosemessung. In dieser Studie wurde untersucht wie häufig langjährige CSII-Träger solche Zusatzoptionen im Alltag nutzen. Methodik: Die Stichprobe umfasst 278 Typ-1-Diabetiker (Teilnehmer der INPUT-Studie) mit CSII-Therapie (Alter 43,7±14,3 Jahre; 59,9 % weiblich; DD 23,0 ±12,4 Jahre; HbA1c 8,4±0,9% bzw. 68±9,8 mmol/mol; Dauer CSII-Therapie 9,6±7,4 Jahre). Die Häufigkeit der Nutzung von Zusatz-Features für die CSII-Therapie wurde mittels Fragebogen erhoben. Ergebnisse: 67,9% der INPUT-Studienteilnehmer geben an, regelmäßig (d.h. mehrmals pro Woche oder täglich) einen Boluskalkulator zu benutzen. Verschiedenen Bolusoptionen werden regelmäßig von 38,4% genutzt, temporäre Basalraten von 31% der Befragten. Unterschiedliche Basalratenprofile werden dagegen nur von 8,5% der CSII-Träger regelmäßig eingesetzt. Nur wenige der Befragten nutzen eine kontinuierliche Glukosemessung (6,8%) oder die technische Möglichkeit Glukosedaten auszulesen und zu analysieren (5,6%). In einer schrittweisen Regressionsanalyse war jedoch die Häufigkeit der software-gestützten Analyse von Glukosedaten mit einem signifikante niedrigeren HbA1c (ß=-0,15, p=0,012) assoziiert. Schlussfolgerung: Obwohl die CSII-Therapie die aufwändigste Form der Insulintherapie darstellt, bleibt die glykämische Kontrolle häufig suboptimal. Die technischen Möglichkeiten einer Insulinpumpentherapie - mit Ausnahme der Nutzung von Boluskalkulatoren - werden von der Mehrzahl der langjährigen CSII-Träger nicht regelmäßig genutzt. Es sollte daher geprüft werden, ob mit Hilfe von speziellen Schulungsmaßnahmen zur Insulinpumpentherapie eine bessere Nutzung der technischen Möglichkeiten dieser Therapieform und damit einhergehend auch eine bessere Therapieeffizienz erreicht werden kann