Оценка динамики состояния растений-биоиндикаторов атмосферного загрязнения на основе данных дистанционного зондирования Земли

Рассмотрены вопросы использования данных дистанционного зондирования Земли из космоса для оценки воздействия химического загрязнения атмосферы на состояние сосны сибирской кедровой. Исследования проведены в зоне влияния факелов для сжигания попутного газа на территории Приобского нефтяного месторождения. Оценка состояния растений-биоиндикаторов производилась с использованием вегетационных индексов NDVI и ARVI, рассчитанных по космическим снимкам со спутника Landsat. Для обработки и анализа данных использован инструментарий, предоставляемый программным пакетом ERDAS Imagine и геоинформационной системой ArcGIS. Показано, что негативные изменения в состоянии растений-биоиндикаторов, нарастающие по мере приближения к факелам и выявленные методами биоиндикации, обнаруживаются на космических снимках среднего пространственного разрешения (30 м)

Sandbox:Creating and analysing synthetic sediment sections with R

Past environmental information is typically inferred from proxy data contained in accretionary sediments. The validity of proxy data and analysis workflows are usually assumed implicitly, with systematic tests and uncertainty estimates restricted to modern analogue studies or reduced-complexity case studies. However, a more generic and consistent approach to exploring the validity and variability of proxy functions would be to translate a sediment section into a model scenario: a “virtual twin”. Here, we introduce a conceptual framework and numerical tool set that allows the definition and analysis of synthetic sediment sections. The R package sandbox describes arbitrary stratigraphically consistent deposits by depth-dependent rules and grain-specific parameters, allowing full scalability and flexibility. Virtual samples can be taken, resulting in discrete grain mixtures with defined parameters. These samples can be virtually prepared and analysed, for example, to test hypotheses. We illustrate the concept of sandbox, explain how a sediment section can be mapped into the model and explore geochronological research questions related to the effects of sample geometry and grain-size-specific age inheritance. We summarise further application scenarios of the model framework, relevant for but not restricted to the broader geochronological community.CREDit - Chronological REference Datasets and Sites (CREDit) towards improved accuracy and precision in luminescence-based chronologie

Optimization of Access Control Policies

Organizations undertake complex and costly projects to model high-quality Access Control Policies (ACPs). Once built, these policies must be maintained and managed in an ongoing process to keep their quality high. Insufficient maintenance leads to inaccurate authorization decisions and increases the policies’ administrative effort and susceptibility to errors. While the initial modeling of ACPs has received significant research interest, their optimization is not yet covered as broadly. This work provides a theoretical foundation for ACP quality and its optimization. Furthermore, it analyzes how existing research addresses optimization of ACPs with regard to six crucial optimization dimensions. It presents a structured literature survey tracing these optimization dimensions, the contributed research artifact and data requirements. Building on this literature catalogue, this work elaborates on inaccuracies for user permission assignments, data availability, minimal perturbation and recommendation-based optimization

Smart antimicrobial efficacy employing pH-sensitive ZnO-doped diamond-like carbon coatings

One of the main challenges in endoprosthesis surgeries are implant-associated infections and aseptic-loosenings, caused by wear debris. To combat these problems, the requirements to surfaces of endoprostheses are wear-resistance, low cytotoxicity and antimicrobial efficacy. We here present antimicrobial coatings with a smart, adaptive release of metal ions in case of infection, based on ZnO-nanoparticles embedded in diamond-like carbon (DLC). The Zn2+ ion release of these coatings in aqueous environments reacts and adapts smartly on inflammations accompanied by acidosis. Moreover, we show that this increased ion release comes along with an increased toxicity to fibroblastic cells (L929) and bacteria (Staphylococcus aureus subsp. aureus, resistant to methicillin and oxacillin. (ATCC 43300, MRSA) and Staphylococcus epidermidis (ATCC 35984, S. epidermidis). Interestingly, the antimicrobial effect and the cytotoxicity of the coatings increase with a reduction of the pH value from 7.4 to 6.4, but not further to pH 5.4

CGG Repeat-Induced FMR1 Silencing Depends on the Expansion Size in Human iPSCs and Neurons Carrying Unmethylated Full Mutations

In fragile X syndrome (FXS), CGG repeat expansion greater than 200 triplets is believed to trigger FMR1 gene silencing and disease etiology. However, FXS siblings have been identified with more than 200 CGGs, termed unmethylated full mutation (UFM) carriers, without gene silencing and disease symptoms. Here, we show that hypomethylation of the FMR1 promoter is maintained in induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from two UFM individuals. However, a subset of iPSC clones with large CGG expansions carries silenced FMR1. Furthermore, we demonstrate de novo silencing upon expansion of the CGG repeat size. FMR1 does not undergo silencing during neuronal differentiation of UFM iPSCs, and expression of large unmethylated CGG repeats has phenotypic consequences resulting in neurodegenerative features. Our data suggest that UFM individuals do not lack the cell-intrinsic ability to silence FMR1 and that inter-individual variability in the CGG repeat size required for silencing exists in the FXS population

Investigation of the β-pinene photooxidation by OH in the atmosphere simulation chamber SAPHIR

Beside isoprene, monoterpenes are the non-methane volatile organic compounds (VOC) with the highest global emission rates. Due to their high reactivity towards OH, monoterpenes can dominate the radical chemistry of the atmosphere in forested areas. In the present study the photochemical degradation mechanism of β-pinene was investigated in the Jülich atmosphere simulation chamber SAPHIR. The focus of this study is on the OH budget in the degradation process. Therefore the SAPHIR chamber was equipped with instrumentation to measure radicals (OH, HO2, RO2), the total OH reactivity, important OH precursors (O3, HONO, HCHO), the parent VOC beta-pinene, its main oxidation products, acetone and nopinone, and photolysis frequencies. All experiments were carried out under low NOx conditions (≤ 2 ppb) and at atmospheric beta-pinene concentrations (≤ 5 ppb) with and without addition of ozone. For the investigation of the OH budget, the OH production and destruction rates were calculated from measured quantities. Within the limits of accuracy of the instruments, the OH budget was balanced in all β-pinene oxidation experiments. However, even though the OH budget was closed, simulation results from the Master Chemical Mechanism 3.2 showed that the OH production and destruction rates were underestimated by the model. The measured OH and HO2 concentrations were underestimated by up to a factor of two whereas the total OH reactivity was slightly overestimated because of the poor reproduction of the measured nopinone by the model by up to a factor of three. A new, theory-derived first-generation product distribution by Vereecken and Peeters was able to reproduce the measured nopinone time series and the total OH reactivity. Nevertheless the measured OH and HO2 concentrations remained underestimated by the numerical simulations. These observations together with the fact that the measured OH budget was closed suggest the existence of unaccounted sources of HO2

Technikfolgenabschätzung von soziotechnischen Zukünften

Problemstellung: Technikvisionen, Zukunftsszenarien, Entwicklungsleitbilder repräsentieren Imaginationen zukünftiger Zustände, die in Technikentwicklungs- und Innovationsprozessen funktionale Rollen spielen – z.B. als Mittel der Aufmerksamkeitserzeugung, Kommunikation, Koordination oder der strategischen Beeinflussung. Seit einigen Jahren lässt sich eine wachsende Aufmerksamkeit für solche Zukunftsbilder in Politik, Wirtschaft, Forschung und Zivilgesellschaft feststellen. Das lässt die Technikfolgenabschätzung (TA) als Beobachter der Prozesse und als Berater über die Folgen von Technik und Innovation nicht unberührt. TA sieht sich zunehmender Nachfrage gegenüber, in der Gegenwart zirkulierende Zukunftsvorstellungen zu beurteilen und durch Szenarien oder Foresight mitzugestalten. Stärker denn je stellt sich deshalb für die TA die Frage, welche Aussagen sie auf Grundlage dieser Zukunftsvorstellungen treffen kann und wie sie ihr erworbenes Wissen in ihren Beratungspraktiken umsetzen kann. Für die TA relevant sind diese Vorstellungen nicht als Prognosen, sondern in ihrer Bedeutung und Wirkung in der Gegenwart, die es zu verstehen und zu beurteilen gilt. Inhalt: Dieses Diskussionspapier skizziert, wie die TA die gegenwärtigen Bedeutungen und Wirkungen von Zukunftsvorstellungen in Technikentwicklungs- und Innovationsprozessen begreifen und analysieren kann. Alle Formen technologiebezogener Zukunftsvorstellungen werden im Papier unter dem Arbeitsbegriff „soziotechnische Zukünfte“ zusammengefasst. Als soziotechnische Zukünfte werden sie bezeichnet, da technische Entwicklungen in ihnen immer in Beziehung zu sozialen Veränderungen gesetzt werden. Ausgeführt wird, (1) warum die TA soziotechnische Zukünfte analysieren soll, (2) wie sie diese Analysen ausrichten kann, um erfassen zu können, welche gesellschaftlichen Zustände (z.B. Machtverhältnisse) in den Zukunftsimaginationen ihren Ausdruck finden und wie diese in Prozessen der Technikentwicklung, Kommunikation, Entscheidungsfindung etc. wirkmächtig werden und wirken. Das Papier fragt (3) danach, welche selbstreflexive Verortung und ggf. Neuausrichtung der TA-Praxis durch ihre verstärkte Befassung mit der Bewertung und auch der Mitgestaltung soziotechnischer Zukünfte erforderlich wird. Diese wird gerade im Zuge zunehmender Aufmerksamkeit in Politik und Öffentlichkeit auf zeitlich sowie räumlich weitreichende Zukunftsbilder gefordert. Adressat dieses Papiers ist die TA-Community im weiteren Sinne. Das Ziel des Diskussionspapiers ist es, Kolleginnen und Kollegen für das Thema und seine Problematik zu sensibilisieren, Diskussionen zu fundieren und theoretisch-methodische Anregungen für eine angemessene Befassung mit Zukunftsvorstellungen für Technikfolgenforschung und -beratung zu geben. Hervorgegangen ist das Diskussionspapier aus dem Workshop „Die Gegenwart technischer Zukünfte – Theoretische und methodische Herausforderungen der Technikfolgenabschätzung“ (März 2016, Karlsruhe), an dem alle Autorinnen und Autoren des Papiers mitgewirkt haben. Die Befunde dieses Diskussionspapiers sind Zwischenergebnisse, die weitere Diskussionen initiieren und orientieren sollen