Forschung

Schwerpunkt der Forschung im ZWU ist die Wasserforschung mit einer sehr breit gefächerten Expertise in den Bereichen Gewässerökologie, Trinkwasseraufbereitung und -verteilung (Kontamination, Bewertung, Sanierung), Umwelttoxikologie und -chemie, Wasser- und Siedlungswasserwirtschaft, Hydrologie, Wasserbau sowie Water Governance mit ökonomischen und rechtlichen Kompetenzen. Im Folgenden eine Auswahl an größeren nationalen und internationalen Verbundprojekten, die die inter- und transdisziplinäre Bandbreite der Forschung am ZWU widerspiegeln.

EU COST Action DNAqua-Net und GeDNA – Entwicklung genetischer Methoden zur Erfassung der Biodiversität und des ökologischen Zustands von Gewässern

Die UDE ist weltweit Pionier bei der Entwicklung modernster genetischer Methoden zur Erfassung der biologischen Vielfalt in Gewässern. So koordiniert das ZWU mit DNAqua-Net eine der größten EU COST Actions (European Cooperation in Science and Technology). Ziel von DNAqua-Net und seinen über 500 Mitgliedern aus 49 Ländern ist es, modernste und standardisierte genetische Methoden für die umfassende Erhebung der Biodiversität in Meeren, Flüssen, Seen sowie dem Grundwasser zu entwickeln. Als Schlüsselmolekül dient hierbei die sogenannte „Umwelt-DNA“ (eDNA – environmental DNA), d.h. von den Organismen ins Wasser abgegebene DNA. Mit Hilfe der eDNA können alleine durch die Analyse von Wasser die in dem Habitat lebenden Organismen, ähnlich wie die Täter*innen am Tatort, zuverlässig identifiziert werden. Mit Hilfe der innovativen Methoden soll die Bewertung des ökologischen Zustands im Rahmen regulativer Vorgaben (z.B. Europäische Wasserrahmenrichtlinie) umfassender, präziser und standardisierter erfolgen. Hierfür werden Labor- als auch die Analysemethoden zwischen Laboratorien und Ländern ausgetauscht und optimiert. In zahlreichen Workshops und Trainingsschulen werden Studierende, Wissenschaftler*innen als auch Anwender*innen aus der behördlichen Praxis in den neuen Methoden ausgebildet. Wissenschaftlicher Leiter und Sprecher ist Prof. Florian Leese (Aquatische Ökosystemforschung). Prof. Daniel Hering (Aquatische Ökologie) ist Leiter der Arbeitsgruppe 5, die sich mit der Einbindung der neuen Methoden in bestehende Richtlinien befasst.

Beide Wissenschaftler koordinieren darüber hinaus bis Ende 2022 das vom Umweltbundesamt geförderte Projekt GeDNA, bei dem moderne DNA-basierte Methoden zur Erfassung des ökologischen Zustands von Gewässern mit den klassischen, auf klassischer, mikroskopischer Bestimmung verglichen werden. Neben einer großflächigen Validierung und Plausibilisierung der Methoden geht es um die Frage, wie viel umfassendere Informationen standardisiert und schnell für Erfassung der biologischen Vielfalt und ökologischen Funktionalität von Flüssen erhoben werden können. Neben dem Botanischen Garten und Botanischen Museum Berlin, der Freien Universität Berlin sind zahlreiche Partner*innen, insbesondere aus den Behörden (Bund-/Länderarbeitsgemeinschaft Wasser LAWA, Umweltbundesamt Österreich, Bundesamt für Umwelt Schweiz), beteiligt.

NRW-Forschungskolleg FUTURE WATER – ganzheitlicher Ansatz in Forschung und Qualifizierung des wissenschaftlichen Nachwuchses

Das 2014 eingerichtete und vom ZWU koordinierte Forschungskolleg FUTURE WATER erhält nach erfolgreicher Evaluation und Verlängerung seit Januar 2019 in der zweiten Förderphase weitere rund 2,2 Millionen Euro. Das Verbundprojekt der UDE, der Ruhr-Universität Bochum, der Hochschule Ruhr West, der EBZ Business School und des Instituts für Energie- und Umwelttechnik e.V. ist Teil des Förderprogramms „NRW Forschungskollegs“ des Ministeriums für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen. Ziel des Kollegs ist es, exzellenten wissenschaftlichen Nachwuchs auszubilden und für die Zukunft in Wissenschaft und Praxis vorzubereiten sowie dabei einen Beitrag zur Sicherstellung einer nachhaltigen Wasserwirtschaft zu leisten. Im Fokus der inter- und transdisziplinär ausgerichteten Projekte der zweiten Kohorte von Promovierenden stehen die Reduktion von Schadstoffeinträgen in die aquatische Umwelt über diffuse Quellen sowie die Etablierung einer integrierten Regenwasserbewirtschaftung. Neben der akademischen Qualifikation ist auch die Entwicklung und Stärkung von Sozial- und Führungskompetenzen eine wichtige Komponente des Forschungskollegs. Sprecher ist Prof. Torsten Schmidt (Instrumentelle Analytische Chemie und Vorstandsvorsitzender des ZWU).

UFO – deutsch-ägyptische Kooperation in der Membrantechnologie-Forschung

Im Dezember 2019 endete das im August 2017 gestartete Forschungsprojekt „Optimierung von Ultrafiltrationsmembranen zur Behandlung ölhaltiger Abwässer – (UFO)“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung in Deutschland (BMBF) über den Deutsch-Ägyptischen Forschungsfonds (GERF) gefördert wurde. Das Projekt basierte auf einer in 2012 begonnenen, sehr erfolgreichen und strategischen wissenschaftlichen Zusammenarbeit zwischen dem ZWU und der Fayoum University in Ägypten. An der UDE haben die Arbeitsgruppen von Prof. Mathias Ulbricht (Technische Chemie II) und Prof. Stefan Panglisch (Mechanische Verfahrenstechnik/Wassertechnik) zusammengearbeitet, um Antifouling-Hydrogel-Beschichtungen für Ultrafiltrationsmembranen zu entwickeln und zu testen, um die Antifoulingneigung für den Polierschritt bei der Behandlung von ölverschmutztem Abwasser zu verbessern. In diesem Projekt wurden vielversprechende Ergebnisse erzielt und in einer Reihe von internationalen wissenschaftlichen Publikationen veröffentlicht.