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Frage der Woche
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10. Stock: Schweine |
Nach grünen Kühen und leuchtenden Hunden geht es in dieser Woche um konventionellere Tiere – allerdings in unkonventioneller Anordnung: gestapelt.
Aber langsam – reisen wir zunächst einmal durch Zeit und Raum und besuchen Mumbai im Jahr 2025. Mit 26 Millionen Einwohnern ist Mumbai eines der größten urbanen Zentren der Welt. Während viele Pendler im Jahr 2011 noch täglich in überfüllten Vorort-Zügen über Dutzende von Kilometern pendeln, um von ihrem Wohnort zum Arbeitsplatz in der Innenstadt zu gelangen, haben der weltweite Anstieg der Energiepreise und die ständig wachsenden Verkehrsbehinderungen dazu geführt, dass sich die Stadtlandschaft verändert hat: Wohnbezirke mit einem reichhaltigen Freizeitangebot wechseln mit Geschäftsvierteln ab. Alles liegt so dicht beisammen, dass die meisten Menschen zu Fuß oder mit dem E-Bike ihre täglichen Wege zurücklegen können.
Was für die Menschen gilt, gilt auch für die Ver- und Entsorgung. Die großen Mengen an Nahrungsmitteln in die Stadt und den Abfall und die Abwässer hinauszutransportieren, war irgendwann nicht mehr möglich. Die Mumbaier akzeptierten die hohen Preise für Fisch und Gemüse nicht mehr, die zudem durch den langen Transport alt und welk waren.
Heute, im Jahr 2025, bieten Restaurants in der Innenstadt fangfrischen Fisch und Gemüse an, das direkt vor der Zubereitung geerntet wurde – und zwar fünf Stockwerke über dem gedeckten Tisch. Vertikale Bauernhöfe in den Innenstädten lösen nicht nur in Mumbai, sondern auch in anderen Megacities gleichzeitig das Ernährungs- und – wenigstens teilweise – das Abfallproblem. Gemüse und Salat werden platz- und wassersparend in Treibhausstockwerken angebaut. In den unteren Stockwerken leben Nutztiere wie Schweine, Kühe und Hühner. Mikroalgen produzieren hochwertige Futtermittel und Wirkstoffe für Pharmazeutika und Kosmetik. Im Keller können Pilze gezüchtet werden, die kein Licht brauchen.
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| Frage 1 (Klassenstufe 7-11) |
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| Noch ist das Vertical Farming Zukunftsmusik, doch die Befürworter versprechen sich davon eine ganze Reihe von Vorteilen. Aber es gibt auch noch Hürden. |
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| Wählt drei der vier richtigen Aussagen (und keine falsche) zum „Vertical Farming“ aus. |
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1. Durch Vertical Farming könnte der Platzbedarf der Landwirtschaft reduziert werden. Man benötigt weniger Wasser, weniger Pestizide und Medikamente. 2. Vertical Farming bedeutet, dass es keine Massentierhaltung mehr gibt. 3. Mit Vertical Farming muss man weniger Ernteausfälle durch Naturkatastrophen, Dürren oder Überschwemmungen befürchten. 4. Vertical Farming ist von den Jahreszeiten abhängig; es gibt jeweils nur saisonales Gemüse und Obst. 5. Durch Vertical Farming werden natürliche Biotope geschont; freiwerdende Flächen können renaturiert werden. 6. Vertical Farming ermöglicht eine weitgehende Schließung von Stoffkreisläufen; Wasser und Nährstoffe verbleiben zu großen Teilen innerhalb des Systems. 7. Vertical Farming braucht um so weniger Energie, je höher die Farmtürme werden. |
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| Lösung: |
Richtige Antworten: 1,3,5 und 6.
Zu 2: Vertical Farming kann auch Massentierhaltung bedeuten; ein geplantes Projekt in den Niederlanden wurde deshalb nach Bürgerprotesten gestoppt.
Zu 4: Vertical Farming bedeutet eine gleichmäßige Versorgung mit Obst und Gemüse unabhängig von den Jahreszeiten, da Belichtung und Klima geregelt werden können.
Zu 7: Vertical Farming hat wegen der notwendigen Beleuchtung der unteren Stockwerke einen hohen Energiebedarf, der mit steigender Höhe anwächst. Der Energiebedarf und dessen Deckung ist bisher der größte Streitpunkt bei der Diskussion, ob sich die Visionen von Farmhochhäusern verwirklichen lassen.
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| Zusatzfrage (Klassenstufe 8-11) |
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| Ihr habt sicher schon davon gehört, dass die Elemente der sogenannten Seltenen Erden knapp und teuer werden. Weniger bekannt ist, dass auch ein vermeintliches „Allerweltselement“ wie Phosphor zur Neige geht. |
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Wählt im Lückentext die richtigen Antworten aus.
Phosphor hat im Periodensystem die Ordnungszahl |
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13 14 15 |
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| Lösung: |
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15
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| Es kommt in Mineralien vor, z.B. in |
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Apatit Fosterit Langbeinit |
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| Lösung: |
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Apatit
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| Eine weitere wichtige Phosphorquelle ist Vogelkot, sogenannter |
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Como Guano Glutamo, |
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| Lösung: |
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Guano
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der vor allem auf Inseln im Pazifik abgebaut wird.
Auch im Kot von Säugetieren ist Phosphor enthalten, weshalb dieser auch (nach Aufarbeitung) zum Düngen verwendet wird. Phosphor ist für lebende Organismen außerordentlich wichtig; er kommt Knochen und Zähnen vor, in der DNA und im ATP, das im Körper als |
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Energieträger Gerüstsubstanz Sauerstoffüberträger |
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| Lösung: |
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Energieträger
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fungiert. Auch Pflanzen sind auf Phosphor angewiesen, deswegen wird mit Sorge betrachtet, dass die weltweiten Phosphorvorräte zur Neige gehen. Einen Ausweg bietet das sogenannte |
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Data Mining Urban Mining Urban Dancing, |
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| Lösung: |
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Urban Mining
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| bei dem Phosphor aus Reststoffen gewonnen wird, zum Beispiel aus |
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Elektroschrott Lackresten Klärschlammasche
Forscher arbeiten fieberhaft an geeigneten Verfahren; denn um den Phosphor nutzen zu können, müssen zum Beispiel Schwermetalle zuvor entfernt werden, und das erfordert extrem hohe Temperaturen. |
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| Lösung: |
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Klärschlammasche
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| Zusatzfrage (Klassenstufe 9-11) |
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Die Abbildung zeigt ein (stark vereinfachtes) Schema für Nährstoffkreisläufe in einer „Farm im Turm“.
Bildnachweise
Sonnenuntergang: Quelle: Wikipedia, Autor: Henning Ihmels
Hochspannnungsleitung: : Quelle: Wikipedia, Autor: Schmidti
Algenblüte: Quelle: Wikipedia, Autor: Christian Fischer.
Tomate: Quelle: Wikipedia, Autor: David Besa aus Sonoma, USA
Biogasanlage: Quelle: Wikipedia, Autor: Goegeo
Fische: Quelle: Wikipedia, Autor: Melanochromis
Schwein: Quelle: Wikipedia, Autor: Quartl
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Ordnet folgende Antworten den Kästchen A bis E richtig zu:
- nitrathaltiges Wasser
- Licht & Wärme
- phosphor- und stickstoffhaltiger Dünger
- tierische und pflanzliche Reststoffe
- CO2
A: |
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| Lösung: |
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Licht und Wärme
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| B: |
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| Lösung: |
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nitrathaltiges Wasser
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| D: |
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| Lösung: |
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phosphor- und stickstoffhaltiger Dünger
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| E: |
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| Lösung: |
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tierische und pflanzliche Reststoffe
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| Zusatzfrage (Klassenstufe 10-11) |
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Kühe mögen vergleichsweise robust sein, aber Tomaten und Mikroalgen freuen sich über konstante Temperaturen. Um unseren vertikalen Bauernhof zu klimatisieren, könnte man zum Beispiel sogenannte thermische Energiespeicher nutzen.
Man kann mehrere Typen von thermischen Energiespeichern unterscheiden. Die Wärme wird in ganz unterschiedlichen Formen gespeichert, und je nachdem braucht man die richtige Trägersubstanz.
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Ordnet die Speichermedien der jeweiligen Speicherart zu.:
Speichermedien:
1: Paraffin, Chloride, Nitrate
2: Salzhydrate
3: ionische Flüssigkeiten, Nitratschmelzen, Wärmeträgeröle
4:Zeolithe
Speicherart:
A: Sensible Wärmespeicher speichern Wärme, indem eine Flüssigkeit oder ein Feststoff erhitzt wird. Sinkt die Umgebungstemperatur, gibt das Trägermedium die Wärme nach und nach wieder ab. Das ist besonders wichtig zum Beispiel bei solarthermischen Kraftwerken; mit Hilfe von sensiblen Wärmespeichern können sie auch nachts Strom produzieren. |
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| Lösung: |
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ionische Flüssigkeiten, Nitratschmelzen, Wärmeträgeröle
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| B: Latentspeicher/ Phase-change-Speicher verändern bei Erwärmung ihren Aggregatzustand, sie schmelzen, ohne dabei die Temperatur zu verändern. Wenn sie wieder fest werden, geben sie die aufgenommene Wärme wieder ab. Latentspeicher kommen zum Beispiel in modernen Gebäudeklimatisierungen zum Einsatz. |
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| Lösung: |
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Paraffin, Chloride, Nitrate
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| C: Adsorptionsspeicher basieren darauf, dass bei der Adsorption von Molekülen Wärme freigesetzt wird. Es gibt schon Geschirrspüler, die dank Adsorptionstechnologie 25 % weniger Energie verbrauchen! |
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| Lösung: |
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Zeolithe
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| D: Chemische Speicher beruhen auf Reaktionen, die sich leicht rückgängig machen lassen. |
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| Lösung: |
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Salzhydrate
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