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Umwelt + Klimawandel

Exzellent gelöst

Siegerprojekte des BundesUmweltWettbewerbs 2016/2017 im Porträt

Einfach Spitze: die Siegerinnen und Sieger des BUW 2016/2017 bei der Ehrung am 16. September

Der alljährlich stattfindende BundesUmweltWettbewerb (BUW) brachte auch in der nun abgeschlossenen Runde 2016/2017 wieder beeindruckende Arbeiten hervor, in denen sich Nachwuchsforscher aus vielen Bundesländern den Themen Umweltschutz und Nachhaltigkeit gewidmet haben. Wir stellen die Haupt- und Sonderpreisträger mit ihren Projekten vor, die die Juroren mit spannenden Ansätzen und fundierter Forschungsarbeit überzeugen konnten

Hauptpreise BUW I (10–16 Jahre)

Wie kann mehr Recyclingpapier im Schulalltag verwendet werden?

Clara Deifel und Sophia Häußler; Otto-Hahn-Gymnasium, Ostfildern, und Schönbuch-Gymnasium, Holzgerlingen, Baden-Württemberg

Mit dieser umweltbezogenen Fragestellung bearbeiteten die beiden Gymnasiastinnen ein immer noch aktuelles Thema des Umweltschutzes und Klimawandels. Durch Befragungen an ihrer Schule erfassten sie wertneutral die quantitative Nutzung von Recyclingpapier, ergründeten sorgfältig die Einstellungen der Mitschüler zur Verwendung dieser Ressource, um daraus entsprechende Handlungsschritte für die Wissensbildung und Verhaltensänderung abzuleiten und auch strategisch umzusetzen. Dieses gelingt ihnen mit einem klug durchdachten und einfach zu beantwortenden, selbst entwickelten Fragebogen, der zudem Vorurteile und Wissenslücken deutlich macht. Ihre Erkenntnisse bildeten dann die Basis für eine gezielte und fundierte, aber zugleich an keiner Stelle missionierenden Aufklärung. Weiterhin fokussierten sich die Schülerinnen darauf, wie vertrauenswürdig Nachhaltigkeitssiegel, mit denen Papiere ausgezeichnet werden, tatsächlich sind und entwickelten einen Katalog mit bestimmten Prüfkriterien.

Maisspindeln als nachhaltiger Rohstoff

Anna Lucia Ackermann und Alexander Kuhn; Gymnasium Brandis, Sachsen

Die Maisernte zielt in erster Linie auf den Gewinn von Maiskörnern ab, während der Pflanzenrest, zu dem auch die Maisspindeln als körnerlose Kolben gehören, meist auf den Feldern bleibt oder zur Energiegewinnung in Biogasanlagen genutzt wird. Dass sich Maisspindeln auch als organischer Dämmstoff eignen, erkannten Anna Lucia und Alexander. Die Gymnasiasten sehen vor allem Vorteile im vollständigen Recycling dieses ökologischen Baumaterials, das bei herkömmlichen Dämmstoffen oft problematisch ist. Des Weiteren hindert die Nutzung der Maisspindeln den als Schädling geltenden Maiszünsler an der großflächigen Ausbreitung.

Wandel im Ötztal – wie reagieren die Menschen auf den Klimawandel?

Stefanie Bachstein, Hanna Bauer, Majella Bauer, Moana Conan, Anna Distler, Anica Frank, Annika Hennig, Maurice Högl, Lea Kreisel, Alena Kutschera, Ryan Müller, Vanessa Peller, Marit Pickl, Darya Sarraf, Alice Scheck, Samuel Schmidt, Bastian Vorrath, Julia Wagner und Janina Zöllner; Ritter-Wirnt-Schule, Realschule Gräfenberg, Bayern

Die 19 Schüler der neunten Jahrgangsstufe bearbeiteten im Rahmen einer Projektwoche die Frage, wie sich der Lebensraum im Ötztal in den vergangenen 150 Jahren aufgrund des Klimawandels verändert hat und wie sich die Menschen dort den veränderten Bedingungen angepasst haben. Für ihr Projekt sind sie zum Gletscher Hintereisferner auf 2400 Höhenmeter gestiegen, haben dort gemessen sowie die Moräne und die Vegetation untersucht. Die Forschungsergebnisse haben die Schüler anschließend in fünf Animationsfilme umgesetzt, die anschaulich über die Veränderungen der Lebensbedingungen der Einheimischen sowie über das Thema Klimawandel informieren. Die Filme können in der Tourismuswerbung für das Ötztal eingesetzt werden und sind somit keineswegs nur als reiner didaktischer Selbstzweck für eine Schule anzusehen.

Sonderpreise BUW I (10–16 Jahre)

Warum und wie müssen Gipskartonplatten ersetzt werden? – Green Building mit FMC

Felix Geiß, Timo Krelle, Raphael Kunert, Tyrees Retzlaff und Max Vaupel, Bayern

Ausgangspunkt der fünf Regensburger Gymnasiasten war die Erkenntnis, dass Gipskartonplatten in der Entsorgung als Sondermüll behandelt werden müssen und erheblich zur Umweltbelastung beitragen. Im Rahmen der First Lego League hat sich das fünfköpfige Team der Freaky Minds diesem Problem in hervorragender Weise gestellt. In einer übersichtlich strukturierten Projektarbeit und in verständlicher Form und Sprache haben die fünf Schüler die komplexen Inhalte des Recycelns und einen entsprechenden Ersatz von Gipskartonplatten mit professionellem Anspruch dargestellt. Mit einer klaren Zielsetzung haben sie sich an die Arbeit gemacht und sind überraschend schnell zu einer Lösung gekommen. Ihr Produkt – der sogenannte Freaky-Minds-Verbundwerkstoff oder auch „Freaky Minds Composite“ (FMC) – ist eine Verbindung aus Wabenpappkarton und Lehmplatten. Der Werkstoff ist technisch und mechanisch der Gipskartonplatte ebenbürtig, im Vergleich zu dieser jedoch vollständig recycelbar. Der hohe Wert dieser Entwicklung wird bereits durch Expertengutachten bestätigt.

Der Riesen-Bärenklau – schön, aber ein ökologisches Problem

Mereth Kleikamp und Sarah Ruf; Annette-von-Droste-Hülshoff-Gymnasium, Rottweil, in Kooperation mit dem Schülerforschungszentrum Südwürttemberg, Tuttlingen, Baden-Württemberg

Als Zar Alexander I. im Jahr 1815 dem Fürsten Metternich ein Geschenk in Form einer Vase mit Samen des Riesen-Bärenklaus übergab, wusste zu dieser Zeit noch niemand etwas über das Potenzial einer großflächigen Ausbreitung dieser Pflanzenart. Seitdem verbreitet sich der Neophyt in Europa, verdrängt einheimische Pflanzenarten, bewirkt im Grünland Ertragsverluste, verstärkt an Gewässer­ufern Erosion und ist gefährlich für Menschen und Tiere. Mereth Kleikamp und Sarah Ruf untersuchen seit nunmehr zwei Jahren in ihrem Projekt unterschiedliche Methoden, um das Wachstum dieser Art auf natürliche Weise einzudämmen und an der weiteren Ausbreitung zu hindern. Ihr Projekt wurde im vergangenen Jahr beim BUW bereits mit einem Anerkennungspreis ausgezeichnet. In ihrem weiterentwickelten Projekt haben sie nun Versuche mit zusätzlichen und verschiedenen Abdeckmethoden, Lichtmessungsversuchen, Konkurrenzversuchen mit Eiben und Gräsern ergänzt und um eine Kartierung dieser invasiven Art in ihrem Landkreis erweitert. Die Gymnasiastinnen empfehlen je nach Vorkommen der Pflanze verschiedene Handlungsmaßnahmen und stellten ihre Ergebnisse bereits erfolgreich auf mehreren Veranstaltungen der Öffentlichkeit vor.

Be(e) involved – Ein Projekt zur Erhaltung der Bienenvielfalt in unserer Umgebung unter Einbezug der örtlichen Gesellschaft

Katharina Gravenhorst, Livia Hörnschemeyer, Jannes Löwen, Justus Morich, Paul Ollermann und Jamila-Lia Fey Usselmann; Gymnasium „In der Wüste“, Osnabrück, Niedersachsen

Die sechs Gymnasiasten nehmen sich in ihrem Projekt der Bedeutung und des Erhalts bestäubender Insekten an. Durch angelegte Wiesen auf möglichst öffentlichen und freien Flächen der Stadt Osnabrück wollen die Nachwuchsforscher erreichen, dass Osnabrück zukünftig bienenfreundlicher wird. Ihnen ist es gelungen, Flächen mit ausgewählten Wildblumen anzulegen, die bevorzugt von Bienen angeflogen werden. Sie haben es auch geschafft, die Bewohner des Osnabrücker Stadtteils Wüste aktiv in ihr lokales Bienenschutzkonzept einzubinden. Dabei soll etwa die Gewinnung von Personen zur Übernahme eines Wiesenpaten-Amtes dazu führen, dass dem Bienensterben effektiv entgegengewirkt werden kann. Die zur Umsetzung ihres Konzeptes nötigen Recherchen zur Erhaltung der Insekten in ihrer Projektarbeit waren dabei sehr umfangreich und wurden durch den Einfluss vielfältiger Projektpartner inspiriert und immer wieder angepasst.

Der künstliche Tod

Vesna Dittmer, Stella-Marie Groß, Marlene Michaelis; Green Screen Festival e.V., Eckernförde, Schleswig-Holstein

Bedauerlicherweise trägt Plastik mit immer noch steigender Tendenz massiv zur Umweltverschmutzung und vor allem zur Verschmutzung der Gewässer bei. Aus diesem Grund haben die drei schleswig-holsteinischen Schülerinnen einen Aufenthalt im Green Screen-Naturfilmcamp in Tönning genutzt, um sich intensiv über das Thema Plastik im Meer mit Herkunft, Verbleib und dessen schädlichen Auswirkungen zu informieren. Die Zusammenhänge wollten sie dann in einem selbsterstellten 20-minütigen Film dokumentieren und anschaulich darstellen. Sie sammelten Informationen, befragten gezielt Experten, machten sich vor Ort selbst ein Bild von der Lage und sie führten Interviews mit Fachleuten. Der entstandene Film ist sehr eindrucksvoll und soll dem Betrachter das Problem des Plastikmülls im Meer drastisch vor Augen führen, ansatzweise aber auch Lösungen anbieten.

„Dreckigster See Deutschlands“ oder „gute Wasserqualität“? Untersuchungen zu Indikatorbakterien

Katharina Thome und Marcus Thome; Maria-Sibylla-Merian-Gymnasium, Krefeld, und Marienschule der Ursulinen, Krefeld, Nordrhein-Westfalen

Die Geschwister Katharina und Marcus arbeiten schon seit 2013 mit Bakterienversuchen am Elf-

rather Badesee. Anlass für ihre Arbeiten waren zwei unterschiedliche Einstufungen „ihres“ Sees: Vom ADAC wurde der See 2013 als „dreckigster See Deutschlands“, vom Landesumweltamt jedoch zeitgleich mit der Note „gut“ bewertet. Daraufhin machten sie zahlreiche Untersuchungen mit Bakterien sowohl in Wasser- als auch in Bodenproben, beobachteten die Frequentierung durch Menschen, untersuchten die Zahl an Bakterien im See nach starken Regenfällen und setzten sich kritisch mit den Messwerten des ADAC sowie des Landesumweltamtes und der Beurteilung des Elfrather Badesees auseinander. Sogar eine eigene Wetterstation haben sie betrieben. Letztlich kommen sie zu dem Ergebnis, dass sich die Beurteilungen nicht miteinander vergleichen lassen. Die langjährige und große Ausdauer der Jungforscher sowie die Anpassung ihrer Fragestellungen an ihre jeweils gefunden Ergebnisse sind überaus beeindruckend.

Hauptpreise BUW II (17–20 Jahre)

Magnetisch, praktisch, gut – Wasseraufreinigung mit TiO2-Partikeln

Elijas Schüz, Michelle Sommer und Bernadette Beata Szasz; Gymnasium Trossingen und Gymnasium Spaichingen in Kooperation mit dem Schülerforschungszentrum Südwürttemberg, Tuttlingen, Baden-Württemberg

Die Schüler entwickelten eine Methode zur Entfernung von Arzneimittelrückständen aus Trinkwasser mit Hilfe magnetisierter Titandioxid-Partikel und deren photokatalytischer Wirkung unter UV-Bestrahlung. Durch die Magnetisierung der Partikel können diese nach der Reinigung des Trinkwassers wieder entfernt werden. In ihrem Projekt realisierten sie eine Vielzahl von Experimenten, die auch in Kooperation mit Universitäten stattfanden. Besonders hervorzuheben sind ihre mathematischen Betrachtungen zur Ermittlung der freien Oberfläche der Titandioxid-Partikel. Die Handlungskomponente ist durch vielfältige Aktivitäten, wie beispielsweise die Gestaltung von Informationsflyern, Schaufensterdekoration in Apotheken, Präsentation auf Messen und die Teilnahme an einer internationalen Konferenz für Nachwuchswissenschaftler als vorbildlich zu bezeichnen.

Entwicklung einer innovativen Messvorrichtung für ein effizientes Umweltmonitoring

Tobias Gerbracht; Carl-Fuhlrott-Gymnasium, Wuppertal, Nordrhein-Westfalen

Tobias kam bereits 2014 auf die Idee, an der Sternwarte seiner Schule eine umweltphysikalische Messstation aufzubauen. Außerordentlich zielstrebig, kreativ sowie mit viel Geschick und Engagement bei der Lösung auftretender, technischer wie ökonomischer Probleme ist es ihm gelungen, nach etwa 1200 Arbeitsstunden sein Ziel zu erreichen: die Inbetriebnahme einer neuartigen tele­skopbasierten Messvorrichtung zur flächendeckenden Untersuchung von Schadstoffbelastungen in der Umgebungsluft. In ersten praktischen Messungen hat er im Wuppertaler Stadtbereich Konzentrationen von Stickstoffdioxid ermittelt, die über dem zulässigen EU-Grenzwert liegen. Damit liefert der Gymnasiast einen aktuellen Beitrag zur hochaktuellen Umweltdiskussion hinsichtlich der Luftschadstoffbelastung. Beeindruckend ist auch seine Öffentlichkeitsarbeit, wobei insbesondere seine Initiative für weitere Schadstoffmessungen im öffentlichen Raum unter Einbindung der Wuppertaler Stadtwerke zu nennen ist.

Sonderpreise BUW II (17–20 Jahre)

Stand-Bye!

Florian Baader, Stephan Le und Matthias Weirich; Lise-Meitner-Gymnasium, Unterhaching, Bayern

In eigenen Beobachtungen beim Umgang mit PCs identifizierten die drei Schüler Probleme eines deaktivierten Energiesparplans im Betriebssystem Windows: Ist der Energiesparmodus erst einmal deaktiviert, damit laufende Rechenprozesse nicht abgebrochen werden, wird dieser oft aus Gründen der Bequemlichkeit oder Gedankenlosigkeit später nicht wieder reaktiviert. Auf unzähligen Rechnern ergibt sich dadurch jährlich eine unnötige Ressourcenverschwendung. Die drei Gymnasiasten haben daraufhin eine anspruchsvolle Software mit mehreren Updates entwickelt, die den Computer nur in den Standby-Modus versetzt, wenn dieser tatsächlich auch gebraucht wird. Das Computerprogramm haben sie bereits an ihrer Schule getestet und konnten dabei schon großes Einsparpotenzial hinsichtlich des Stromverbrauchs zeigen.

Autarkes Energie-System

Luca Elbracht und David Volmer; Albertus-Magnus-Gymnasium, Beckum, Nordrhein-Westfalen

Die beiden Gymnasiasten Luca und David verfolgen die Idee, Solarenergie in Form von Wasserstoff zu speichern und somit eine schadstofffreie und permanente dezentrale Stromversorgung in einem Wohnhaus zu realisieren. Damit nehmen sie ein hochaktuelles Umweltthema auf, für das sie mit externer Unterstützung ein Modellhaus aus Holz mit unterschiedlichen elektrischen Komponenten im Maßstab 1:16 hergestellt haben. Mit diesem Haus haben sie eine selbstentwickelte Software zur Überwachung und Steuerung ihres autarken Energiesystems erfolgreich zur Anwendung gebracht. Bei ihrem Projekt handelt es sich um einen Modellversuch, der, trotz des bekannten eher schlechten Wirkungsgrades einer wasserstoffbasierten Energiespeicherung bzw. -umformung, die Realisierungsmöglichkeiten eines autarken häuslichen Stromversorgungskonzeptes anschaulich transparent macht

Boden – ein Schatz, der unsere Zukunft bestimmt?

Corinna Specht; Südstadt-Gymnasium, Halle, Sachsen-Anhalt

Besonders auf landwirtschaftlichen Nutzflächen mit Hanglage kann es bei sehr starken Regenfällen zur Bodenerosion kommen, wodurch fruchtbarer Boden verloren gehen kann. Von dieser Problematik ausgehend, setzt sich Corinna in ihrem Projekt das durchaus ambitionierte Ziel, ein Konzept zum Erosionsschutz unter Beachtung des Anbaus und der Fruchtfolge für agrarisch genutzte Hanglagen zu entwickeln. Dazu untersuchte sie eine Parzelle eines landwirtschaftlich intensiv genutzten Gebietes im unteren Saaletal. In der überaus wissenschaftlich aufgebauten Arbeit werden Vorgehensweise, Materialien und Methoden sehr detailliert beschrieben. Die Gymnasiastin hat Bodenproben intensiv auf verschiedene und für die Landwirtschaft relevante Komponenten hin untersucht. Auf Basis grundsätzlicher Überlegungen nahm sie Bodenuntersuchungen im Feld und auch als Simulationen von Erosion in Pflanzkästen vor.

Zukunftskonzept Gymnasium Karlsbad

Lilith Diringer; Gymnasium Karlsbad, Karlsbad, Baden-Württemberg

Lilith Diringer beschreibt in ihrer Projektarbeit, welche Aktivitäten sie im letzten Schuljahr unternommen hat, um ihr Gymnasium in Karlsbad nachhaltig zu entwickeln. Die Vielfalt der von ihr angestoßenen, selbst realisierten bzw. in Kooperationen eingebrachten Maßnahmen ist groß: Die Gymnasiastin hat bereits zwei Bücher geschrieben, schreibt im WWF-Blog Artikel zur Energiewende und hat für das Europäische Jugendparlament in Deutschland einen Leitfaden für ein nachhaltiges Sitzungsmanagement erstellt. Für einen Veggie-Tag an ihrer Schule hat sie zur Akzeptanzförderung Kochkurse organisiert. In der Mensa wurde über die Möglichkeit eines Essens-Nachschlags versucht, die Menge an Essensresten zu reduzieren. Eine Wiegeaktion von Essensresten und das Sammeln in einer gläsernen Tonne soll weiterhin zeigen, wieviel Essensreste täglich weggeworfen werden. Zusätzlich wurden mit der Garten-AG Bokashi-Anlagen gebaut, um Biomüll zu kompostieren. Weiterhin arbeitet sie daran, den Papierverbrauch beim Kopieren zu verringern, Müll in Form von Getränkebechern zu reduzieren und Handys zu sammeln. Unterstützt und verbreitet werden all diese Maßnahmen durch Aufmerksamkeitsaktionen und Öffentlichkeitsarbeit über Internetartikel sowie die Entwicklung eines Leitfadens.

Das lebende Biosiegel – Flechten der Gattung Xanthoria als Bioindikator im Obstbau

Felix Leon Braun; Friedrich-Dessauer-Gymnasium, Aschaffenburg, Bayern

Mit der in seiner Projektarbeit hervorragend dargestellten Arbeitshypothese untersucht Felix Leon, inwieweit Flechten Zeigerorganismen zur Kontrolle der Belastung mit Pflanzenschutzmitteln beim Obstbau sein können. Nach einer Erläuterung, warum sich bestimmte Flechtenarten als Bioindikatoren besonders eignen und welche Einsatzmöglichkeiten und Bioindikationsverfahren es für Flechten gibt, geht der Jungforscher in seiner Projektarbeit auf die von ihm praktizierte Vorgehensweise ein. Er stellt seine Auswahl an Material und Methoden vor und er beschreibt zwei von ihm geplante und realisierte Feldversuche. Mit seinem Projekt gelingt es ihm nachzuweisen, dass es möglich ist, einen aussagekräftigen Zusammenhang herzustellen zwischen dem Bewuchs bestimmter Flechtenarten auf Apfelbäumen und deren Belastung durch Pflanzenschutzmittel.

Varroa Sensitive Hygiene

Samuel Hirmer; Gustav-von-Schlör-Schule, Weiden, Bayern

Samuel ist Imker mit derzeit 46 Bienenvölkern und er hat es sich zum Ziel gesetzt, Bienen zu züchten, die ohne eine Behandlung mit chemischen Substanzen gegenüber der Varroamilbe widerstandsfähig sind. Dazu galt es, Zuchtversuche mit Bienenvölkern zu realisieren, von denen bekannt ist, dass sie im Laufe der Jahre bereits gewisse Resistenzen gegen den stark schädigenden Parasiten entwickelt haben. In der Einführung seiner Projektarbeit werden fundierte Informationen zur Invasion, zur Verbreitung, zum Lebenszyklus, zur Vermehrung und zur Schadwirkung der Varroamilbe gegeben. Nach einer ausführlichen Erläuterung des genetischen Hintergrundes seiner Zuchtversuche werden die Ergebnisse beschrieben, analysiert und kritisch diskutiert.

Hochmoore – ohne Wasser wird alles nichts!

Ole Riegel; Europaschule Gymnasium Westerstede, Westerstede, Niedersachsen

Ole beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit dem Problem der Revitalisierung von Hochmooren. In seiner Projektarbeit geht er auf die Biologie und die Bedeutung der Torfmoose bei der Hochmoorbildung ein. Da Wasser bei der Neuentwicklung von Mooren eine besonders wichtige Rolle spielt, untersuchte der Gymnasiast in mehreren Mooren bei Westerstede eine Reihe von einzelnen Moorwasserflächen, entnahm dort Proben und machte Kartierungen, um festzustellen, welche Bedingungen für das Wachstum von Torfmoosen besonders günstig sind bzw. was für deren Entwicklung hinderlich ist. Für seine Untersuchungen entwickelte der Schüler sogar ein Gerät, mit dem sich der Wasserstand im Torf ohne Aufgrabungen bestimmen lässt.

Mikroplastik im Oberhausener Abwasser – Analyse und Vermeidungsstrategien

Max Bremkes, Tim Kocks und Lukas Stemper; Städt. Heinrich-Heine-Gymnasium, Oberhausen, Nordrhein-Westfalen

Max, Tim und Lukas haben sich in ihrem Projekt des Themas Mikroplastik angenommen. Mikroplastik trägt erheblich zur Gewässerverschmutzung bei und ist auch eine zunehmende Bedrohung für alle Lebewesen, da sich diese Mikropartikel in Nahrungsnetzen anreichern. Mit ihrer Projektarbeit über die Belastung des Oberhausener Abwassers mit Mikroplastik haben sie sich das Ziel gesetzt, die lokale Herkunft für Mikroplastik ausfindig zu machen, um dadurch Rückschlüsse auf mögliche Verursacher des Mikroplastikeintrags zu ziehen. Mit ihren Untersuchungsergebnissen können sie belegen, dass sich Belastungen durch Mikroplastik im gesamten Untersuchungsgebiet befinden und dass auch unterschiedliche Belastungszustände in den einzelnen Untersuchungsabschnitten bestehen.

Schüler in die Natur – Umweltanalyse des Fließgewässers Salza

Lena Borck, Luisa Sluka, Lena Winter und Johanna Winterberg; Salza-Gymnasium, Bad Langensalza, Thüringen

Ziel des Projektes von Lena, Luisa, Lena und Johanna ist eine Fließgewässeranalyse des Flusses Salza zu geografischen, physikalischen, biologischen und chemischen Gegebenheiten. Sie wollen damit die Fragen beantworten, ob sich die Wasserqualität entlang des Flusses verändert und wie sich anthropogene Eingriffe auf die Salza auswirken. Systematisch und durch Literatur fundiert, machten sie ihre Untersuchungen an mehreren Messstationen während eines ganzen Schuljahres, protokollierten diese intensiv, werteten die Daten umfangreich aus und diskutierten kritisch ihre Ergebnisse.

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