Junge Naturforschende gaben Vollgas

Anna Stricker und Julian Virchow erreichten mit ihren beeindruckenden Arbeiten das Finale im Nationalen Wettbewerbfür Maturaarbeiten der Schweiz und wurden mit Prädikatenausgezeichnet.

Wie stark werden Umweltkriterien bei der Müllentstehung in Davoser Haushalten berücksichtigt? Wie viel Energie liesse sich daraus noch gewinnen, wie viel CO₂ könnte noch reduziert werden?

Anna Stricker trat in der Kategorie «Biologie/Umwelt» an. Schulisch betreut von Pascale Hafen, Lehrperson für Biologie, und mit grosser Unterstützung durch den Leiter der KMA, Rolf Brunner, und sein Team untersuchte sie unter – zumindest für den Geruchssinn – nicht ganz einfachen Bedingungen die Zusammensetzung des Inhalts von 30 Davoser Müllsäcken, insgesamt mehr als 1000 Litern (siehe DZ vom 2. März). Unter dem Titel «Examination of Residential Waste to Determine Reusable and Recyclable Proportions and their Ecological Impact» fasste sie die überraschenden Ergebnisse zusammen: 78 Prozent gehörten nicht zum unverwertbaren Restmüll, 35 Prozent des Inhalts könnten bei sachgemässer Trennung weiterrecycelt werden, 28 Prozent waren Foodwaste und 15 Prozent organischer Abfall. Hochgerechnet auf den Davoser Gesamtmüll eines Jahres könnte in einer Biogasanlage allein aus den beiden zuletzt genannten Komponenten jährlich Energie im Grössen­bereich von mehreren Tausend Gigajoule gewonnen werden. Ebenso würden dadurch allein in Davos mehr als 5000 Tonnen CO₂ jährlich eingespart werden. Mit ihrer präzisen Analyse und ihrer klaren Darstellung erhielt diese Arbeit das Prädikat «Sehr gut» und wurde zusätzlich mit dem Sonderpreis «Sail and Explore», einer Forschungsexpedition um die Azoren, ausgezeichnet.

Werden Mikroplastik-Partikel in menschliche Zellen aufgenommen und beeinflussen sie die Gesundheit?

Julian Virchow trat mit seiner Arbeit «Auswirkungen von Mikroplastik auf Bronchialepithelzellen» an. Die Arbeit wurde begleitet von Eva Schornbaum, Fachlehrerin für Biologie und Naturwissenschaften. Das gewählte Thema beinhaltet ebenso grosse gesellschaftlich Relevanz, lassen sich von den weltweit circa 360 Millionen Tonnen pro Jahr (2018) produzierter Kunststoffe inzwischen nicht nur in den Gewässern, sondern auch in der Atemluft Mikropartikel nachweisen. Jeder Mensch atmet pro Tag etwa 170 Kunststoffpartikel mit einem Durchmesser von rund 0,05 Millimetern ein. Weder Mikroplastik noch menschliche Zellen und deren Veränderungen können mit dem blossen Auge beobachtet werden. Nur mit modernsten, empfindlichen Geräten und sehr komplexen Methoden, welche die Inhalte des gymnasialen naturwissenschaftlichen Unterrichtsstoffs weit übersteigen, können auf diesem Gebiet Erkenntnisse gewonnen werden.

Mit grosser Präzision und Ausdauer sowie differenzierter Analyse arbeitete sich Julian Virchow im Labor des Schweizerischen Instituts für Allergie und Asthmaforschung SIAF unter Anleitung von Patrick Westermann in Methoden der Molekularbiologie, zum Beispiel Züchten von menschlichen Zellen oder Konfokalmikroskopie, ein und führte verschiedenste Experimente durch, die erste Interpretationen zuliessen. Sehr hohe Konzentration von Mikroplastikartikeln (1 mg/cm²) führten zu einer erheblichen Einschränkung der Aktivität von Zellen, welche die Lunge auskleiden.

Von den Juroren wurde auch diese Arbeit für das Final nominiert. In der Kategorie Chemie/Biochemie/Medizin wurde sie mit dem Prädikat «Gut» ausgezeichnet.