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Der Klimawandel wird sich voraussichtlich auf das Grundwasser auswirken, aber die Prognosen sind sehr unsicher. Die Quantifizierung der historischen Auswirkungen ermöglicht ein besseres Verständnis der Reaktion des Grundwassers, wurde aber aufgrund des komplexen Einflusses verschiedener Faktoren, wie Grundwasserentnahme für die landwirtschaftliche Bewässerung und Landnutzungsänderungen, nur selten untersucht. Diese Arbeit zielt darauf ab, zum Verständnis und zur Quantifizierung der historischen Auswirkungen von Klimawandel und -schwankungen auf das Grundwasser durch drei miteinander verbundene Forschungsfragen beizutragen: Frage 1: Wie sensitiv reagieren der Grundwasserstand und die Grundwasserneubildung auf Klimaschwankungen in Australien? Frage 2: Wie stark sind die Veränderungen des Grundwasserstands auf den anthropogenen Klimawandel in Australien zurückzuführen und wann haben sich diese Auswirkungen auf das Grundwasser bemerkbar gemacht? Frage 3: Wie haben und werden sich die langfristigen Klimawandel und -schwankungen auf den Grundwasserabfluss (niedriger, mittlerer und hoher Abfluss) in einem großen Karsteinzugsgebiet (schneebeeinflusst, gemäßigtes Klima) in Mitteleuropa auswirken? Die Frage 1 wurde durch Quantifizierung der Sensitivität des Grundwasserstands und der Grundwasserneubildung gegenüber Klimaschwankungen in Australien untersucht. Insgesamt 4350 Messstellen wurden zunächst mit der Zeitreihen-Grundwasser-Toolbox HydroSight modelliert, und 1143 (26%) davon wurden als klimadominierte Messstellen identifiziert. Zur Quantifizierung der Grundwassersensitivität wurde dann ein multipler linearer Regressionsansatz angewandt, der an Studien zur Elastizität von Wasserflüssen adaptiert wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass der Grundwasserstand und die Grundwasserneubildung etwa achtmal sensitiver auf Niederschläge reagieren als auf Veränderungen der potenziellen Evapotranspiration. Die inhärenten Eigenschaften der Gebiete, wie Klimatyp und Hydrogeologie, scheinen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Grundwassersensitivität zu spielen. Die Frage 2 wurde untersucht, indem historische Veränderungen des Grundwasserstands in Australien festgestellt und auf den anthropogenen Klimawandel zurückgeführt wurden. An den vom Klima dominierten Standorten wurde ein Modellierungsexperiment durchgeführt, um die Veränderungen des Grundwasserstands sowohl in der faktischen als auch in der kontrafaktischen (natürlichen) Welt mit und ohne menschlichen Einfluss zu simulieren. Die Ergebnisse zeigen, dass 90% der Standorte seit den 1950er Jahren eine signifikante Grundwasserabsenkung erfahren haben, die auf den anthropogenen Klimawandel zurückzuführen ist. Im Südwesten Australien ist die Abnahme am höchsten und liegt viermal so hoch wie der nationale Median (-74 gegenüber -19 mm pro Jahr). Diese Ergebnisse gehören zu den ersten, die zeigen, dass das Grundwasser bereits seit längerer Zeit den negativen Auswirkungen des anthropogenen Klimawandels leidet. Zur Beantwortung von Frage 3 wurde die Reaktion des Grundwasserabflusses auf Klimawandel und -schwankungen in einem schneebeeinflussten Karsteinzugsgebiet der gemäßigten Breiten (Blautopf) in Süddeutschland zwischen 1952 und 2100 quantifiziert. In dieser Studie wurden statistische Methoden und konzeptionelle Modellierungen eingesetzt, um die langfristigen Auswirkungen zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Veränderungen des jährlichen mittleren und niedrigen Abflusses nicht signifikant waren, aber der jährliche Spitzenabfluss hat sich aufgrund der weniger intensiven Schneeschmelze auf einen niedrigen Wert (< 13,6 m3/s) verschoben. Trotz nicht signifikanter historischer Veränderungen werden alle hoch-, niedrig- und mittleren Abflüsse bis zum Jahr 2100 voraussichtlich abnehmen. Diese Ergebnisse können auf potenzielle Risiken der Wassermangelversorgung an ähnlichen klimatischen und geologischen Standorten hinweisen. Die Quantifizierung der historischen Auswirkungen von Klimawandel und -schwankungen auf das Grundwasser trägt zu einem besseren Verständnis der Reaktion des Grundwassers bei und erhöht die Zuverlässigkeit der Vorhersagen. Nur wenn wir die Vergangenheit verstehen, können wir bessere Vorhersagen für die Zukunft machen.

Herpes Simplex Virus Type 2 (HSV-2) is one of the most prevalent sexually transmitted viruses and is a known risk factor for HIV acquisition in the Female Genital Tract (FGT). Previously, we found that curcumin can block HSV-2 infection and abrogate the production of inflammatory cytokines and chemokines by genital epithelial cells in vitro. In this study, we investigated whether curcumin, encapsulated in nanoparticles and delivered by various in vivo routes, could minimize inflammation and prevent or reduce HSV-2 infection in the FGT. Female mice were pre-treated with curcumin nanoparticles through oral, intraperitoneal and intravaginal routes, and then exposed intravaginally to the tissue inflammation stimulant CpG-oligodeoxynucleotide (ODN). Local intravaginal delivery of curcumin nanoparticles, but not intraperitoneal or oral delivery, reduced CpG-mediated inflammatory histopathology and decreased production of pro-inflammatory cytokines Interleukin (IL)-6, Tumor Necrosis Factor Alpha (TNF-&alpha, ) and Monocyte Chemoattractant Protein-1 (MCP-1) in the FGT. However, curcumin nanoparticles did not demonstrate anti-viral activity nor reduce tissue pathology when administered prior to intravaginal HSV-2 infection. In an alternative approach, intravaginal pre-treatment with crude curcumin or solid dispersion formulations of curcumin demonstrated increased survival and delayed pathology following HSV-2 infection. Our results suggest that curcumin nanoparticle delivery in the vaginal tract could reduce local tissue inflammation. The anti-inflammatory properties of curcumin delivered to the vaginal tract could potentially reduce the severity of HSV-2 infection and decrease the risk of HIV acquisition in the FGT of women.

Advanced combustion engine (ACE) research is typically carried out on single-cylinder research engines. These engines are designed to tightly control fueling and conditions at intake valve closure (IVC) and to precisely measure in-cylinder conditions and emissions. However, to be able to measure and control engine operation so precisely, these research engines typically do not feature intake and exhaust tracts that resemble those in production engines, specifically in regards to turbomachinery, heat exchangers, and exhaust gas recirculation (EGR) systems. For this reason, these research engines are effective for understanding in-cylinder combustion parameters such as heat release rate, burn duration, combustion efficiency, pollutant formation, and exhaust valve opening (EVO) conditions. This paper applies high fidelity simulations to determine the feasibility of achieving a chosen single cylinder engine operating point on a production type homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine, using a partial fuel stratification (PFS) strategy. To accomplish this, a Converge 3 dimensional (3D) – computational fluid dynamics (CFD) model of the experimental combustion chamber and intake and exhaust runners was created to simulate the experimental engine. This model was used to simulate an operating point achieved experimentally, as well as to determine the sensitivity of the operating point to variations in intake pressure, intake temperature, injection timing, injected mass, and EGR fraction. The results from these simulations were fed into a 1-dimensional engine simulation created in AVL Boost, featuring production-type intake and exhaust systems, including turbomachinery and heat exchangers necessary to create the required IVC conditions. This full engine simulation was used to assess the cycle efficiency of the engine at the experimental operating condition, and to assess whether changes to this operating point in intake temperature, intake pressure, direct injection timing, or fueling are beneficial to the cycle efficiency and engine-out emissions. In addition, the sensitivity of promising engine operating points to injection timing and injection mass are determined to evaluate the potential stability of these operating points.

The objective of the 10th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (SDEWES) is to provide a world-wide forum for experts, researchers and those interested in learning about the sustainability of development, to present research progress and to discuss the state of the art, the future directions and priorities in the various areas of sustainable development. This includes the improvement and dissemination of knowledge on methods, policies and technologies for increasing the sustainability of development, taking into account its economic, environmental and social pillars, as well as methods for assessing and measuring sustainability of development, regarding energy, transport, water, food and environment systems and their many combinations.

The objective of the 10th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (SDEWES) is to provide a world-wide forum for experts, researchers and those interested in learning about the sustainability of development, to present research progress and to discuss the state of the art, the future directions and priorities in the various areas of sustainable development. This includes the improvement and dissemination of knowledge on methods, policies and technologies for increasing the sustainability of development, taking into account its economic, environmental and social pillars, as well as methods for assessing and measuring sustainability of development, regarding energy, transport, water, food and environment systems and their many combinations.