Einführung in die modellgestützte Bewertung von Umweltchemikalien

Inhaltsverzeichnis

1 Lagepeilung.- 1.1 Wozu sind Modelle gut?.- 1.2 Bewertung, was ist das?.- 1.2.1 Erkennen von Gut und Böse.- 1.2.2 Rahmenbedingungen und Einschränkungen beim Bewertungsprozess.- 1.2.3 Vorgehensweise bei einem Bewertungsverfahren (Ranking).- 1.3 Modellgrundlagen.- 1.3.1 Begriffsklärung.- 1.3.2 Modelieinteilung.- 1.3.3 Modelibeurteilung.- 1.4 Rolle der EDV.- 1.4.1 Programme im Umweltschutzsektor.- 1.4.2 EDV-Sprachen.- 1.4.3 Rolle von Benutzeroberflächen.- 1.5 Anhang.- 1.5.1 Wichtige deutsche Vorgaben.- 1.5.2 EU-Richtlinien.- 2 Grundlagen zur Systemanalyse.- 2.1 Übersicht.- 2.2 Exposition und Wirkung.- 2.3 Wege zur mathematischen Formulierung.- 2.4 Dimensionen und Einheiten.- 2.5 Systemabgrenzung.- 2.5.1 Prinzipien.- 2.5.2 Kompartimentalisierung.- 2.6 Analyse von Gleichungssystemen.- 2.6.1 Integration, stationäre Punkte und Stabilität.- 2.6.2 Zur Lösung von Differentialgleichungen.- 3 Relationen.- 3.1 Äquivaienzrelationen und-klassen.- 3.2 Ordnungsrelationen.- 3.3 Einführung in die Graphentheorie.- 3.3.1 Übersicht.- 3.3.2 Grundbegriffe.- 3.3.3 Weitere Begriffe der Graphentheorie (die zum besseren Verständnis vereinbart werden sollten).- 4 Chemische Graphentheorie (CGT).- 4.1 Molekülcodierung.- 4.2 Matrizen in der chemischen Graphentheorie.- 4.3 Topologische indices.- 4.4 Informationstheoretische Indices.- 5 Automatische Klassifikation.- 5.1 Vorbereitende Bemerkungen.- 5.2 Merkmalsraum.- 5.2.1 Begriffe.- 5.2.2 Distanzen für quantitative Merkmale.- 5.3 Erzeugung von Klassen (Partitionen).- 5.3.1 Anforderungen.- 5.3.2 Anzahl von Partitionen.- 5.3.3 Darstellung von Partitionen.- 5.4 Agglomerative Verfahren zur Erzeugung von Partitionenhierarchien.- 5.4.1 Konstruktionsprinzip des Single Linkage Verfahrens.- 5.4.2 Andere Clusteranalyse-Verfahren.- 5.5 Minimalbäume.- 5.5.1 Clusteranalyse mit SPSS®.- 5.5.2 Algorithmus zum Single Linkage Verfahren.- 5.5.3 M inimal bäum-Erzeugung.- 5.5.4 Partitionen-Erzeugung.- 6 Daten.- 6.1 Vorbemerkung.- 6.2 Datenquellen und Informationssysteme.- 6.3 Objektmodellierung.- 6.3.1 Aufgabengebiet der Objektmodellierung in der Ökologischen Chemie.- 6.3.2 Relevante Substanzeigenschafte.- 6.3.3 Notations fragen.- 6.4 Methodenübersicht zur Eigenschaftsabschätzung.- 6.5 Property-Property-Beziehungen (PPR).- 6.5.1 PPR-Netze.- 6.5.2 Beispiele für die Berechnung einiger Substanzeigenschaften.- 6.5.3 Einzelheiten zur Abschätzung von PPRs für biologische Endpunkte.- 6.6 Struktur-Eigenschaltsbeziehungen.- 6.6.1 Beispiele zur Anwendung von Topologischen Indices.- 6.6.2 Beispiele zur Anwendung von Informationstheoretischen Indices.- 6.6.3 Inverse QSAR.- 6.6.4 QSAR im Ökosystemaren Kontext.- 6.7 Zeiheiten zu Fragment-, Substituenten- und De Novo-Verfahren.- 6.7.1 Fragmentverfahren.- 6.7.2 Substituentenmethocie.- 6.7.3 Clusteranaiyse zur Auswahl von Substituenten.- 6.7.4 De Novo-Ansatz.- 6.7.5 Zusammenfassung zu 6.7.- 7 Exposition: Netzwerkmodelle.- 7.1 Übersicht.- 7.2 Punktuelle und lokale Einträge in die Umwelt.- 7.3 Ein Einzelchemikaliennetzwerk.- 7.4 RLTEC.- 8 Exposition: Gleichgewichts- und Fugazitätsmodelle.- 8.1 EXTND.- 8.1.1 Einleitung.- 8.1.2 Gleichgewichtsverteilungsmodelle.- 8.1.3 Die Partitionskoeffizienten.- 8.1.4 Struktur-Fate-Beziehungen.- 8.1.5 Anwendungsbeispiel mit E4CHEM.- 8.1.6 Bewertung von Chemikalien nach EXTND.- 8.2 Fugazitätsmodelle.- 8.2.1 Einleitung.- 8.2.2 UNIT WORLD nach Mackay.- 8.2.3 Die Fugazität.- 8.2.4 Modellierung von Transportvorgängen.- 8.2.5 Transformationen von Chemikalien.- 8.2.6 Modellierungsansätze zur Beschreibung des mikrobiellen Abbaus.- 8.2.7 Die Levels Ibis IV.- 8.2.8 Beispielhafte Berechnungen mit den Fugazitätsmodellen.- 8.2.9 Zusammenikssung zum Konzept der Fugazitätsmodelle.- 9 Exposition: Single-Media-Modelle.- 9.1 Modellierprinzipien.- 9.1.1 Übersicht.- 9.1.2 Räumliche Skalierung.- 9.1.3 Hierarchien.- 9.1.4 Konzept des lokalen Gleichgewichts.- 9.1.5 Advektions-Dispersionsgleichung.- 9.1.6 Einführung in die Inverse Modellierung.- 9.2 Ausbreitung in Flüssen.- 9.2.1 Modellvorstellung.- 9.2.2 Anwendungen des Modells EXWAT.- 9.2.3 Anmerkung zur Modellierung von Totwasserzonen und Buhnenfeldern.- 9.3 System Boden-Pflanze.- 9.3.1 Schadstofftran sport modell im Boden.- 9.3.2 Das E4CHEM-Modul EXSOL.- 9.3.3 Beispiel: Modellierung der Aufnahme von Benzol in die Pflanze.- 9.3.4 Beispiel: Versickerung von Atrazin im Boden.- 10 Wirkung von Chemikalien.- 10.1 Vorbemerkung.- 10.2 Wirkung im ökosystemaren Kontext.- 10.2.1 Kenngrößen.- 10.2.2 Quantitative Spezies-Spezies-Relationen (QSSR).- 10.2.3 Wirkungsparameter und Bewertungsverfahren.- 10.2.4 Top-Konsumenten.- 10.3 Dynamische Wirkungsmodellierung.- 10.3.1 Das Problem.- 10.3.2 Demographische Modellierung.- 10.3.3 Logistisches Wachstum.- 10.3.4 Lotka Volterra-Systeme.- 10.3.5 Konkurrenzmodellierung.- 10.3.6 Anwendung der Zero-Isoklinen auf die Wirkung von Ghemßcalien.- 10.3.7 Notwendigkeit umfessendererModelle, um Chemikalien zu bewerten.- 10.4 Ökosystemare Modellierung.- 10.4.1 Übersicht.- 10.4.2 Trophie-Ebenen-Ansatz.- 10.4.3 Das Modell ETSYS.- 10.4.4 Das Modell POND.- 10.4.5 Bewertung von Chemikalien aus Modellsicht.- 10.5 Nahrungsnetztopologien.- 10.5.1 Motivation.- 10.5.2 Beispiele binärer Nalirungsnetztopologien.- 10.5.3 Empirische Befunde und Nahrungsnetztopologien.- 10.5.4 Interpretation, Kritikpunkte und Ausblick.- 10.5.5 Dynamische Netze.- 11 Bewertung I: Formale Ranking-Systeme.- 11.1 Einleitung.- 11.2 Kriterienhierarchie.- 11.3 Das Schutzziel „Mensch“.- 11.4 Übersicht über Ranking Systeme.- 11.5 Wassergefährdungskiassen (WGK).- 11.6 Das CHEMS-1 Verfahren.- 11.6.1 Einleitung.- 11.6.2 Datenanforderungen.- 11.6.3 Algorithmus und zusammenfassende Bewertung des Verfahrens.- 11.7 Nutzvverttheorie.- 11.8 Speziellere Verfahren aus Operation Research und Umvveltökonomie.- 11.8.1 Kosten-Nutzen-Ansatz.- 11.8.2 Das AHP-Verfahren.- 11.8.3 PROMETHEE-Verfahren.- 12 Bewertung II: Ordnungs- und Verbandstheorie.- 12.1 Hasse-Dlagrammtechnik (HDT).- 12.1.1 Einführung.- 12.1.2 Das Problem der Sortierung.- 12.1.3 Darstellung der Hasse-Diagrammtechnik (HDT).- 12.1.4 Beispiel einer vergleichenden Bewertung von schadstoffbelasteten Regionen.- 12.1.5 Bewertung von Chemikalien.- 12.1.6 „Bewertung der Bewertung durch HDT“.- 12.1.7 Zusammenfassende Beurteilung der HDT.- 12.2 Formale Begriffsanalyse (FBA).- 12.2.1 Motivation.- 12.2.2 Vom „Kontext“ zu „Begriffen“.- 12.2.3Von Kontext zum Diagramm der Verbandstheorie.- 12.2.4 Anwendung der FBA auf Chemikalien.- 12.2.5 Zusammenfassende Bewertung der FBA.- 13 Bewertung III: Nutzung von Simulationsmodellen.- 13.1 Einführung.- 13.2 BewertuQg durch das E4CHEM-Verfahren.- 13.3 Bewertung durch EUSES.- 13.3.1 Übersicht.- 13.3.2 Einzelheiten zu ELISES.- 13.3.3 Anmerkungen zu Berechnungen mit EUSES.- 13.3.4 Bewertung von EUSES.- 14 Vergleich der Bewertungssysteme.- 14.1 Einführung.- 14.2 Vergieichskriterien.- 14.3 Ergebnis.- 14.3.1 Umfang des externen Wissens.- 14.3.2 Nutzung des naturwissenschaftlichen Hintergrunds.- 14.3.3 Algorithmus für die Erstellung des Rankings.- 14.3.4 Sensitivitätsanalyse.- 14.3.5 Umgang mit fehlenden Daten.- 14.3.6 Regelung des Datenzugriffs.- 15 Ausblick.- 16 Übersicht über Software.- 16.1 Beigefügte Software.- 16.2 Nicht beigefügte Software.- 17 Literatur.- 17.1 Auf den Text bezogene Literaturstellen.- 17.2 Nützliche Literaturstellen für vertiefende Studien.- 17.2.1 Numerische Verfahren, Mathematik.- 17.2.2 Datenabschätzung.- 17.2.3 Exposition.- 17.2.4 Wirkung.- 17.2.5 Bewertung.- 17.3 Empfehlenswerte Bücher.

Einführung in die modellgestützte Bewertung von Umweltchemikalien

Datenabschätzung, Ausbreitung, Verhalten, Wirkung und Bewertung

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Beschreibung

Details

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

04.10.2013

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

521

Maße (L/B/H)

23,5/15,5/3 cm

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Details

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

04.10.2013

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

521

Maße (L/B/H)

23,5/15,5/3 cm

Gewicht

814 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 2003

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-62926-6

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Graphentheorie.- 3.3.1 Übersicht.- 3.3.2 Grundbegriffe.- 3.3.3 Weitere Begriffe der Graphentheorie (die zum besseren Verständnis vereinbart werden sollten).- 4 Chemische Graphentheorie (CGT).- 4.1 Molekülcodierung.- 4.2 Matrizen in der chemischen Graphentheorie.- 4.3 Topologische indices.- 4.4 Informationstheoretische Indices.- 5 Automatische Klassifikation.- 5.1 Vorbereitende Bemerkungen.- 5.2 Merkmalsraum.- 5.2.1 Begriffe.- 5.2.2 Distanzen für quantitative Merkmale.- 5.3 Erzeugung von Klassen (Partitionen).- 5.3.1 Anforderungen.- 5.3.2 Anzahl von Partitionen.- 5.3.3 Darstellung von Partitionen.- 5.4 Agglomerative Verfahren zur Erzeugung von Partitionenhierarchien.- 5.4.1 Konstruktionsprinzip des Single Linkage Verfahrens.- 5.4.2 Andere Clusteranalyse-Verfahren.- 5.5 Minimalbäume.- 5.5.1 Clusteranalyse mit SPSS®.- 5.5.2 Algorithmus zum Single Linkage Verfahren.- 5.5.3 M inimal bäum-Erzeugung.- 5.5.4 Partitionen-Erzeugung.- 6 Daten.- 6.1 Vorbemerkung.- 6.2 Datenquellen und Informationssysteme.- 6.3 Objektmodellierung.- 6.3.1 Aufgabengebiet der Objektmodellierung in der Ökologischen Chemie.- 6.3.2 Relevante Substanzeigenschafte.- 6.3.3 Notations fragen.- 6.4 Methodenübersicht zur Eigenschaftsabschätzung.- 6.5 Property-Property-Beziehungen (PPR).- 6.5.1 PPR-Netze.- 6.5.2 Beispiele für die Berechnung einiger Substanzeigenschaften.- 6.5.3 Einzelheiten zur Abschätzung von PPRs für biologische Endpunkte.- 6.6 Struktur-Eigenschaltsbeziehungen.- 6.6.1 Beispiele zur Anwendung von Topologischen Indices.- 6.6.2 Beispiele zur Anwendung von Informationstheoretischen Indices.- 6.6.3 Inverse QSAR.- 6.6.4 QSAR im Ökosystemaren Kontext.- 6.7 Zeiheiten zu Fragment-, Substituenten- und De Novo-Verfahren.- 6.7.1 Fragmentverfahren.- 6.7.2 Substituentenmethocie.- 6.7.3 Clusteranaiyse zur Auswahl von Substituenten.- 6.7.4 De Novo-Ansatz.- 6.7.5 Zusammenfassung zu 6.7.- 7 Exposition: Netzwerkmodelle.- 7.1 Übersicht.- 7.2 Punktuelle und lokale Einträge in die Umwelt.- 7.3 Ein Einzelchemikaliennetzwerk.- 7.4 RLTEC.- 8 Exposition: Gleichgewichts- und Fugazitätsmodelle.- 8.1 EXTND.- 8.1.1 Einleitung.- 8.1.2 Gleichgewichtsverteilungsmodelle.- 8.1.3 Die Partitionskoeffizienten.- 8.1.4 Struktur-Fate-Beziehungen.- 8.1.5 Anwendungsbeispiel mit E4CHEM.- 8.1.6 Bewertung von Chemikalien nach EXTND.- 8.2 Fugazitätsmodelle.- 8.2.1 Einleitung.- 8.2.2 UNIT WORLD nach Mackay.- 8.2.3 Die Fugazität.- 8.2.4 Modellierung von Transportvorgängen.- 8.2.5 Transformationen von Chemikalien.- 8.2.6 Modellierungsansätze zur Beschreibung des mikrobiellen Abbaus.- 8.2.7 Die Levels Ibis IV.- 8.2.8 Beispielhafte Berechnungen mit den Fugazitätsmodellen.- 8.2.9 Zusammenikssung zum Konzept der Fugazitätsmodelle.- 9 Exposition: Single-Media-Modelle.- 9.1 Modellierprinzipien.- 9.1.1 Übersicht.- 9.1.2 Räumliche Skalierung.- 9.1.3 Hierarchien.- 9.1.4 Konzept des lokalen Gleichgewichts.- 9.1.5 Advektions-Dispersionsgleichung.- 9.1.6 Einführung in die Inverse Modellierung.- 9.2 Ausbreitung in Flüssen.- 9.2.1 Modellvorstellung.- 9.2.2 Anwendungen des Modells EXWAT.- 9.2.3 Anmerkung zur Modellierung von Totwasserzonen und Buhnenfeldern.- 9.3 System Boden-Pflanze.- 9.3.1 Schadstofftran sport modell im Boden.- 9.3.2 Das E4CHEM-Modul EXSOL.- 9.3.3 Beispiel: Modellierung der Aufnahme von Benzol in die Pflanze.- 9.3.4 Beispiel: Versickerung von Atrazin im Boden.- 10 Wirkung von Chemikalien.- 10.1 Vorbemerkung.- 10.2 Wirkung im ökosystemaren Kontext.- 10.2.1 Kenngrößen.- 10.2.2 Quantitative Spezies-Spezies-Relationen (QSSR).- 10.2.3 Wirkungsparameter und Bewertungsverfahren.- 10.2.4 Top-Konsumenten.- 10.3 Dynamische Wirkungsmodellierung.- 10.3.1 Das Problem.- 10.3.2 Demographische Modellierung.- 10.3.3 Logistisches Wachstum.- 10.3.4 Lotka Volterra-Systeme.- 10.3.5 Konkurrenzmodellierung.- 10.3.6 Anwendung der Zero-Isoklinen auf die Wirkung von Ghemßcalien.- 10.3.7 Notwendigkeit umfessendererModelle, um Chemikalien zu bewerten.- 10.4 Ökosystemare Modellierung.- 10.4.1 Übersicht.- 10.4.2 Trophie-Ebenen-Ansatz.- 10.4.3 Das Modell ETSYS.- 10.4.4 Das Modell POND.- 10.4.5 Bewertung von Chemikalien aus Modellsicht.- 10.5 Nahrungsnetztopologien.- 10.5.1 Motivation.- 10.5.2 Beispiele binärer Nalirungsnetztopologien.- 10.5.3 Empirische Befunde und Nahrungsnetztopologien.- 10.5.4 Interpretation, Kritikpunkte und Ausblick.- 10.5.5 Dynamische Netze.- 11 Bewertung I: Formale Ranking-Systeme.- 11.1 Einleitung.- 11.2 Kriterienhierarchie.- 11.3 Das Schutzziel „Mensch“.- 11.4 Übersicht über Ranking Systeme.- 11.5 Wassergefährdungskiassen (WGK).- 11.6 Das CHEMS-1 Verfahren.- 11.6.1 Einleitung.- 11.6.2 Datenanforderungen.- 11.6.3 Algorithmus und zusammenfassende Bewertung des Verfahrens.- 11.7 Nutzvverttheorie.- 11.8 Speziellere Verfahren aus Operation Research und Umvveltökonomie.- 11.8.1 Kosten-Nutzen-Ansatz.- 11.8.2 Das AHP-Verfahren.- 11.8.3 PROMETHEE-Verfahren.- 12 Bewertung II: Ordnungs- und Verbandstheorie.- 12.1 Hasse-Dlagrammtechnik (HDT).- 12.1.1 Einführung.- 12.1.2 Das Problem der Sortierung.- 12.1.3 Darstellung der Hasse-Diagrammtechnik (HDT).- 12.1.4 Beispiel einer vergleichenden Bewertung von schadstoffbelasteten Regionen.- 12.1.5 Bewertung von Chemikalien.- 12.1.6 „Bewertung der Bewertung durch HDT“.- 12.1.7 Zusammenfassende Beurteilung der HDT.- 12.2 Formale Begriffsanalyse (FBA).- 12.2.1 Motivation.- 12.2.2 Vom „Kontext“ zu „Begriffen“.- 12.2.3Von Kontext zum Diagramm der Verbandstheorie.- 12.2.4 Anwendung der FBA auf Chemikalien.- 12.2.5 Zusammenfassende Bewertung der FBA.- 13 Bewertung III: Nutzung von Simulationsmodellen.- 13.1 Einführung.- 13.2 BewertuQg durch das E4CHEM-Verfahren.- 13.3 Bewertung durch EUSES.- 13.3.1 Übersicht.- 13.3.2 Einzelheiten zu ELISES.- 13.3.3 Anmerkungen zu Berechnungen mit EUSES.- 13.3.4 Bewertung von EUSES.- 14 Vergleich der Bewertungssysteme.- 14.1 Einführung.- 14.2 Vergieichskriterien.- 14.3 Ergebnis.- 14.3.1 Umfang des externen Wissens.- 14.3.2 Nutzung des naturwissenschaftlichen Hintergrunds.- 14.3.3 Algorithmus für die Erstellung des Rankings.- 14.3.4 Sensitivitätsanalyse.- 14.3.5 Umgang mit fehlenden Daten.- 14.3.6 Regelung des Datenzugriffs.- 15 Ausblick.- 16 Übersicht über Software.- 16.1 Beigefügte Software.- 16.2 Nicht beigefügte Software.- 17 Literatur.- 17.1 Auf den Text bezogene Literaturstellen.- 17.2 Nützliche Literaturstellen für vertiefende Studien.- 17.2.1 Numerische Verfahren, Mathematik.- 17.2.2 Datenabschätzung.- 17.2.3 Exposition.- 17.2.4 Wirkung.- 17.2.5 Bewertung.- 17.3 Empfehlenswerte Bücher.