Geoökologisches Kolloquium WS 2004/05

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Dr. Kristina Voigt
GSF, Arbeitsgruppe Biostatistik, Institut für Biomathematik und Biometrie, Neuherberg
Donnerstag, 11.11.2004 16:15 H6

Einsatz der Chemometrie und Umweltstatistik zur Auswertung von Belastungen der Umweltmedien Wasser und Boden mit Pharmazeutika

Der Fokus der Untersuchungen von Belastungen der Umweltmedien Wasser und Boden lag lange Zeit auf Nitrat, Phosphor, Metallen sowie Pestiziden. Die Entsorgungs- und Reinigungsstrategien beispielsweise in Kläranlagen richten sich somit auch schwerpunktmäßig auf diese Chemikalien. Seit einiger Zeit wird die Aufmerksamkeit auch auf die in den Umweltmedien vorkommenden Stoffe wie Pharmazeutika und Endokrine Substanzen gelenkt.
Die anfallenden analytischen Daten werden mit mathematischen und statistischen Methoden aus der Chemometrie und Umweltstatistik ausgewertet bzw. bewertet.

Zunächst soll im Vortrag auf die interdisziplinären wissenschaftlichen Disziplinen der Chemometrie und Umweltstatistik (Environmetrics) eingegangen werden, sowie deren Entstehung, deren wissenschaftliche Gesellschaften sowie relevante Fachzeitschriften in diesen Gebieten benannt werden.

Zur Erzeugung der Datengrundlage wurde eine bibliometrische Studie über 12 in Umweltmedien vorkommenden Pharmazeutika durchgeführt. Es wurden 75 neuere (2000 ¶ 2004) Artikel aus internationalen Fachzeitschrifen ausgewertet.
Folgende Pharmazeutika wurden zur Datenanalyse herangezogen:
Bezafibrate, Carbamazepine (anti epileptic), Clofibric acid (the active metabolite of clofibrate and etofibrate blood lipid regulators), Diclofenac (anti rheumatic), Dimethylaminophenazone, Fenofibrate (lipid regulator), Ibuprofen (analgetic), Metoprolol (beta blocker), Phenazone (analgetic), Propyphenazone (analgetic), Roxithomycine (antibiotic), Sulfamethoxazole (antibiotic).

Die Auswertung der Datengrundlage soll in mehrere Richtungen hin erfolgen, erstens bezüglich der Pharmazeutika und zweitens in Bezug auf die Umweltmedien. Die Auswertung in Bezug auf die Pharmazeutika wurde bereits publiziert und soll somit im Vortrag nur kurz behandelt werden.
In dieser Darstellung soll das Augenmerk auf die Umweltmedien gelegt werden. Es werden die Medien Oberflächengewässer (surface water = SF), Grundwasser (groundwater = GW), Trinkwasser (drinking water = DW), Klärschlamm (sewage sludge = SS), Abwasser (waste water =WW), Boden (soil = SO), Sediment (sediment = SE) betrachtet.

Die mathematischen und statistischen Methoden, die hier zur Anwendung kommen, sind einerseits die Hasse Diagram Technique (HDT), eine Methode aus der Diskreten Mathematik sowie die multivariaten statistischen Methoden Partially Ordered Scalogram Analysis with Coordinates (POSAC) und Principle Component Analysis (PCA).

Die Resultate sollen einerseits einen tieferen Einblick in die Thematik der Kontamination der Umweltmedien Wasser und Boden durch Pharmazeutika geben, andererseits auch die Methoden und deren Anwendung verdeutlichen.


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