Auswahl und Bewertung von Daten aus Umweltbeobachtungsprogrammen zur Bilanzierung von Polychlorierten Biphenylen: Modelltheoretische Ansätze der Integration

Abstract

Diese Arbeit entwickelt methodische Ansätze für ein medienübergreifendes und integratives Auswertungskonzept von Umweltdaten mit dem Ziel der Ableitung von Umweltbilanzen. Die Grundlage bilden Daten aus mehr als 100 Umweltmess- und Beobachtungsprogrammen sektoraler und medialer Erhebungen des Bundes und der Länder für die Stoffgruppe der persistenten organischen Stoffe (POPs). Hierbei dienen die Daten von polychlorierten Biphenylen (PCBs) für eine Bewertung zu einem kompartimentübergreifenden und integrativen Auswerteansatz für die letztendlich notwendige Ableitung von Umweltbilanzen. Es wird ein Modell entwickelt, dass methodologisch die Bilanzierung für eine kompartimentübergreifende Umweltbeobachtung ermöglicht. Zu den Anforderungen an eine fachliche Integration gehören die Qualitätssicherung von Umweltbeobachtungsdaten und deren Parametrisierbarkeit für die Bilanzierungen, um ein Gesamtkonzept für Umweltbilanzen zu entwerfen. Diese Untersuchung fragt, welche Kriterien für ein medienübergreifendes integratives Bewertungskonzept notwendig und relevant sind und wie das Zielsystem der Umweltbilanzen die Methoden steuern kann. Die Kriterien haben eine fachliche, räumlich/zeitliche und informationstechnische Ebene. Ein Referenzsystem für POPs soll für die Optimierung von bestehenden und zukünftigen Umweltprogrammen geprüft und für weitere Stoffgruppen angewendet werden. Eine kardinale Frage ist, wie eine Harmonisierung und Standardisierung von heterogenen Daten möglich ist, da diese Daten mit unterschiedlichen Aufgaben- und Zielsetzungen erhoben wurden. Zunächst sind die Anforderungen an die Qualitätssicherungsverfahren zu definieren. Am Beispiel der polychlorierten Biphenyle (PCBs) werden Konventionen und Randbedingungen diskutiert, die für Untersuchungen zu Stoffflüssen zwischen den verschiedenen Umweltmedien genutzt und für Bilanzierungen eingesetzt werden können. Eine Bewertung von nationalen und internationalen Standards findet statt, die einerseits das fachliche Integrationspotential der Daten prüft, andererseits die informationstechnische Ebene kritisch beleuchtet. Gegenwärtige Datenmodelle und technische Lösungen werden am Beispiel des POP-Dioxin-Informationssystems bewertet. Sie werden mit den Strukturen des bestehenden Referenzsystems für POPs abgeglichen, um einen Vorschlag für die Datenerhebung und Dokumentation zu unterbreiten. Diese Arbeit untersucht auch die Grenzen der Bilanzen von Stoffkreisläufen bei der Zusammenführung von Daten heterogener Untersuchungsprogramme. Es wird ein Methodendesign für die Auswertung von Daten mit dem Ziel der Bilanzierung entwickelt. Chancen und Risiken künftiger Datenhaltungsmethoden und Datenmodelle für die kontinuierliche und zukünftige Verwendung von Daten für Bilanzierungsmodelle werden aufgezeigt und Empfehlungen für die Mehrfachnutzung von Umweltdaten im Kontext von spezifischen Umweltbilanzen gegeben.

The subject of this study is to develop methodological approaches for a cross- media analysis and an integrated concept of environmental data with the aim of deriving environmental balances. Based on data from more than 100 sectoral monitoring programs of Federal Länder, institutes and agencies for the substance group of persistent organic pollutants (POPs), the data of polychlorinated biphenyls (PCBs) are used for an cross-media evaluation procedure and ultimately necessary for the assessment of the environmental state and PCB-footprints in the environment. It has been developed a model that allows the balancing methodology for cross-media environmental monitoring. The requirements for a technical integration include the quality assurance of environmental monitoring data and the parameterization for the balances to design a comprehensive approach to environmental balancing. This study asks which criteria for a cross-media assessment and an integrative approach are necessary and relevant to the target system and how the integrated concept can control the knowledge-based methods. The criteria have technical and spatial / temporal information combined with a functional level. A reference system for POPs is to be considered for the optimization of existing and future environmental programs and can be applied to other groups of substances. A cardinal question is how the harmonization and standardization of heterogeneous data is possible because these data were collected for different tasks and objectives. The first requirements are to define the quality assurance procedures. The conventions and constraints of polychlorinated biphenyls (PCBs) are discussed which can be used for studies of material flows between the various environmental compartments and for balancing. An assessment of national and international standards takes place to examine the technical potential for integration of data, and highlights the information technology level critically. Current data models and technical solutions are evaluated on the basis of the POP-Dioxin-Informationsystem. They are compared with the structures of the existing reference system for POPs to submit a proposal for data collection and documentation. This study also explores the limits of the balance sheets of material cycles linked to environmental monitoring data of heterogeneous programs. It is proposed to implement an optimized design method of data collection in order to use data for balancing substance cycles optimally. Opportunities and risks for future data storage methods and data models for continuous and future use of data for balancing are presented and recommendations for the multiple use of environmental data in the context of specific environmental balances.