Zeitreihenanalyse natürlicher Systeme mit neuronalen Netzen und ...

Zusammensetzung vieler Stäube nicht exakt bekannt bzw. variiert, so daß die Überbestimmtheit dazu
benutzt werden muß, um die Sicherheit des Ergebnisses zu erhöhen.
Nicht alle Stäube in der Luft haben zivilisatorische Ursachen, denn rund 15% der Staubmassse wird
durch verschiedene natürliche Prozesse in die Luft gebracht. Diese einzelnen Staubquellen sind aber
nicht der Untersuchungsgegenstand der Arbeit. Sie werden nicht separiert, sondern zu Gruppen
zusammengefaßt: Alles, was von der natürlichen Erdoberfläche in die Luft getragen wird, wird als
kontinentaler Oberkrustenstaub bezeichnet. Alle Stäube pflanzlicher Natur werden ebenfalls zu einer
Gruppe (Pflanzendetritus) zusammengefaßt.
Das Interesse dieser Analyse liegt in der Bestimmung der künstlichen Staubverursacher, die möglichst
genau separiert werden sollen. Dabei besteht das Problem, daß einige dieser Stoffe eigentlich Gemische
sind und weiter unterteilt werden müßten. Zum Beispiel läßt sich der Reifenabrieb, als ein
Hauptbestandteil der künstlichen Stäube, in die verschieden Herstellermischungen auftrennen, die sich
erheblich voneinander unterscheiden können. Leider lassen sich Reifen chemisch schlecht analysieren
und Informationen über deren Zusammensetzung werden von den Herstellen geheim gehalten. Ebenso
schwer lassen sich Emissionsdaten z.B. von den Zementfabriken oder Verbrennungsanlagen [16]
erhalten. Daher ist es sehr aufwendig, eine ausreichend genaue und umfangreiche Datenbasis für eine
zuverlässige numerische Analyse aufzubauen. In der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Brumsack
wurden daher Angaben aus der Literatur durch eigene Analysen ergänzt. Trotzdem muß davon
ausgegangen werden, daß die Datenbasis Unsicherheiten bis zu 30% bei einigen
Elementzusammensetzungen enthält.
Eine Untersuchung, die auf einer so großen Datenbasis beruht ist unseres Wissens nach noch nicht
durchgeführt worden und stellt einen großen Fortschritt in der Unweltanalytik dar. Aus dem Ergebnis
dieser Untersuchung könnten weitreichende Konsequenzen gezogen werden, da sich der Anteil der
einzelnen Verursacher an der gesamten Umweltverschmutzung klar nachweisen ließe.
4.2 Aufgabenbeschreibung
Aufgabenstellung:
Eine Staubprobe ist chemisch analysiert und der Gehalt an 41 chemischen Elementen in mg Element pro
kg Probenmaterial bestimmt worden. Bekannt ist weiterhin die elementare Zusammensetzung von 21
wichtigen Stoffen aus denen die Probe gebildet wurde 28 . Diese Informationen werden in einer
Konzentrationsmatrix C zusammengefaßt und sind in Tabelle 37 im Anhang einzusehen.
28 Es wird angenommen, daß die Proben keine weiteren Stoffe enthält.
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