Analiza dyskryminacyjna w modelowaniu stężenia trihalometanów w sieci wodociągowej

• Autorzy: Zimoch I. , Łobos E.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2017.11(1)035

Warianty tytułu

EN

Discriminant analysis in the modelling of trihalomethanes concentration in waterpipe network

• Konferencja: ECOpole’16 Conference (5-8.10.2016 ; Zakopane, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W celu ograniczenia ryzyka powstawania wysokich stężeń trihalometanów (THM) w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi bardzo ważne jest bieżące dostosowywanie warunków operacyjnych eksploatacji układów technologicznych uzdatniania wody do zmieniającej się jakości wody w źródle zasilania. Właściwości rakotwórcze i mutagenne THM-ów w istotny sposób wpływają na częstość monitoringu ich stężeń w systemach zaopatrzenia w wodę, kształtującego znacząco koszty sprzedaży wody. W związku z tym zakres kontroli jakości wody w systemie dystrybucji jest ograniczany do niezbędnego minimum. W takich uwarunkowaniach rośnie znaczenie wykorzystania dobrych modeli matematycznych do symulacji stężeń THM-ów w zmiennych warunkach eksploatacji systemów wodociągowych. W artykule przedstawiono wyniki analizy wpływu różnych czynników na wielkość stężenia generowanych THM-ów, takich jak: odczyn wody pH, absorbancja UV w 272 nm, utlenialność, OWO, dawka chloru, stężenie chloru pozostałego. Wszystkie dane zgromadzono podczas badań prowadzonych w rzeczywistym systemie zaopatrzenia w wodę. Celem analiz było zastosowanie narzędzi statystycznych do określenia, które z wymienionych czynników (zmienne niezależne) mają największy wpływ na zmienną zależną, czyli wielkość powstających THM-ów w sieci wodociągowej.

EN

It is very important to adapt water treatment arrangements to changing conditions of raw water quality in the order to reduce the risk of too high concentration of generated trihalomethanes (THMs). Since THMs are danger for human health because of their mutagenic and carcinogenic character, their monitoring in whole water supply system should be frequent. The precise monitoring of THM is expensive so it is limited to indispensable minimal range because of its close relation to price of water delivered to consumers. Hence increases the role of good mathematical models predicting the concentration of THMs in changing operating condition of real water supply system. In this paper authors analyzed different factors influencing the THMs concentration, such as pH, temperature, UV absorbance 272, chemical oxygen demand, total organic carbon, chlorine dose, residual chlorine. All data were collected in real water supply system. The statistical tools were used to identify which of listed factors (independent variables) are of the most impact on dependent variable (level of THMs generated in water pipe network).

Słowa kluczowe

PL

trihalometany; THM; system zaopatrzenia w wodę; modele matematyczne; analiza dyskryminacyjna

EN

trihalomethanes; water supply system; mathematical models; discriminant analysis

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 11, No. 1
• Strony: 333--341
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., tab.

Twórcy

autor

Zimoch I.

• Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, Politechnika Śląska, ul. S. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, tel. [phone], fax [phone]

autor

Łobos E.

• Instytut Matematyki, Politechnika Śląska, ul. Kaszubska 23, 44-100 Gliwice, tel. [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Drinking Water Directive 98/83/EC. Council Directive of November 1998 on the quality of water intended for human consumption. Off J EC. 1998; L 330.5.12.98:32-54. http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:31998L0083&from=EN.
• [2] Urbansky E, Magnuson M. Anal Chem. 2002;74(9):260A-267A. DOI: 10.1021/ac022009k.
• [3] Richardson S. Trend Anal Chem. 2003;22(10):666-684. DOI: 10.1016/S0165-9936(03)01003-3
• [4] Krasner S, Weinberg H, Richardson S, Pastor S, Chinn R, Sclimenti M, et al. Environ Sci Tech. 2006;40(23):7175-7185. DOI: 10.1021/es060353j.
• [5] Richardson S, Plewa M, Wagner E, Schoeny R, DeMarini D. Mutation Res. 2007;636:178-242. DOI: 10.1016/j.mrrev.2007.09.001.
• [6] Goslan E, Krasner S, Bower M, Rocks S, Holmes P, Levy L, et al. Water Res. 2009;43:4698-4706. DOI: 10.1016./j.watres.2009.07.029.
• [7] Francis R, Small M, Van Briesen J. Water Res. 2009;43:3453-3468. DOI: 10.1016/j.watres.2009.05.008.
• [8] Włodyka-Bergier A, Bergier T, Kot M. Desalin Wat Treat. 2014;52:3898-3907. DOI: 10.1080/19443994.2014.887490.
• [9] Golfinopoulos SK, Arhonditsis GB. Chemosphere. 2002;47:1007-1018. DOI: 10.1016/S0045-6535(02)00058-9.
• [10] Abdullah M, Yew C, Ramli M. Water Res. 2003;37:4637-4644. DOI: 10.1016/j.wtres.2003.07.005.
• [11] Villanueva C, Castaño-Vinyals G, Moreno V, Carrasco-Turigas G, Toledo E, Altzibar J, et al. Environ Res. 2012;114:1-11. DOI: 10.1016/j.envres.2012.02.002.
• [12] Zimoch I, Łobos E. Method of safety analysis of water supply system. Proc. 11th International Probabilistic Safety Assessment and Management Conference and the Annual European Safety and ReliabilityConference. Helsinki: IAPSAM&ESRA. 2012; vol. 7:5816-5823. http://www.proceedings.com/16286.html.
• [13] Zimoch I, Łobos E. Desalin Water Treat. 2014;52:3719-3724. DOI: 10.1080/19443994.2014.884684.
• [14] Zimoch I, Łobos E, Żaba T. Drinking water quality aspect in ensuring the safety of water supply systems. In: Nowakowski T, et al, editors. Safety and Reliability: Methodology and Applications. London: Taylor & Francis Group; 2014: 717-726.
• [15] WHO. Disinfectants and disinfectant by-products. Environmental Health Criteria 216. Geneva: World Health Organization; 2000 http://www.who.int/ipcs/publications/ehc/ehc_216/en/.
• [16] Amy GL, Chadik PA, Chowdhury ZK. Res Techn. 1987;7:89-97.
• [17] Gallard H, von-Gunten U. Water Res. 2002;36:65-74. DOI: 10.1016/S0043-1354(01)001887-7.
• [18] Rodriguez MJ, Serodes JB. Water Res. 2001;35:1572-1586. DOI: 10.1016/S0043-1354(00)00403-6.
• [19] Sadiq R, Rodriguez MJ. Sci Tot Environ. 2004;321:21-46. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2003.05.001.
• [20] Chowdhury S, Champagne P, McLellan P. Sci Total Environ. 2009;407(14):4189-4206. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2009.04.006.
• [21] Chen B, Westerfoff P. Water Res. 2010;44:3755-3762. DOI: 10.1016/j.watres.2010.04.009.
• [22] El Shehawy R, Awad J. Civil Environ Res. 2012;2(2):59-69. http://iiste.org/Journals/index.php/CER/article/view/1571/1602.
• [23] Zimoch I, Łobos E. Comparison of statistical models of water disinfection by products prediction. In: Proceedings of V International Conference on Water, Climate and Environment. BALWOIS 2012. http://balwois.com/proceedings/page/42/?k9_balwois_conference=52.
• [24] Wei J, Ye B, Wang W, Yang L, Tao J, Hang Z. Sci Total Environ. 2010;408:4600-4606. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.06.053.
• [25] Rivadeneyra A, Garcia-Ruiz MJ, Delgado-Ramos F, Gonzalez-Martinez A, Osorio F, Rabaza O. Water. 2014;6:3590-3602. DOI: 10.3390/w6123590.
• [26] Krzyśko M. Analiza dyskryminacyjna. Warszawa: WNT; 1990.
• [27] PN-EN ISO 10523:2012, Jakość wody - odczyn pH. Warszawa: PKN; 2012. http://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-7887-2012p.html.
• [28] PN-77/C-04584, Woda i ścieki - pomiar temperatury. Warszawa: PKN; 1977. http://sklep.pkn.pl/pn-c-04584-1977p.html.
• [29] PN-ISO 7393-2:1997, Jakość wody - oznaczanie chloru wolnego i chloru ogólnego. Warszawa: PKN; 1997. http://sklep.pkn.pl/pn-iso-7393-2-1997p.html.
• [30] PN-84/C-05472, Woda i ścieki - Oznaczenia zawartości rozpuszczonych związków organicznych w wodzie metodą spektrofotometrii w nadfiolecie. Warszawa: PKN; 1984. http://sklep.pkn.pl/pn-c-05472-1984p.html.
• [31] PN-EN ISO 8467:2001, Jakość wody - oznaczanie indeksu nadmanganianowego. Warszawa: PKN; 2001. http://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-8467-2001p.html.
• [32] PN-EN-1484-1999, Analiza wody - wytyczne oznaczania ogólnego węgla organicznego (OWO) i rozpuszczonego węgla organicznego (RWO). Warszawa: PKN; 1999. http://sklep.pkn.pl/pn-en-1484-1999p.html.
• [33] PN-EN ISO 10301:2002, Jakość wody - Oznaczanie łatwo lotnych chlorowcowych pochodnych węglowodorów - Metody z zastosowaniem chromatografii gazowej. Warszawa: PKN; 2002. http://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-10301-2002p.html.
• [34] PN-ISO 5667-5:2003, Jakość wody - Pobieranie próbek - Część 5: Wytyczne dotyczące pobierania próbek wody do picia i wody używanej do produkcji żywności i napojów. Warszawa: PKN; 2003. http://sklep.pkn.pl/pn-iso-5667-5-2003p.html.
• [35] PN-ISO 5667-6:2003, Jakość wody - Pobieranie próbek - Część 6: Wytyczne dotyczące pobierania próbek z rzek i strumieni. Warszawa: PKN; 2003. http://sklep.pkn.pl/pn-iso-5667-6-2003p.html.
• [36] Rezaei L, Alipour V, Shokooheyan S, Ghanbarnejad A. J Health Sci Surv Sys. 2014;2(1):36-41. jhsss.sums.ac.ir/index.php/jhsss/article/download/50/40.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).