Modelowanie stężenia trihalometanów w sieci wodociągowej za pomocą różnych równań regresji

• Autorzy: Zimoch I. , Łobos E.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2017.11(1)036

Warianty tytułu

EN

The modeling of trihalomethanes concentration in waterpipe network based on different equations of regression

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

Abstrakty

PL

Trihalometany (THM), jako uboczne produkty dezynfekcji wody chlorem, są związkami powstającymi w procesie dostarczania wody do konsumenta. Zarówno złożoność kinetyki reakcji, jak i duża liczba czynników wpływających na jej przebieg powodują trudności w szacowaniu poziomu stężenia trihalometanów w punktach kontroli jakości wody w systemie zaopatrzenia w wodę. W związku z rewizją w 2015 roku unijnej dyrektywy dotyczącej jakości wody przeznaczonej do spożycia zakres i częstotliwość monitoringu powinny uwzględniać ryzyko zdrowotne konsumenta w całym łańcuchu dostaw wody (ujęcie wody, uzdatnianie, magazynowanie, dystrybucja). Zatem rośnie znaczenie modeli szacowania stężenia trihalometanów w sieci wodociągowej, które uwzględniają parametry jakości wody oraz czynniki eksploatacyjne. Taki model może być istotnym narzędziem decyzyjnym w procesie eksploatacji systemów wodociągowych, ponieważ pozwoli na zarządzanie ryzykiem zdrowotnym przy jednoczesnym ograniczeniu kosztownych analiz laboratoryjnych. W pracy przedstawiono różne modele predykcji stężenia trihalometanów w sieci wodociągowej. Analizowano modele uzyskane za pomocą regresji wielorakiej dla różnych zbiorów danych oraz transformacji THM-ów i zmiennych niezależnych. Porównano wpływ różnych transformacji zmiennych na dokładność predykcji oraz ocenę statystyczną modelu. Badania zostały oparte na danych rzeczywistych, zebranych podczas siedmiu lat eksploatacji jednego z dużych polskich systemów zaopatrzenia w wodę.

EN

Trihalomethanes, disinfection by-products resulting from the reaction between chlorine and organic matter contained in water, appear during delivery of water to consumers. Both the complexity of the reaction kinetics and a large number of factors determining the reaction cause difficulties in the estimation of concentration of THMs in monitoring points in the water supply system. In 2015 it was carried out a revision of the EU directive on the quality of water intended for human consumption. According to the current legal regulation, the scope and frequency of monitoring should take into account the risk of consumer health throughout the whole water supply chain from the catchment area through abstraction, treatment and storage to distribution. Thus there increases the role of prediction models of trihalomethanes concentration. Such models should contain water quality parameters as well as exploitation factors and they may be important decision tool in the process of water system operation. They allow to manage the human health risk, simultaneously they limit the number of expensive laboratory analyses. In this paper we present different prediction models for the concentration of trihalomethanes in waterpipe network. The multiple regression was applied to various data sets and transformations of THMs and independent variables. We establish how different transformations of variables influence on prediction accuracy and statistical properties of the model. Presented research was based on real data collected during seven years of exploitation of one of big Polish water supply systems.

Słowa kluczowe

PL

trihalometany; system zaopatrzenia w wodę; modele matematyczne; regresja wieloraka

EN

trihalomethanes; water supply system; mathematical models; multiple regression

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 11, No. 1
• Strony: 343--351
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., wykr., 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] Richardson S. Trend Anal Chem. 2003;22(10):666-684. DOI: 10.1016/S0165-9936(03)01003-3.
• [2] Richardson S, Plewa M, Wagner E, Schoeny R, DeMarini D. Mutation Res. 2007;636:178-242. DOI: 10.1016/j.mrrev.2007.09.001.
• [3] 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.
• [4] Włodyka-Bergier A, Bergier T, Kot M. Desalin Water Treat. 2014;52:3898-3907. DOI: 10.1080/19443994.2014.887490.
• [5] 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.
• [6] Commission Directive (EU) 2015/1787 of 6 October 2015 on the quality of water intended for human consumption. Off J EU. 2015; L 260: 6-17. http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=uriserv%3AOJ.L_.2015.260.01.0006.01.ENG.
• [7] Bellar TA, Lichtenberg RC, Kroner C. J Am Water Works Assoc. 1974;66(12):703-707. https://www.awwa.org/publications/journal-awwa/abstract/articleid/8737.aspx.
• [8] Zbieć E, Dojlido JR. Ochr Środ. 1999;3(74):37-44. http://www.os.not.pl/docs/czasopismo/1999/Zbiec_3-1999.pdf.
• [9] Zimoch I. Zintegrowana metoda analizy niezawodności funkcjonowania i bezpieczeństwa systemów zaopatrzenia w wodę. Gliwice: Wyd Politechniki Śląskiej; 2011.
• [10] Sadiq R, Rodriguez MJ. Sci Tot Environ. 2004;321:21-46. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2003.05.001..
• [11] Zimoch I, Łobos E. Trihalomethanes in drinking water - the review of predictive models. In: Zimoch I, editor. Current Issues in Water Treatment and Distribution, vol. 5. Gliwice: Instytut Inżynierii Wody i Ścieków Politechnika Śląska; 2015;235-254.
• [12] 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. http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/b17399-100.
• [13] Stanisz A. Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem STATISTICA PL na przykładach z medycyny. Kraków: StatSoft; 2007.
• [14] PN-EN ISO 10523:2012, Jakość wody - odczyn pH. Warszawa: PKN; 2012. http://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-7887-2012p.html.
• [15] PN-77/C-04584, Woda i ścieki - pomiar temperatury. Warszawa: PKN; 1977. http://sklep.pkn.pl/pn-c-04584-1977p.html.
• [16] 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.
• [17] PN-84/C-05472, Woda i ścieki - Oznaczenia zawartości rozpuszczonych związków organicznych w wodzie metoda spektrofotometrii w nadfiolecie. Warszawa: PKN; 1984. http://sklep.pkn.pl/pn-c-05472-1984p.html.
• [18] PN-EN ISO 8467:2001, Jakość wody - oznaczanie indeksu nadmanganianowego. Warszawa: PKN; 2001. http://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-8467-2001p.html.
• [19] 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.
• [20] PN-EN-27888-1999, Jakość wody - oznaczanie przewodności elektrycznej właściwej. Warszawa: PKN; 1999. http://sklep.pkn.pl/pn-en-27888-1999p.html.
• [21] PN-EN ISO 10301:2002, Jakość wody - Oznaczanie łatwo lotnych chlorowcowych pochodnych ęglowodorów - Metody z zastosowaniem chromatografii gazowej. Warszawa: PKN; 2002. http://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-10301-2002p.html.
• [22] 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.
• [23] 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.

Uwagi

PL

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