Lake water quality assessment by multivariate statystical analysis

• Autorzy: Simeonov V. , Zachariadis G. , Voutsa D. , Stratis J. , Anthemidis A. , Samara C. , Tsakovski S. , Kouimtzis T. , Simenova P. , Andreev G.

Warianty tytułu

PL

Ocena jakości wody z jeziora za pomocą statystycznej analizy wielu zmiennych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present study deals with the multivariate statistical assessment of the water quality of several lakes located in Northern Greece. A two-year monitoring of different chemical and physicochemical parameters of the lake water was performed for the lakes Koronia, Volvi, Doirani, Megali Prespa and Mikri Prespa. The application of cluster and principal components analysis as well as apportioning modelling on absolute principal components scores has shown that if the whole data set is proceeded six latent factors prove to be responsible for the data structure and they form a specific pattern or the region where the lakes are located: the lake water quality is affected by natural, sediment, waste inlets (domestic and industrial), oxidation and toxic factors. Further, specific patterns of similar type were constructed for each lake with respect to the sampling period and to the relationships between the chemical and physicochemical parameters. Again, latent factors responsible for the data structure of each lake are identified. Finally, the contribution of each identified source to the chemical concentration was determined both for the whole dataset and for each lake in consideration.

PL

Przy użyciu statystyki wielu zmiennych oceniono jakość wody kilku jezior w północnej Grecji. W ciągu dwu lat monitorowano parametry chemiczne i fizykochemiczne wody z jezior: Koronia, Volvi, Doirani, Megali Prespa i Mikri Prespa. Stosowano zarówno analizę klasterową (grupową) oraz składowych głównych, jak również modelowanie z wykorzystaniem wartości absolutnych składowych (komponentów) głównych. Wyniki tych analiz dla całego zbioru danych pokazują, że ich struktura jest określona przez sześć czynników ukrytych, które tworzą obraz specyficzny dla danej lokalizacji jezior. Jakość wody jeziornej określają: czynniki naturalne, osady denne, zrzuty odpadów (komunalnych i przemysłowych) oraz substancje utleniające i toksyczne. Dla każdego jeziora skonstruowano charakterystyczne specyfikacje (podobnego typu), biorąc pod uwagę okres próbkowania oraz zależności między parametrami chemicznymi i fizykochemicznymi. Określono czynniki ukryte odpowiedzialne za strukturę danych opisujących każde jezioro. Określono wpływ każdego ze źródeł na skład chemiczny zarówno dla wszystkich danych, jak i oddzielnie dla każdego rozpatrywanego jeziora.

Słowa kluczowe

EN

lake water; chemical analysis; multivariate statistics; cluster analysis; principal components analysis

PL

woda jeziorna; analiza chemiczna; statystyki wielu zmiennych; analiza klasterów; analiza składowych głównych

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 11, nr 6
• Strony: 471--488
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Simeonov V.

• Chair of Analytical Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Sofia "St. Kl. Okhridski", 1164 Sofia, J. Bourchier Blvd. 1, Bulgaria

autor

Zachariadis G.

• Laboratory of Analytical Chemistry, Department of Chemistry, Aristotle University ofThessaloniki, 541 24 Thessaloniki, Greece

autor

Voutsa D.

• EnvironmentaI Pollution Control Laboratory, Department of Chemistry, Aristotle University of Thessaloniki, 541 24 Thessaloniki, Greece

autor

Stratis J.

• Laboratory of Analytical Chemistry, Department of Chemistry, Aristotle University ofThessaloniki, 541 24 Thessaloniki, Greece

autor

Anthemidis A.

• Laboratory of Analytical Chemistry, Department of Chemistry, Aristotle University ofThessaloniki, 541 24 Thessaloniki, Greece

autor

Samara C.

• EnvironmentaI Pollution Control Laboratory, Department of Chemistry, Aristotle University of Thessaloniki, 541 24 Thessaloniki, Greece

autor

Tsakovski S.

• Chair of Analytical Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Sofia “St. KI. Okhridski”, 1164 Sofia, J. Bourchier Blvd. 1, Bułgaria

autor

Kouimtzis T.

• EnvironmentaI Pollution Control Laboratory, Department of Chemistry, Aristotle University of Thessaloniki, 541 24 Thessaloniki, Greece

autor

Simenova P.

• Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, 1172 Sofia, Tzarigradsko Chaussee Blvd. 72, Bułgaria

autor

Andreev G.

• Institute of Oceanology, Bulgarian Academy of Sciences, 9000 Vama, P.O. Box 152, Bułgaria

Bibliografia

• [1] Aldrich A, van den Berg C.M.G.,Thies H. And Nickus U.: Mar. Freshwaier Res., 2001, 52, 885-892.
• [2] Vilanova R., Fernandez P., Martinez C. and Grimalt J.: Water Res., 2001, 35, 3916-3922.
• [3] Kotti M., Vlessidis A.and Evmiridis N.: Int. J. Environ. Anal. Chem., 2000, 78, 455-467.
• [4] Fischer E. and van den Berg C.M.G.: Anal. Chim. Acta, 2001, 432, 11-24,
• [5] Tokalioglu S. Kartal S. and Elci L.: Anal.Sci., 2000, 16, 1169-1178.
• [6] Scott B., Mactavish D., Spencer C., Strahan W. and Muir D.: Env. Sci. Technol., 2000,34,4266-4271.
• [7] Aguilera E., Chiodini G., Cioni R., Guidi M., Martini L. and Raco B.: J. Volcanol. Geoth.Res., 2000, 97, 271-280.
• [8] Temple R., Shevenell L., Lecher P, and Price J.; Appl. Geochem., 2000. 15, 475-485.
• [9] Gupta A., Jain R. and Gupta K.: Water Sci. Technol., 1999, 40. 29-37.
• [10] Klavis M., Briede A., Parele E., Rodionov V. and Klavina I.: Chemosphere, 1998,36, 3043-3051.
• [11] Stoyanova K., Mandjukov P., Tsakovski S., Tchalakova M., Karadjova I., Gergov G. and Simeonov V.: In: Hydrochemical and Ecological Characteristics of the High Mountain Lakes in Rila and Pirin. Part I (Eds. Carbonnel J. and Stamenov J.). Bulgarian Academy of Sciences, 1995.
• [12] Botova B., Mandjukov P., Tsakovski S.. Karadjova I., Gergov G. and Simeonov V.: In: Hydrochemical and Ecological Characteristics of the High Mountain Lakes in Rila and Pirin. Part 11 (Eds. Carbonnel J. and Stamenov J.). Bulgarian Academy of Sciences, 1996.
• [13] Pekov G., Mandjukov P., Tsakovski S. and Simeonov V.: In: Hydrochemical and Ecological Characteristics of the High Mountain Lakes in Rila and Pirin, Part III (Eds. Carbonnel J. and Stamenov J.), Bulgarian Academy of Sciences. 1997.
• [14] Gameli E. and Haraldsson C.: Ambio, 1993, 22, 318-332,
• [15] Marmorek D., Bernard D., Sutherland G. and Wedels C.: Water Air Soil Pollut., 1991, 44, 235-244
• [16] Rognerud S. and Fjeld E.: Ambio, 1993. 22, 206-214.
• [17] Kwiatkowski R.E.: J. Great Lakes Res., 1985, 11, 462-468.
• [18] Govardhan J.; Indian J. Environ., 1989, 9, 531-546.
• [19] Urban R., Gorham E., Underwood K. and Martin B.; Limnol, Occanol., 1990, 35, 1516-1520
• [20] Renberg L, Korsman T. and Anderson N.: Ambio, 1993, 22, 264-270.
• [21] Voutsa D.. Manoli E., Samara C., Sofoniou M. and Stratis J.A.; Water Air Soil Pollut., 2001,129, 13-23.
• [22] Voutsa D., Zachariadis G., Kouras A., Anthemidis A. and Samara C.: A quality study of surface waters in Macedonia, Greece; Heavy metals and other toxic elements. Proceedings of Intern. Conference „Istrumental Methods of Analysis. Modem Trends and Applications. IMA ’99", Chalkidiki, Greece, 1999, pp. 383-387.
• [23] Simoeonov V., Stratis J.A., Samara C., Zachariadis G., Voutsa D., Anthemidis A., Sofoniou M. and Kouimtzis Th.: Water Res., 2003, 37, 4119-4124.
• [24] Ramsar Convention Bureau: 1996, Criteria for identifying wetlands of international importance . Annexes to recommendation 4.2., Montreaux, Switzerland, 1990, and Resolution V1-2, Brisbane, Australia, 1996. Ramsar Convention Bureau, Gland, Switzerland.
• [25] APHA, AWWA, WPCF: 1985, Standard methods for the examination of water and wastewater, 16th ed., Washington DC.
• [26] Wunderlin D.A., Diaz M.P., Ame M.V., Pesce S.F., Hued A.C. and Bistoni M.: Water Res., 2011, 35, 2881-2888.
• [27] Morales M.M., Martih P., Llopis A., Campos L. And Sagrado, J.: Anal. Chim Acta, 1999, 394, 109-116.
• [28] Chen G.N.: Anal. Chim. Acta, 1993, 271, 115-212.
• [29] Massart D.L. and Kaufman L.: The Interpretation of Analytical Chemical Data by the Use of Cluster Analysis. J. Wiley&Sons, New York 1983.
• [30] Sneath P.H.A: Data Analysis and Infomiatics, North-Holland, Amsterdam 1980.
• [31] Zeng Y, and Hopke P.: Chemom. Intell. Lab. Syst., 1990, 7, 237-248.
• [32] Henrion R.: Chemom. Intell. Lab. Syst., 1994, 25, 1-12.
• [33] Geladi P., Xie Y., Polissar A. and Hopke P.; J. Chemom., 1998, 12, 337-350.
• [34] Paatero P. and Andersson C.: Chemom. Intell. Lab. Syst. 1999, 47, 17-24,
• [35] Wold S., Esbensen K. and Geladi P.: Chemom. Intell. Lab. Syst. 1987. 2, 37-45
• [36] Thurston G. and Spengler J.; Atmos. Environ. 1985, 19, 9-16.