Application of chemometry to the comparison of atmospheric precipitation pollution profiles in urban and ecologically protected areas

• Autorzy: Astel A. , Walna B. , Kurzyca I. , Szczepaniak K. , Siepak J.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie chemometrii do porównywania profili atmosferycznych opadów zanieczyszczających środowisko

• Konferencja: Polish Conference on the Analytical Chemistry [7; 3-7 July 2006; Toruń]
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Discriminant analysis has been applied to assess a possibility of distinguishing between polluted and non-polluted sites by comparing pollutants' concentration in rainwater samples. Two discriminant functions related to pH, F^-, NO^-₃, K⁺, CI^-, and Mg²⁺ were generated. On the basis of PCA results and source apportionment techniques, three major sources of pollutants in two monitored sites (Poznań and Wielkopolski National Park, WNP divided into WNP-P (precipitation) and WNP-T (thro ugh fa 11)) in central part of Poland have been distinguished. These sites differ in respect to urbanization characteristics. The sources of pollutants in each site have been defined and pollution level has been quantitatively assessed as follows: anthropogenic origin (WNP-P - 23%; Poznań - 55%), soi! and dust particles (WNP-P - 35%; Poznań - 10%), sea salt aerosols (WNP-P - 7%; Poznań -17%). Also chemical composition of the above materials and their contribution to the total contents of cations and anions have been determined by calculating Absolute Principal Components Scores (APCS) and estimating daily variations in mass and concentration.' In general, contribution of SO^2-₄and NO^-_{3 in the municipal area was twice as high as m the ecologically protected area.}

PL

W pracy przedstawiono możliwości zastosowania techniki analizy dyskryminacyjnej do porównania stopnia zanieczyszczenia miejsc pobierania próbek na podstawie analizy zanieczyszczeń wody opadowej. W efekcie uzyskano dwie funkcje dyskryminacyjne skojarzone ze zmianami wartości pH oraz stężeniem jonów F^-, NO^-₃, K⁺, CI^-, and Mg²⁺. Na podstawie wyników analizy głównych składowych, połączonej z technikami identyfikacji i oceny ilościowej źródeł zanieczyszczeń, wyodrębniono trzy główne źródła wpływające na stan zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego w dwóch punktach zlokalizowanych w centralnej części Polski, różniące się między sobą stopniem urbanizacji. Zidentyfikowano źródła zanieczyszczeń i określono ilościowo wielkość ich udziału. Wyodrębniono źródła antropogeniczne (Wielkopolski Park Narodowy - 23%; Poznań - 55%), pył i kurz (WNP - 35%; Poznań - 10%) oraz aerozole morskie (WNP - 7%; Poznań - 17%). Dodatkowo oceniono skład chemiczny zanieczyszczeń charakterystycznych dla danego źródła i wyznaczono udział poszczególnych kationów i anionów w całkowitej zawartości analitów w opadach. Analizę wykonano wyodrębniając absolutne wartości czynników głównych. Ustalono, że zawartość jonów SO^2-₄and NO^-_{3 w próbkach pobranych na terenie miejskim jest dwa razy wyższa w porównaniu z próbkami z terenu ekologicznie chronionego.}

Słowa kluczowe

EN

atmospheric pollutants; pollution sources; discriminant analysis; principal component analysis; source apportionment

PL

zanieczyszczenia atmosferyczne; źródła zanieczyszczeń; analiza dyskryminacyjna; analiza głównych składowych

• Wydawca: Komitet Chemii Analitycznej PAN
• Czasopismo: Chemia Analityczna
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 51, No. 3
• Strony: 377--389
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Astel A.

autor

Walna B.

autor

Kurzyca I.

autor

Szczepaniak K.

autor

Siepak J.

• Environmental Chemistry Research Unit, Biology and Environmental Protection Institute, Pomeranian Pedagogical Academy, ul. Arciszewskiego 22a, 76-200 Słupsk, Poland Fax: [phone],

Bibliografia

• 1.Polkowska Ż, Astel A, Walna B, Małek S, MędrzyckaK, Górecki T, Siepak J. and Namieśnik J, Atmos. Environ., 39, 837 (2005).
• 2.Walna B, Kurzyca I. and Siepak J, Pol. J. Env. Stud., 13, 36 (2004).
• 3.Koczorowska R, Report on the condition of the natural environment in the Wielkopolskie Voivodship in 2004, The Voivodship Environmental Protection Agency, Poznań 2004, pp. 151-154.
• 4.Report on the ecological state 2003/2004, Luboń Chemicals Ltd, pp. 7.
• 5.Walna B. and Siepak J, Sci. Total Environ., 239, 173 (1999).
• 6.Kot-WasikA, Morawska M. and Namieśnik J, Chem. Inż. Ekol., 8, 177 (2001).
• 7.Einax J, Zwanziger H. and Geiß S, Chemometrics in Environmental Analysis, J. Wiley and Sons Ltd, Chichester 1997, pp. 127.
• 8.Mackiewicz A. and Ratajczak W, Comput. Geosci., 19, 303 (1993).
• 9.Massart D.L, Vandenginste B.G.M, Deming S.N, Michotte Y. and Kaufman L, Chemometrics:a textbook, Elsevier, Amsterdam 1988, pp. 160.
• 10.Otto M., Chemometrics: Statistics and Computer Application in Analytical Chemistry,Wiley-VCH, Weinheim 1999, pp. 233.
• 11.Wold S., Esbensen K. and Geladi P., Chem. Intell. Lab. Syst., 2, 37 (1987).
• 12.Walsh J.E. and Richman M.B., Mon. Weath. Rev., 109, 767 (1981).
• 13.Thurston G.D., Atmos. Environ., 15, 424 (1982).
• 14.Henry R.C. and Hidy G.M., Atmos. Environ., 16, 929 (1982).
• 15.Hopke P.K., Atmos. Environ., 16, 1379 (1982).
• 16.Norman M., Das S.N., Pillai A.G., Granat L. and Rodhe H., Atmos. Environ., 35, 4223 (2001).
• 17.Johnson R.A. and Wichern D.W., Applied multivariate statistical analysis, Prentise Int.,NJ 1992, pp. 643.
• 18.Wunderlin D.A., Diaz M.P., Ame M.V., Pesce S.F. and Hued A.C., Wat. Res., 35,2881 (2001).
• 19.Simeonov V., Stratis J.A., Samara C., Zachariadis G., Voutsa D., Anthemidis A., Sofoniou M. and Kouimtzis Th., Wat. Res., 31, 4119 (2003).
• 20.Otto M., Chemometrics: statistics and computer application in analytical chemistry, Willey, New York 1999, pp. 162
• 21.Plaisance H., Galloo J.C. and Guillermo R., Sci. Total. Environ., 206, 79 (1997).
• 22.Thurston G.D. and Spengler J.D., Atmos. Environ., 19, 9 (1985).
• 23.Unton-PyziołekA., The IMGW observer newspaper, 1, 39(2005).