Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Multivariate Statistical Analyses on Arsenic Occurrence in Rybnik Reservoir

Widziewicz K., Loska K.

Archives of Environmental Protection

|

2012

|

Vol. 38, no. 2

11-23

EN

Popular statistical techniques, such as Spearman's rank correlation matrix, principal component analysis (PCA) and multiple linear regression analysis were applied to analyze a large set of water quality data of the Rybnik Reservoir generated during semiannual monitoring. Water samples collected at 9 sampling sites located along the main axis of the reservoir were tested for 14 selected parameters: concentrations of co-occurring elements, ions and physicochemical parameters. The aim of this study was to estimate the impact of those parameters on inorganic arsenic occurrence in Rybnik Reservoir water by means of multivariate statistical methods. The spatial distribution of arsenic in Rybnik Power Station reservoir was also included. Inorganic arsenic As(III), As(V) concentrations were determined by hydride generation method (HG-AAS) using SpectrAA 880 spectrophotometer (Varian) coupled with a VGA-77 system for hydride generation and ECT-60 electrothermal furnace. Spearman's rank correlation matrix was used in order to find existing correlations between total inorganic arsenic (AsTot) and other parameters. The results of this analysis suggest that As was positively correlated with PO43-; Fe and TDS. PCA confirmed these observations. Principal component analysis resulted in three PC's explaining 57% of the total variance. Loading values for each component indicate that the processes responsible for As release and distribution in Rybnik Reservoir water were: leaching from bottom sediments together with other elements like Cu, Cd, Cr, Pb, Zn, Ni, Ca (PC1) and co-precipitation with PO43-, Fe and Mn (PC3) regulated by physicochemical properties like T and pH (PC2). Finally, multiple linear regression model has been developed. This model incorporates only 8 (T, pH, PO43-, Fe, Mn, Cr, Cu, TDS) out of initial 14 variables, as the independent predictors of total As contamination level. This study illustrates the usefulness of multivariate statistical techniques for analysis and interpretation of complex environmental data sets.

PL

Do analizy dużego zbioru danych pochodzących z półrocznego monitoringu wody Zbiornika Rybnickiego zastosowano popularne techniki statystyczne takie jak: macierz korelacji rang Spearmana, analiza głównych składowych (PCA) oraz regresja wieloraka. Próbki wody do badań pobierano z 9 różnych stanowisk rozmieszczonych wzdłuż głównej osi zbiornika i testowano pod kątem 14 wybranych parametrów: stężeń współwystępujących pierwiastków, jonów oraz parametrów fizykochemicznych. Celem pracy była ocena wpływu tych parametrów na występowanie arsenu nieorganicznego w wodzie Zbiornika Rybnickiego za pomocą wielowymiarowych metod statystycznych. W pracy zamieszczono także wyniki przestrzennego rozkładu arsenu w zbiorniku Elektrowni Rybnik. Stężenia nieorganicznych form arsenu As(III), As(V) oznaczano metodą generowania wodorków (HG-AAS) wykorzystując spektrometr absorpcji atomowej SpectrAA 880 (Varian), rozbudowany o układ do generacji wodorków VGA-77 oraz elektrotermiczny piec ETC-60. W celu znalezienia korelacji między całkowitym arsenem nieorganicznym (AsTot), a innymi parametrami wykonano macierz korelacji rang Spearmana. Wyniki tej analizy sugerują, że As był dodatnio skorelowany z PO43-; Fe, TDS. Potwierdzeniem tych obserwacji były wyniki analizy PCA. Analiza głównych składowych pozwoliła na wyodrębnienie ze zbioru danych 3 głównych składowych wyjaśniających 57% całkowitej zmienności. Wartości ładunków poszczególnych czynników wskazują, że procesami, które w największym stopniu wpływały na uwalnianie oraz dystrybucję As w wodzie Zbiornika Rybnickiego były: wymywanie z osadów dennych wraz z innymi pierwiastkami takimi jak: Cu, Cd, Cr, Pb, Zn, Ni, Ca (PC1), współstrącanie z Fe, Mn, PO43- (PC3) regulowane przez czynniki fizykochemiczne jak T czy pH (PC2). Końcowy etap analizy wyników obejmował zbudowanie modelu regresji wielorakiej. Model obejmował jedynie 8 (T, pH, PO43-, Fe, Mn, Cr, Cu, TDS) spośród 14 wyjściowych zmiennych, które służyły jako niezależne estymatory do oszacowania stopnia zanieczyszczenia wody arsenem. Praca ta ilustruje przydatność wielowymiarowych technik statystycznych do analizy i interpretacji złożonych zbiorów danych pochodzących z badań środowiskowych.

2

Arsenic speciation in Rybnik Reservoir

Loska K., Korus I., Wiechuła D.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2009

|

Vol. 2, no. 3

109-116

EN

This study was aimed at determining the speciation of arsenic in water, bottom sediments, and interstitial water of Rybnik Reservoir. The speciation analysis of inorganic forms of arsenic in the water and interstitial water samples was conducted by means of column technique using Dowex 1X8 anion exchanger. Arsenic speciation in the bottom sediment was carried out by means of the procedure suggested by Tessier. The concentration of arsenic was determined by HG-AAS using a Varian SpectrAA 880 spectrophotometer coupled with a VGA-77 system for hydride generation and an ETC-60 electrothermal furnace that enabled accurate temperature settings. In the surface and bottom waters of the reservoir, arsenic occurred primarily as As(V). Arsenic(V) concentration in water ranged from 0.49 μg/dm3 to 2.42 μg/dm3, and As(III) – from 0.19 μg/dm3 to 0.93 μg/dm3. Arsenic was strongly bound to the bottom sediment, predominant arsenic forms in the reservoir were sulfides and organically bound fraction. Arsenic concentration in the interstitial water was almost twice as high as that in the water of Rybnik Reservoir. The average As(III) concentration in the interstitial water was 0.52 μg/dm3, As(V) – 3.00 μg/dm3.

PL

Celem pracy było określenie specjacji arsenu w wodzie, osadach dennych i wodzie interstycjalnej Zbiornika Rybnickiego. Analizę specjacyjną nieorganicznych form arsenu w próbkach wody przeprowadzono metodą kolumnową z zastosowaniem anionitu Dowex 1X8. Specjację arsenu w osadzie dennym przeprowadzono metodą Tessiera. Zawartość arsenu oznaczano metodą HG-AAS wykorzystując spektrofotometr SpectrAA 880 firmy Varian, rozbudowany o układ do generacji wodorków VGA-77 oraz elektrotermiczny piec ETC-60 z możliwością precyzyjnego ustawienie temperatury. Zawartość As(V) stanowiła dominującą formę występowania arsenu w wodzie na obszarze całego zbiornika. Zawartość arsenu(V) w wodzie wahała się od 0.49 μg/dm3 do 2.42 μg/dm3, podczas gdy As(III) od 0.19 μg/dm3 do 0.93 μg/dm3. Arsen należał do pierwiastków silnie związanych z osadem dennym, dominującymi formami występowania arsenu w osadzie dennym Zbiornika Rybnickiego były połączenia organiczne i siarczki. Zawartość arsenu w wodzie interstycjalnej była prawie dwukrotnie większa od zawartości arsenu w wodzie Zbiornika Rybnickiego. Średnia zawartość As(III) w wodzie interstycjalnej wynosiła 0.52 μg/dm3, średnia zawartość As(V) – 3.00 μg/dm3.

3

Analiza przestrzennego rozmieszczenia arsenu w osadzie dennym zbiornika rybnickiego

Loska K., Korus I., Pelczar J., Wiechuła D.

Gospodarka Wodna

|

2005

|

Nr 3

104-107

PL

Przedstawiono metodę i wyniki badania zawartości arsenu w osadach dennych zbiornika rybnickiego oraz analizę przestrzennego rozmieszczenia tego pierwiastka w czaszy zbiornika.

EN

The paper presents the method and results of investigation into the content of arsenic in bottom sediments of the Rybnik Reservoir and an analysis of spatial distribution of that element in the bowl of the reservoir.

4

Metody wyznaczania przeciętnej zawartości pierwiastków w osadach zanieczyszczonych zbiorników

Loska K., Wiechuła D., Pęciak G.

Przegląd Geologiczny

|

2002

|

Vol. 50, nr 8

701-704

PL

Średnią zawartość kadmu w osadzie dennym Zbiornika Rybnickiego oszacowano przy wykorzystaniu surowych danych, metod eliminacji wartości skrajnych (test eliminacji wartości odstających i technika iteracyjna) oraz analizy regresji przy użyciu pierwiastka odnośnikowego (Fe, Mn i Cr). Przeciętna zawartość kadmu, w zależności od zastosowanej metody, wahała się od 23,51 žg/g do 48,18 žg/g we frakcji całkowitej osadu dennego oraz od 11,94 žg/g do 47,07 žg/g we frakcji < 0,063 mm. Uwzględniając charakterystykę osadu dennego zbiornika Rybnickiego oraz dane literaturowe o zawartości kadmu w osadach dennych zawartość średnią ustalono na poziomie 32 žgCd/g dla frakcji całkowitej oraz 20 žgCd/g dla frakcji < 0,063 mm.

EN

The average cadmium content in the bottom sediment of Rybnik Reservoir has been determined applying the original data, methods for boundary value elimination (4a-outlier and iterative 2a-technique) and regression analysis with the use of conservative elements (Fe, Mn and Cr). It ranged from 23.51 fig/g to 48.18 fig/g in the total fraction of the bottom sediment, and from 11.94 ftg/g to 47.07 fig/g in the fraction < 0.063 mm, depending on the method applied. Taking into consideration the characteristics of the bottom sediment from Rybnik Reservoir and literature data on cadmium content in bottom sediments, the average cadmium content has been established at the level of 32 figCd/gfor the total fraction and 20 fxgCd/gfor the fraction < 0.063 mm.