The smoothing methods used in assessing the influence of pollution sources on groundwater quality - a case study of metallurgical landfill in Lipówka (southern Poland)

• Autorzy: Marek Sołtysiak , Dominika Dąbrowska
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Several methods have been used to determine trends in hydrogeochemical elements. This study is concerned with the ordinary 3-period moving averages, the 3-period moving median and the exponential smoothing method. It has taken into account the chloride concentration in groundwater from the region of the landfill of the Katowice Ironworks (southern Poland). The data from two piezometers were used: T1 screened in the Triassic and Q1 screened in the Quaternary aquifers. The main aim of this article was to compare statistical methods and to choose the most appropriate method for an assessment of the impact of pollution sources on groundwater quality and determining any trends. The choice of chlorides as the analyzed indicator is connected with their chemical conservative character. They are also indicators of negative impact on groundwater of e.g. municipal, metallurgical landfill sites on groundwater. Results showed that the moving median is less sensitive to outliers than the moving average. The running median preserves sharp discontinuities in the signal but the biggest smoothing was observed in the case of exponential smoothing. All of these methods filter out the noise and transform the data into a smooth curve, which is unbiased by outliers. Application of the smoothing method allowed the generalization of the monitoring data which clearly showed trends. In the absence of reliable data for short periods, these statistical methods made it possible to fill in missing values. These methods are easier to calculate than regression models even if they ignore complex relationships in the data. Moreover, they can also be used as a component in many other indicators such as the Moving Average Convergence Divergence.(original abstract)

Słowa kluczowe

EN

Degradation of the environment; Soil degradation; Environmental pollution; Water pollution

PL

Degradacja środowiska; Degradacja ziemi; Zanieczyszczenie środowiska; Zanieczyszczenie wód

• Czasopismo: Environmental & Socio-economic Studies
• Rocznik: 2016
• Tom: 4
• Numer: nr 4
• Strony: 61--67

Twórcy

autor

Marek Sołtysiak

• University of Silesia in Katowice, Sosnowiec, Poland

autor

Dominika Dąbrowska

• University of Silesia in Katowice, Sosnowiec, Poland

Bibliografia

• Asteriou D., Hall S. 2011. ARIMA Models and the Box-Jenkins Methodology. Appl. Econometrics, 265-286.
• Baran S., Turski R. 1995. Degradacja, ochrona i rekultywacja gleb. Wyd. Akad. Roln., Kraków. 137-160.
• Bojakowska A. 1994. Wpływ czynnika antropogenicznego na procesy geochemiczne w powierzchniowych warstwach litosfery. Instrukcja i metody badań geologicznych, 53. PIG. Warszawa.
• Dowgiałło J., Kleczkowski A., Macioszczyk T., Różkowski A. 2002. Słownik Hydrogeologiczny. PIG, Warszawa.
• Gogu R., Dassargues A. 2000. Current trends and future challenges in groundwater vulnerability assessment using overlay and index methods. Environ. Geology, 39, 6: 549-559.
• Grath J., Scheidleder A., Uhlig S., Weber K., Kralik M., Keimel T., Gruber D. 2001. The EU Water Framework Directive: Statistical aspects of the identification of groundwater pollution trends and aggregation of monitoring results. Final report. Austrian Federal Ministry of Agriculture and Forestry, Environ. Water Manage.
• Hyndman R., Athanasopoulos G. 2014. Forecasting: principles and practice. Univ. of Western Australia.
• Jousma G., Roelofsen F.J. 2004. World-wide inventory on groundwater monitoring. Report nr. GP 2004-1. IGRAC, Utrecht.
• Kmiecik E., Szczepańska J. 2005. Ocena stanu chemicznego wód podziemnych w oparciu o wyniki badań monitoringowych. AGH. Kraków.
• Kot S., Jakubowski J., Sokołowski A. 2007. Statystyka. Podręcznik dla studiów ekonomicznych. Difin. Warszawa.
• Krogulec E. 2004. Ocena podatności wód podziemnych na zanieczyszczenia w dolinie rzecznej na podstawie przesłanek hydrodynamicznych. Wyd. Uniw. Warszawskiego, Warszawa: 337-344.
• Macioszczyk A. 1987. Hydrogeochemia. Wyd. Geol., Warszawa.
• Macioszczyk A., Dobrzyński D. 2002. Hydrogeochemia strefy aktywnej wymiany wód podziemnych. PWN. Warszawa.
• Nielsen D.M. ed., 2006. Practical handbook of environmental site characterization and ground-water monitoring. 2nd ed. CRC Press Taylor & Francis Group.
• Quevauviller P., Fouillac A.M, Grath J., Ward R. ed., 2009. Groundwater monitoring. Water Quality Measurements Series. John Willey & Sons, Ltd.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z 30 kwietnia w sprawie składowisk odpadów. (Dz. U. 2 maja 2013, poz. 523).
• Sobik K. 2007. Badanie wpływu składowisk odpadów na środowisko gruntowo-wodne na przykładzie wybranych obiektów zlokalizowanych w obrębie zlewni Dunajca. PhD Thesis, AGH, Kraków.
• Sołtysiak M. 2007. Lysimeter leaching research of contaminants from the metallurgical waste in Katowice Steelworks. Współczesne problemy hydrogeologii, XIII, 2. PIG. Krynica: 345-353.
• Witczak S., Kania J., Kmiecik E. 2013. Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód podziemnych i metod ich oznaczania. Bibl. Monitoringu Środowiska, Warszawa.