Chemizm wód podziemnych poziomu

CHEMIZM WÓD PODZIEMNYCH POZIOMU WIELKOPOLSKIEJ DOLINY
KOPALNEJ W REJONIE MIĘDZY OBRĄ A WARTĄ
Krzysztof Dragon
Instytut Geologii, Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych, Uniwersytet im. Adama
Mickiewicza w Poznaniu
1 WPROWADZENIE
W ostatnich latach obserwuje się stałą tendencję
pogarszania się jakości wód podziemnych. Tendencja ta dotyczy również głębokich struktur
wodonośnych, izolowanych od powierzchni
terenu utworami słabo przepuszczalnymi. Do
struktur takich należą doliny kopalne, stanowiące na terenie Niżu Polskiego bardzo atrakcyjne
źródła wody.
W pracy podjęto problem identyfikacji wpływu zanieczyszczeń antropogenicznych na kształtowanie chemizmu wód wielkopolskiej doliny
kopalnej – jednej z najważniejszych struktur
wodonośnych środkowej Wielkopolski. Podjęty
problem wymagał również rozpoznania naturalnych (geogenicznych) czynników kształtujących
chemizm wód. Na tym tle można było rozważać
problem antropopresji.
Do tego celu wykorzystano przede wszystkim
metody statystyczne: analizę korelacji, analizę
regresji oraz analizę czynnikową. Do obliczeń
wykorzystano pakiet STATISTICA [13].
2 OBIEKT BADAŃ
Do badań wytypowano poziom wodonośny
wielkopolskiej doliny kopalnej (wdk). Struktura
ta należy do największych zbiorników wodonośnych środkowej Wielkopolski.
Wytypowany do badań fragment wdk (rys. 1)
o powierzchni ok. 1000 km2 charakteryzuje się
zróżnicowaniem naturalnych warunków ochrony
przed zanieczyszczeniem, intensywną eksploatacją oraz zróżnicowaniem naturalnych czynników
kształtujących chemizm wód podziemnych,
związanych przede wszystkim ze zmiennością
litologii i warunków krążenia wód.
Rys. 1. Lokalizacja obszaru badań.
Osady wodonośne wdk mają miąższość od
kilkunastu do prawie 50 m, i są to w przewadze
piaski, pospółki i żwiry. W spągu osady te izolowane są serią trzeciorzędowych iłów od niżej
zalegających osadów wodonośnych piętra trzeciorzędowego. Nadkład wdk stanowią słabo
przepuszczalne gliny zwałowe, stanowiące naturalną ochronę dla przenikania zanieczyszczeń
z powierzchni terenu. W rejonach wysoczyznowych miąższość tych glin przekracza 50 m.
Znacznie mniejsza jest miąższość słabo przepuszczalnego nadkładu (poniżej 20 m) w rejonach występowania międzyglinowych poziomów wodonośnych oraz w rejonach rynien glacjalnych. W rejonie doliny Warty brak jest słabo
przepuszczalnego nadkładu.
Obszarem zasilania wdk jest rejon Wału
Lwówecko-Rakoniewickiego, skąd formują się
strumienie wód podziemnych na zachód
Zastosowania metod statystycznych w badaniach naukowych III • © StatSoft Polska 2008
www.statsoft.pl/czytelnia.html 55
Chemizm wód podziemnych poziomu wielkopolskiej doliny kopalnej w rejonie między Obrą a Wartą
w kierunku doliny Obry i na wschód w kierunku
doliny Warty.
Rys. 2. Przekrój hydrogeologiczny. 1 – piaski i żwiry, 2 – gliny
zwałowe, 3 – iły, 4 – mułki, 5 – węgle brunatne 6 – poziom
ciśnień piezometrycznych wód wielkopolskiej doliny kopalnej
Q – czwartorzęd, Tr – trzeciorzęd.
3 METODYKA BADAŃ
Do wstępnej identyfikacji procesów hydrogeochemicznych kształtujących chemizm wód wdk
wykorzystano metodę analizy czynnikowej.
W pierwszej kolejności dane wyjściowe (zmienne) poddano standaryzacji wg kryteriów podanych przez Davisa [3]. Punktem wyjściowym
analizy jest wyodrębnienie z macierzy korelacji
nowych grup zmiennych, które są kombinacją
liniową zmiennych pierwotnych. W tym celu
zastosowano analizę składowych głównych.
Pierwszy otrzymany czynnik tłumaczy największą część wariancji, każdy następny coraz
mniejszą. Ładunek czynnikowy wskazuje
w jakim stopniu czynniki opisują zmienną (np.
stężenie jonu). Jeżeli ładunki czynnikowe przyjmują wysokie wartości (bliskie 1 lub -1), oznacza to silny związek korelacyjny zmiennej
pierwotnej z opisującym ją czynnikiem.
W celu uzyskania przejrzystego układu ładunków dane poddano rotacji varimax, w wyniku
czego otrzymano wysokie wartości czynnikowe
(bliskie 1 lub -1), dla jednych zmiennych (skorelowanych w czynniku), przy wartościach
bliskich 0 dla pozostałych zmiennych. Dla
wydzielonych czynników w całkowitej zmienności analizowanego zbioru obliczono procentowy ich udział. Dla określenia liczby czynników
zastosowano kryterium Kaisera. Dzięki temu do
interpretacji przyjęto tylko te czynniki, które
w największej części opisują zmienność analizowanego zbioru (o wartościach własnych >1)
i dają się sensownie interpretować [4]. O tym,
w jakim stopniu wydzielone czynniki opisują
zmienność badanej cechy, mówi tzw. zmienność
56 www.statsoft.pl/czytelnia.html
wspólna V, która jest równa sumie kwadratów
ładunków czynnikowych.
Dla tak przeliczonych danych wyjściowych
obliczono wartości czynnikowe. Jak wykazano
[2], wartości czynnikowe (w poszczególnych
opróbowanych punktach) są ściśle zależne od
intensywności procesu opisywanego przez czynnik. Wartości czynnikowe przedstawiono na
wykresach rozrzutu oraz na mapach. Obszary
o najwyższych wartościach czynnikowych (>1)
są odbiciem intensywności oddziaływania procesu opisywanego przez czynnik, wartości ekstremalnie niskie (<-1) odzwierciedlają obszary,
gdzie dany proces charakteryzuje się słabym
oddziaływaniem, natomiast wartości bliskie 0
odzwierciedlają średnią intensywność oddziaływania procesu.
Wynik analizy czynnikowej jest najbardziej
czytelny, gdy liczba czynników jest mała,
zmienność wspólna V wysoka (jak najbliższa 1),
a otrzymane czynniki dają się czytelnie interpretować przyrodniczym procesem [6]. Dla przykładu – zestaw parametrów fizyczno-chemicznych wód skorelowanych w czynniku da się
wyjaśnić za pomocą procesu (antropogenicznego lub geogenicznego), który mógł doprowadzić do obserwowanej zmienności.
Wstępnym etapem analizy statystycznej było
testowanie normalności rozkładu, do czego
wykorzystano przede wszystkim metody graficzne [12, 14]. Większość analizowanych parametrów charakteryzowała się rozkładem odbiegającym od normalnego. Jednym z kryteriów
wyboru analizy składowych głównych był fakt,
iż metoda ta nie bazuje na założeniu rozkładu
normalnego [1, 15]. Z tego samego powodu
analizę korelacji wykorzystano w opracowaniu
w powiązaniu z formą graficzną [11].
Efektywne zastosowanie analizy czynnikowej
wymaga wiedzy na temat możliwych procesów
mogących oddziaływać na analizowany zbiór
danych [9]. Na tej podstawie przypisuje się
wyróżnionym czynnikom ich interpretację genetyczną. Tak więc w przypadku analizy chemizmu wód podziemnych musimy dysponować
kompleksowym rozpoznaniem analizowanego
zbiornika wodonośnego. Dlatego wskazane jest,
by metodę tę stosować w powiązaniu z metodami tradycyjnymi [2, 8, 10]. W pełni zadowalające wyniki uzyskać można, dysponując w miarę
jednorodnymi materiałami hydrochemicznymi,
co wymaga przeprowadzenia ich rzetelnej weryfikacji przed przystąpieniem do analizy.
Zastosowania metod statystycznych w badaniach naukowych III • © StatSoft Polska 2008
Chemizm wód podziemnych poziomu wielkopolskiej doliny kopalnej w rejonie między Obrą a Wartą
4 WYNIKI BADAŃ
Za pomocą analizy czynnikowej wyróżniono
4 czynniki, charakteryzujące 2 grupy procesów
hydrogeochemicznych: antropogeniczne oraz
geogeniczne. Największe znaczenie mają 2 pierwsze czynniki (rys. 3).
1.0
CZYNNIK "GEOGENICZNY"
Zasadowość
N-NH4
Twardość og.
Potas
Żelazo og.
0.6
Sucha poz.
Sód
ChZT
Nadkład
Mangan
Czynnik 2
0.2
Chlorki
CZYNNIK "ANTROPOGENICZNY"
Siarczany
Barwa
-0.2
-0.6
pH
-1.0
-0.6
-0.2
0.2
0.6
1.0
Czynnik 1
Rys. 3. Wykres ładunków czynnikowych.
Czynnik 1 charakteryzuje się najwyższymi ładunkami czynnikowymi chlorków i siarczanów,
przy wysokich ładunkach twardości og. i suchej
pozostałości, i niskich ładunkach czynnikowych
pozostałych parametrów. Dość wysoki, ujemny
ładunek ma jednocześnie miąższość słabo przepuszczalnego nadkładu. Wskazuje to, że
stężenia wymienionych parametrów są wyższe
w rejonach o małej miąższości słabo przepuszczalnego nadkładu i odwrotnie.
W czynniku 2 najwyższymi ładunkami czynnikowymi charakteryzują się: azot amonowy,
zasadowość oraz odczyn wód (ze znakiem
ujemnym). Wysokie ładunki czynnikowe mają
też: twardość ogólna, sucha pozostałość, żelazo
i potas. Są to parametry odzwierciedlające
naturalne procesy kształtujące chemizm wód.
Czynnik ten opisuje procesy rozkładu substancji
organicznej w środowisku anaerobowym
i wpływ produktów tego rozkładu na rozpuszczanie składników środowiska geologicznego.
Wysokie ładunki czynnikowe twardości wód
(tzn. związków wapnia i magnezu), zasadowości
i suchej pozostałości są odzwierciedleniem
mineralizacji
wodorowęglanowo-wapniowej,
charakterystycznej dla wód wdk. Wysoka
ujemna wartość ładunku czynnikowego odczynu
(pH) wskazuje na duży wpływ warunków równowagi kwasowo-zasadowej w kształtowaniu
chemizmu wód [7].
Rys. 4 przedstawia wykres wartości czynnikowych 2 pierwszych czynników. Punkty o wartościach czynnikowych >1 dla czynnika 1 charakteryzują się znacznym przekształceniem chemizmu wód, odzwierciedlającym się podwyższonymi stężeniami (w stosunku do naturalnego
tła hydrochemicznego) wskaźników zanieczyszczeń wód: chlorków i siarczanów, a także
twardości og. i suchej pozostałości. Punkty
o ekstremalnie wysokich wartościach czynnikowych (>2) charakteryzują się stężeniami
chlorków >80 mg/l, siarczanów >130 mg/l.
Wzrastające wartości czynnikowe tego czynnika
wskazują kierunek antropogenicznych przemian
chemizmu wód. Wielkość wartości czynnikowych czynnika 1 można zatem traktować jako
wskaźnik antropogenicznego zanieczyszczenia
wód. Wielkość tego parametru może też być
pomocna przy wydzielaniu zbioru wód antropogenicznie zanieczyszczonych.
CZYNNIK "GEOGENICZNY"
2.5
1.5
T
Czynnik 2
Do analizy wykorzystano wyniki jednoczasowego opróbowania hydrochemicznego, wykonanego w 2000 r. Ogółem wykorzystano 61 analiz
fizyczno-chemicznych wód pobranych z eksploatowanych studni. Do analizy włączono następujące parametry składu chemicznego wód: barwa,
odczyn, utlenialność, przewodnictwo, twardość
og., zasadowość og., sucha pozostałość, chlorki,
siarczany, azot amonowy, żelazo og., mangan,
wapń, magnez, sód, potas.
0.5
CZYNNIK "ANTROPOGENICZNY"
-0.5
-1.5
-2.5
-2
-1
0
1
2
3
4
Czynnik 1
Rys. 4. Wartości czynnikowe charakteryzujące wody wielkopolskiej doliny kopalnej.
Zastosowania metod statystycznych w badaniach naukowych III • © StatSoft Polska 2008
www.statsoft.pl/czytelnia.html 57
Chemizm wód podziemnych poziomu wielkopolskiej doliny kopalnej w rejonie między Obrą a Wartą
Przestrzenny rozkład wartości czynnikowych
czynnika 1 przedstawia mapa (rys. 5). Najwyższe wartości czynnikowe czynnika 1 występują
w tych rejonach, gdzie zaobserwowano największy wzrost stężeń parametrów grupujących się
w czynniku 1 w trakcie eksploatacji. Czynnik
ten odzwierciedla zatem przemiany chemizmu
związane z wpływem antropopresji. Obszary
o najwyższych wartościach czynnikowych charakteryzują się najsilniejszymi przekształceniami chemizmu w wyniku antropopresji.
i siarczanów (rys. 6). Obydwa parametry biorą
też duży udział w kształtowaniu ogólnej mineralizacji wód. Podobne zależności wykazują stężenia sodu, korelując wyraźnie z suchą pozostałością (rys. 7, lewa kolumna wykresów) i chlorkami (dane nieprezentowane, r=0,7, α=0,05).
Analiza całego zbioru danych wykazuje też silną
korelację wapnia, magnezu i zasadowości z suchą pozostałością.
siarczany = 9.73 + 1.46 x chlorki
Siarczany (mg/l)
Siarczany (mg/l)
Buk
siarczany = 5.2617 + 1.3149 x chlorki
40
160
120
80
40
30
20
10
Nowy Tomyśl
Opa lenica
0
0
Stę szew
0
wsp. korelacji r = 0.75
10
20
30
40
50
60
70
80
90
20 km
Rys. 5. Rozkład wartości czynnikowych czynnika 1. Zaciemniono obszar występowania wartości czynnikowych >0,5.
8
O3
6
4
2
wsp. korelacji r = 0.77
0
Wpływy antropogeniczne obserwuje się zarówno na terenach miejskich, jak i na terenach
zabudowy wiejskiej. Najbardziej wyraźne wpływy antropopresji obserwuje się we wschodniej
części obszaru badań. Są to rejony najsilniej
zurbanizowane, gdzie jednocześnie występuje
najmniejsza (<25 m) miąższość słabo przepuszczalnego nadkładu. W obszarze zasilania, w rejonach występowania podrzędnych poziomów
wodonośnych w nadkładzie, gdzie miąższość
utworów słabo przepuszczalnych również nie
przekracza 25 m, wpływu oddziaływania zanieczyszczeń nie obserwuje się. Jest to związane ze
sposobem zagospodarowania terenu. W obszarze zasilania przeważają bowiem tereny leśne.
Wartości czynnikowe czynnika 1 posłużyły
do wydzielenia zbioru analiz fizyczno-chemicznych charakteryzujących wody o chemizmie
przekształconym w wyniku antropopresji oraz
wody o chemizmie „naturalnym”. Wydzielono
zbiór o wartościach tego parametru poniżej 0,
charakteryzujący wody o „naturalnym” składzie
chemicznym. Pozostała część zbioru charakteryzuje natomiast wody zanieczyszczone. Następnie, wykorzystując analizę korelacji oraz analizę
regresji, zbiór charakteryzujący wody naturalne
porównano z wynikami dla całej analizowanej
populacji.
Cechą charakterystyczną analizy dla całego
zbioru danych jest silna korelacja chlorków
58 www.statsoft.pl/czytelnia.html
14
16
18
20
O3
HC
g=
+M
Ca
8
=HC
Mg
Ca+
Twardość og. (mval/l)
10
Twardość og. (mval/l)
0
12
9
10
20000
10
Chlorki (mg/l)
12
10000
8
Chlorki (mg/l)
Grodzisk Wlk p.
0
wsp. korelacji r = 0.38
6
1
2
3
4
5
6
Zasadowość og. (mval/l)
7
8
7
6
5
4
3
2
1
9
wsp. korelacji r = 0.96
1
2
3
4
5
6
7
8
Zasadowość og. (mval/l)
Rys. 6. Wykresy rozrzutu wybranych parametrów hydrochemicznych wód wielkopolskiej doliny kopalnej (cała populacja
– wykres lewy (n=61); wody „naturalne” n=33) – wykres
prawy).
Wykres twardości og. i zasadowości (wyrażającej stężenie wodorowęglanów) obrazuje przewagę jonów Ca i Mg nad wodorowęglanami
(rys. 6). Większość punktów grupuje się powyżej linii jednakowej twardości i zasadowości og.
(Ca+Mg=HCO3), co wskazuje na występowanie
twardości niewęglanowej. Jest to szczególnie
widoczne w wodach tych studni, w których
stwierdzono najwyższe stężenia chlorków i siarczanów. Może to wynikać z występowania
twardości siarczanowej, wywołanej zanieczyszczeniem antropogenicznym.
Wody o „naturalnym” składzie chemicznym
charakteryzują się odmiennymi zależnościami
korelacyjnymi w porównaniu z analizą dla
całego zbioru danych (rys. 6 i 7). Zwraca uwagę
wyraźny brak korelacji suchej pozostałości
z chlorkami i siarczanami w zbiorze wód „naturalnych”. Wapń, magnez i zasadowość charakteryzują się podobnymi zależnościami w obydwu
zbiorach. Cechą charakterystyczną wód o „naturalnym” składzie chemicznym jest brak korelacji
chlorków i siarczanów (rys. 6). Porównanie
twardości i zasadowości og. wskazuje na
Zastosowania metod statystycznych w badaniach naukowych III • © StatSoft Polska 2008
Chemizm wód podziemnych poziomu wielkopolskiej doliny kopalnej w rejonie między Obrą a Wartą
20
90
chlorki = 7.79 + 0.01 x sucha poz.
chlorki = -30.12 + 0.13 x sucha poz.
80
18
16
60
Chlorki (mg/l)
Chlorki (mg/l)
70
50
40
30
14
12
10
20
8
wsp. korelacji r = 0.81
10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
siarczany = -44.47 + 0.22 x sucha poz.
40
Siarczany (mg/l)
Siarczany (mg/l)
160
120
80
40
wsp. korelacji r=0.25
6
150
200
250
300
350
400
350
400
500
siarczany = 30.07 - 0.03 x sucha poz.
30
20
300
400
500
600
700
800
150
200
250
300
450
500
wapń = -2.25 + 0.24 x sucha poz.
120
140
Wapń (mg/l)
100
Wapń (mg/l)
Sód (mg/l)
Sód (mg/l)
10
6
10
wsp. korelacji r = 0.79
0
100
8
2
150
200
300
400
500
600
700
wsp. korelacji r = 0.59
200
800
250
300
350
400
450
500
Sucha pozostałość (mg/l)
8
zasadowość = -1.66 + 0.02 x sucha poz.
zasad. = 1.66 + 0.01 x sucha poz.
7
Zasdowość (mval/l)
7
6
5
4
3
6
5
4
3
2
2
wsp. korelacji r = 0.72
1
100
200
300
400
500
600
Sucha pozostałość (mg/l)
700
800
wsp. korelacji r= 0.95
1
150
200
250
300
350
400
450
500
Sucha pozostałość (mg/l)
Rys. 7. Wykresy rozrzutu suchej pozostałości oraz głównych
składników wód wielkopolskiej doliny kopalnej (cała populacja (n=61) – wykres lewy; wody naturalne (n=33) – wykres
prawy).
Spośród parametrów czułych na wpływy
antropogeniczne najlepszym wskaźnikiem antropogenicznego zanieczyszczenia wód są chlorki
oraz siarczany. W naturalnym środowisku ich
stężenia są niskie, a wzrost stężeń można bezpośrednio wiązać z wpływem zanieczyszczeń
[5]. Interpretacja pozostałych parametrów jest
utrudniona ze względu na nakładanie się zmienności wynikającej z wpływów antropogenicznych oraz naturalnej zmienności hydrochemicznej. Obrazują to dość dobrze wyniki analizy
czynnikowej (rys. 3). Twardość wód, sód oraz
sucha pozostałość biorą udział zarówno w czynniku 1 (związanym z wpływami antropopresji),
jak i w czynniku 2 (opisującym naturalne procesy hydrogeochemiczne).
5 PODSUMOWANIE I WNIOSKI
wapń = -12.64 + 0.28 x sucha poz.
160
120
100
80
80
60
60
40
40
wsp. korelacji r = 0.96
20
100
200
300
400
500
600
700
20
150
800
wsp. korelacji r = 0.92
200
250
300
350
400
450
500
30
magnez = -1.16 + 0.04 x sucha poz.
magnez = 1.35 + 0.04 x sucha poz.
26
26
Magnez (mg/l)
22
Magnez (mg/l)
20
14
140
180
32
30
wsp. korelacji r = -0.15
0
200
sód = 1.66 + 0.03 x sucha poz.
18
10
wsp. korelacji r = 0.69
0
100
450
22
sód = -5.47 + 0.05 x sucha poz.
40
Zasadowość og. (mval/l)
równowagę stężeń wapnia i magnezu z wodorowęglanami.
Wody „naturalne” charakteryzuje zatem brak
występowania twardości niewęglanowej, co jest
charakterystyczne dla wód zanieczyszczonych
(rys. 6).
Z porównania tego wynika, że antropopresja
spośród głównych składników wód odzwierciedla się głównie w stężeniach chlorków, siarczanów oraz sodu. Wskaźnikiem czułym na zanieczyszczenie antropogeniczne jest też twardość
wód i sucha pozostałość. Stężenia pozostałych
składników są kształtowane w wyniku oddziaływania naturalnych procesów hydrogeochemicznych. Wysokie współczynniki korelacji wapnia
i magnezu oraz zasadowości og. z suchą pozostałością (w obydwu analizowanych zbiorach) są
odzwierciedleniem istotnego wpływu tych
składników na kształtowanie mineralizacji wód,
przy czym analiza wykresów rozrzutu potwierdza wyższy udział wapnia w suchej pozostałości
w porównaniu z magnezem (najczęstszym typem hydrochemicznym wód jest typ Ca-HCO3).
20
14
8
wsp. korelacji r = 0.69
2
100
200
300
400
500
600
700
800
18
14
10
6
2
150
wsp. korelacji r = 0.57
200
250
300
350
400
450
500
Przedstawiono możliwości zastosowania metod
statystycznych w regionalnych badaniach hydrogeochemicznych w celu identyfikacji procesów
kształtujących chemizm wód podziemnych.
Za pomocą analizy czynnikowej wyróżniono
czynniki opisujące główne procesy kształtujące
chemizm wód. Największe znaczenie mają 2
czynniki: (1) Czynnik 1 („antropogeniczny”),
który zaznacza się w postaci silnej korelacji
takich parametrów, jak: chlorki i siarczany oraz
w mniejszym stopniu twardość wód i sucha
pozostałość. Czynnik ten należy wiązać z infiltracją zanieczyszczeń pochodzenia antropogenicznego; (2) Czynnik 2 („geogeniczny”),
który opisuje silną korelację zasadowości, azotu
Zastosowania metod statystycznych w badaniach naukowych III • © StatSoft Polska 2008
www.statsoft.pl/czytelnia.html 59
Chemizm wód podziemnych poziomu wielkopolskiej doliny kopalnej w rejonie między Obrą a Wartą
amonowego, żelaza, twardości i pH. Czynnik
ten odzwierciedla naturalne procesy hydrogeochemiczne, związane głównie z rozkładem materii organicznej w środowisku anaerobowym
i wpływ tego procesu na rozpuszczanie składników środowiska geologicznego.
Na podstawie wartości czynnikowych określono obszary najbardziej intensywnego oddziaływania zidentyfikowanych procesów hydrogeochemicznych opisywanych przez czynniki. Na
podstawie wartości czynnikowych (czynnika
„antropogenicznego”) wydzielono tereny o najsilniejszych przekształceniach antropogenicznych chemizmu wód. Tereny te pokrywają się
z obszarami występowania chlorków (odzwierciedlających wpływy antropogeniczne już na
niskim poziomie antropopresji) w stężeniach
podwyższonych w stosunku do naturalnego tła
hydrochemicznego. Wskazano przydatność wartości czynnikowych dla określenia stopnia
antropogenicznych przemian chemizmu wody.
Na podstawie tego parametru wydzielono populację wód o naturalnym składzie chemicznym
oraz wód zanieczyszczonych.
Na podstawie porównania podzbioru wód
o naturalnym chemizmie z całym zbiorem poddanym analizie, wykorzystując analizę korelacji
oraz analizę regresji, zidentyfikowano składniki
wód najwyraźniej odzwierciedlające wpływy
antropopresji. Są to przede wszystkim: chlorki,
siarczany oraz sód. Wpływy antropogeniczne są
też widoczne w przypadku twardości wód
i suchej pozostałości.
Głównym osiągnięciem przeprowadzonych
badań jest wykazanie przydatności metod statystycznych (szczególnie analizy czynnikowej) dla
identyfikacji antropogenicznych zmian chemizmu wód, szczególnie w początkowych stadiach
antropopresji (gdy poszczególne składniki badanych wód przekraczają w niewielkim stopniu
poziom naturalnego tła hydrogeochemicznego.
5) Dragon K., 2003: Chemizm wód podziemnych wielkopolskiej doliny kopalnej w obszarze między Obrą a Wartą.
Praca doktorska. Arch. ZHiOW IG UAM w Poznaniu.
6) Drever J.I., 1997: The geochemistry of natural waters.
Surface and groundwater environments. Prentice Hall
Upper Saddle River, New Jersey 07458.
7) Górski J., 1989: Główne problemy chemizmu wód podziemnych utworów kenozoiku środkowej Wielkopolski.
Zeszyty Nauk. AGH:45 Kraków.
8) Guler C., Thyne G.D., McCray J.E., 2002: Evaluation of
graphical and multivariate statistical methods for classification of water chemistry data. Hydrogeology Journal 10:
455-474.
9) Lawrence A.R., Upchurch S.B., 1983: Identification of
recharge areas using geochemical factor analysis. Ground
Water 20 (6): 680-687.
10) Melloul A., Collin M., 1992: The principal components
statistical method as a complementary approach to geochemical methods in water quality factor identification; application to the Coastal Plain aquifer of Israel. J. Hydrology
140: 49-73.
11) Reimann C., Filzmoser P., 1999: Normal and lognormal
data distribution in geochemistry: death of a myth. Consequences of geochemical and environmental data. Environmental Geology 39 (9): 1001-1014.
12) Rigg H.C., 1989b: Some statistical tools in hydrology.
Hydrologic analysis and interpretation. Techniques of
water-resources investigations of the USGS. USGS
Publications. Denver, USA.
13) StatSoft, Inc. 2001: STATISTICA (data analysis software
system), Version 6. www.statsoft.com.
14) StatSoft, Inc., 1997: STATISTICA PL dla Windows (Podręcznik użytkownika, Tom I-III). Polish Edition by
StatSoft, Kraków.
15) Stetzenbach K.J., Hodge V.F., Guo C., Farnham I.M.,
Johannesson K.H., 2001: Geochemical and statistical
evidence of deep carbonate groundwater within overlying
volcanic rock aquifers/aquitards of southern Nevada, USA.
BIBLIOGRAFIA
1) Brown C.E., 1998: Applied multivariate statistics in geohydrology and related sciences.
2) Dalton M.G., Upchurch S.B., 1978: Interpretation of
hydrochemical facies by factor analysis. Ground Water 16
(4): 228-233.
3) Davis J.C., 1973: Statistics and data analysis in geology.
Wiley. New York.
4) Dąbkowski J., 2000: O problemie redukcji wymiarów.
Polskie Tow. Inż. Roln., Kraków.
60 www.statsoft.pl/czytelnia.html
Zastosowania metod statystycznych w badaniach naukowych III • © StatSoft Polska 2008