Browsing by Author "Pawlowsky-Glahn, Vera"
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- Compositional baseline assessments to address soil pollution : an application in Langreo, SpainPublication . Boente, Carlos; Albuquerque, M.T.D.; Gallego, J.R.; Pawlowsky-Glahn, Vera; Egozcue, Juan JoséPotentially Toxic Elements (PTEs) are contaminants with high toxicity and complex geochemical behaviour and, therefore, high PTEs contents in soil may affect ecosystems and/or human health. However, before addressing the measurement of soil pollution, it is necessary to understand what is meant by pollution-free soil. Often, this background, or pollution baseline, is undefined or only partially known. Since the concentration of chemical elements is compositional, as the attributes vary together, here we present a novel approach to build compositional indicators based on Compositional Data (CoDa) principles. The steps of this new methodology are: 1) Exploratory data analysis through variation matrix, biplots or CoDa dendrograms; 2) Selection of geological background in terms of a trimmed subsample that can be assumed as non-pollutant; 3) Computing the spread Aitchison distance from each sample point to the trimmed sample; 4) Performing a compositional balance able to predict the Aitchison distance computed in step 3. Identifying a compositional balance, including pollutant and non-pollutant elements, with sparsity and simplicity as properties, is crucial for the construction of a Compositional Pollution Indicator (CI). Here we explored a database of 150 soil samples and 37 chemical elements from the contaminated region of Langreo, Northwestern Spain. There were obtained three Cis: the first two using elements obtained through CoDa analysis, and the third one selecting a list of pollutants and non-pollutants based on expert knowledge and previous studies. The three indicators went through a Stochastic Sequential Gaussian simulation. The results of the 100 computed simulations are summarized through mean image maps and probability maps of exceeding a given threshold, thus allowing characterization of the spatial distribution and variability of the CIs. A better understanding of the trends of relative enrichment and PTEs fate is discussed.
- Nova metodologia para a construção de Índices Composicionais de Poluição em solos: um estudo de caso em Langreo, EspanhaPublication . Albuquerque, M.T.D.; Boente, Carlos; Gallego, J.R.; Pawlowsky-Glahn, Vera; Egozcue, Juan JoséO complexo comportamento geoquímico de Elementos Potencialmente Tóxicos (EPT) em solos pode afetar severamente os ecossistemas e a saúde humana. No entanto, é necessário compreender primeiro o que se entende por um solo “limpo” para depois poder avaliar um solo “poluído “e correspondente grau de severidade associado. Tendo em conta que a composição química de um solo é composicional, os atributos variam juntos, é, neste trabalho, introduzida uma nova metodologia para a construção de Indicadores Composicionais com base no formalismo da Análise de Dados Composicionais (CoDa). Na identificação de um equilíbrio composicional é necessário definir os elementos poluentes e os não poluentes para depois construir um Indicador de Poluição Composicional (IPC). Apresenta-se como estudo de caso a região contaminada de Langreo, noroeste de Espanha, onde num conjunto de 150 amostras de solo georreferenciadas foram analisados, em cada amostra, 37 elementos químicos. Calcularam-se depois, três IPCs, com base no formalismo CoDa e no conhecimento pericial. Num último passo, foram construídos mapas de distribuição espacial e de probabilidade, de exceder um dado limite, para os três novos indicadores de poluição, através de um processo estocástico de simulação sequencial – Simulação Sequencial Gaussiana (SSG). Os padrões espaciais obtidos e correspondente variabilidade associada, permitiu uma melhor compreensão dos processos associados à distribuição e ao enriquecimento relativo em EPTs.