Identifikace profilu zdrojů kontaminace pomocí moderních matematických metod

Mgr. Vojtěch Maša

Bachelor's thesis

Source profile identification using modern mathematical methods

Abstract:

Práce se zabývá odhadem zdrojů znečištění na základě dat monitoringu životního prostředí. Obecně se jedná o nalezení skrytých závislostí v datech, které mohou být považovány za profily potencionálních zdrojů znečištění. V současné době se k této identifikaci používá několik přístupů, zejména je to analýza hlavních komponent (PCA), metoda UNMIX, Positive Matrix Factorization (PMF) a Chemical Mass Balance (CMB). Hlavní částí práce je teoretický popis, shrnutí a srovnání těchto metod. Další částí práce je charakteristika perzistentních organických polutantů (POPs), zejména polycyklických aromatických uhlovodíků (PAHs) s důrazem na jejich negativní dopad na člověka a životní prostředí. V experimentální části pak jsou metody identifikace znečišťujících zdrojů aplikovány na data z dlouhodobého monitoringu PAHs v observatoři Košetice. Konkrétně je problém odhadu zdrojů znečištění řešen pomocí PCA a pomocí PMF. Součástí práce je též popis práce v aplikaci U. S. EPA PMF 3.0.

Abstract:

This thesis deals with an estimation of pollution sources based on environmental monitoring data. The goal is to find hidden relations in data, which can be considered as potential sources of a contamination. Currently it is common to use several approaches, especially: Principal Component Analysis (PCA), UNMIX, Positive Matrix Factorization (PMF) and Chemical Mass Balance (CMB). The main part of this thesis is a theoretical description, summary and comparison of these methods. The next goal is to describe Persistent Organic Pollutants (POPs), particularly Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) emphasizing their negative impact to human health and to the nature. In the experimental part I applied the methods of identification sources to specific data from the long-term monitoring from Košetice observatory. I tried to estimate sources of a pollution through the use of PCA and PMF. A part of the thesis is also a brief description how to work with U. S. EPA PMF 3.0 Software.

Keywords

identification of pollution sources, polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs, persistent organic pollutants, POPs, principal component analysis, PCA, Positive Matrix Factorization, PMF, Chemical Mass Balance, CMB, identifikace zdrojů znečištění, polycyklické aromatické uhlovodíky, perzistentní organické polutanty, analýza hlavních komponent, Košetice

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 6. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 17. 6. 2009
• Supervisor: RNDr. Jiří Jarkovský, Ph.D.
• Reader: RNDr. Alice Dvorská, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Mathematical Biology