Statistisk utvärdering av miljötekniska undersökningar i jord

Transkript

1 Statistisk utvärdering av miljötekniska undersökningar i jord Jenny Norrman, Statens geotekniska institut Tom Purucker, US EPA Pär-Erik Back, SWECO Fredric Engelke, Statens geotekniska institut Robert Stewart, University of Tennessee På säker grund för hållbar utveckling Syfte att utveckla och beskriva ett systematiskt ramverk för statistisk utvärdering av miljötekniska undersökningar i jord för att: skapa en transparent och vetenskaplig grund för datautvärdering, och lyfta fram statistiska metoder och kvantifiering av osäkerheter. Renare Marks Vårmöte 2009, Tema Hållbar sanering, Hållbara undersökningsmetoder 2

2 PROVTAGNING Föreslaget ramverk: STEG 1. BEDÖMNING AV FÖRORENINGSGRAD Mot referenshalt såsom riktvärde eller bakgrund Mot akuttoxisk referenshalt Bedömning av sannolikheten att missa en hotspot Förorenat STEG 2. BEDÖMNING AV ANDEL FÖRORENADE MASSOR Med en normalfördelningsplot Med en definierad statistisk standardfördelning Med betafördelningen Behov av avgränsning STEG 3. BEDÖMNING AV RUMSLIG KORRELATION Ja, finns STEG 4. INTERPOLATION Variogramanalys Interpolation Korsvalidering Eventuellt ny provtagning baserad på den rumsliga modellen Inga vidare åtgärder Hantera området som helhet Avgränsning med annan metod än geostatistisk interpolation 1) Föroreningsgrad 2) Andel förorenade massor 3) Rumslig korrelation Avgränsning m.h.a. den rumsliga modellen 4) Interpolation Renare Marks Vårmöte 2009, Tema Hållbar sanering, Hållbara undersökningsmetoder 3 Steg 1. Bedömning av föroreningsgrad Mot referenshalt såsom riktvärde eller bakgrundshalt Mot akuttoxisk referenshalt Bedömning av sannolikheten att missa en hotspot Renare Marks Vårmöte 2009, Tema Hållbar sanering, Hållbara undersökningsmetoder 4

3 Steg 2. Bedömning av andelen förorenade massor Med en normalfördelningsplot Med en definierad statistisk standardfördelning Med betafördelningen, eventuellt med användning av expertkunskap Betafördelningens värde Renare Marks 0% Vårmöte 20% 2009, Tema 40% Hållbar sanering, 60% Hållbara 80% undersökningsmetoder 100% 5 Andel [%] Steg 3. Bedömning av rumslig korrelation Konceptuell modell av området: förorenings- och transportprocesser Statistiska metoder för att visualisera och testa rumslig korrelation Renare Marks Vårmöte 2009, Tema Hållbar sanering, Hållbara undersökningsmetoder 6

4 Steg 4. Interpolation Variogramanalys Interpolation Korsvalidering Eventuellt ny provtagning baserad på den rumsliga modellen Eventuell avgränsning m h a den rumsliga modellen Renare Marks Vårmöte 2009, Tema Hållbar sanering, Hållbara undersökningsmetoder 7 Rumslig analys Modellering av rumslig korrelation Rumslig osäkerhet Rumslig interpolering Renare Marks Vårmöte 2009, Tema Hållbar sanering, Hållbara undersökningsmetoder 8

5 Praktiska aspekter vid utvärdering av data Statistiska populationer, indelning i egenskapsområden Datakluster Olika typer av data Data under rapporteringsgränsen Duplikat Outliers Olika support Olika provtagningdjup Få data Osäker representativitet Kvalitetskontroll och rimlighetsbedömningar Renare Marks Vårmöte 2009, Tema Hållbar sanering, Hållbara undersökningsmetoder 9 Övrigt Allmängiltiga metoder men tillämpat mot miljötekniska undersökningar i jord, dock ej vätskor i fri fas i jord Området bör först vara indelat i egenskapsområden med liknande föroreningshistoria och geologi Framförallt frekventistisk statistik beskrivs, men även en Bayesiansk metod finns beskriven Programvara som använts: VSP, SADA, ProUCL, Excel Renare Marks Vårmöte 2009, Tema Hållbar sanering, Hållbara undersökningsmetoder 10

6 Tack för uppmärksamheten och tack till våra finansiärer: Hållbar Sanering Statens geotekniska institut US EPA Renare Marks Vårmöte 2009, Tema Hållbar sanering, Hållbara undersökningsmetoder 11