Gasverkstomten Västerås. Statistisk bearbetning av efterbehandlingsåtgärderna VARFÖR STATISTIK? STANDARDAVVIKELSE MEDELVÄRDE OCH MEDELHALT

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Gasverkstomten Västerås. Statistisk bearbetning av efterbehandlingsåtgärderna VARFÖR STATISTIK? STANDARDAVVIKELSE MEDELVÄRDE OCH MEDELHALT"

Ulrika Henriksson
för 8 år sedan
Visningar:

1 Gasverkstomten Västerås VARFÖR STATISTIK? Underlag för riskbedömningar Ett mindre subjektivt beslutsunderlag Med vilken säkerhet är det vi tar bort över åtgärdskrav och det vi lämnar rent? Effektivare undersökningar Statistisk bearbetning av efterbehandlingsåtgärderna MEDELVÄRDE OCH MEDELHALT STANDARDAVVIKELSE Medelvärde Skattning av medelhalten Summan av alla värden (x) dividerat med antalet värden (n) Medelhalt µ Teoretisk storhet I princip ej observerbar Beräknaskattningenav medelhalten µ, hur stor är osäkerheten Medelvärdet är uppmätt (skattad) medelhalt Beskriver hur halten varierar från punkt till punkt Standardavvikelse = sanna Ett mått på hur stor en typisk avvikelse från medelhalten (µ) Standardavvikelse s = skattning av Mått på storleken på en typisk avvikelse från medelvärdet Osäkerheten i s beskrivs med frihetsgrader (n-1) Exempel i excel + PRO-UCL Exempel i excel Normalfördelning Beskrivs som N(μ,σ) : μ = medelhalt σ = standardavvikelsen (spridningen) T ex N(15, 7) ± 2 -> mellersta 95% Vanlig bland naturliga företeelser Många statistiska metoder bygger på normalfördelningsantaganden Analysfel antas normalfördelade, rapporteras oftast med 2σ. Normalfördelning - sannolikheter Konfidens = säkerhet Övre/nedre ensidigt- eller dubbelsidigt Arean av det blå och röda motsvarar 100 %. P betyder sannolikheten Om egenskapen är N( ) och x är en observation av så gäller att: Övre ensidigt konfidensintervall (UCL) P(x< )=1- P(x<1,96)=97,5% P(x> )= P(x>1,96)=2,5%

antalet värden (n) Medelhalt µ Teoretisk storhet I princip ej observerbar Beräknaskattningenav medelhalten µ, hur stor är osäkerheten Medelvärdet är uppmätt (skattad) medelhalt Beskriver hur halten

2 Normalfördelning - Konfidensintervall Nedre ensidigt konfidensintervall (LCL) P(x>- )=1- P(x>-1,96)=97,5% P(x<- )= P(x<-1,96)=2,5% Dubbelsidigt konfidensintervall FRIHETSGRADER Osäkerheten vid skattning beskrivs med frihetsgrader Fler frihetsgrader ger säkrare resultat Istället för att utnyttja skattar vi med s och då tappar vi en frihetsgrad n -1 För varje parameter vi skattar tappar vi en frihetsgrad Frihetsgrader används i beräkningar P(- <x< )=1-2 P(-1,96<x<1,96)=95% (ca ±2 ) Lognormalfördelning - egenskaper Många låga värden Få riktigt höga värden. De har stor påverkan på medelhalten. Kan bl.a. visa grundläggande statistik om data, rita histogram, bedöma fördelning, testa om en viss fördelning är osannolik, beräkna konfidensintervall Om de kommer med vid provtagning får de allt för stort genomslag Oftas kommer de inte med och om inte konfidensintervall beräknas hanteras inte detta! Rapportgränsen underskrids Innebörd bara statistisk gräns Hantering medelvärde, fördelning

en frihetsgrad Frihetsgrader används i beräkningar P(- <x< )=1-2 P(-1,96<x<1,96)=95% (ca ±2 ) Lognormalfördelning - egenskaper Många låga värden Få riktigt höga värden.

3 EGENSKAPSOMRÅDEN NV 4807 NV Åtgärdskrav vid efterbehandling Viktiga underlag: Historisk utredning Geologiska och hydrogeologiska förutsättningar Kännedom om hotspots och föroreningskällor Miljötekniska undersökningar Får bara ändras efter genomförda undersökningar om det finns goda skäl och inte bara provtagningsresultat! Objektbeskrivning Det gamla gasverket är beläget i Västerås östra hamn och har varit i drift sedan Fram till 1963 producerades kolbaserad gas för att därefter ersättas av ett bensinbaserat spaltgasverk. I synnerhet under den tid som gas framställdes med hjälp av kol kan spill av råvaror, produkter och avfall från verksamheten ha förorenat fastigheten och dess närområden. Två ämnen som i hög grad förekommer i avfall från gasverk är cyanid och olika typer av tjärprodukter men även lättare biprodukter som bensen kan förekomma. Cyaniden förekommer främst i reningsmassorna från gasreningen. Tjära som är en biprodukt vid framställning av gas bearbetades på platsen för att sedan säljas. Objektbeskrivning forts Hur avfallet från gasverket hanterades är inte helt klarlagt, men utan tvekan har utfyllnad skett till del inom området. Reningsmassor tippades tex troligtvis i en damm vid Mälarens kant. Markytan ligger cirka 1,5 till 2 m över Mälarens medelvattenstånd. Grundvattenytan i området närmast strandkanten ligger ungefär i nivå med Mälaren medan nivån längre in området och upp mot avloppsreningsverket ligger ca 1 m djupare i förhållande till markytan Utförd undersökning / miljökontroll A-jord och B-jord Rutnät 20*20 m med 0,5 m djupintervall ger SEV 200 m3 3-5 provgropar/ruta Tidigare undersökning visat FA => 10*10m rutor och 0,5 m djupintervall => SEV 50 m3, 2-3 provgropar/ruta Stickprov från rutans gropar för varje 0,5 m nivå blandades till samlingsprover, vilka analyserades. Provtagning av schaktväggar utfördes av varje vägg inom en ruta om 20x20 meter. 1 samlingsprov för nivå A respektive 1 SP för nivå B. Provtagning av schaktbotten - samlingsprov av 4 delprover på schaktbotten à 400 m2 och 2-3 delprover på schaktbotten à 100 m2. Föroreningar Skiss över etapp 1 som egenskapsområde Förväntade föroreningar: Cyanid PAH Bensen Koppar Länsstyrelsen beslut den 8 december 2008 (dnr ) fastställt åtgärdskrav för ovanstående föroreningar. Statistiska utvärdering för dessa föroreningar.

Objektbeskrivning Det gamla gasverket är beläget i Västerås östra hamn och har varit i drift sedan 1927.

4 Skiss över etapp 2 som egenskapsområde Rapport 4807, samt överenskommelser mellan Mälarenergi AB och Länsstyrelsen Medelhalt, standardavvikelse, UCL vid 95 % konfidens har beräknats utifrån analysresultaten för varje förorening. UCLM är den övre ensidiga gränsen i ett konfidensintervall för medelhalten. Den har beräknats på tre olika sätt: UCLM under normalantagande UCLM enligt Chebyshev s olikhet fördelningsfri UCLM enligt Chebyshev s olikhet under lognormalantagande Tekniska begränsningar ej sanerat trots att riktvärde ej uppfylls. Värden under detektionsgränsen har via programmet PRO-UCL fördelats enligt dels en lognormalfördelning och dels enligt gammafördelning. Värdena har lagts in i programmet PRO-UCL för att undersöka viken fördelning datat har. Det är SEV som ska utvärderas om det uppfyller de krav som ställs av Länsstyrelsen. Variansen inom varje enskild SEV är högst lika stor som den inom hela egenskapsområdet UCL för medelvärdet: medelvärde + rot((1/(felrisk)-1)*s/rot(n) dvs konfidensbredden är: rot((1/(felrisk)-1)*s/rot(n) I varje ruta har vi ett prov från populationen där vi antar samma fördelning som för hela området därmed blir n= 1 dvs konfidensbredden blir: rot((1/(felrisk)-1)*s Felrisken vid 95 % konfidens är 0,05, vid 90 % konfidens 0,1 osv. beräknas istället för justerade medelhalter Sammanfattning resultat etapp 1 Resultat 95 % konfidens etapp 1 Riktvärde Vid 95 % konfidens Bensen 90 87,27 PAH-C 31 6 (14*) PAH-Ö 60 (197*) Koppar (644**) Cyanid * Konfidens 90 % ** spikvärde på 40 mg/kg borttaget. Ruta Aktuell Halt förorening H10 PAH C / Cu 6,6 / , / 643,83 J13 PAH C / PAH Ö 10 / 83 6, / 60,23 J15 C+D Cu ,83 K13 B PAH C 7,2 6, K15 B + A PAH Ö 63 60,23 G13 PAH C / PAH Ö 11 / 370 6, / 60,23 G14 PAH C / PAH Ö /Cu 29 / 440 / , / 60,23 / 643,83 I7 PAH C 7,3 6, K12 A PAH C / PAH Ö 6,47 / 385 6, / 60,23 M15 A PAH C 13 6, K14 C PAH C / PAH Ö / 300 6, / 60,23 K15 C PAH C / PAH Ö 9,5 / 160 6, / 60,23

Den har beräknats på tre olika sätt: UCLM under normalantagande UCLM enligt Chebyshev s olikhet fördelningsfri UCLM enligt Chebyshev s olikhet under lognormalantagande Tekniska begränsningar ej

5 Resultat 90 % konfidens etapp 1 Bedömning av resultatet etapp 1 12 rutor klarar inte åtgärdskravet med 95 % konfidens. Ruta Aktuell Halt förorening H10 Cu ,49 J15 C+D Cu ,49 G13 PAH Ö ,33 G14 PAH C / PAH Ö /Cu 29 / 440 / ,96 /197,33 /1222,49 K12 A PAH Ö ,33 K14 C PAH C / PAH Ö / ,96 /197,33 Om åtgärdskravet för PAH Ö överskrids åtgärdskravet för PAH C. Fyra av rutorna överskrider åtgärdskravet med 95 % konfidens endast med liten marginal. Riktvärdet för koppar överskrids i en ruta med god marginal => djupare schakt hade varit nödvändig för att klara ett justerat riktvärde. Med en sänkning av säkerheten till 90 % konfidens är det sex av rutor som inte klarar åtgärdskravet. 2 koppar, 2 PAH Ö, 1 PAH Ö och C, 1 PAH Ö, PAH C och koppar Sammanfattat resultat etapp 2 Bedömning av resultatet etapp 2 A-nivån mg/kg ts Bensen RV A-jord RV 95 % RV 90 % RV 90 B-jord RV 95 % 83 RV 90 % 85 Bensen, PAH Ö och cyanid uppfyller åtgärdskravet med 95 % konfidens Åtgärdskravet uppfylls inte med 95 % konfidens avseende PAH C Åtgärdskravet med 95 % konfidens avseende koppar uppfylls inte i två rutor. Däremot uppfylls det med 90 % konfidens. PAH-C 3 0 0, (10,5*) 7 (17*) B-nivå PAH-Ö Åtgärdskravet uppfylls för PAH Ö, bensen, koppar och cyanid med 95 % konfidens Koppar Tre värden, resp 25 mg/kg ts för PAH C tagits bort ur utvärderingen för B-nivån 2395 Åtgärdskravet uppfylls inte med 95 % konfidens avseende PAH C. Åtgärdskravet uppfylls med 90 % konfidens i 25 rutor (31) Slutsatser och erfarenheter Stora delar av området klarar åtgärdskravet med 95 % konfidens TACK! Begränsat antal statistiskt utvärderade efterbehandlingar att ta lärdom från Behovet av metodutveckling är stort Metoder för medelvärde för område intressant ja? Antagandet om variansen överskattning av osäkerheten När görs utvärderingen- hantering av resultat Tekniska hinder- hantering

300 13,96 /197,33 Om åtgärdskravet för PAH Ö överskrids åtgärdskravet för PAH C. Fyra av rutorna överskrider åtgärdskravet med 95 % konfidens endast med liten marginal.

Relevanta dokument

Del 2: Hantering och bedömning av data och osäkerheter

Del 2: Hantering och bedömning av data och osäkerheter Praktikfall: Kv. Verkstaden 14 Teori: Representativ halt, referenshalt, stickprov & beskrivande statistik, konfidensintervall & UCLM95 Diskussion: