<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">

The aim of this study was to evaluate the quality of bottom sediments of water reservoir Poraj by applying a set of sediment quality guidelines (SQGs) and a spatial analysis. Samples of bottom sediments were collected at 46 measuring points. Collected samples were analyzed in terms of total trace element content, toxicity and organic matter. Concentrations of three trace elementss were above PEC value: Zn (22% of samples), Pb (17%) and Cd (17%). Considering mean PECQ value, 17% of samples were predicted to be toxic. For TEC value, 76% of bottom sediments samples were predicted to be non-toxic. Values of PECQ ranged from 0.04 to 2.08 with mean of 0.38. PERI from 4.36 to 323.62 with mean of 55.35. PERI above 150 was observed in 17% of collected samples. The Coefficient of determination were determined between studied factors: PERI and PECQ (R2= 0.98), PECQ and TEC (R2= 0.99), PERI and TEC (R2= 0.98), PERI and PE (R2= 0.06), PECQ and PE (R2= 0.07). Low correlation between toxic effect and PERI or PECQ indicated that there are other factors that contribute to the toxicity of the sediments. Spatial analysis performed in geostatistical software allowed determining areas with the highest ecological risk.
<sec>
<h3>Streszczenie</h3>
Celem badań była ocena jakości osadów dennych zbiornika wodnego Poraj z zastosowaniem wytycznych dotyczących jakości osadów (ang. SQGs – <italic>Sediment Quality Guidelines</italic>) oraz analiz przestrzennych. Próbki osadów dennych zostały pobrane na podstawie regularnej siatki kwadratów zawierającej 46 punktów pomiarowych. Pobrane próbki zostały poddane analizom laboratoryjnym pod kątem zawartości metali śladowych, toksyczności oraz materii organicznej. Zawartość trzech metali śladowych przekroczyła odpowiadającą wartość PEC: Zn (22% próbek), Pb (17%) i Cd (17%). Porównując wartość PECQ, 17% próbek określa się jako prawdopodobnie toksyczne. Dla TEC w 76% badanego materiału nie wykryto toksyczności. Wartości PECQ zawierały się w przedziale od 0.04 do 2.08 z wartością średnią 0.38, PERI od 4.36 do 323.62 z wartością średnią 55.35. Wartość PERI ponad 150 została zaobserwowana w 17% próbek. Wyznaczono współczynnik determinacji pomiędzy badanymi wskaźnikami: PERI i PECQ (R2= 0.98), PECQ i TEC (R2= 0.99), PERI i TEC (R2= 0.98), PERI i PE (R2= 0.06), PECQ i PE (R2= 0.07). Niska wartość korelacji pomiędzy procentowym efektem toksyczności a analizowanymi wskaźnikami wskazuję na udział innych czynników wpływających na toksyczność osadów dennych zbiornika wodnego Poraj. Na podstawie rozkładów przestrzennych wyznaczono obszary z największym ryzykiem ekologicznym.
</sec>
</abstract>

The aim of this study was to evaluate the quality of bottom sediments of water reservoir Poraj by applying a set of sediment quality guidelines (SQGs) and a spatial analysis. Samples of bottom sediments were collected at 46 measuring points. Collected samples were analyzed in terms of total trace element content, toxicity and organic matter. Concentrations of three trace elementss were above PEC value: Zn (22% of samples), Pb (17%) and Cd (17%). Considering mean PECQ value, 17% of samples were predicted to be toxic. For TEC value, 76% of bottom sediments samples were predicted to be non-toxic. Values of PECQ ranged from 0.04 to 2.08 with mean of 0.38. PERI from 4.36 to 323.62 with mean of 55.35. PERI above 150 was observed in 17% of collected samples. The Coefficient of determination were determined between studied factors: PERI and PECQ (R2= 0.98), PECQ and TEC (R2= 0.99), PERI and TEC (R2= 0.98), PERI and PE (R2= 0.06), PECQ and PE (R2= 0.07). Low correlation between toxic effect and PERI or PECQ indicated that there are other factors that contribute to the toxicity of the sediments. Spatial analysis performed in geostatistical software allowed determining areas with the highest ecological risk.

Streszczenie
Celem badań była ocena jakości osadów dennych zbiornika wodnego Poraj z zastosowaniem wytycznych dotyczących jakości osadów (ang. SQGs – Sediment Quality Guidelines) oraz analiz przestrzennych. Próbki osadów dennych zostały pobrane na podstawie regularnej siatki kwadratów zawierającej 46 punktów pomiarowych. Pobrane próbki zostały poddane analizom laboratoryjnym pod kątem zawartości metali śladowych, toksyczności oraz materii organicznej. Zawartość trzech metali śladowych przekroczyła odpowiadającą wartość PEC: Zn (22% próbek), Pb (17%) i Cd (17%). Porównując wartość PECQ, 17% próbek określa się jako prawdopodobnie toksyczne. Dla TEC w 76% badanego materiału nie wykryto toksyczności. Wartości PECQ zawierały się w przedziale od 0.04 do 2.08 z wartością średnią 0.38, PERI od 4.36 do 323.62 z wartością średnią 55.35. Wartość PERI ponad 150 została zaobserwowana w 17% próbek. Wyznaczono współczynnik determinacji pomiędzy badanymi wskaźnikami: PERI i PECQ (R2= 0.98), PECQ i TEC (R2= 0.99), PERI i TEC (R2= 0.98), PERI i PE (R2= 0.06), PECQ i PE (R2= 0.07). Niska wartość korelacji pomiędzy procentowym efektem toksyczności a analizowanymi wskaźnikami wskazuję na udział innych czynników wpływających na toksyczność osadów dennych zbiornika wodnego Poraj. Na podstawie rozkładów przestrzennych wyznaczono obszary z największym ryzykiem ekologicznym.

Evaluation of Quality of Bottom Sediments of Water Reservoir Poraj by Applying Sediment Quality Guidelines and Spiatal Analysis

Architecture, Civil Engineering, Environment

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

The aim of this study was to evaluate the quality of bottom sediments of water reservoir Poraj by applying a set of sediment quality guidelines (SQGs) and a...

Parameter	PECQ	PERI	TEC	PE
Mean	0.38	55.35	1.39	10.85
SD	0.49	87.13	1.89	12.87
Median	0.17	15.12	0.56	8.04
Minimum	0.04	4.36	0.13	0.00
Maximum	2.08	323.62	8.00	55.52
Skewness	1.89	1.83	1.92	1.66
Curtosis	2.60	1.85	2.74	2.65

Parameter	Zn	Cd	Pb	Ni	Cu	Cr
Parameter	[mg·kg^-1]
Mean	461.4	1.3	50.6	11.6	17.2	31.9
SD	662.5	2.7	67.8	13.3	20.7	11.9
Median	162.2	<	16.4	5.4	8.5	29.2
Min	19.6	<	2.4	0.0	3.0	16.7
Max	3058	9.2	253	45.1	105	74.9
Skewness	2.1	1.8	1.7	1.3	2.4	1.3
Curtosis	4.4	1.7	1.5	0.2	6.1	2.1

Parameter	Zn	Cd	Pb	Ni	Cu	Cr
PEC	459	5	128	49	149	111
TEC	121	1	35.8	23	32	43.4

Evaluation of Quality of Bottom Sediments of Water Reservoir Poraj by Applying Sediment Quality Guidelines and Spiatal Analysis

Online veröffentlicht: 04. Apr. 2019

Seitenbereich: 141 - 147

Eingereicht: 03. Jan. 2018

Akzeptiert: 19. Apr. 2018

DOI: https://doi.org/10.21307/acee-2018-032

Schlüsselwörter
SQGs, Toxicity, Geographic Information System, Trace elements, Spatial distribution

© 2018 Katarzyna Rozpondek et al., published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Figure 1.

Figure 2.

Figure 3.

Figure 4.

Results of statistical analysis for PECQ, PERI, TEC and percentage toxic effect (PE) in bottom sediments of water reservoir Poraj [2]

Results of statistical analysis for trace elements in bottom sediments of water reservoir Poraj [2]

Coefficient of determination calculated between PECQ, PERI, TEC and trace elements of bottom sediments of water reservoir Poraj

Corresponding TEC and PEC values for studied trace elements [10]

Parameter	PECQ	PERI	TEC
Zn	0.99	0.96	0.99
Cd	0.97	0.99	0.97
Pb	0.99	0.98	0.99
Ni	0.77	0.77	0.75
Cu	0.97	0.95	0.97
Cr	0.52	0.47	0.51

Evaluation of Quality of Bottom Sediments of Water Reservoir Poraj by Applying Sediment Quality Guidelines and Spiatal Analysis

Online veröffentlicht: 04. Apr. 2019

Seitenbereich: 141 - 147

Eingereicht: 03. Jan. 2018

Akzeptiert: 19. Apr. 2018

DOI: https://doi.org/10.21307/acee-2018-032

SchlüsselwörterSQGs, Toxicity, Geographic Information System, Trace elements, Spatial distribution

© 2018 Katarzyna Rozpondek et al., published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Figure 1.

Figure 2.

Figure 3.

Figure 4.

Results of statistical analysis for PECQ, PERI, TEC and percentage toxic effect (PE) in bottom sediments of water reservoir Poraj [2]

Results of statistical analysis for trace elements in bottom sediments of water reservoir Poraj [2]

Coefficient of determination calculated between PECQ, PERI, TEC and trace elements of bottom sediments of water reservoir Poraj

Corresponding TEC and PEC values for studied trace elements [10]

Schlüsselwörter
SQGs, Toxicity, Geographic Information System, Trace elements, Spatial distribution