부산대학교 도서관

Résumé: Cette étude contribue à l’identification et à la spatialisation de différents types de sources de nitrates en combinant des données hydrogéochimiques et isotopiques avec des méthodes statistiques multicritères d’analyse en composantes principales (ACP) et de réduction de dimensionnalité visuelle t-SNE (Stochastic Neighbor Embedding). La méthodologie est appliquée à l’aquifère stratégique de la craie du bassin de Mons (Belgique). Les résultats sont basés sur un ensemble de données contenant 72 échantillons d’eau comprenant des analyses des paramètres hydrogéochimiques (température, pH, conductivité électrique (EC), potentiel redox, O2 dissous), de l’alcalinité, du Carbone Organique Total (COT), de la silice (SiO2), des ions majeurs et mineurs ((NO3–, NH4+, Ca2+, Fe et Mn dissous, K+, Mg2+, Na+, Sr2+, Cl–, F–, SO4–, B) et plusieurs rapports d’isotopes stables (δ11B, δ15N–NO3–, δ18O–NO3–). Par rapport à l’ACP classique, la méthode t-SNE récemment développée, qui prend en compte les relations non linéaires entre les variables et préserve les similitudes à l’échelle locale dans un espace de faible dimension, a montré de bien meilleures performances dans la discrimination de différents groupes d’échantillons et de zones apparentées dans l’aquifère. Les résultats t-SNE combinés aux rapports isotopiques ont mis en évidence quatre zones dans l’aquifère (regroupées de A à D) et la présence de fronts de dénitrification. Le groupe A présente une signature correspondant à de l’épandage de fumier (δ15N–NO3– – moyenne (μ) +12.78‰, écart-type(σ) 6.48‰ ; δ11B – μ 29.96‰, σ 6.91‰). Le groupe B présente à la fois des signatures d’épandage de fumier ou d’engrais (δ15N–NO3– – μ 6.27‰, σ 2.55‰; δ11B – μ 15.86‰, σ 9.69‰). Le groupe C présente une contamination par les eaux usées (δ15N–NO3– – μ 12.67‰, σ 5.60‰; δ11B – μ 9.97‰, σ 7.08‰). Le groupe D présente une signature mixte (δ15N–NO3– – μ 9.25‰, σ 2.94‰; δ11B – μ 20.00‰, σ 6.70‰).
Resumen: Este estudio contribuye a identificar y localizar espacialmente los distintos tipos de fuentes de nitratos mediante la combinación de datos hidrogeoquímicos e isotópicos con métodos estadísticos multicriterio de análisis de componentes principales (ACP) y de incrustación estocástica de los vecinos distribuidos en t (t-SNE). La metodología se aplica al estratégico acuífero calcáreo de la cuenca de Mons (Bélgica). Los resultados se basan en un conjunto de datos que contiene 72 muestras de agua con análisis de los parámetros hidrogeoquímicos (temperatura, pH, conductividad eléctrica (CE), potencial redox, O2 disuelto), alcalinidad, carbono orgánico total (COT), sílice (SiO2), iones mayores y menores (NO3–, NH4+, Ca2+, Fe y Mn disueltos, K+, Mg2+, Na+, Sr2+, Cl–, F–, SO4–, B) y múltiples relaciones de isótopos estables (δ11B, δ15N–NO3–, δ18O–NO3–). En comparación con el ACP clásico, el método recientemente desarrollado t-SNE, que tiene en cuenta las relaciones no lineales entre variables y preserva las similitudes a escala local en un espacio de baja dimensión, mostró un rendimiento mucho mejor a la hora de discriminar diferentes grupos de muestras y zonas relacionadas en el acuífero. Los resultados del t-SNE combinados con las relaciones isotópicas pusieron de manifiesto cuatro zonas en el acuífero (agrupadas de la A a la D) y la presencia de frentes de desnitrificación. El grupo A presenta una firma de abono (δ15N–NO3– - media (μ) +12.78‰, desviación estándar (σ) 6.48‰; δ11B - μ 29.96‰, σ 6.91‰). El grupo B muestra firmas tanto de abono como de fertilizante inorgánico (δ15N–NO3– - μ 6.27‰, σ 2.55‰; δ11B - μ 15.86‰, σ 9.69‰). El grupo C muestra una contaminación por aguas residuales (δ15N–NO3– - μ 12.67‰, σ 5.60‰; δ11B - μ 9.97‰, σ 7.08‰). El grupo D presenta una firma mixta (δ15N–NO3– - μ 9.25‰, σ 2.94‰; δ11B – μ 20.00‰, σ 6.70‰).
摘要: 通过将水文地球化学和同位素数据与主成分分析(PCA)和t分布随机邻域嵌入(t-SNE)多准则统计方法相结合，本研究进行了识别和划定了硝酸盐来源的不同类型。该方法应用于比利时战略性的Mons盆地白垩系含水层。结果基于包含72个水样的整个数据集，分析了水文地球化学参数(温度、pH值、电导率(EC)、氧化还原电位、溶解氧)、碱度、总有机碳(TOC)、硅(SiO2)、主要和次要离子(NO3–，NH4+，Ca2+，溶解Fe和Mn，K+，Mg2+，Na+，Sr2+，Cl–，F–，SO4–，B)以及多种稳定同位素比值(δ11B，δ15N–NO3–，δ18O–NO3–)。与传统的PCA方法相比，最近开发的t-SNE方法考虑变量之间的非线性关系，并保留低维空间中的局部相似性，能够更好地区分不同样品组和含水层中的相关区域。t-SNE结果与同位素比值结合，突出了含水层中的四个区域(分为A至D组)和反硝化前缘的存在。A组呈现出肥料特征(δ15N–NO3– - 平均值(μ)+12.78‰，标准偏差(σ)6.48‰；δ11B – μ 29.96‰，σ 6.91‰)。B组展示了肥料和无机肥料特征(δ15N–NO3– – μ 6.27‰，σ 2.55‰；δ11B – μ 15.86‰，σ 9.69‰)。C组显示污水污染(δ15N–NO3– – μ 12.67‰，σ 5.60‰；δ11B – μ 9.97‰，σ 7.08‰)。D组呈现出混合特征(δ15N–NO3– – μ 9.25‰，σ 2.94‰；δ11B – μ 20.00‰，σ 6.70‰)。
Resumo: Este estudo contribui para identificar e espacializar os diferentes tipos de fontes de nitrato, combinando dados hidrogeoquímicos e isotópicos com métodos estatísticos multicritério de análise de componentes principais (ACP) e distribuição estocástica de vizinhança t-distribuída (t-SNE). A metodologia é aplicada ao estratégico aquífero calcário da Bacia de Mons (Bélgica). Os resultados são baseados em um conjunto de dados completo contendo 72 amostras de água com análises dos parâmetros hidrogeoquímicos (temperatura, pH, condutividade elétrica (CE), potencial redox, O2 dissolvido), alcalinidade, carbono orgânico total (COT), sílica (SiO2), íons maiores e menores (NO3–, NH4+, Ca2+, Fe e Mn dissolvidos, K+, Mg2+, Na+, Sr2+, Cl–, F–, SO4–, B) e múltiplas razões isotópicas estáveis (δ11B, δ15N–NO3–, δ18O–NO3–). Comparado à ACP clássica, o método t-SNE desenvolvido recentemente, que considera relações não lineares entre variáveis e preserva semelhanças de escala local em um espaço de baixa dimensão, mostrou desempenho muito melhor em discriminar diferentes grupos de amostras e zonas relacionadas no aquífero. Os resultados do t-SNE combinados com as razões isotópicas destacaram quatro zonas no aquífero (agrupadas como A a D) e a presença de frentes de desnitrificação. O grupo A apresenta uma assinatura de esterco (δ15N–NO3– – média (μ) +12.78‰, desvio padrão (σ) 6.48‰; δ11B – μ 29.96‰, σ 6.91‰). O Grupo B exibe assinaturas de esterco e fertilizantes inorgânicos (δ15N–NO3– – μ 6.27‰, σ 2.55‰; δ11B – μ 15.86‰, σ 9.69‰). O grupo C apresenta uma contaminação por esgoto (δ15N–NO3– – μ 12.67‰, σ 5.60‰; δ11B – μ 9.97‰, σ 7.08‰). O grupo D apresenta assinatura mista (δ15N–NO3– – μ 9.25‰, σ 2.94‰; δ11B – μ 20.00‰, σ 6.70‰).