HYDROLOGICAL NORMALIZATION OF NUTRIENT DELIVERIES FROM AGRICULTURAL CATCHMENTS

Nutrient deliveries from agricultural catchments are strongly influenced by natural fluctuations in water discharge. Hydrological normalization of such data may therefore facilitate estimation of human impact on the environment. In the present study, we compared conventional statistical normalization techniques with a recently proposed, semi-parametric regression technique, which can accommodate time-dependent relationships between nutrient deliveries and water discharge. Case studies of agricultural catchments in Sweden and Norway demonstrated that all of the tested normalization techniques were able to remove a substantial fraction of the interannual variation in nitrogen deliveries, whereas normalization of phosphorus loads was problematic. Semi-parametric regression models were found to be useful when temporal trends were present in the analyzed time series

Simulation-Oriented Methodology for Distortion Minimisation during Laser Beam Welding

Distortion is one of the drawbacks of any welding process, most of the time needed to be suppressed. One doubtful factor that could affect welding deformation is the shape of the liquid melt pool, which can be modified via variation of process parameters. The aim of this work was to numerically study the dynamics of the weld pool and its geometrical influence on welding distortion during laser beam welding. To achieve such a goal, a promising novel process simulation model, employed in investigating the keyhole and weld pool dynamics, has successfully been invented. The model incorporated all distinctive behaviours of the laser beam welding process. Moreover, identification of the correlation between the weld pool geometry and welding distortion as well as, eventually, weld pool shapes that favour distortion minimisation has also been simulatively demonstrated

Visual Detection of Change Points and Trends Using Animated Bubble Charts

"Environmental Monitoring" is a book designed by InTech - Open Access Publisher in collaboration with scientists and researchers from all over the world. The book is designed to present recent research advances and developments in the field of environmental monitoring to a global audience of scientists, researchers, environmental educators, administrators, managers, technicians, students, environmental enthusiasts and the general public. The book consists of a series of sections and chapters addressing topics like the monitoring of heavy metal contaminants in varied environments, biolgical monitoring/ecotoxicological studies; and the use of wireless sensor networks/Geosensor webs in environmental monitoring

Effectiveness of struvite precipitation and ammonia stripping for recovery of phosphorus and nitrogen from anaerobic digestate: a systematic review

Background: A regular supply of nutrients such as nitrogen and phosphorus to agriculture is needed for global food security, and increased recycling of nutrients back to agriculture from organic waste streams is necessary for increased rural-urban sustainability. Anaerobic digestion of sewage sludge and agricultural wastes is widely applied to stabilize the substrate and capture some of its energetic value via biogas production. Anaerobic digestate is a concentrated source of nutrients to which nutrient recovery technologies can be applied. By combining anaerobic digestion and nutrient recovery technologies on the digestate, both energy and nutrient recovery can be achieved. Two promising technologies that could increase nutrient recycling from different types of wastewater are struvite precipitation and ammonia stripping. This review examined the effectiveness of these ecotechnologies for the recovery of nitrogen and phosphorus from anaerobic digestate with the aim of reducing the impact of waste on the environment.Methods: We searched for academic and grey literature published after 2013. Searches were performed in 5 bibliographic databases in English, in the search engine Google Scholar in English, Swedish, Finnish and Polish, and across a range of organisational websites in English, Swedish, Finnish and Polish. Eligibility screening was conducted at two levels: 'title and abstract' and 'full text'. Included eligible studies were subject to a critical appraisal that assessed external and internal study validity. We extracted information on study characteristics, intervention, comparators, effect modifiers, and measured outcomes. Data synthesis included narrative synthesis of each study of sufficient validity. We performed quantitative synthesis on a subset of studies.Review findings: The review included 30 studies on struvite precipitation and 8 studies on ammonia stripping. Both pH and Mg:PO4 ratio were found to have a clear influence on the effectiveness of struvite precipitation process (and thus nutrient removal rates). The response to pH was found to be non-linear, resembling a bell curve with a maximum around pH 9.5. Mg:PO4 ratio was found to have a positive effect on removal up to a ratio as high as 4:1. However, it should be noted that high removal efficiencies were sometimes achieved at a ratio as low as 1:1 as well. Although the effects of pH and Mg:PO4 ratio were clear, the model developed could not accurately predict removal based on these two parameters alone. Studies on ammonia stripping were relatively heterogeneous. Due to the small size of the evidence base, and the heterogeneity between studies, no conclusions are presented regarding the influence of different process parameters on the outcome of ammonia stripping.Conclusions: In conclusion, when performed under the right conditions (i.e. pH around 9.5 and Mg:PO4 ratio of at least 1:1), available evidence suggests that struvite precipitation is an effective technology for the recovery of nutrients from the liquid phase of anaerobic digestate. The evidence base is limited for ammonia stripping. We provided suggestions of which data to report in future studies

Kvalitetsgranskning av fysikalisk-kemiska data från den regionala havsmiljöövervakningen

I Sverige pågår sedan länge regional miljöövervakning, där kustvattnet är en viktig del. Syftet med övervakningsprogrammen har varit att identifiera miljöproblem och därmed sätta in eventuella åtgärder. Idag är det en viktig del i den svensk miljöövervakning och ger underlag för uppföljning av regionala och nationella miljömål. Därför måste insamlade data i så stor utsträckning som möjligt vara korrekta, representativa och tillgängliga. Initiativet till denna rapport togs av Havsmiljöinstitutet och utfördes under vår/sommar 2013. Havsmiljöinstitutet har en önskan om att integrera tillgängliga regionala miljöövervakningsdata med nationella miljöövervakningsdata i den årliga rapporteringen om havsmiljöns tillstånd. Denna rapport skall ses som ett första steg i den visionen. Rapportens ansträngningar gör det lättare att sammanföra regionala och nationella miljöövervakningsdata och därmed få en mer heltäckande bild över den svenska havsmiljön. På så sätt kan havsmiljöförvaltningen få ett mer effektivt verktyg och åtgärder sättas in i högre precision

Sjöar och vattendrag i Skåne– går utvecklingen åt rätt håll? : Statistisk utvärdering av vattenkvalitet ochprovtagningsprogram i Skåne län

1. Sammanfattning En statistisk utvärdering av tidsserier av vattenkvalitetsdata från sjöar och vattendrag i Skåne län visar att det skett tydliga miljöförändringar under tjugoårsperioden 1981- 2000. I två viktiga avseenden har vattenmiljön förbättrats. Försurningen har gått tillbaka, åtminstone i vissa områden, och övergödningen av sjöar och vattendrag har kulminerat. Återhämtningen går dock långsamt och vissa andra förändringar som inträffat under studieperioden kan uppfattas som mindre önskvärda. Ljusförhållandena i sjöar och vattendrag har på vissa håll försämrats genom att mängden partiklar eller färgat organiskt material ökat. Det finns även en statistiskt säkerställd ökning av mängden syreförbrukande ämnen i vissa sjöar och vattendrag. En närmare granskning av försurningsrelaterade data visar att det främst är den syraneutraliserande kapaciteten (ANC-värdet) som ökat, medan förändringarna i pH är mindre systematiska. Dessutom föreligger stora skillnader mellan olika avrinningsområden. Det nuvarande provtagnings- och analysprogrammet för sjöar och vattendrag i Skåne län är ändamålsenligt i den bemärkelsen att det kunnat klarlägga hur obetydliga förändringar från år till år ackumulerats till statistiskt säkerställda förändringar av vattenmiljön under en tjugoårsperiod. Det är också uppenbart att provtagning och analyser i de flesta fall skett med god noggrannhet. Bara ett mindre antal mätvärden avviker på ett oförklarligt sätt från merparten av mätvärdena från samma plats, och de långtidstrender som identifierats för olika platser och tillståndsvariabler bildar med få undantag ett trovärdigt mönster. Om provtagningen i vattendragen glesas ut från ett prov per månad till ett prov per kvartal minskar självfallet sannolikheten att miljöförändringar upptäcks. Grovt räknat kommer det då att ta ca 50 % längre tid att upptäcka en viss given årlig förändring av miljötillståndet. Dessutom skulle programmet ge ett sämre underlag för att fastställa om de av riksdagen fastställda miljömålen uppfylls

On the transition from a Markov chain to a continuous-time process

AbstractStarting from a real-valued Markov chain X0,X1,…,Xn with stationary transition probabilities, a random element {Y(t);t∈[0, 1]} of the function space D[0, 1] is constructed by letting Y(kn)=Xk, k= 0,1,…,n, and assuming Y (t) constant in between. Sample tightness criteria for sequences {Y(t);t∈[0,1]};n of such random elements in D[0, 1] are then given in terms of the one-step transition probabilities of the underlying Markov chains. Applications are made to Galton-Watson branching processes

On the transition from a Markov chain to a continuous time process

Starting from a real-valued Markov chain X0,X1,...,Xn with stationary transition probabilities, a random element {Y(t);t[set membership, variant][0, 1]} of the function space D[0, 1] is constructed by letting Y(k/n)=Xk, k= 0,1,...,n, and assuming Y (t) constant in between. Sample tightness criteria for sequences {Y(t);t[set membership, variant][0,1]};n of such random elements in D[0, 1] are then given in terms of the one-step transition probabilities of the underlying Markov chains. Applications are made to Galton-Watson branching processes.measures on function spaces Markov chains tightness branching process