Published June 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Assessment of Ordinary Kriging and Inverse Distance Weighting Methods for Modeling Chromium and Cadmium Soil Pollution in E-Waste Sites in Douala, Cameroon

Creators

  • 1. University of Ibadan
  • 2. Pan-Atlantic University

Description

Several studies have demonstrated that chromium (Cr) and cadmium (Cd) have adverse impacts on the environment and human health. These elements are present in electronic waste (e-waste) recycling sites. Several interpolation methods have been used to evaluate geographical impacts on humans and the environment.The aim of the present paper is to compare the accuracy of inverse distance weighting (IDW) and ordinary kriging (OK) in topsoil analysis of e-waste recycling sites in Douala, Cameroon.Selecting the proper spatial interpolation method is crucial for carrying out surface analysis. Ordinary kriging and IDW are interpolation methods used for spatial analysis and surface mapping. Two sets of samples were used and compared. The performances of interpolation methods were evaluated and compared using cross-validation.The results showed that the OK method performed better than IDW prediction for the spatial distribution of Cr, but the two interpolation methods had the same result for Cd (in the first set of samples). Results from Kolmogorov-Smirnov and Shapiro-Wilk tests showed that the data were normally distributed in the study area. The p value (0.302 and 0.773) was greater than 0.05 for Cr and for Cd (0.267 and 0.712). In the second set of samples, the OK method results (for Cd and Cr) were greatly diminished and the concentrations dropped, looking more like an average on the maps. However, the IDW interpolation gave a better representation of the concentration of Cd and Cr on the maps of the study area. For the second set of samples, OK and IDW for Cd and Cr had more similar results, especially in terms of root mean square error (RMSE).Many parameters were better identified from the RMSE statistic obtained from cross-validation after exhaustive testing. Inverse distance weighting appeared more adequate in limited urban areas.The authors declare no competing financial interests.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أظهرت العديد من الدراسات أن للكروم والكادميوم تأثيرات ضارة على البيئة وصحة الإنسان. هذه العناصر موجودة في مواقع إعادة تدوير النفايات الإلكترونية. تم استخدام العديد من طرق الاستيفاء لتقييم الآثار الجغرافية على البشر والبيئة. الهدف من هذه الورقة هو مقارنة دقة الترجيح بالمسافة العكسية (IDW) والكريج العادي (OK) في تحليل التربة السطحية لمواقع إعادة تدوير النفايات الإلكترونية في دوالا، الكاميرون. يعد تحديد طريقة الاستيفاء المكاني المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لإجراء تحليل السطح. كريغينغ العادية و إيدو هي طرق الاستيفاء المستخدمة للتحليل المكاني ورسم الخرائط السطحية. تم استخدام مجموعتين من العينات ومقارنتها. تم تقييم أداء طرق الاستيفاء ومقارنتها باستخدام التحقق المتبادل. أظهرت النتائج أن طريقة OK كان أداؤها أفضل من توقع IDW للتوزيع المكاني لـ Cr، ولكن طريقتي الاستيفاء كان لهما نفس النتيجة لـ CD (في المجموعة الأولى من العينات). أظهرت نتائج اختبارات Kolmogorov - Smirnov و Shapiro - Wilk أن البيانات كانت موزعة بشكل طبيعي في منطقة الدراسة. كانت قيمة p (0.302 و 0.773) أكبر من 0.05 لـ Cr و CD (0.267 و 0.712). في المجموعة الثانية من العينات، تقلصت نتائج طريقة OK (لـ CD و Cr) بشكل كبير وانخفضت التركيزات، وتبدو أشبه بمتوسط على الخرائط. ومع ذلك، أعطى الاستيفاء الداخلي تمثيلًا أفضل لتركيز القرص المضغوط والكروم على خرائط منطقة الدراسة. بالنسبة للمجموعة الثانية من العينات، كان لدى OK و IDW لـ CD و Cr نتائج أكثر تشابهًا، خاصة من حيث متوسط الجذر التربيعي للخطأ (RMSE). تم تحديد العديد من المعلمات بشكل أفضل من إحصائية RMSE التي تم الحصول عليها من التحقق المتبادل بعد اختبار شامل. بدا ترجيح المسافة العكسية أكثر ملاءمة في المناطق الحضرية المحدودة. أعلن المؤلفون عدم وجود مصالح مالية متنافسة.

Translated Description (French)

Plusieurs études ont démontré que le chrome (Cr) et le cadmium (Cd) ont des impacts néfastes sur l'environnement et la santé humaine. Ces éléments sont présents dans les sites de recyclage des déchets électroniques (e-déchets). Plusieurs méthodes d'interpolation ont été utilisées pour évaluer les impacts géographiques sur les humains et l'environnement. L'objectif du présent article est de comparer la précision de la pondération de distance inverse (Idw) et du krigeage ordinaire (OK) dans l'analyse DE la couche arable des sites de recyclage des déchets électroniques à Douala, au Cameroun. La sélection de la méthode d'interpolation spatiale appropriée est cruciale pour effectuer l'analyse de surface. Le krigeage ordinaire et l'IDW sont des méthodes d'interpolation utilisées pour l'analyse spatiale et la cartographie de surface. Deux séries d'échantillons ont été utilisées et comparées. Les performances des méthodes d'interpolation ont été évaluées et comparées à l'aide d'une validation croisée. Les résultats ont montré que la méthode OK était plus performante que la prédiction IDW pour la distribution spatiale du Cr, mais les deux méthodes d'interpolation avaient le même résultat pour le Cd (dans le premier ensemble d'échantillons). Les résultats des tests de Kolmogorov-Smirnov et Shapiro-Wilk ont montré que les données étaient normalement distribuées dans la zone d'étude. La valeur de p (0,302 et 0,773) était supérieure à 0,05 pour Cr et pour Cd (0,267 et 0,712). Dans le deuxième ensemble d'échantillons, les résultats de la méthode OK (pour le Cd et le Cr) ont été considérablement diminués et les concentrations ont chuté, ressemblant davantage à une moyenne sur les cartes. Cependant, l'interpolation IDW a donné une meilleure représentation de la concentration de Cd et Cr sur les cartes de la zone d'étude. Pour le deuxième ensemble d'échantillons, OK et IDW pour Cd et Cr ont eu des résultats plus similaires, en particulier en termes d'erreur quadratique moyenne (RMSE). De nombreux paramètres ont été mieux identifiés à partir de la statistique RMSE obtenue à partir de la validation croisée après des tests exhaustifs. La pondération inverse de la distance semblait plus adéquate dans des zones urbaines limitées. Les auteurs ne déclarent aucun intérêt financier concurrent.

Translated Description (Spanish)

Varios estudios han demostrado que el cromo (Cr) y el cadmio (Cd) tienen impactos adversos en el medio ambiente y la salud humana. Estos elementos están presentes en los sitios de reciclaje de residuos electrónicos (e-waste). Se han utilizado varios métodos de interpolación para evaluar los impactos geográficos en los seres humanos y el medio ambiente. El objetivo del presente documento es comparar la precisión de la ponderación inversa de la distancia (IDW) y el kriging ordinario (OK) en el análisis de la capa superior del suelo de los sitios de reciclaje de desechos electrónicos en Douala, Camerún. La selección del método de interpolación espacial adecuado es crucial para llevar a cabo el análisis de la superficie. El kriging ordinario y el IDW son métodos de interpolación utilizados para el análisis espacial y el mapeo de superficies. Se utilizaron y compararon dos conjuntos de muestras. Los rendimientos de los métodos de interpolación se evaluaron y compararon mediante validación cruzada. Los resultados mostraron que el método OK funcionó mejor que la predicción IDW para la distribución espacial de Cr, pero los dos métodos de interpolación tuvieron el mismo resultado para Cd (en el primer conjunto de muestras). Los resultados de las pruebas de Kolmogorov-Smirnov y Shapiro-Wilk mostraron que los datos se distribuyeron normalmente en el área de estudio. El valor de p (0,302 y 0,773) fue mayor que 0,05 para Cr y para Cd (0,267 y 0,712). En el segundo conjunto de muestras, los resultados del método OK (para Cd y Cr) disminuyeron considerablemente y las concentraciones disminuyeron, pareciéndose más a una media en los mapas. Sin embargo, la interpolación de IDW dio una mejor representación de la concentración de Cd y Cr en los mapas del área de estudio. Para el segundo conjunto de muestras, OK e IDW para Cd y Cr tuvieron resultados más similares, especialmente en términos de error cuadrático medio (RMSE). Muchos parámetros se identificaron mejor a partir de la estadística RMSE obtenida de la validación cruzada después de pruebas exhaustivas. La ponderación inversa de la distancia parecía más adecuada en áreas urbanas limitadas. Los autores declaran que no hay intereses financieros en competencia.

Files

2156-9614-10_26_200605.pdf.pdf

Files (16.2 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:875707e55b00019be807e464124c2798
16.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم طرق كريجينج العادية وطرق ترجيح المسافة العكسية لنمذجة تلوث التربة بالكروم والكادميوم في مواقع النفايات الإلكترونية في دوالا، الكاميرون
Translated title (French)
Évaluation des méthodes ordinaires de krigeage et de pondération inverse des distances pour la modélisation de la pollution des sols par le chrome et le cadmium dans les sites de déchets électroniques à Douala, au Cameroun
Translated title (Spanish)
Evaluación de los métodos ordinarios de Kriging y ponderación a distancia inversa para modelar la contaminación del suelo por cromo y cadmio en sitios de desechos electrónicos en Douala, Camerún

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3022390050
DOI
10.5696/2156-9614-10.26.200605

Is supplement to
https://openalex.org/W2021907765 (Other)
https://openalex.org/W69786412 (Other)
https://openalex.org/W2357092082 (Other)
https://openalex.org/W4221115393 (Other)
https://openalex.org/W2512393538 (Other)
https://openalex.org/W2363866393 (Other)
https://openalex.org/W2389334698 (Other)
https://openalex.org/W1965726555 (Other)
https://openalex.org/W4382867132 (Other)
https://openalex.org/W3180612984 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W31594708
  • https://openalex.org/W84481039
  • https://openalex.org/W154394869
  • https://openalex.org/W169034640
  • https://openalex.org/W1557457215
  • https://openalex.org/W1964557645
  • https://openalex.org/W1968221103
  • https://openalex.org/W1968352203
  • https://openalex.org/W1978145693
  • https://openalex.org/W1981351840
  • https://openalex.org/W1987814107
  • https://openalex.org/W1991311866
  • https://openalex.org/W1991766386
  • https://openalex.org/W1993894234
  • https://openalex.org/W2008332340
  • https://openalex.org/W2014268750
  • https://openalex.org/W2019956154
  • https://openalex.org/W2044346605
  • https://openalex.org/W2053402935
  • https://openalex.org/W2055010421
  • https://openalex.org/W2070844579
  • https://openalex.org/W2072523773
  • https://openalex.org/W2075905307
  • https://openalex.org/W2076660801
  • https://openalex.org/W2083985580
  • https://openalex.org/W2092981979
  • https://openalex.org/W2096593288
  • https://openalex.org/W2105358436
  • https://openalex.org/W2115128296
  • https://openalex.org/W2145372548
  • https://openalex.org/W2164194118
  • https://openalex.org/W2167628654
  • https://openalex.org/W2168432738
  • https://openalex.org/W2171646358
  • https://openalex.org/W2182208541
  • https://openalex.org/W2182236871
  • https://openalex.org/W2187531498
  • https://openalex.org/W2262701919
  • https://openalex.org/W2496675188
  • https://openalex.org/W2757507864
  • https://openalex.org/W2759771755
  • https://openalex.org/W2774432278
  • https://openalex.org/W2777012442
  • https://openalex.org/W4232568680
  • https://openalex.org/W4233028157