Chemometryczna analiza danych– innowacyjne podejście do interpretacji wyników
Chemometria, to interdyscyplinarna dziedzina łącząca chemię, matematykę, statystykę i informatykę, której celem jest maksymalizacja użytecznych informacji uzyskiwanych z danych pomiarowych. Dzięki nowoczesnym technikom analitycznym, chemometria pozwala na:
- identyfikację i opis zależności między badanymi zmiennymi,
- wskazanie kluczowych markerów umożliwiających charakteryzację obiektów lub zjawisk,
- przekształcanie złożonych danych w formę zrozumiałą i użyteczną dla użytkownika.
Korzyści z zastosowania analiz chemometrycznych
Chemometria dostarcza zaawansowanych narzędzi do interpretacji wyników analitycznych, co jest niezwykle istotne w badaniach złożonych procesów. Korzystanie z chemometrycznej analizy danych pozwala na:
- minimalizację kosztów analiz – bardziej efektywne wykorzystanie danych z przeprowadzonych pomiarów,
- skrócenie czasu uzyskania wyników – szczególnie istotne w badaniach środowiskowych, gdzie szybkość reakcji decyduje o skuteczności działań,
- redukcję ilości odczynników chemicznych, co przyczynia się do ochrony środowiska,
- poprawę jakości interpretacji wyników, wspierając podejmowanie trafnych decyzji badawczych.
Chemometria stanowi podstawę nowoczesnego podejścia do analizy danych pomiarowych. Dzięki niej przedsiębiorstwa i instytucje badawcze mogą skuteczniej zarządzać swoimi procesami, minimalizować koszty oraz maksymalizować efektywność. Jest to narzędzie, które zmienia sposób postrzegania i interpretacji wyników analitycznych, oferując ogromny potencjał w wielu dziedzinach nauki i przemysłu.
Chemometria w ITPE
W Instytucie Technologii Paliw i Energii opracowano nowatorski algorytm klasyfikacyjny, który umożliwia wykrywanie nielegalnego spalania odpadów w paleniskach domowych. Algorytm ten wykorzystuje zaawansowaną analizę chemometryczną i techniki analityczne, takie jak optyczna spektrometria emisyjna (ICP-OES) oraz fluorescencyjna spektrometria rentgenowska (WD-XRF), aby precyzyjnie identyfikować próbki pochodzące ze spalania odpadów. Dzięki zastosowaniu analizy skupień (CA), analizy głównych składowych (PCA) oraz metody drzew klasyfikacyjno-regresyjnych (C&RT) możliwa jest klasyfikacja próbek na podstawie ich składu chemicznego. Wyniki analizy chemometrycznej składu chemicznego popiołów z biomasy, paliw kopalnych i odpadów bytowo-gospodarczych przedstawia rysunek 1.
Rys. 1. Wyniki analizy PCA – rzutowanie obiektów należących do trzech grup na płaszczyznę zdefiniowaną przez trzy nowe zmienne – główne składowe [1, 2].
Algorytm opracowany w Instytucie pozwala na precyzyjną klasyfikację próbek na podstawie ich składu chemicznego, umożliwiając skuteczną identyfikację odpadów spalanych w domowych piecach. Dzięki zastosowaniu chemometrii, proces ten charakteryzuje się wysoką dokładnością, wspierając działania na rzecz ochrony środowiska, np. w walce z nielegalnym spalaniem odpadów.
Zapraszamy do współpracy – Laboratorium Chemii Analitycznej ITPE!
Autor: Izabela Mazur
Kontakt: imazur@itpe.pl, tel.: 32 621 62 35
Literatura:
- Mazur I., Bątorek-Giesa N., Misztal E. Chemometria i techniki analityczne – narzędzia do wykrywania nielegalnego spalania i współspalania odpadów w paleniskach domowych. Energetyka, 11, 2024.
- Mazurek I., Jagustyn B., and Sajdak M. The detection of ash derived from the illegal
co-combustion of solid waste with coal in domestic boilers with the aid of spectrometric approaches and statistical learning. Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management, 19, 2023.