Application of chemometric methods in environmental research

Astel, A.; Mazerski, J.; Namieśnik, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Application of chemometric methods in environmental research

Autorzy

Astel A. , Mazerski J. , Namieśnik J.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Zastosowanie technik chemometrycznych w badaniach środowiska

Języki publikacji

Abstrakty

A theoretical description and examples of application of selected chemometrical techniques (cluster analysis, factorial methods, correlation and regression analysis, ANOVA, time series analysis, artificial neural networks) have been presented. Special attention was paid to techniques which, in the authors' opinion, are among the most useful and, at the same time, their application is the most common.

W ostatnich dziesięcioleciach zauważa się dynamiczny wzrost zapotrzebowania na informacje dotyczące otaczającej nas rzeczywistości. Popyt na wiedzę dotyczy zagadnień związanych zarówno ze stanem środowiska, kontrolą jakości procesów przemysłowych i produktów, badań archeologicznych, jak i szerokiego spektrum innych dziedzin. W przypadku badań analitycznych zastosowanie nowoczesnych technik pomiarowych połączone ze skróceniem czasu analiz prowadzi do uzyskiwania obszernych zbiorów danych w stosunkowo krótkim czasie. Zastosowanie specjalnych technik obróbki zbiorów wyników pomiarowych sprawia, że możliwe jest "wydobycie" dodatkowych informacji z posiadanych danych. Idealnym narzędziem do tego typu "zabiegów" może być chemometria. Analiza doniesień literaturowych wskazuje, że z roku na rok wzrasta wykorzystanie technik chemometrycznych w różnych dziedzinach nauki. W opracowaniu omówiono teorię najczęściej wykorzystywanych technik analizy danych (korelacji i analizy regresji, analizy czynników, analizy klasterów, analizy szeregów czasowych i analizy wariancji). Szczególny nacisk położono na omówienie nowoczesnych technik analizy danych zaliczanych do grupy technik sztucznej inteligencji. Opis teoretyczny w każdym przypadku wzbogacono o przykłady zastosowań w konkretnych problemach analitycznych.

Słowa kluczowe

PCA ANOVA time series cluster analysis application of chemometrics

PCA ANOVA analiza korelacji analiza klastrów sieci neuronowe chemia analityczna

Wydawca

Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej

Czasopismo

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

Rocznik

2004

Tom

Vol. 11, nr 6

Strony

417--438

Opis fizyczny

Bibliogr. 74 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Astel A.

chemanal@pg.gda.pl

Department of Analytical Chemistry, Chemical Faculty, Technical University of Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk, Poland

autor

Mazerski J.

janmaz@chem.pg.gda.pl

Department of Pharmaceutical Technology and Biochemistry, Gdańsk University of Technology, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk-Wrzeszcz, Poland

autor

Namieśnik J.

Department of Analytical Chemistry, Chemical Faculty, Technical University of Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk, Poland

Bibliografia

[1] Martens H. and Martens M.; Multivariate analysis of quality. An introduction. John Wiley & Sons, Ltd., New York 2001.
[2] Deams V. and Delvaux F.; Food Quality and Preferences, 1997, 8, 373-380.
[3] Angela A., Fernando P., Jesus M.M. and Gustawo G.A.; Talanta, 2002, 57, 45-52.
[4] Dinç E. and Baleanu D.; Il Famiaco, 2002, 57, 33-37.
[5] Ritchie T.J.: Drug Discovery Today, 2001, 6, 813-814.
[6] Faccio M., Ferri G., Paolesse R., Boschi T., Di Natale C., Mascagnano A., Davide F. and D’Amico A.: Sens. Actuat, 1997, B44, 521-526.
[7] Costa L., Santos P., Ataide J. and Saraiva P.: Comput. Chem. Eng., 1996, 20(S1), 493-498.
[8] Dupuy N., Wojciechowski C., Ta C.D., Huvenne J.P. and Legrand P.; J. Mol. Struct., 1997, 410-411, 551-554.
[9] Mazerski J.; Podstawy chemometrii. Wydawnictwo Politechniki, Gdańsk 2000.
[10] Einax J.W., Truckenbrodt D. and Kampe O.: Microchem. J.. 1998. 58. 315-324.
[12] Forina M., Amianino C. and Raggio V.; Anal. Chim. Acta, 2002, 454, 13-19.
[13] Massart D.L, and Kaufman L.: The interpretation of Analytical Chemical Data by the Use of Cluster Analysis, John Wiley & Sons, Ltd., New York 1983.
[14] Massart D.L., Vandeginste B.G.M., Buydens L.M.C., De Jong S., Lewi P.J. and Smeyers-Verbeke J.: Handbook of chemometrics and qualimetrics, Elsevier, Amsterdam 1998.
[15] Ward J.H.; Journal of the American Statistics Association, 1963, 58, 236-246.
[16] Esteves da Silva J.C.G., Dias J.R.M.andMagalhăes J.M.C.S.: Anal. Chim. Acta. 2001,450, 175-184.
[17] Garcia-Alonso S., Pérez-Pastro R.M. and Quijido-Cabezas A.J.: Talanta, 2002, 57, 773-783.
[18] Concepción D., Arcis R.W., Osorio E., Toledano M. and Saurina J.; Analyst, 2000, 125, 2044-2048.
[19] Vásquez C., Boeykens S. and Bonadeo H., Talanta, 2002, 57, 1113-1117.
[20] Zeng P., Harrington P.B., Craig A. and Fleming R.: Anal. Chim. Acta, 1995. 310, 485-492.
[21] Martin M.J., Pablos F. and Gonzáles A.G.; Anal. Chim. Acta, 1998, 358, 177-183.
[22] Yan F., Liang Z., Jianna C., Zhengtao W., Losahan X. and Zhengxing Z.: Talanta, 2001,53, 1155-1162.
[23] Aruga R., Gasaldi D., Negro G. and Ostacoli G.: Anal. Chim. Acta, 1995, 310, 15-25.
[24] Reisenhofer E., Picciotto A. and Li D.; Anal. Chim. Acta, 1995, 306, 99-106.
[25] Malinowski E.R.: Factor Analysis in Chemistry 3rd edition, John Wiley&Sons, Inc., New York 2002.
[26] Haswell S.J. and Walmsley A.D.: Anal. Chim. Acta. 1999, 400, 399-412.
[27] Giacomelli L., Boggetti H., Agnelli H., Cattana R. and Silber J.J.: Anal. Chim. Acta. 1999. 402, 285-295.
[28] Einax J.W., Zwanziger H. and Geiss S.: Chemometrics in Environmental Analysis, VCH, Weinheim 1997.
[29] Esbensen K., Schonkopf S. and MitgaardT.: Multivariate Analysis in Practise, Camo, Trondheim 1994.
[30] Walczak B. and Kwapuliński J.: Ochr. Powiet., 1992, 4(150), 81-85.
[31] Statheropoulos M. and Mikedi K.: Anal. Chim. Acta, 2001, 446, 353-370.
[32] Martinez Ŕ., Riu J. and Xavier R.F.: Anal. Chim. Acta, 2001, 446, 147-158.
[33] StatSoft, Inc. STATISTICA for Windows [Computer program manual] (Volume III): Statistics II. Tulsa, OK: StatSoft, Inc., 2300 East 14th Street, Tulsa 1997.
[34] Simeonov V., Stanimirova I. and Tsakovski S.; Fresenius J. Anal. Chem., 2001, 370, 719-722.
[35] Manz M., Wenzel K.-D., Dietze U. and Schüürmann G.; Sci. Total Environ., 2001, 227, 187-198.
[36] Saxena A., Kulshrestha U.C., Kumar N., Kumari K.M. and Srivastava S.S.: Atmos. Environ., 1996, 30(20), 3405-3412.
[37] Al Mukerjee S., Shadwick D.S., Smith L.A., SomervilIe M.C., Dean K.E. and Bowser J.J.: Sci. Total Environ., 2001, 276, 205-225.
[38] Tanner P.A. and Fai T.W.: Water, Air, Soil Pollut., 2000, 122, 433-448.
[39] Simeonov V., Sarbu C., Massart D.-L. and Tsakovski S.; Mikrochim. Acta, 2001, 137, 243-248.
[40] Montovan P., Pastore A., Szpyrkowicz L. and Zilio-Grandi F.: Sci. Total Environ., 1995,164, 27-43.
[41] Shin P.K.S. and Lam W.K.C.: Environ. Pollut., 2001, 113, 281-291.
[42] Marinioni A., Polesello S., Smiraglia C. and Valsecchi S.: Atmos. Environ., 2001, 35, 3183-3190.
[43] Janné K., Pettersen J., Lindberg N.-O. and Lundstedt T.: J. Chemometrics, 2001, 15, 203-213.
[44] Navarro-Villoslada F., Perez-Arribas L.V., León-González M.E. and Polo-Diez L.M.: Analytica Chimica Acta, 1995, 313, 93-101.
[45] De Levie R.: Crit. Rev. Anal. Chem., 2000, 30(1), 59-74.
[46] Gramatica P., Consolaro F. And Pozzi S.: Chemosphere, 2001, 43, 655-664.
[47] Rong Yue.:Environ Forensics, 2000, 1, 213-220.
[48] Nascu H., Jäntschi L., Hodisan T., Cimpoiu C. and Cimpan G.: Rev. Anal. Chem., 1999, 18, 409-455.
[49] Astel A., Mazerski J., Polkowska Ż. And Namieśnik J.: Chem. Inż. Ekol., 2001, 8(6), 581-599.
[50] Hayashi Y., Matsuda R., Ito K., Maeda M. and Imai K.: Anal. Chim. Acta, 2011, 441, 243-248.
[51] Quintar S.E., Santagata J.P., Villegas O.I. and Cortinez V.A.: Talanta, 2001, 51, 7-10.
[52] Esteves da Silva J.C.G., Ferreira M.A., Machado A.A.S.C. and Rey F.: Anal. Chim. Acta, 1996, 333, 71-79.
[53] Davis J.C.: Statistics and Data Analysis in Geology, John Wiley and Sons, Inc., New York 1986.
[54] Box G.E.P. and Jenkins G.M.: Time series analysis, Holden Day, San Francisco 1970.
[55] Vellman P.F. and Hoaglin D.C.: Applications, basics, and computing of exploratory data analysis, Duxbury Press, Belmont, CA 1988.
[56] Ott L.: An introduction to Statistical Methods and Data Analysis, PWS Publishers, USA 1984.
[57] Johnson R.: Elementary Statistics, 4th Edition, PWS Publishers, USA 1984.
[58] Ukonmaanaho L., Starr M. and Ruoho-Airola T.: Water, Air, Soil Pollut., 1998, 105, 353-363.
[59] Gilbert R.O.: Statistical Methods for Environmental Pollution Monitoring, Van Nostrand Reinhold, New York 1987.
[60] Miller J.D., Kelly A. and Milne F.W.: Sci. Total Environ., 2000, 262, 137-145.
[61] Hirst D.: Austrian J Stat, 1999, 27(1/2), 39-48.
[62] Walker J., Nelson D. and Aneja V.P.: Environ. Sci. Technol., 2000, 34(17), 3527-3534.
[63] Bruggemann E. And Rolle W.: Water, Air, Soil Pollut., 1988, 107, 1-23.
[64] Vidal M. and Melgar M.J.: Water, Air, Soil Pollut., 2000, 121, 367-377.
[65] Domingo J.L., Schuhmacher M., Granero S. and De Kok H.A.M.: Environ. Monit. Assess., 2001, 69, 175-193.
[66] Kowalski T. and Buszewski B.: Chem. Inż. Ekol., 1999, 6(11), 1121-1129.
[67] Rutkowska D., Piliński M. and Rutkowski L.: Sieci neuronowe, algorytmy genetyczne i systemy rozmyte, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 1999.
[68] Tadeusiewicz R.: Elementarne wprowadzenie do techniki sieci neuronowych z przykładowymi programami, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 1998.
[69] Zhang L., Wen L., Lu Y. And Yang P.: Analyt. Chim. Acta, 2002, 468, 105-117.
[70] Zhang R., Liu M. and Hu Z.: Computers and Chemistry, 1997, 21(5), 335-341.
[71] Touvinen K., Kolenheinen M. and Paakkanen H.: Anal. Chim. Acta, 2001, 429, 257-268.
[72] Gandau M.L., Lubinu G., Tilocca A. and Amendolia S.R.: Talanta, 1997, 44, 1901-1909.
[73] Kompany-Zareh M., Massoumi A. and Pezeshk-Zadeh Sh.: Talanta, 1999, 48, 283-292.
[74] Magelseen G.R. and Elling J.W.: J. Chromatography A, 1997, 775, 231-242.

Uwagi

Błędna numeracja bibliografii załącznikowej (brak pozycji 11).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPG2-0001-0042