Chemometria i techniki analityczne – narzędzia do wykrywania nielegalnego spalania i współspalania odpadów w paleniskach domowych

• Autorzy: Mazur, Izabela , Bątorek-Giesa, Nina , Misztal, Edyta

Warianty tytułu

EN

Chemometrics and analytical techniques – tools for the detection of illegal incineration and co-incineration of waste in domestic boilers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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 głównych składowych (PCA) oraz metody drzew klasyfikacyjno-regresyjnych (C&RT) możliwa jest klasyfikacja próbek na podstawie ich składu chemicznego. Algorytm został zwalidowany na licznych próbkach i jest skutecznym narzędziem w walce z nielegalnym spalaniem odpadów, wspierając działania w zakresie ochrony środowiska.

EN

At the Institute of Fuel and Energy Technology, an innovative classification algorithm has been developed to detect illegal waste combustion in domestic furnaces. This algorithm uses advanced chemometric and analytical techniques, such as Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) and Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence (WD-XRF), to precisely identify samples originating from waste combustion. By applying principal component analysis (PCA) and classification and regression tree methods (C&RT), it enables the classification of samples based on their chemical composition. The algorithm has been validated on numerous samples and is an effective tool in combating illegal waste combustion, supporting environmental protection efforts.

Słowa kluczowe

PL

odpady paleniskowe; nielegalne spalanie odpadów; kontrola palenisk indywidualnych; analiza chemometryczna; algorytmy klasyfikacyjne

EN

combustion waste; waste incineration; individual combustion control; chemometric analysis; classification algorithms

• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 11
• Strony: 448--453
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Mazur, Izabela

• Instytut Technologii Paliw i Energii, Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii, Szkoła Doktorów, Politechnika Śląska,

autor

Bątorek-Giesa, Nina

• Instytut Technologii Paliw i Energi

autor

Misztal, Edyta

• Instytut Technologii Paliw i Energi

Bibliografia

• [1] Kováts N., Hubai K., Sainnokhoi T., Eck-Varanka B., Hoffer A., Tóth A., Kakasi B., Teke G., Ecotoxic emissions generated by illegal burning of household waste, "Chemosphere", vol. 298, 2022, doi: 10.1016/j.chemosphere.2022.134263.
• [2] Peng N., Li Y., Liu Z., Liu T. and Gai C., Emission, distribution and toxicity of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) during municipal solid waste (MSW) and coal co-combustion, "Science of The Total Environment", vol. 565, pp. 1201-1207, 2016, doi: 10.1016/J.SCITOTENV.2016.05.188.
• [3] Kováts N. et al., Ecotoxicity of PM10 emissions generated during controlled burning of waste PET, "Environmental Toxicology and Pharmacology", vol. 99, p. 104118, 2023, doi: 10.1016/J.ETAP.2023.104118.
• [4] Cieślik E. and Fabiańska M.J., Preservation of geochemical markers during co-combustion of hard coal and various domestic waste materials, "Science of The Total Environment", vol. 768, p. 144638, 2021, doi: 10.1016/J.SCITOTENV.2020.144638.
• [5] Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach (Dz. U. 2013 poz. 21).
• [6] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U. 2001 Nr 62 poz. 627).
• [7] Ustawa z dnia 6 marca 2018 r. Prawo przedsiębiorców (Dz. U. 2018 poz. 646).
• [8] Ustawa z dnia 13 września 1996 r. o utrzymaniu czystości i porządku w gminach (Dz. U. 1996 Nr 132 poz. 622).
• [9] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 11 października 2018 r. (Dz. U. z 2018 r. Poz. 1996).
• [10] Mazur 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 & Management", vol. 19, 2023, doi: 10.1016/j.enmm.2022.100758.
• [11] Jagustyn B., Bątorek-Giesa N. and Wilk B., Ocena właściwości biomasy wykorzystywanej do celów energetycznych, „Chemik", vol. 6, no. 65, pp. 557-563, 2011.
• [12] Esmaeili M.H., Norouzi H. and Niazi F., Evaluation of mechanical and performance characteristics of anew composite railway sleeper made from recycled plastics, mineral fillers and industrial wastes, Composites Part B: "Engineering", vol. 254, 2023, doi: 10.1016/j.compositesb.2023.110581.
• [13] Pfaff G., The world of inorganic pigments, "ChemTexts", vol. 8, no. 3, p. 15, 2022, doi: 10.1007/s40828-022-00166-1.
• [14] Day R.E., The role of titanium dioxide pigments in the degradation and stabilisation of polymers in the plastics industry, "Polymer Degradation and Stability", vol. 29, no. 1, pp. 73-92, 1990, doi: 10.1016/0141-3910(90)90023-Z.
• [15] Bekhta P., Lyutyy P., Hiziroglu S. and Ortynska G., Properties of Composite Panels Made from Tetra-Pak and Polyethylene Waste Material, "Journal of Polymers and the Environment", vol. 24, no. 2, pp. 159-165, 2016, doi: 10.1007/s10924-016-0758-7.
• [16] Martínez-Barrera G. and Escobar-Campos C.U., Waste Tetra Pak containers and its use in construction materials, "Publicación Semestral Pädi" vol. 11, no. Especial 5, 2023, 1, pp. 1-6, 2023, doi: 10.29057/icbi.v11iespecial5.11708.
• [17] Halyal U.A., Sodium Polyacrylate as a Super Absorbent, "International Journal of Advanced Research in Science, Communication and Technology", pp. 74-84, 2021, doi: 10.48175/ijarsct-1927.
• [18] Sotelo-Navarro P.X., Poggi-Varaldo H.M., Turpin-Marion S.J. and Rinderknecht-Seijas N.F., Sodium polyacrylate inhibits fermentative hydrogen production from waste diaper-like material, "Journal of Chemical Technology and Biotechnology", vol. 95, no. 1, pp. 78-85, 2020, doi: 10.1002/jctb,6208.
• [19] Massart D.L, Vandeginste B.G., Buydens L.M., Lewi P.J., Smeyers-Verbeke J. and De Jong S., Handbook of Chemometrics and Qualimetrics, Elsevier Science Inc., ISBN: 9780444897244, USA, 1998.
• [20] B. Slutsky, Handbook of Chemometrics and Qualimetrics: Part A By D. L. Massart, B. G. M. Vandeginste, L. M. C. Buydens, S. De Jong, P. J. Lewi, and J. Smeyers-Verbeke. Elsevier: Amsterdam. 1997, pp. ISBN 0-444-89724-0, vol. 38, no. 6, 1998, doi: 10.1021/ci980427d.
• [21] B. Helena, R. Pardo, M. Vega, E. Barrado, J. M. Fernandez, and L. Fernandez, Temporal evolution of groundwater composition in an alluvial aquifer (Pisuerga River, Spain) by principal component analysis. [Online]. Available: www.elsevier.com/locate/watres.
• [22] Wolfgang Karl Hárdle, Leopold Simar, and Matthias R. Fengler, Applied Multivariate Statistical Analysis, 6th ed. Springer Cham, 2024. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-031-63833-6.
• [23] Phyllis2 [WWW Document], 2012. Database for (treated) bio-mass, algae, feedstocks for biogas production and biochar. https://phyllis.nl/ (accessed 12.5.19).