Xác định đồng thời các ion kim loại nặng trong mẫu nước bằng quang phổ kết hợp học máy
165 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.95.2024.47-54Từ khóa:
Mạng nơ ron nhân tạo ANN; Xác định đồng thời các kim loại nặng; Resorcinol 4-(2-pyridylazo).Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, việc xác định đồng thời Co, Cd, Ni, Cu và Pb được thực hiện bằng cách tạo phức màu với resorcinol 4-(2-pyridylazo) trong dung dịch nước kết hợp với phương pháp học máy. Một mạng lưới nơ-ron nhân tạo và hồi quy tuyến tính đa biến bình phương nhỏ nhất một phần để phân tích hỗn hợp kim loại đã được phát triển. MATLAB là một phần mềm mạnh mẽ của chương trình học máy được sử dụng để hỗ trợ tính toán và hiển thị ma trận. Lợi ích của MATLAB trong việc xây dựng mô hình học máy cho phép phân tích nhanh chóng và hiệu quả đối với các mẫu có nhiều thành phần trong hỗn hợp mà không cần phân tách và làm giàu. Kết quả phân tích Ni2+, Pb2+ và Cd2+ bằng phương pháp phân tích kết hợp thuật toán bình phương tối thiểu một phần- PLS và mạng nơ ron thần kinh nhân tạo-ANN có độ nhạy và chính xác cao khi xác định đồng thời nồng độ các ion này trong hỗn hợp tổng hợp với hệ số hồi quy cao lần lượt là 0,993, 0,997, 0,997. Đối với Cu2+ và Co2+, độ chính xác cao hơn khi chỉ sử dụng phương pháp ANN.
Tài liệu tham khảo
[1]. Duruibe, J. O., Ogwuegbu, M. O. C., Egwurugwu, J. N., “Heavy metal pollution and human biotoxic effects”, International Journal of Physical Sciences, Vol. 2 (5), pp.112-118, (2007).
[2]. Muhammad Aqeel Ashraf et al., “Speciation of heavy metals in the surface waters of a former tin mining catchment”, Chemical Speciation & Bioavailability, 24, pp.1-12, (2015). DOI: https://doi.org/10.3184/095422912X13259575370081
[3]. Herawati N, Suzuki S, Hayashi K, Rivai If, Koyoma H. Cadmium, “Copper and zinc levels in rice and soil of japan, indonesia and china by soil type”, Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 64, pp.33-39, (2000). DOI: https://doi.org/10.1007/s001289910006
[4]. He Zl, Yang Xe, Stoffella Pj., “Trace elements in agroecosystems and impacts on the environment”, Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 19(2–3), pp.125-140, (2005). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2005.02.010
[5]. Korbas, M.; O’donoghue, J.L.; Watson, G.E.; Pickering, I.J.; Singh, S.P.; Myers, G.J.; Clarkson, T.W.; George, G.N., “The chemical nature of mercury in human brain following poisoning or environmental exposure”, Acs Chem. Neurosci., 1, pp.810–818, (2010). DOI: https://doi.org/10.1021/cn1000765
[6]. Zhou, Y.; Vaidya, V.S.; Brown, R.P.; Zhang, J.; Rosenzweig, B.A.; Thompson, K.L.; Miller, T.J.; Bonventre, J.V.; Goering, P.L., “Comparison of kidney injury molecule-1 and other nephrotoxicity biomarkers in urine and kidney following acute exposure to gentamicin, mercury, and chromium”, Toxicol. Sci., 101, pp.159–170, (2007). DOI: https://doi.org/10.1093/toxsci/kfm260
[7]. Strong FC, Martin NJ, “Rapid determination of zinc and iron in food by flow – injection analysis with flame atomic – absorption spectrophotometry and slurry nebulization”, Talanta 7:11-718, (1990).
[8]. Šmirjákova, S., Ondrašovičová, O., Kašková, A., Laktičová, “The effect of cadmium and lead pollution on human and animal healths”, 49, 3: — Supplementum, S31—S32, (2005).
[9]. Davidson, C. M. “Methods for the Determination of Heavy Metals and Metalloids in Soils”. Heavy Metals in Soils, pp.97–140, (2012).
[10]. Khamms AA, Al-Ayash AS, Jasin F. “Indirect electrothermal atomization AAS Spectrometric determination of drugs, desferrioxamine in some pharmaceutical preparations using Vanadium (V) as a mediatory element elestial”. J. Anal. Chem. 3, pp.257- 269, (2009).
[11]. Davidson, C. M. “Methods for the determination of heavy metals and metalloids in soils”. Heavy metals in soils: Trace metals and metalloids in soils and their bioavailability, 97-140, (2013). DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-4470-7_4
[12]. Makedonski, L., Peycheva, K., & Stancheva, M. “Determination of heavy metals in selected black sea fish species”. Food Control, 72, 313-318, (2017). DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2015.08.024
[13]. Ugulu, I. “Determination of heavy metal accumulation in plant samples by spectrometric techniques in Turkey”. Applied Spectroscopy Reviews, 50(2), 113-151, (2015). DOI: https://doi.org/10.1080/05704928.2014.935981
[14]. Adebayo, I. A. “Determination of heavy metals in water, fish and sediment from Ureje water reservoir”. Journal of Environmental & Analytical Toxicology, 7(4), 1-4, (2017). DOI: https://doi.org/10.19080/OFOAJ.2017.04.555628
[15]. Okoye COB, “Spectroscopic methods of analysis.Undergraduate Analytical Chemistry”, Jolyn Publishers, Nsukka, pp. 98-119, (2005).
[16]. Soomro R, Jamahiddin MA, Menpou N, Khan H, “A simple and selective spectrophotometric method for the determination of trace Gold on real Environmental”, Biological, Geological and Soil samples using Bis, (Salicylaldehyde) Orthphenyldiamine. J. Anal. Chem. Insights 3, pp.75-90, (2009). DOI: https://doi.org/10.4137/ACI.S977
[17]. Zeiner, M., Rezic, I., & Steffan, I. “Analytical methods for the determination of heavy metals in the textile industry”. Kem. Ind, 56(11), 587-59, (2007).
[18]. Ahmed, A., Singh, A., Padha, B., Sundramoorthy, A. K., Tomar, A., & Arya, S. “UV–vis spectroscopic method for detection and removal of heavy metal ions in water using Ag doped ZnO nanoparticles”. Chemosphere, 303, 135208, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.135208
[19]. Echioda, S., Ogunieye, A. O., Salisu, S., Abdulrasheed, A. A., Chindo, I. Y., & Kolo, A. M. “UV-Vis spectrophotometric determination of selected heavy metals (Pb, Cr, Cd and As) in environmental, water and biological samples with synthesized glutaraldehyde phenyl hydrazone as the chromogenic reagent”. European Journal of Advanced Chemistry Research, 2(3), 1-5, (2021). DOI: https://doi.org/10.24018/ejchem.2021.2.3.59
[20]. Nai-Liang H, Hong-wen G, Biao ZI, Guo-Qing Z. “Simultaneous Determinations of Cobalt and Nickel in waste water with 2.- Hydroxyl – 5 – benzene azoformoamithiozone by spectral correction Technique”. J. Chin. Chem. Soc. 52, pp.1145-1152, (2005). DOI: https://doi.org/10.1002/jccs.200500164
[21]. Śliwińska, A., Smolinski, A., & Kucharski, P. “Simultaneous analysis of heavy metal concentration in soil samples”. Applied Sciences, 9(21), 4705, (2019). DOI: https://doi.org/10.3390/app9214705
[22]. Ding, Y., Xia, G., Ji, H., & Xiong, X. “Accurate quantitative determination of heavy metals in oily soil by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) combined with interval partial least squares (IPLS)”. Analytical methods, 11(29), 3657-3664, (2019). DOI: https://doi.org/10.1039/C9AY01030K
[23]. Ucun Ozel, H., Gemici, B. T., Gemici, E., Ozel, H. B., Cetin, M., & Sevik, H. “Application of artificial neural networks to predict the heavy metal contamination in the Bartin River”. Environmental Science and Pollution Research, 27, 42495-42512, (2020). DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-020-10156-w
[24]. Alizamir, M., & Sobhanardakani, S. “Forecasting of heavy metals concentration in groundwater resources of Asadabad plain using artificial neural network approach”. Journal of Advances in Environmental Health Research, 4(2), 68-77, (2016).
[25]. Pyo, J., Hong, S. M., Kwon, Y. S., Kim, M. S., & Cho, K. H. “Estimation of heavy metals using deep neural network with visible and infrared spectroscopy of soil”. Science of the Total Environment, 741, 140162, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140162
[26]. Liu, L., Huan, H., Zhang, L., Zhao, B., & Shao, X. “Determination of heavy metal soil contaminants based on photoacoustic spectroscopy”. International Journal of Thermophysics, 41, 1-10, (2020). DOI: https://doi.org/10.1007/s10765-019-2599-9
[27]. Emiko Ohyoshi, “Relative stabilities of metal complexes of 4-(2-pyridylazo) resorcinol and 4-(2-thiazolylazo) resorcinol”, Polyhedron, Vol. 5, No. 6, pp.1165-1170, (1985). DOI: https://doi.org/10.1016/S0277-5387(00)81387-X
[28]. J. Ghasemi Et Al., “Spectrophotometric studies on the protonation and nickel complexation equilibria of 4-(2-pyridylazo) resorcinol using global analysis in aqueous solution”, J. Braz. Chem. Soc., Vol. 18, No. 2, pp.267-272, (2007). DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-50532007000200004
