News

Ladies and gentlemen,

We would to invite you to the scientific seminar of the Institute of Physics CN-D, which will take place on October 25, 2023 at 2:00 p.m. in Aula B/CNT in Gliwice. The lecture: ”Chemometric analysis of the ecological disaster of the Odra river in 2022” will be delivered by Grażyna Czerniak, PhD from Bydgoszcz University of Science and Technology. The lecture will be delivered in polish.

Biographical note (in polish)

1. Imię, nazwisko, kontakt

Dr Grażyna Czerniak, mail: Grazyna.Czerniak@pbs.edu.pl

2. Posiadane dyplomy i stopnie naukowe

• 1994 Dyplom magistra fizyki uzyskany na Wydziale Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu na podstawie pracy „Badanie asymetrii zderzeniowej absorpcyjnej linii kadmu l=326,1nm” wykonanej w Zakładzie Spektroskopii Fazy Gazowej pod kierunkiem Prof. dra hab. Andrzeja Bielskiego.
• 2003 Stopień doktora nauk fizycznych na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej, na podstawie pracy „ Wybrane zagadnienia interpretacji widm elektronów za pomocą analizy głównych składowych i analizy czynnikowej”. Promotor: Prof. dr hab. Ryszard Siuda.

3. Informacje o zatrudnieniu

• 1994-2003 Instytut Matematyki i Fizyki, Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy, asystent
• od 2003 Instytut Matematyki i Fizyki, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, adiunkt

4. Doświadczenia naukowe podnoszące kwalifikacje w dziedzinie chemometrii

• 1996 Szwecja, Organic Chemistry, Department of Chemistry, Umeå University, 3 miesięczny staż w ramach programu TEMPUS  (Individual Mobility Grant-95-PL-2140) - szkolenie w dziedzinie chemometrii pod kierunkiem Profesora Paula Geladiego.
• Czerwiec 2006, 2nd European User Meeting on Multivariate Data Analysis, Como, Włochy.

5. Zainteresowania naukowe:

Zagadnienia związane z zastosowaniem wielowymiarowej analizy statystycznej (chemometrii) w analizie wyników badań, w szczególności dotyczących materiałów o złożonej strukturze i składzie chemicznym.

Abstract (in polish)

Dr Grażyna Czerniak

„Chemometryczna analiza katastrofy ekologicznej na Odrze w 2022 roku”

Szeroko zakrojone badania, przeprowadzone po zaobserwowaniu masowego śniecia ryb na przełomie lipca i sierpnia 2022 roku w dolnym biegu rzeki Odry, wskazały na obecność gwałtownej toksyny, pochodzenia mikroorganizmalnego. Sytuacja ta pokazała, że istnieje potrzeba opracowania metody szybkiej analizy danych pomiarowych dotyczących jakości wód powierzchniowych, zwiększającej prawdopodobieństwo wykrywania przypadków negatywnych. Od tego czasu zintensyfikowano proces monitoringu rzeki Odry, który głównie opiera się na dziennej inspekcji parametrów fizyko-chemicznych. Jednakże, ostateczna ocena stanu próbki wody może być niejednoznaczna, szczególnie gdy jeden z parametrów jest poniżej stanu dobrego, natomiast pozostałe spełniają przyjęte normy środowiskowe dla wód powierzchniowych. Aby uniknąć sytuacji obniżania oceny na podstawie zasady „najgorszy decyduje”, rekomenduje się zasadę klasyfikacji poszczególnych wskaźników osobno, co daje obraz bardziej złożony, ale jest bardziej czasochłonne.

Tematem referatu jest przedstawienie możliwości metod chemometrycznych, jako narzędzia do statystycznej kontroli jakości, zarówno wód powierzchniowych jak i innych danych dotyczących procesu monitorowania parametrów. W przeciwieństwie do standardowego podejścia zaproponowany indeks statystyczny, oparty o tzw. kartę kontrolną Hotellinga z zastosowaniem analizy głównych składowych (Principal Component Analysis) z założenia łączy informacje, jakie niesie każdy z parametrów z osobna w postaci jednego wskaźnika. Ponadto, przedstawiona zostanie metoda chemometryczna do oceny ryzyka wystąpienia zakwitu złotych alg (Prymnesium Parvum), co może mieć istotne znaczenie w przypadku potencjalnych zagrożeń sanitarno-epidemiologicznych w przyszłości. Za pomocą modelu regresji wielowymiarowej sprawdzono tezę o szczególnej synergii parametrów fizyko- chemicznych, sprzyjającej rozwojowi złotych alg. Otrzymano model ze współczynnikiem determinacji R2=0,77, co wydaje się być wynikiem obiecującym. Użycie modelu do danych z dziennego monitoringu pozwala ograniczyć analizy mikrobiologiczne tylko do przypadków z dużym poziomem ryzyka.

Podsumowując, zaproponowane podejście chemometryczne do analizy danych z monitoringu jakości wód powierzchniowych może być przystosowane (w postaci gotowego „software” lub w postaci funkcji w EXCELU) do zastosowania w oddziałach Wojewódzkich Inspektoratów Ochrony Środowiska, oraz w innych jednostkach, w których są gromadzone dane ilościowe.