物理科技生物学-PHYICA

用机器学习识别水中的有毒物质

化学 2023-01-15 12:19:57

不列颠哥伦比亚大学 信用:Pixabay/CC0公共领域 储存在尾矿池中的油砂提取废料在渗入地下水和地表生态系统时,会对自然栖息地和邻近社区造成风险

到目前为止,油砂行业面临的挑战是,如果没有复杂而漫长的测试,很难对有毒废料进行正确的分析

而且还有积压

例如,仅在阿尔伯塔省,估计就有1

不列颠哥伦比亚大学奥肯那根校区(UBCO)的土木工程助理教授尼古拉斯·佩莱托解释说

他在UBCO工程学院的研究小组发现了一种新的、更快、更可靠的分析这些样本的方法

博士说,这是第一步

但是结果看起来很有希望

“目前的方法需要使用昂贵的设备,可能需要几天或几周才能得到结果,”他补充道

“我们需要一种低成本的方法来更频繁地监控这些水域,以此来保护公众和水生生态系统

" 研究人员与硕士生玛丽亚·克劳迪娅·林孔·雷莫利纳一起,利用荧光光谱法快速检测水中的关键毒素

他们还通过一个精确预测水的成分的建模程序运行结果

Rincón解释说,这种成分可以作为进一步测试其他样本的基准

研究人员正在使用卷积神经网络来处理网格状拓扑结构中的数据,例如图像

她说,这类似于用于对难以识别的指纹、面部识别甚至无人驾驶汽车进行分类的建模类型

Rincón说:“建模考虑了水质背景的可变性,可以分离难以检测的信号,因此可以获得非常准确的结果。”

这项研究着眼于有毒的有机化合物的混合物,包括环烷酸——它可以在许多石油资源中找到

通过使用高维荧光,研究人员可以识别大多数类型的有机物

“建模方法搜索关键材料,并绘制出样品的成分,”Peleato解释道

“然后,通过强大的图像处理模型处理初始样本分析的结果,以准确确定综合结果

" 虽然迄今为止的结果令人鼓舞,但林孔和Dr

Peleato警告说,这项技术需要在更大的范围内进行进一步评估——在这一点上,可能有可能纳入其他毒素的筛选

Peleato解释说,这种潜在的筛选工具是第一步,但它确实有一些局限性,因为不是所有的毒素或环烷酸都能被检测到——只有那些有荧光的

这项技术将不得不扩大规模,用于未来更深入的测试

虽然它不会取代目前更精确的分析方法,但Dr

Peleato说,这种方法将允许油砂工业准确地筛选和处理其废料

这是继续满足加拿大部长理事会环境标准和准则的必要步骤

这项研究发表在《危险材料杂志》上

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