Machine-Learning-Accelerated Prediction of Water Quality Criteria for Microplastics

微塑料 水生生态系统 环境科学 淡水生态系统 水生环境 水质 支持向量机 水生毒理学 质量(理念) 化学毒性 水污染 风险评估 毒性 水生动物 生态毒理学 生态系统 生态学 预测建模 危险废物 机器学习 环境化学
作者
Mengxiao Wang,Chenxi Wang,Xiaoling Yang,Yunsong Mu,Xiaoli Zhao,Fengchang Wu,Kenneth Mei Yee Leung,Hyeong‐Moo Shin,Christie M. Sayes,John P. Giesy
出处
期刊:ACS ES&T water [American Chemical Society]
卷期号:6 (2): 732-744
标识
DOI:10.1021/acsestwater.5c00602
摘要

Microplastics (MPs) are widely distributed in aquatic environments, raising global concerns. However, determining their toxic effects on aquatic organisms and deriving water quality criteria (WQC) for hazardous substances remain challenging due to the heterogeneity of existing toxicity data. Additionally, acquiring sufficient data requires substantial resources. This study proposes a machine learning framework to predict the aquatic toxicity of five types of MPs. Three machine learning algorithms, k-nearest neighbors (kNN), support vector machine (SVM), and random forest (RF), were used to develop quantitative structure–toxicity relationships and derive site-specific WQC from predicted toxic end points. The RF model outperformed kNN and SVM in predictive accuracy after both internal and external validation. SHAP analysis revealed that particle size, density, and aquatic group accounted for 72% of the variability in the predictions. Polystyrene and polyethylene terephthalate exhibited significant toxicity in both freshwater and saltwater, with MPs being more toxic in freshwater. These findings highlight the need for site-specific WQC to protect aquatic ecosystems and improve ecological risk assessments of emerging contaminants.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zewangguo完成签到,获得积分20
1秒前
QAQSS发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
qq完成签到,获得积分10
2秒前
swallow完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
行走的荷尔蒙应助蓝天采纳,获得30
3秒前
3秒前
婷婷发布了新的文献求助10
3秒前
张路完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
爱吃菠萝蜜完成签到,获得积分0
4秒前
小二郎应助xldongcn采纳,获得10
4秒前
Echo完成签到,获得积分10
4秒前
香蕉觅云应助甜玉米采纳,获得10
4秒前
聪明的寄灵完成签到,获得积分10
5秒前
欣喜沛芹完成签到,获得积分10
5秒前
透明人发布了新的文献求助10
6秒前
yyyyi完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
悦耳难摧发布了新的文献求助10
7秒前
emo小猪发布了新的文献求助10
7秒前
离开时是天命完成签到,获得积分10
8秒前
木叶发布了新的文献求助10
8秒前
破特头完成签到,获得积分10
8秒前
传奇3应助受伤书文采纳,获得10
9秒前
徐神完成签到,获得积分10
9秒前
小水蜜桃完成签到 ,获得积分10
9秒前
Moonpie应助wgxg采纳,获得10
9秒前
10秒前
www完成签到,获得积分10
10秒前
褚乘风完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
yuanvv发布了新的文献求助10
11秒前
cc123完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Child and Adolescent Psychology 600
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7412834
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9016475
关于积分的说明 19206418
捐赠科研通 7044651
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3233716
关于科研通互助平台的介绍 2395900
邀请新用户注册赠送积分活动 2215728