An Ensemble Learning Framework Utilizing Fusion Molecular Fingerprints for Pollutant Removal Prediction in Advanced Treatments

污染物 集成学习 集合预报 机器学习 人工智能 反应性(心理学) 计算机科学 灵敏度(控制系统) 数据挖掘 基线(sea) 预测建模 生化工程 传感器融合 任务(项目管理) 分子描述符 生物系统 化学 钥匙(锁) 融合 对比度(视觉) 水污染物 工作(物理) 臭氧 组分(热力学) 实验数据 可视化 计算 适用范围
作者
Meng-Jie Luo,Zhi-Heng Guo,Zhixiang She,Nannan Hou,X D Liu,Yang Mu
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.est.6c02558
摘要

Accurate prediction of pollutant degradation kinetics is essential for assessing and optimizing water treatment processes. However, conventional quantitative structure–activity relationship (QSAR) models are often limited by incomplete chemical representations derived from single-molecular fingerprints. Here, we developed a fingerprint-fusion ensemble learning framework to accurately predict pollutant reactivity in advanced treatments, using ozone oxidation and zero-valent iron (ZVI) reduction as case studies. Our framework decoupled the prediction task by employing specialized base learners to extract intrinsic structural reactivity from complementary molecular fingerprints, capturing features from the composition to conformation. A meta-learner subsequently integrated these structural predictions with the environmental variables. The ensemble framework demonstrated superior predictive accuracy, achieving test R 2 values of 0.96 for ozonation and 0.80 for ZVI reduction, outperforming the best single-fingerprint baseline model by more than 5%. Multidimensional interpretation analysis further elucidated the underlying prediction logic, identifying key compositional, topological, and conformational drivers of pollutant reactivity. Finally, the framework was deployed as an interactive Web platform, providing an accessible tool for reactivity prediction and mechanistic exploration. This work establishes fingerprint-fusion ensemble learning as an effective strategy for predicting and interpreting pollutant reactivity in advanced water treatments.
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
苏日古嘎发布了新的文献求助10
刚刚
等待雪青发布了新的文献求助10
刚刚
木缘完成签到,获得积分10
刚刚
HITvagary发布了新的文献求助10
1秒前
yxlh完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研包发布了新的文献求助10
1秒前
罗马完成签到,获得积分10
1秒前
lili完成签到,获得积分10
1秒前
hatW完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
怕孤单的sky完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
hhhyyyy完成签到,获得积分10
2秒前
XW发布了新的文献求助10
3秒前
Orange应助小太阳采纳,获得10
3秒前
hy发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
木缘发布了新的文献求助30
4秒前
田様应助程之杭采纳,获得10
5秒前
典雅君浩完成签到,获得积分10
5秒前
英俊的铭应助苗条的碧彤采纳,获得10
5秒前
Riggle G完成签到,获得积分10
5秒前
今夜属于雪花月完成签到,获得积分20
6秒前
小明完成签到,获得积分10
6秒前
bodhi发布了新的文献求助20
6秒前
7秒前
影子鱼完成签到,获得积分10
7秒前
DRX完成签到,获得积分10
8秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
你好应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
你好应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
陈一白完成签到,获得积分10
9秒前
你好应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
你好应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得20
9秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
煲煲煲仔饭完成签到 ,获得积分10
9秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 7148338
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8794690
关于积分的说明 18586162
捐赠科研通 6743993
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3158605
关于科研通互助平台的介绍 2290209
邀请新用户注册赠送积分活动 2133069