Development, Evaluation, and Application of Machine Learning Models for Accurate Prediction of Root Uptake of Per- and Polyfluoroalkyl Substances

作物 贝叶斯网络 环境科学 土壤科学 化学 计算机科学 环境化学 机器学习 农学 生物
作者
Lei Xiang,Jing Qiu,Qian-Qi Chen,Pengfei Yu,Bailin Liu,Hai-Ming Zhao,Yan-Wen Li,Nai-Xian Feng,Quan-Ying Cai,Ce-Hui Mo,Qing X. Li
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:57 (46): 18317-18328 被引量:47
标识
DOI:10.1021/acs.est.2c09788
摘要

Machine learning (ML) models were developed for understanding the root uptake of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) under complex PFAS-crop-soil interactions. Three hundred root concentration factor (RCF) data points and 26 features associated with PFAS structures, crop properties, soil properties, and cultivation conditions were used for the model development. The optimal ML model, obtained by stratified sampling, Bayesian optimization, and 5-fold cross-validation, was explained by permutation feature importance, individual conditional expectation plot, and 3D interaction plot. The results showed that soil organic carbon contents, pH, chemical logP, soil PFAS concentration, root protein contents, and exposure time greatly affected the root uptake of PFASs with 0.43, 0.25, 0.10, 0.05, 0.05, and 0.05 of relative importance, respectively. Furthermore, these factors presented the key threshold ranges in favor of the PFAS uptake. Carbon-chain length was identified as the critical molecular structure affecting root uptake of PFASs with 0.12 of relative importance, based on the extended connectivity fingerprints. A user-friendly model was established with symbolic regression for accurately predicting RCF values of the PFASs (including branched PFAS isomerides). The present study provides a novel approach for profound insight into the uptake of PFASs by crops under complex PFAS-crop-soil interactions, aiming to ensure food safety and human health.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
小蘑菇应助包容新蕾采纳,获得10
1秒前
3秒前
无花果应助hhhhhy采纳,获得10
3秒前
4秒前
小怪兽完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
uui完成签到,获得积分10
8秒前
kris发布了新的文献求助10
9秒前
岑梨愁发布了新的文献求助10
9秒前
Dr-张显华完成签到,获得积分10
9秒前
自信的灵安完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
乐乐应助你好啊采纳,获得10
13秒前
华仔应助byyyak采纳,获得30
14秒前
科研通AI2S应助神勇若雁采纳,获得10
15秒前
mc发布了新的文献求助10
16秒前
niha完成签到,获得积分10
17秒前
光亮外套完成签到 ,获得积分10
18秒前
汉堡包应助自由的松采纳,获得10
20秒前
21秒前
21秒前
23秒前
wanci应助苏打采纳,获得10
25秒前
叶一戈发布了新的文献求助30
25秒前
削皮柚子完成签到 ,获得积分10
25秒前
优美匕完成签到,获得积分10
27秒前
smm完成签到 ,获得积分10
27秒前
神勇若雁发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
28秒前
郭志晟发布了新的文献求助10
28秒前
31秒前
yosh1222完成签到,获得积分10
32秒前
zhonglv7应助肖旻采纳,获得10
32秒前
今后应助生动的翠容采纳,获得10
34秒前
byyyak发布了新的文献求助30
34秒前
张丽妍发布了新的文献求助10
36秒前
机智楼房发布了新的文献求助30
36秒前
37秒前
40秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Madrid Code) (Regnum Vegetabile) 1500
Stereoelectronic Effects 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 820
The Geometry of the Moiré Effect in One, Two, and Three Dimensions 500
含极性四面体硫代硫酸基团的非线性光学晶体的探索 500
Византийско-аланские отно- шения (VI–XII вв.) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4181753
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3717840
关于积分的说明 11719487
捐赠科研通 3397720
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1864230
邀请新用户注册赠送积分活动 922154
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 833835