Integrated Machine-Learning Framework for Balanced Performance-Safety Design of Iron-Based Remediation Materials

环境科学 环境修复 废物管理 工程类 工艺工程 系统工程 计算机科学 环境工程 土木工程 建筑工程
作者
Qiqi Chen,Xinyue Wu,W K Yu,Zhenjie Li,J F Xu,Ke Yang,Jie Hou,Dajun Lin
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:60 (23): 17013-17025
标识
DOI:10.1021/acs.est.6c02923
摘要

Optimizing iron-based materials via surface coatings and lattice engineering has been a major research focus for environmental remediation, yet higher reactivity to contaminants often elevates risks to organisms. To address this trade-off, we develop an integrated machine-learning framework for the quantitative coassessment of performance and safety. The model was trained on a literature-derived data set of 1007 cases, encompassing 80 iron-based materials, 136 target pollutants, and 50 test organisms. Using AutoGluon, a binary QSAR model was constructed to screen reaction performance and predict the direction of material-pollutant joint toxicity. Inputting molecular descriptors of materials and pollutants alongside experimental conditions, this model achieved robust remediation performance and joint toxicity predictions with balanced accuracy of 0.88 and 0.90, respectively. Feature attribution analysis predicted that material heterogeneity was a key driver of performance, while organismal attributes primarily governed toxicity outcomes, highlighting niche-targeting material doping and hybrid nanobio remediation strategies. A dominance-aware dynamic weighting scheme that integrates calibrated probabilities with an upper-zone attenuation and low-zone penalty was introduced to rank material candidates, plus an applicability-domain filter to limit overconfident extrapolation. These findings support a practical prescreening framework that generates prioritized candidate materials to inform the rational application of iron-based remediation systems.
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
Nowind发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
王子夫完成签到,获得积分10
1秒前
jiang发布了新的文献求助10
2秒前
缥缈的忆曼完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
11111111发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
纸鹤发布了新的文献求助10
5秒前
HH完成签到 ,获得积分10
6秒前
丘比特的应助被TiAmo采纳,获得10
7秒前
果冻星熊发布了新的文献求助10
7秒前
翔翔超人完成签到,获得积分10
7秒前
黄石完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
朴实的天蓝完成签到 ,获得积分10
7秒前
Laus完成签到,获得积分20
7秒前
缓慢的蜗牛发布了新的文献求助150
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
xixi发布了新的文献求助10
10秒前
xtz完成签到,获得积分10
10秒前
Rain完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
无花果的应助被march采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
neber发布了新的文献求助10
13秒前
坚强馒头发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
搜集达人的应助被jiang采纳,获得10
14秒前
黄春松发布了新的文献求助10
14秒前
123完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
个性爆米花完成签到 ,获得积分10
15秒前
情怀的应助被布丁采纳,获得10
17秒前
白云千载完成签到,获得积分10
17秒前
123发布了新的文献求助10
17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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Mathematical models in hydrology 500
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8077939
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9495542
关于积分的说明 21387998
捐赠科研通 7646281
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400523
关于科研通互助平台的介绍 2530061
邀请新用户注册赠送积分活动 2439218