建筑湿地作为管理和多醇基物质 (PFAS) 的自然解决方案:证据,机制和建模
Pinelopi Savvidou1, Gabriela Dotro1, Pablo Campo1
1School of Water, Energy and Environment, Cranfield University, College Road, Cranfield, Bedfordshire MK43 0AL, United Kingdom.
The Science of the total environment
|May 18, 2024
概括
建筑湿地在去除一种持续性环境污染物的和多基物质 (PFAS) 方面表现有前途. 人工智能模型有效地预测PFAS的去除,强调需要进一步研究现实世界废水处理应用.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 环境工程 环境工程
- 生态毒理学 生态毒理学
背景情况:
- 和多醇基物质 (PFAS) 是持久的,有毒的微污染物,需要有效的去除策略.
- 建筑湿地 (CWs) 是建立的基于自然的水和废水处理解决方案,提供环境和社会效益.
- 现有的关于CW去除PFAS的能力,潜在机制和命运建模的知识仍然不完整.
研究的目的:
- 系统地审查和评估建筑湿地 (CWs) 在去除基和多基基物质 (PFAS) 的有效性.
- 调查负责在CW中去除PFAS的主要机制.
- 评估和比较数据驱动模型 (多重回归,人工神经网络) 和机械模型对CW中PFAS命运的预测性能.
主要方法:
- 在CW中对PFAS去除进行了系统的文献审查,并纳入未发表的实验数据.
- 在不同的CW配置中分析了PFAS清除效率的中位数:自由水面 (FWS),水平流 (HF) 和垂直流 (VF).
- 采用多重回归和人工神经网络 (ANN) 来进行PFAS清除的预测建模,并将其性能与吸附异热模型进行比较.
主要成果:
- 在各种CW类型和影响性特征中,观察到PFAS去除效率的中位数为64% (FWS),46% (HF) 和0% (VF).
- PFAS对基质和植物根/树根球的吸附被确定为一个重要的去除机制.
- 与机械模型相比,数据驱动模型,特别是ANN,对PFAS去除的预测准确度更高,特别是当详细的化学性质数据有限时.
结论:
- 建筑湿地是一个可行的以自然为基础的解决方案,用于减轻水中遗留PFAS污染物的影响.
- 人工智能提供了一种有效的方法来建模像PFAS这样的新兴污染物的去除,即使化学数据不完整.
- 进一步长期监测真正的废水处理的全尺度CW对于稳健的模型开发和验证至关重要.
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