使用生物炭特性预测重金属吸附效率:对整体机器学习模型进行比较分析.
Zaher Mundher Yaseen1, Farah Loui Alhalimi2
1Civil and Environmental Engineering Department, King Fahd University of Petroleum & Minerals, Dhahran, 31261, Saudi Arabia. z.yaseen@kfupm.edu.sa.
Scientific reports
|April 18, 2025
概括
机器学习模型准确地预测使用生物炭的重金属去除效率. XGBoost模型显示出卓越的性能,确定了初始金属度和pH值作为有效环境修复的关键因素.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 是一种材料科学.
- 数据科学数据科学数据科学
背景情况:
- 水和土壤中的重金属污染是一个关键的环境挑战.
- 有效的重金属清除策略对于环境监测和保护至关重要.
研究的目的:
- 应用集体机器学习 (ML) 模型来预测重金属对生物炭的吸附效率.
- 确定影响生物炭重金属去除的关键因素.
主要方法:
- 使用的整体ML模型包括随机森林回归器,Adaboost,梯度提升,HistGradientBoosting,XGBoost和LightGBM.
- 从文献中处理了353个数据样本,包括数据清理和缩放.
- 进行特征重要性分析以确定有影响力的参数.
主要成果:
- XGBoost模型实现了最高的预测准确性,确定系数 (R2) 为0.92.
- 最初的金属度与生物炭比率和pH被确定为影响吸附效率的最重要因素.
- 热解温度具有适度的影响,而表面积和孔隙结构显示影响最小.
结论:
- 整体ML模型是预测重金属吸附效率的有效工具.
- 结果指导了选择最佳的生物炭特性和条件,用于重金属去除应用.
- 这项研究有助于制定有效的重金属污染环境修复策略.


