使用可解释的机器学习方法,揭示了改造的蒙特莫里隆石,增强了生物炭对甲酸和Cd联合污染的土壤的修复能力
Wenjie Li1, Xuwen Chen1, Wanting Ling1
1Institute of Organic Contaminant Control and Soil Remediation, College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China.
Journal of hazardous materials
|December 18, 2025
概括
这项研究揭示了生物炭和硫基改性蒙特莫里隆石复合物有效地修复土壤中的酸 (PAE) 和 (Cd). 机器学习模型阐明了协同作用的机制,强调了土壤特性对成功修复的重要性.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 土壤科学 土壤科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 酸盐 (PAE) 和 (Cd) 是常见的土壤污染物.
- 生物炭 (BC) 和硫基改性蒙莫里隆石 (MMT-SH) 显示出共同污染物修复的潜力.
- 需要进一步研究BC-MMT-SH复合物的协同修复机制.
研究的目的:
- 评估BC-MMT-SH复合材料对共污染土壤的修复能力和潜在机制.
- 利用机器学习模型 (EconML和SHAP) 来分析补救效应.
- 确定影响PAE和Cd的协同修复的关键因素.
主要方法:
- 硫基改性蒙特莫里隆石 (MMT-SH) 与生物炭 (BC) 的整合.
- 应用EconML和SHAP模型来评估复合性能.
- 污染物的去除,转化和对土壤细菌群落的影响的分析.
主要成果:
- 复合材料显著增强了SPAEs (高达45.89%) 和可交换Cd (高达60.36%) 的协同去除.
- 污染物从自由形式转化为结合形式的转化得到了促进.
- 较低的MMT-SH比例改善了土壤细菌群体的稳定性和丰富性.
- 更高的C/N比率 (>54.18) 是修复能力的主要预测因素.
结论:
- 复合材料BC-MMT-SH为修复有机和无机共同污染的土壤提供了一个有希望的方法.
- 机器学习模型有效阐明复杂的补救机制.
- 土壤的特性,如C/N比率,粘土含量和吸附能力,对于优化复合材料应用至关重要.
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