[發(fā)明專利]精細定量基站稀疏區(qū)域飛灰有毒金屬暴露人群的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810528634.2
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108931797B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周緒;馮新斌;戴維;施楓芝;牟書勇;隋曉青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所;中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01N27/76;G01N27/626;G01N30/88
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61237
• 代理人: 麥春明

本發(fā)明提供了一種精細定量基站稀疏區(qū)域飛灰有毒金屬暴露人群的方法，現(xiàn)場快速測定所有采樣點的體積磁化率，室內(nèi)測定采集樣品的元素含量，采用序貫指示同位隨機協(xié)模擬算法進行模擬，確定人體健康風險下飛灰有毒金屬含量空間模式及其模擬預(yù)測的空間不確定性，結(jié)合人口普查統(tǒng)計數(shù)和星載微光探測數(shù)據(jù)的輻射度反演街區(qū)尺度人口空間信息，利用降尺度方法獲得每一柵格處于飛灰有毒金屬暴露風險中的人口數(shù)與人口密度。解決了現(xiàn)有顆粒物監(jiān)測技術(shù)對燃煤飛灰這類具有特征指示性的關(guān)鍵物種監(jiān)測的局限性問題，實現(xiàn)了基站分布稀疏/無覆蓋區(qū)域快速、準確、精細、集成的飛灰有毒金屬暴露人群格網(wǎng)空間的計算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于區(qū)域環(huán)境污染及其公共健康風險的監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種面向基站分布稀疏區(qū)域精細定量飛灰有毒金屬暴露人群的方法。

背景技術(shù)

飛灰是以煤為主的燃料經(jīng)過高溫燃燒后排放的一類工業(yè)副產(chǎn)品。2015年，全球飛灰年產(chǎn)量已達12億噸。但全球平均實際回收利用率不足25％(Yao?Z.T.,Ji?X.S.,SarκerP.K.,Tang?J.H.,Ge?L.Q.,Xia?M.S.,Xi?Y.Q.(2015)A?Comprehensive?Review?on?theApplications?of?Coal?Fly?Ash.Earth-Science?Reviews,141:105–121.)。中國、印度、美國、俄羅斯、日本以及南非等國是這一工業(yè)副產(chǎn)品的主要排放國。飛灰平均直徑小于20μm，涉及316種單一礦物和188種復(fù)合礦物，痕量金屬含量為原煤的4-10倍，成分復(fù)雜。此類輕質(zhì)顆粒物及其表面復(fù)雜的非均相反應(yīng)在不利氣象條件下會迅速惡化區(qū)域空氣質(zhì)量。目前，多國并未將其歸于危險固廢，疏于監(jiān)管，由此而來的健康問題引人關(guān)注。迫切需要建立一種快速、高分辨率的方法有效監(jiān)測區(qū)域飛灰有毒金屬污染與其公共健康風險。然而，解答這一關(guān)鍵問題是目前極具挑戰(zhàn)性的前沿領(lǐng)域之一。

近年，儀器在線測量顆粒物化學成分逐漸成為污染過程精細研究的重要手段。但受儀器設(shè)計原理的限制，只能測量部分粒徑范圍的顆粒物。這在反映顆粒物族群的代表性方面仍有較大局限，并對某些源類具有特征指示性的關(guān)鍵物種(例如，揚塵、飛灰、土塵等)難以實現(xiàn)在線監(jiān)測(高健,李慧,史國良,丁愛軍,游志強,張岳翀,王涵,柴發(fā)合,王淑蘭.(2016)顆粒物動態(tài)源解析方法綜述與應(yīng)用展望.科學通報,61(27):3002-3021.)。同樣，空氣質(zhì)量模擬可以獲得不同行業(yè)排放來源時空貢獻的多維分析。但受排放清單的限制，在很大程度上增加了揚塵、生物質(zhì)燃燒、飛灰等關(guān)鍵物種源模擬結(jié)果的不確定性。顆粒物成份測量這種經(jīng)典的方法是通過基于撞擊原理、空氣動力學原理和虛擬撞擊原理有選擇地進行顆粒物粒徑分離，根據(jù)不同研究目的使用不同材質(zhì)的采樣膜收集所需粒徑的顆粒物之后，在實驗室進行離線分析。該類方法定量較為準確，但存在分析周期長、分析費用高、時間分辨率低以及樣品化學成份極易被破壞等缺陷。

相對以上常用方法，樣品磁性測定與化學成份相結(jié)合的方法為鑒別飛灰、煙塵、塵埃、大氣懸浮粒、有毒金屬來源以及標繪其傳輸、沉降等演變過程提供了一條新途徑(Thompson?R.,Oldfield?F.Environmental?Magnetism,AllenUnwin,Landon,1986.)。這種快速、經(jīng)濟、對樣品無損的磁測技術(shù)在一定程度上也克服了因為添加工業(yè)催化劑而導(dǎo)致同位素示蹤方法對痕量金屬等污染物來源甄別不清的問題。

區(qū)域環(huán)境污染及其公共健康風險不僅是學術(shù)前沿，也是政府部門迫切需要解決的問題。與健康相關(guān)的行為和結(jié)果需經(jīng)地理變量才能獲得更為準確的解釋。具有與健康相關(guān)的高時空精度信息為這一領(lǐng)域的研究與預(yù)測預(yù)警技術(shù)提供了可能，并在不斷探索和擴展之中(Shi?X.,Kwan?M-P.(2015)Introduction:Geospatial?Health?Research?andGIS.Annals?of?GIS,21(2):1-3.)。目前，監(jiān)測人群行為主要有兩類數(shù)據(jù)源：社交性大數(shù)據(jù)和對地觀測大數(shù)據(jù)。其中，個人移動電話等社交性大數(shù)據(jù)可以獲得真實的人群短時空形跡。但網(wǎng)絡(luò)覆蓋密度的高低決定著該信息的準確性。由于涉及個人隱私等安全問題嚴重限制了數(shù)據(jù)的數(shù)量、范圍以及時效，進而影響了該類信息的應(yīng)用價值。