[發(fā)明專利]一種大氣顆粒物健康風(fēng)險(xiǎn)來(lái)向源解析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011107516.8
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN112304813B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛倩倩;田瑛澤;馮銀廠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/00
• 分類號(hào): G01N15/00;G01N21/73;G01N23/223;G01N27/626;G01N30/02;G01N30/96;G01N33/00;G16C20/20;G16H50/30
• 代理公司: 天津諾德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 欒志超

1.一種大氣顆粒物健康風(fēng)險(xiǎn)來(lái)向源解析方法，其特征在于，所述方法包括步驟：

采集大氣顆粒物，以得到顆粒物樣品；

分析測(cè)定顆粒物樣品中的化學(xué)組分；

采用因子分析模型識(shí)別顆粒物樣品的源類并計(jì)算對(duì)應(yīng)的源類貢獻(xiàn)；

識(shí)別顆粒物樣品中污染源來(lái)向并計(jì)算對(duì)應(yīng)的污染源來(lái)向貢獻(xiàn)；

采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型評(píng)估預(yù)設(shè)污染源的健康風(fēng)險(xiǎn)；

所述采用因子分析模型識(shí)別顆粒物樣品的源類并計(jì)算對(duì)應(yīng)的源類貢獻(xiàn)包括：采用PMF模型識(shí)別顆粒物樣品的源類并計(jì)算對(duì)應(yīng)的源類貢獻(xiàn)；

所述顆粒物樣品的源類貢獻(xiàn)計(jì)算公式為：

；

其中，x_ij是第i個(gè)顆粒物樣品中第j種組分的質(zhì)量濃度，g_ik是第k個(gè)源類對(duì)第i個(gè)顆粒物樣品的貢獻(xiàn)，f_kj是第k個(gè)源類源譜中第j種組分的含量，e_ij為殘差因子矩陣；

所述識(shí)別顆粒物樣品中污染源來(lái)向并計(jì)算對(duì)應(yīng)的污染源來(lái)向貢獻(xiàn)包括步驟：

采用HYSPLIT模型計(jì)算顆粒物樣品的流動(dòng)后軌跡，并對(duì)后軌跡聚類分析，以識(shí)別出污染源可能來(lái)向；

獲取顆粒物樣品的源類貢獻(xiàn)時(shí)間序列；

將所述時(shí)間序列與所述可能來(lái)向進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)耦合，以建立PMF-后軌跡耦合模型；

采用所述PMF-后軌跡耦合模型計(jì)算污染源來(lái)向貢獻(xiàn)及對(duì)應(yīng)的分擔(dān)率；

所述污染源來(lái)向貢獻(xiàn)的計(jì)算公式為：

；

其中，為污染源來(lái)向貢獻(xiàn)，g_ik為方向I中第k源類對(duì)第i個(gè)顆粒物樣品的貢獻(xiàn)，n^I為方向I中樣品的數(shù)目；N為后軌跡總數(shù)；

所述污染源來(lái)向的分擔(dān)率計(jì)算公式為：

其中，為污染源來(lái)向的分擔(dān)率，為污染源來(lái)向貢獻(xiàn)，TC為整個(gè)采樣期間顆粒物樣品的平均濃度；

所述采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型評(píng)估預(yù)設(shè)污染源的健康風(fēng)險(xiǎn)包括：

采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型計(jì)算預(yù)設(shè)污染源通過(guò)吸入途徑引起的癌癥風(fēng)險(xiǎn)和非癌癥風(fēng)險(xiǎn)；

獲取污染源來(lái)向及對(duì)應(yīng)的來(lái)向貢獻(xiàn)；

計(jì)算預(yù)設(shè)污染源在預(yù)設(shè)方向上的風(fēng)險(xiǎn)百分比；

通過(guò)如下公式計(jì)算預(yù)設(shè)污染源中重金屬組分通過(guò)吸入途徑引起的癌癥風(fēng)險(xiǎn)和非癌癥風(fēng)險(xiǎn)，其中，第i個(gè)重金屬組分，從第k個(gè)站點(diǎn)的第j個(gè)來(lái)源的癌癥風(fēng)險(xiǎn)和非癌癥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估如下：

其中，表示人體通過(guò)呼吸途徑每日的攝入量；為第k個(gè)采樣點(diǎn)位中第j種有毒有害組分的質(zhì)量濃度；InhR表示呼吸效率；EF表示相對(duì)暴露頻率，表示每年暴露多少天；ED表示暴露時(shí)長(zhǎng)，表示暴露多少年；BW表示平均體重；AT表示平均暴露時(shí)間；表示第j個(gè)重金屬的第k個(gè)站點(diǎn)的第h個(gè)源的癌癥風(fēng)險(xiǎn)；RfD_j表示第j種有毒有害組分的每日參考劑量濃度，表示單位體重人體每天攝入重金屬元素不會(huì)引起不良反應(yīng)的最大量；SF_j為經(jīng)呼吸暴露的致癌斜率系數(shù)，表示人體暴露于一定劑量的某種污染物下產(chǎn)生致癌效應(yīng)的最大概率；表示第j個(gè)重金屬的第k個(gè)站點(diǎn)的第h個(gè)源的非癌癥風(fēng)險(xiǎn)，表示第k個(gè)站點(diǎn)的第h個(gè)源的所有重金屬的癌癥風(fēng)險(xiǎn)總值，表示第k個(gè)站點(diǎn)的第h個(gè)源的所有重金屬的非癌癥風(fēng)險(xiǎn)總值；

在確定每日特定來(lái)源風(fēng)險(xiǎn)和潛在方向之后，從方向M計(jì)算第h個(gè)來(lái)源的特定來(lái)源風(fēng)險(xiǎn)的百分比計(jì)算如下：

其中，r_ih表示第M個(gè)方向上第h個(gè)來(lái)源的第i個(gè)樣本的來(lái)源貢獻(xiàn)；n^M表示在方向M上聚類的樣本數(shù)，TR是整個(gè)采樣期間的總風(fēng)險(xiǎn)(或)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣顆粒物健康風(fēng)險(xiǎn)來(lái)向源解析方法，其特征在于，所述采集大氣顆粒物包括：采用大氣顆粒物采樣器采集大氣顆粒物，以得到顆粒物樣品。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣顆粒物健康風(fēng)險(xiǎn)來(lái)向源解析方法，其特征在于，所述分析測(cè)定顆粒物樣品中的化學(xué)組分包括步驟：

采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀、電感耦合原子發(fā)射光譜儀或X-射線熒光光譜儀分析測(cè)定顆粒物樣品中的元素組分及有毒有害重金屬組分；

采用離子色譜儀分析測(cè)定顆粒物樣品中的離子組分；

采用碳組分分析儀分析測(cè)定顆粒物樣品中的有機(jī)碳和元素碳；

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析測(cè)定顆粒物樣品中的多環(huán)芳烴。