一种基于最少检测量的区域大气环境健康风险防控区域的划定方法、系统及应用与流程

本发明属于环境健康风险监测，具体涉及一种基于最少检测量的区域大气环境健康风险防控区域的划定方法、系统及应用。

背景技术：

1、大气环境健康风险防控区域划定，是根据大气环境质量状况和人群健康风险，对一定区域内的大气环境进行管理和控制，以降低人群健康风险的过程。具体来说，就是通过评估某区域内大气污染物的浓度、分布、来源以及人群暴露情况，确定该区域内大气污染对人群健康可能产生的风险，并根据这些信息划分出需要重点防控的区域，制定相应的管理措施和污染源控制策略，以减少大气污染对人群健康的影响。

2、大气环境健康风险防控区域划定的主要目标是保护人群健康，提高大气环境质量，促进可持续发展。为了实现这一目标，相关部门会根据大气污染物的特性、人群暴露情况、健康风险评估结果等因素，综合考虑经济、技术、管理等各方面的条件，制定合理的防控措施和污染源控制策略。

3、但是，大气环境健康风险防控区域划定是一个复杂的过程，需要多学科、多部门的合作。在划定的过程中，还需要充分考虑区域内的社会经济状况、人群分布、污染源分布等因素，以确保划定的区域和措施能够真正起到降低人群健康风险的作用。现有技术的大气环境健康风险防控区域划定工作程序（如团体标准t/cses 100—2023），包括有毒有害大气污染物识别及影响预测、人群暴露评估、健康风险评估、大气环境健康风险防控区域划定共4 个阶段。

4、但是，现有技术的大气环境健康风险防控区域划定工作，必须要对种类繁多、数量巨大的关注有机污染物均进行浓度检测和分析才能进行各项工作。例如，cn110175750a公开的工业区大气环境健康风险评估系统，其包括废气采样模块和云处理器，所述废气采样模块有很多个，分别安装在各个工厂的废气排放口，废气采样模块负责收集废气中各项数据的信息，并将之传输至云处理器，由云处理器对数据信息进行分析处理，得出相应治理方案；所述废气采样模块由多种传感器组成，主要用于检测废气中常见且占比较大的几种气体（二氧化碳、氟化物、氮氧化物、一氧化碳），废弃采样模块包括粉尘传感器、二氧化碳传感器、氟化物传感器、氮氧化物传感器和一氧化碳传感器。再如，中国发明专利公告cn116384748 a基于环境监测的工业企业环境健康风险分级方法包括：步骤1、工业企业环境健康风险源分级准备；步骤2、工业企业环境健康风险预判；步骤3、高环境健康风险源关注污染物的筛选；步骤4、高环境健康风险源环境监测；步骤5、高环境健康风险源风险评估与分级；步骤6、开展区域工业企业环境风险源分级报告。该发明方法基于周边人群环境健康，通过科学、客观的识别工业企业产生的关注污染物，在风险源分级中首先评估工业企业周边环境健康风险大小，再依照环境健康风险大小进行风险源排序，最后通过聚类分析的方法进行风险分类分级，能客观反应工业企业环境健康风险源的等级。但是该发明记载的步骤3、高环境健康风险源关注污染物的筛选，分为：步骤31、筛选指标的确定；步骤32、评分标准的设置；步骤33、指标权重的计算；步骤34、筛选因子的赋值；其中所述步骤31、筛选指标的确定，是基于污染物的物理化学性质、环境毒理学、环境暴露等三个主要方面，选取8项指标，作为健康风险评价中关注污染物的筛选指标；但是，最终筛选后得到的关注污染物的种类、数量仍然较为庞大，而且多种关注污染物之间还存在着累积效应，该技术方案均需要加以监测、分析和运算，才能最终得到环境风险源分级报告。

5、中国环境科学学会颁布实施的环境健康监测技术规范t/cses 53-2022标准中，也记载了“通过分析与人体健康密切相关环境污染因子的浓度、分布及污染排放状况，或在相关环境健康调查的基础上，确定特征污染物并纳入必测项目，并需关注有毒有害污染物和优先控制污染物”，实践中，有毒有害污染物和优先控制污染物约有80余种，现有技术的大气环境健康风险防控区域划定，必须依赖对这些80余种的关注污染物的浓度检测数据才能进行，才能保证大气环境健康风险防控区域划定结果的全面性、准确性。

6、然而，在实践中，对于区域内大范围的大气环境健康风险防控区域划定，将如此众多的有机污染物浓度全部检测出来，然后再将其应用于环境健康暴露风险评估和大气环境健康风险防控区域划定，必然会导致检测（监测）及分析、计算、评估过程的复杂性，也必然会大幅增加对专业的检测与分析的人工、仪器、耗材、计算和时间成本，无法满足大气环境健康风险防控区域划定工作的经济性和时效性等的需求，无法兼顾经济、技术、管理等各方面的实际情况，因而难以大范围落地实施。

7、综上，采用现有的大气环境健康风险防控区域划定技术与分析评估技术，均需要检测大量的关注有机有毒有害污染物和优先控制污染物（全部的特征污染物均为必测项目），所以成本高、速度慢，难以满足大范围、低成本、高效率、及时的大气环境健康风险防控区域划定，也难以基于该防控区域划定结果实施高效、及时、可持续的区域风险防控和环境规划准入，因而限制了大气环境健康风险防控区域划定技术在大范围内的推广和普及；因此，如何在保证大气环境健康风险防控区域划定结果的全面性、准确性基础上，还能够满足经济性和时效性等方面的需求，以支持实际工作的开展，就变得非常重要。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于最少检测量的区域大气环境健康风险防控区域的划定方法、系统及应用，根据多种高风险毒害污染物之间的多元趋势关联性、代表性和使用普遍性等要素，筛选出两种行业区域划定的最少必要目标检测物，并且仅仅通过对该两种最少必要目标检测物的实时监测数据，就能够得到全面、准确的大气环境健康风险防控区域划定结果，大幅降低了防控区域划定的复杂性，大幅降低防控区域划定所需人工、仪器、耗材、运算和时间成本，提高了防控区域划定和落实防控措施的效率和时效性；在保证防控区域划定结果的全面性、准确性的基础上，能够满足经济性和时效性的需求，特别是在大范围内开展及时防控区域划定和动态调整、更新和环境准入规划管理的需求，有利于低成本、高效率的落实大规模、大范围的区域大气环境健康风险防控区域划定及动态调整、环境准入规划，切实保障公众环境健康。

2、本发明为解决上述问题而提供的技术方案为：

3、一种区域大气环境健康风险防控区域的划定方法，其包括如下步骤：

4、s1：确定最少必要目标检测物

5、根据多种有机高风险毒害污染物之间的多元趋势关联性、代表性和使用普遍性等要素，筛选出1,3-丁二烯和三氯甲烷，作为区域大气环境健康风险防控区域划定最低数量的必要监测高风险污染物，即进行区域大气环境健康风险防控区域划定依据的最少必要目标检测物；具体为：

6、s1-1：汇总全部高风险污染物清单

7、根据优先控制化学品名录、环境与健康专项调查重点污染物名录、国家相关行业排放标准，汇总区域大气环境健康风险防控区域划定的全部高风险污染物清单；

8、s1-2：根据高风险污染物的毒性参数进行第一次筛选

9、对全部高风险污染物清单中的污染物，根据污染物的毒性参数进行第一次筛选，得到一次筛选后的关注高风险污染物清单；

10、s1-3：根据高风险污染物的阈值浓度进行第二次筛选

11、对关注高风险污染物清单中的污染物，根据各高风险污染物组分的阈值浓度进行第二次筛选，得到二次筛选后的重点高风险污染物清单；

12、s1-4：根据高风险污染物的趋势关联性进行第三次筛选

13、对重点高风险污染物清单中的污染物，根据各重点高风险污染物组分之间的毒性-浓度-时间-空间扩散的多元趋势关联性、代表性，进行第三次筛选，再进一步根据各重点污染物的浓度变化趋势与时空扩散变化趋势的一致性和使用普遍性，进行补充筛选，最终确定最少必要目标检测物为1,3-丁二烯和三氯甲烷；

14、s2：人群暴露评估

15、分别对于具有致癌效应的1,3-丁二烯及三氯甲烷，进行无阈值污染物暴露浓度评估；

16、s3：有毒有害大气污染物健康风险评估

17、进行健康风险计算，分别进行1,3-丁二烯和三氯甲烷的致癌风险计算；

18、s4：划定大气环境健康风险防控区域

19、根据1,3-丁二烯和三氯甲烷的监测数据，确定评价区域的范围，确定健康风险不可接受风险区域，并确定人群暴露风险防控方案；

20、s5：验证划定的大气环境健康风险防控区域的准确性

21、将通过外部数据源获取的同期的全部关注污染物数据，逐项导入步骤s2-s4，重新输出环境健康风险防控区域划定结果，验证基于最少必要目标检测物进行环境健康风险防控区域结果的准确性。

22、s6：定期更新环境健康风险防控区域划定结果

23、定期采集新的最少必要目标检测物1,3-丁二烯和三氯甲烷的监测数据，并导入步骤s2-s5，定期更新和校验环境健康风险防控区域划定结果。

24、一种区域大气环境健康风险防控区域的划定系统，其用于实现前述区域大气环境健康风险防控区域的划定方法，该系统包括：远程服务器，设置在多个监测点的最少目标检测物浓度检测传感器，外部数据源，管理终端，用户终端；该远程服务器内置有用于实现权利要求所述的区域大气环境健康风险防控区域的划定方法的程序，该远程服务器与各浓度检测传感器、外部数据源、管理终端、用户终端通过网络连接并交互通讯；

25、其中，所述的外部数据源，包括提供重点高风险污染物清单的历史数据源和离线数据源；

26、所述的管理终端，是供管理人员操作的终端设备，包括计算机、移动手机终端、智能终端；

27、所述的用户终端，是供用户操作的终端设备，包括计算机、移动手机终端、智能终端。

28、所述远程服务器内置的区域大气环境健康风险防控区域划定方法的程序，包括如下模块：输入管理模块，防控区域的划定项目管理模块，基于最少检测量的区域大气环境健康风险防控区域划定模块，最少目标检测物浓度实时数据采集模块，历史数据采集模块，离线数据采集模块、行业特征污染数据库模块、模型验证与更新模块和可视化输出管理模块；

29、其中，基于最少检测量的区域大气环境健康风险防控区域划定模块，内部构建有实现步骤s2-s5的基于最少检测量的区域大气环境健康风险防控区域方法的划定模型，用于对所获取的数据进行分析处理；

30、最少目标检测物浓度实时数据采集模块分别与各浓度检测传感器双向连接，用于获取各浓度检测传感器的检测数据；

31、历史数据采集模块、离线数据采集模块分别与外部数据源连接，分别用于从所连接的外部数据源中获取或更新历史数据、离线数据；

32、输入管理模块与防控区域的划定项目管理模块连接，用于各种输入信息及设备的管理；

33、防控区域的划定项目管理模块分别与最少目标检测物浓度实时数据采集模块，历史数据采集模块，离线数据采集模块双向连接，用于管理人员根据具体需要而新增、修改、删除区域划定项目，并设定或者变更防控区域的划定项目的各种参数指标；

34、最少目标检测物浓度实时数据采集模块，历史数据采集模块，离线数据采集模块分别与行业特征污染数据库模块双向连接，彼此进行交互通讯、数据或者指令交互；

35、行业特征污染数据库模块、基于最少检测量的区域大气环境健康风险防控区域划定模块、模型验证与更新模块、可视化输出模块，均依次双向连接，各模块之间交互通讯、进行数据或指令的交互；

36、模型验证与更新模块用于对应实现步骤s5的操作，采集并处理历史数据，校验和优化基于最少检测量的区域大气环境健康风险防控区域方法的划定模型；

37、可视化输出管理模块，用于将各步骤得到的分析结果，在可视化处理后，通过数据、图表等方式输出，供管理终端、用户终端调用。

38、所述区域大气环境健康风险防控区域的划定方法的应用，将其应用于基于区域大气环境健康风险防控区域划定的规划动态调整与环境准入规划管理。

39、本发明提供的基于最少检测量的区域大气环境健康风险防控区域的划定方法、系统及应用，与现有技术相比，本发明的有益效果为：

40、1、本发明根据多种高风险毒害污染物之间的多元趋势关联性、代表性和使用普遍性等要素，包括毒性、浓度、伴生、时空扩散等生产排放与物理化学属性，多行业使用的普遍性和频次，筛选出两种行业防控区域划定的最少必要目标检测物1,3-丁二烯和三氯甲烷，并且仅仅通过对该两种最少必要目标检测物的浓度数据，基于最少检测量，就能够得到全面、准确的防控区域的划定结果，大幅降低了防控区域划定的复杂性，大幅降低检测所需人工、仪器、耗材、运算和时间成本，提高了防控区域划定的效率和时效性；在保证防控区域划定结果的全面性、准确性的基础上，能够满足经济性和时效性的需求，特别能满足在大范围内开展动态防控区域划定、更新和环境规划准入管理的需求，有利于落实大规模、大范围的大气环境健康风险防控区域的划定和规划准入管理，切实保障公众环境健康。

41、2、本发明基于全新的技术构思（基于最少检测量），根据多种污染物的毒性-浓度-时间-空间扩散的多元趋势关联性，特别是各重点污染物的浓度变化趋势与时空扩散变化趋势的一致性，从为数众多的高风险特征毒害污染物中，最终确定了使用最普遍、最具代表性的两种最少必要目标检测物，进而基于该两种目标检测物的浓度数据，即可得知其他污染物的变化趋势，以检测获得的最少量（两种）的核心污染物污染浓度数据，即可完成区域大气环境健康风险防控区域划定，并且可以确保防控区域划定结果客观、准确，从而大幅简化了防控区域划定的步骤和工作量，对防控区域划定的检测、分析、评估步骤和相关的仪器、设备、网络进行了大幅简化，大幅降低防控区域划定所需人工、仪器、耗材和时间，最大限度的节约了防控区域划定的资源，有利于及时、高效的防控区域划定和动态更新技术的大规模、大范围推广应用和普及。

42、3、本发明基于三次递进筛选（还包括补充筛选）出来的，最低数量的两种必要检测的高风险特征毒害污染物1,3-丁二烯和三氯甲烷，其浓度变化趋势和时空扩散变化趋势能够与其他被代表的必要监测污染物的变化趋势吻合，因而，其能够作为实施区域环境健康风险防控区域划定的最少必要目标污染物，应用于环境准入规划管理，可以降低规划复杂性、提高规划效率和时效性，在确保规划结果客观、准确的基础上，最大限度的节约规划资源，以支持获取精准、客观的检测数据高效实施区域环境准入规划管理。

43、4、本发明提供的防控区域划定方法，其最少必要目标检测物的筛选步骤严谨而科学，首先是根据区域大气环境健康风险行业特性，进行风险源及暴露受体识别，汇总出全部的高风险源清单、特征毒害污染物；再根据行业排放参数（毒性/浓度/时间/空间扩散）等进行二次筛选，识别出关键高风险污染物，最后根据使用普遍性、多种无污染之间浓度变化、扩散变化等健康风险变化趋势相关性（一致性）和代表性进行第三次筛，最终筛选出最低数量的必要监测高风险特征毒害污染物是1,3-丁二烯和三氯甲烷，从而由其检测数据变化趋势代替对全部特征毒害污染物的变化趋势，经过实际运行和验证，该方法的准确性和客观性均能够得到保证。

44、5、本发明综合考虑了环境健康防控区域划定和执法资源的有限性，以全新的技术构思，在《大气环境健康风险防控区域划定技术规范》(t/cses 100—2023) 规范的基础上，进行了从理论到方法体系进行了多方面的创新、简化，基于最少检测量实施区域大气环境健康风险防控区域的划定，大幅降低了成本并提高了时效性，为该规范能够实际在大区域范围内进行推广、应用，客观公正的实施环境执法等管理、维护公众环境健康，创造了有利条件。