一种空气污染对人体健康风险评估方法及系统与流程

本发明涉及空气污染监测，更具体地说，本发明涉及一种空气污染对人体健康风险评估方法及系统。

背景技术：

1、人在城市公共地下空间(如地铁站、地下商场等)的活动时间日益增长。城市公共地下空间常常由于其封闭的特性和高密度的人流，面临着严重的空气污染问题，会造成人群的健康安全的隐患。

2、现有技术中，对城市公共地下空间的空气质量监控主要依赖于传统的空气采样和实验室分析，这种方法不仅耗时耗力，而且难以实现实时监控和快速响应。不能及时对城市公共地下空间的空气污染对人体健康风险进行监测预警，从而会导致人们可能会在无警示的情况下长时间暴露其中，增加患上呼吸道疾病、过敏反应及其他健康问题的风险。

3、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种空气污染对人体健康风险评估方法及系统以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种空气污染对人体健康风险评估方法，包括如下步骤：

4、s1：对目标空间的挥发性有机化合物浓度进行分析，评估目标空间内的化学污染程度对人体健康的潜在影响；

5、s2：对目标空间的微生物分布密度进行分析，评估目标空间内的生物污染程度对人体健康的潜在影响；

6、s3：通过目标空间内的化学污染程度对人体健康的潜在影响和生物污染程度对人体健康的潜在影响，判断是否进入空气污染预警分析阶段；

7、s4：通过分析目标空间的二氧化碳脉冲变化率，评估目标空间的空气流通性；

8、s5：当进入空气污染预警分析阶段时，将目标空间内的化学污染程度对人体健康的潜在影响、目标空间内的生物污染程度对人体健康的潜在影响以及目标空间的空气流通性进行综合分析，对目标空间的空气污染对目标人群的健康影响进行安全预警。

9、在一个优选的实施方式中，在s1中，对目标空间的挥发性有机化合物浓度进行分析，具体为：

10、定期采集空气样本，去除背景噪声，使用软件自动识别gc图谱中的voc峰，并计算每个峰的面积；

11、通过已知浓度的标准样品建立标准曲线，使用以下公式计算空气中vocs的浓度：其中，c是样品中voc的浓度，as是样品峰面积，ac是标准峰面积，cc是标准样品浓度；

12、分析voc浓度随时间的变化趋势，通过模式识别技术，识别污染源；

13、计算化学健康风险指数：其中，hri是化学健康风险指数，ci是第i种voc的浓度，ri是第i种voc的浓度对应的健康风险系数，n是监测到的voc种类数。

14、在一个优选的实施方式中，在s2中，对目标空间的微生物分布密度进行分析，具体为：

15、选择具有代表性的区域进行采样；

16、根据空间使用情况和人流变化确定采样频率；

17、采集到的样本需要进行适当的预处理；

18、根据采集到的微生物密度数据，计算样本间的半方差，其中，γ(h)是半方差函数，h是距离间隔，z(xw)和z(xw+h)分别是距离h处的两个位置的微生物密度值，n(h)是距离间隔h上的样本对数，下标w表示特定的数据点索引；

19、选择理论模型拟合经验变异图，确定模型参数；

20、基于克里金插值预测的微生物密度数据，计算生物污染健康风险指数：bri是生物污染健康风险指数，pm是第m种微生物对健康影响的潜在危害系数，dm是该微生物的密度；m是一个序号，用于区分环境中不同种类的微生物，m从1到n迭代，其中n是检测到的微生物种类总数。

21、在一个优选的实施方式中，在s3中，通过目标空间内的化学污染程度对人体健康的潜在影响和生物污染程度对人体健康的潜在影响，判断是否进入空气污染预警分析阶段，具体为：

22、设定化学健康风险阈值；将化学健康风险指数与化学健康风险阈值进行比较：

23、当化学健康风险指数大于化学健康风险阈值，生成化学影响高风险信号；当化学健康风险指数小于等于化学健康风险阈值，生成化学影响低风险信号；

24、设定生物污染健康风险阈值；将生物污染健康风险指数与生物污染健康风险阈值进行比较：

25、当生物污染健康风险指数大于生物污染健康风险阈值，生成生物影响高风险信号；当生物污染健康风险指数小于等于生物污染健康风险阈值，生成生物影响低风险信号；

26、当生成化学影响低风险信号，且生成生物影响低风险信号时，则判定进入空气污染预警分析阶段；否则，无需进入空气污染预警分析阶段。

27、在一个优选的实施方式中，在s4中，分析目标空间的二氧化碳脉冲变化率，具体为：

28、利用差分方程来描述二氧化碳浓度对人群变动的响应，计算时间t的二氧化碳浓度，其表达式为：c(t)＝c(t-1)+k*(δp(t)-λ*c(t-1))，其中，c(t)是时间t的二氧化碳浓度，c(t-1)是时间t-1的二氧化碳浓度，δp(t)是时间t的人群变动量，k是人群变动对二氧化碳浓度影响的比例系数，λ是空间通风效率参数，表示二氧化碳的自然衰减率。

29、在一个优选的实施方式中，在s5中，当进入空气污染预警分析阶段时，将化学健康风险指数、生物污染健康风险指数以及时间t的二氧化碳浓度进行归一化处理，将归一化处理后的化学健康风险指数、生物污染健康风险指数以及时间t的二氧化碳浓度分别赋予预设比例系数后，计算得到空气污染影响健康预警系数，通过空气污染影响健康预警系数对目标空间的空气污染对目标人群的健康影响进行安全预警；

30、设定空气污染影响健康预警阈值；

31、当空气污染影响健康预警系数大于空气污染影响健康预警阈值，则生成空气污染风险预警信号；当空气污染影响健康预警系数小于等于空气污染影响健康预警阈值，则生成空气污染风险正常信号。

32、在一个优选的实施方式中，一种空气污染对人体健康风险评估系统，包括化学污染评估模块、生物污染评估模块、预警分析判断模块、空气流通评估模块以及空气污染预警模块；

33、化学污染评估模块对目标空间的挥发性有机化合物浓度进行分析，评估目标空间内的化学污染程度对人体健康的潜在影响；

34、生物污染评估模块对目标空间的微生物分布密度进行分析，评估目标空间内的生物污染程度对人体健康的潜在影响；

35、预警分析判断模块通过目标空间内的化学污染程度对人体健康的潜在影响和生物污染程度对人体健康的潜在影响，判断是否进入空气污染预警分析阶段；

36、空气流通评估模块通过分析目标空间的二氧化碳脉冲变化率，评估目标空间的空气流通性；

37、当进入空气污染预警分析阶段时，空气污染预警模块将目标空间内的化学污染程度对人体健康的潜在影响、目标空间内的生物污染程度对人体健康的潜在影响以及目标空间的空气流通性进行综合分析，对目标空间的空气污染对目标人群的健康影响进行安全预警。

38、本发明一种空气污染对人体健康风险评估方法及系统的技术效果和优点：

39、1、通过对挥发性有机化合物和微生物的定量分析，该方法不仅可以揭示化学和生物污染的程度，还能够评估这些污染因素对空间使用者健康的具体影响。这种双重分析使得该评估方法在确定污染源和了解其对健康影响方面具有高度的敏感性和准确性。

40、2、通过监测二氧化碳的脉冲变化率来评估空间的空气流通性，对于判断是否需要采取增强通风或其他空气质量改进措施至关重要，进入空气污染预警分析阶段后，通过整合化学污染、生物污染和空气流通性进行综合分析，能够更准确地预测污染对健康的影响，及时向公众和管理者发出安全预警，增强了地下空间的应急响应能力，保证了使用者的健康安全，提升了公共地下空间的环境质量，从而促进了公共地点的健康与可持续使用。