CN111899873A - 量化污染环境造成健康损失的方法、终端设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及量化污染环境造成健康损失的方法、终端设备及存储介质，该方法中包括：S1：采集不同污染环境中个人的污染情况数据和不同污染环境中每种污染物的浓度；S2：根据每种污染物的安全浓度阈值Cs和不同年龄阶段的个人呼吸速率IR，计算个人的污染物累积吸入量I；S3：根据癌症DALY因子、非癌症DALY因子和不同年龄阶段个人的癌症暴露的年龄依赖性调整因子ADAF，计算不同污染物的健康损失因子F；S4：根据不同污染物的健康损失因子F，计算每种污染物造成的健康损失DALYsk；S5：根据种污染物造成的健康损失DALYsk，计算个人的累积健康损失。本发明改进了现有技术中未能量化个人健康损失和多重污染下的健康损失的不足，实现对DALYs的科学定量测度。
Description
技术领域
本发明涉及环境科学领域，尤其涉及一种量化污染环境造成健康损失的方法、终端设备及存储介质。
背景技术
环境污染对人体健康产生的影响是环境科学的一个重要分支。由于城市化的迅速发展，城市内部的交通、工业、建筑都在不断增加，交通和工业发展的同时，带来了室外的空气污染问题，而建筑内部的装修和建筑本身也给室内的空气带来了污染，给人的居住、工作和休闲的空间都带来了威胁，尤其是影响到人体的健康。环境化学和环境毒理学试图通过环境与人体健康之间的剂量关系进行量化污染环境对人体健康的影响，明晰污染环境暴露对人体健康的影响，进而向人类的行为、产业结构和城市建设提出建议以应对污染环境暴露给人体健康带来的影响。基于人群健康损失的概念，已有学者提出了DALYs(disabilityadjusted life-years)伤残调整寿命年的概念，其主导思想是由于某种疾病的发生给人类带来的健康损失寿命。目前评估人群健康损失主要是运用DALYs的指标，是基于某一种疾病或基于吸入某一污染物所引起的健康损失。其中ID法在量化吸入的某一污染物对人体健康影响的应用是较为广泛的。但ID法未能量化个人在不同污染暴露环境下的累积健康损失和多重因素造成的健康损失。目前的DALYs是以每年每十万人、每年万人、每年千人等单位进行表征某一种疾病或者某一种污染物对人群健康引起的损失，缺乏对个人处于不同污染环境暴露的累积健康损失的度量和多重因素对个人的健康损失。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种量化污染环境造成健康损失的方法、终端设备及存储介质。
具体方案如下：
一种量化污染环境造成健康损失的方法，包括以下步骤：
S1：采集不同污染环境中个人的污染情况数据和不同污染环境中每种污染物的浓度；
S2：根据每种污染物的安全浓度阈值Cs和不同年龄阶段的个人呼吸速率IR，计算个人的污染物累积吸入量I；
S3：根据癌症DALY因子、非癌症DALY因子和不同年龄阶段个人的癌症暴露的年龄依赖性调整因子ADAF，计算不同污染物的健康损失因子F；
S4：根据不同污染物的健康损失因子F，计算每种污染物造成的健康损失DALYsk；
S5：根据种污染物造成的健康损失DALYsk，计算个人的累积健康损失。
进一步的，污染情况数据包括个人每个季节在每种污染环境中所处的时间。
进一步的，个人的污染物累积吸入量I的计算公式为：
其中，i表示季节；j表示所处环境；n表示污染物浓度的下界，即污染物浓度在大于Cs的情况下，任意浓度都可以参加计算；t表示在污染环境中所处的时间；C表示污染物的浓度。
进一步的，每种污染物的健康损失因子F的计算公式为：
其中，
表示污染物的癌症DALY因子，
表示污染物的非癌症DALY因子，ADAF表示不同年龄阶段个人的癌症暴露的年龄依赖性调整因子。
进一步的，每种污染物造成的健康损失DALYsk的计算公式为：
DALYsk＝Ik*Fk
其中，k表示污染物的类型。
进一步的，每种污染环境造成的个人累积健康损失PDALYS的计算公式为：
其中，下标k表示污染物的类型，l表示污染物类型的下界。
一种量化污染环境造成健康损失的终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
本发明采用如上技术方案，改进了现有技术中未能量化个人健康损失和多重污染下的健康损失的不足，实现对DALYs的科学定量测度。
附图说明
图1所示为本发明实施例一的流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
本发明实施例提供了一种量化污染环境造成健康损失的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
S1：采集不同污染环境中个人的污染情况数据和不同污染环境中每种污染物的浓度。
该实施例中将人的行为轨迹划分为遍历若干个不同污染环境的集合，集合可以是由不同的子集合组成，子集合中可以是只暴露于一种污染环境，也可以是暴露于多种污染环境，可以是室内环境也可以是室外环境，在此不做限制。该实施例中不同污染环境包括氨、甲醛、苯和甲苯四种污染物在室内和室外的环境。
污染情况数据包括个人每个季节在每种污染环境中所处的时间。需要说明的是，因为季节的影响，个人的行为轨迹也会发生改变，因此对于同一种环境的暴露时长会因为季节差异出现差异，因此需要采集不同季节在每种污染环境中所处的时间。该实施例中考虑到夏季和冬季待在室内的时间会多一些，因此设定在春季和秋季，处于室内环境的时长为1459.92h，处于室外环境的时长为730h；在夏季和冬季，处于室内环境的时长为1642.32h，处于室外环境的时长为547.68h。
确定了污染环境后，还需确定每个污染环境下的污染物类型k和浓度Ci。需要说明的是，对于同一种污染物的浓度在同一环境中会出现季节性的差异，因此需要按照不同季节的暴露时长进行计算。该实施例中污染物的类型和浓度如表1所示。
表1
S2：根据每种污染物的安全浓度阈值Cs和不同年龄阶段的个人呼吸速率IR，计算个人的污染物累积吸入量I。
该实施例中个人的污染物累积吸入量I的计算公式为：
其中，i表示季节，为春季、夏季、秋季和冬季中的一种；j表示所处环境，该实施例中表示室内或室外；n表示污染物浓度的下界，即污染物浓度在大于Cs的情况下，任意浓度都可以参加计算；t表示在污染环境中所处的时间，单位为小时；C表示污染物的浓度，单位为μg/m3；Cs表示污染物的安全浓度阈值，其是国家标准，即超过该浓度就会对人体产生危害；IR表示个人的呼吸速率，单位为m3/h。
不同污染物的安全浓度阈值Cs为国家标准，不同年龄段的人吸入空气的量是不同的，本领域技术人员可以从现有技术中查询得到。
该实施例中，甲醛的安全浓度阈值Cs为0.08mg/m3、氨安全浓度阈值Cs为0.2mg/m3、苯安全浓度阈值Cs为0.09mg/m3和甲苯安全浓度阈值Cs为0.2mg/m3。
20岁的人处于18-44岁年龄段，因此平均呼吸速率为0.69583m3/h。
计算得到的每种污染物累积吸入量为：
I甲醛＝0.000161259(kg)
I氨＝0.000549818(kg)
I苯＝0.001905696(kg)
I甲苯＝0.010557211(kg)
S3：根据癌症DALY因子
非癌症DALY因子
和不同年龄阶段个人的癌症暴露的年龄依赖性调整因子ADAF，计算不同污染物的健康损失因子F。
癌症DALY因子和非癌症DALY因子是某种污染物对人体引起的健康损失影响因子，本领域技术人员可以从现有技术中查询得到。该实施例中具体数值如表2所示。
表2
癌症暴露年龄依赖性调整因子ADAF是表明不同年龄阶段的人对污染物引起的癌症健康损失是具有差异的，本领域技术人员可以从现有技术中查询得到。如20岁的人处于18-44岁年龄段，因此癌症暴露的年龄依赖性调整因子ADAF为1。
每种污染物的健康损失因子F的计算公式为：
该实施例中计算得到的每种污染物的健康损失因子F如下：
F甲醛＝0.7673(y/kg)
F氨＝0.061(y/kg)
F苯＝0.0089(y/kg)
F甲苯＝0.00492(y/kg)
S4：根据不同污染物的健康损失因子F，计算每种污染物造成的健康损失DALYsk。
该实施例中污染物造成的健康损失DALYsk的计算公式为：
DALYsk＝Ik*Fk
其中，k表示污染物的类型。
该实施例中计算得到的每种污染物的造成的健康损失为：
DALYs甲醛＝0.00012373385(y)
DALYs氨＝0.00003353891(y)
DALYs苯＝0.00001696069(y)
DALYs甲苯＝0.00005194148(y)
其中，单位y表示年。
S5：根据种污染物造成的健康损失DALYsk，计算个人的累积健康损失。
该实施例中每种污染环境造成的个人累积健康损失PDALYS的计算公式为：
其中，l表示污染物类型的下界，从第1种污染物开始计算。
该实施例中计算得到的处于甲醛、氨、苯和甲苯四种污染环境中的累积健康损失为：
PDALYs(甲醛+氨+苯+甲苯)＝DALYs甲醛+DALYs氨+DALYs苯+DALYs甲苯＝0.00022617493(y)。
即1个20岁的人，一年中，在氨、甲醛、苯和甲苯的影响下的伤残调整寿命年为0.00022617493。
本发明实施例一通过选择恰当的计算方法，构建不同的污染环境，计算超标浓度的污染物累积吸入量与不同污染物的健康损失，进而计算在不同污染环境中个人累积健康损失，最终得到了个人尺度的精细化健康损失值，实现了个人在不同污染环境暴露下的累积伤残调整寿命年定量化计算，从而更科学、更细致地反映污染环境暴露对个人的健康影响。
实施例二：
本发明还提供一种量化污染环境造成健康损失的终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。
进一步地，作为一个可执行方案，所述量化污染环境造成健康损失的终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述量化污染环境造成健康损失的终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述量化污染环境造成健康损失的终端设备的组成结构仅仅是量化污染环境造成健康损失的终端设备的示例，并不构成对量化污染环境造成健康损失的终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述量化污染环境造成健康损失的终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。
进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述量化污染环境造成健康损失的终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个量化污染环境造成健康损失的终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述量化污染环境造成健康损失的终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。
所述量化污染环境造成健康损失的终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)以及软件分发介质等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种量化污染环境造成健康损失的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采集不同污染环境中个人的污染情况数据和不同污染环境中每种污染物的浓度；
S2：根据每种污染物的安全浓度阈值Cs和不同年龄阶段的个人呼吸速率IR，计算个人的污染物累积吸入量I；
S3：根据癌症DALY因子、非癌症DALY因子和不同年龄阶段个人的癌症暴露的年龄依赖性调整因子ADAF，计算不同污染物的健康损失因子F；
S4：根据不同污染物的健康损失因子F，计算每种污染物造成的健康损失DALYsk；
S5：根据种污染物造成的健康损失DALYsk，计算个人的累积健康损失。
2.根据权利要求1所述的量化污染环境造成健康损失的方法，其特征在于：污染情况数据包括个人每个季节在每种污染环境中所处的时间。
3.根据权利要求1所述的量化污染环境造成健康损失的方法，其特征在于：个人的污染物累积吸入量I的计算公式为：
其中，i表示季节；j表示所处环境；n表示污染物浓度的下界，即污染物浓度在大于Cs的情况下，任意浓度都可以参加计算；t表示在污染环境中所处的时间；C表示污染物的浓度。
4.根据权利要求1所述的量化污染环境造成健康损失的方法，其特征在于：每种污染物的健康损失因子F的计算公式为：
其中，
表示污染物的癌症DALY因子，
表示污染物的非癌症DALY因子，ADAF表示不同年龄阶段个人的癌症暴露的年龄依赖性调整因子。
5.根据权利要求1所述的量化污染环境造成健康损失的方法，其特征在于：每种污染物造成的健康损失DALYsk的计算公式为：
DALYsk＝Ik*Fk
其中，k表示污染物的类型。
6.根据权利要求1所述的量化污染环境造成健康损失的方法，其特征在于：每种污染环境造成的个人累积健康损失PDALYS的计算公式为：
其中，下标k表示污染物的类型，l表示污染物类型的下界。
7.一种量化污染环境造成健康损失的终端设备，其特征在于：包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～6中任一所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～6中任一所述方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201106 |