CN116721766B - 一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法 - Google Patents
一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及测量领域，具体涉及一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法，用于解决现有的重金属污染土壤人体健康风险评估方法无法对人们居住的区域进行智能化监控，无法判断居住区域的土壤重金属污染情况的问题；该风险评估方法首先通过金标比对评估区的重金属污染情况进行衡量，之后通过金标比将评估区划分为安全区和危险区，之后对危险区进行分析，获得的健康系数用于综合衡量危险区的健康程度，之后获得安全评估排行榜和危险评估排行榜；该风险评估方法通过金标比、健康系数将所有的评估区进行了风险评价，实现了智能化自动监控，从而能够及时对土壤的重金属污染情况进行了解，便于及时作出反应，能够避免对人体健康造成不利影响。
Description
技术领域
本发明涉及测量领域，具体涉及一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法。
背景技术
随着工业化进程的加速和城市化进程的推进，重金属污染已成为严重的环境问题，重金属污染土壤对人体健康造成的危害已经引起了广泛关注。目前，国内外已经有很多关于重金属污染土壤的研究，但是缺乏一种有效的方法来评估重金属污染土壤对人体健康的风险。
申请号为CN202011038942.0的专利公开了一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法：首先，分别构建土壤样品中重金属的浸出浓度、酸溶解态浓度与浸提剂pH值间的函数关系C1(pH)、C2(pH)；然后，计算土壤样品中人体健康风险浓度Crisk：其中，Crisk＝0.5×C1(pH)+0.5×C2(pH)；随后，参照《建设用地土壤污染风险评估技术导则(HJ 25.3—2019)》中提供的相关参数和计算模型计算土壤样品中重金属的总致癌风险和/或危害指数；最后，参照(HJ 25.3—2019)评价标准，评估重金属污染土壤是否存在人体健康风险，该方法更加严格，实现不同pH环境条件下重金属污染土壤修复后再利用的人体健康风险的动态评估，但仍然存在以下不足之处：无法对人们居住的区域进行智能化监控，无法判断居住区域的土壤重金属污染情况，进而不能及时作出反应，避免重金属对人体健康造成不利影响。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法：通过区域划分模块将需要评估的区域随机划分成评估区，通过风险评估平台根据评估区生成土壤监控指令，通过土壤监控模块获取评估区的金标比，通过风险评估平台根据金标比将评估区划分为安全区和危险区，并将安全区和危险区发送至健康评估模块，通过土壤监控模块获取危险区的健康参数，通过参数分析模块根据健康参数获得健康系数，通过健康评估模块将安全区按照金标比从小到大的顺序进行排序，形成安全评估排行榜，将危险区按照健康系数从小到大的顺序进行排序，形成危险评估排行榜，解决了现有的重金属污染土壤人体健康风险评估方法无法对人们居住的区域进行智能化监控，无法判断居住区域的土壤重金属污染情况，进而不能及时作出反应，避免重金属对人体健康造成不利影响的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法，包括：
区域划分模块，用于将需要评估的区域随机划分成评估区i，并将评估区i发送至风险评估平台；
风险评估平台，用于根据评估区i生成土壤监控指令，并将土壤监控指令发送至土壤监控模块；还用于根据金标比JB将评估区i划分为安全区和危险区，并将安全区和危险区发送至健康评估模块，同时根据危险区生成参数采集指令，并将参数采集指令发送至土壤监控模块；
土壤监控模块，用于获取评估区i的金标比JB，并将金标比JB发送至风险评估平台；还用于获取危险区的健康参数，并将健康参数发送至参数分析模块；其中，健康参数包括数量值SL、标比值BB以及绿化值LH；
参数分析模块，用于根据健康参数获得健康系数JK，并将健康系数JK发送至健康评估模块；
健康评估模块，用于将安全区按照金标比JB从小到大的顺序进行排序，形成安全评估排行榜；还用于将危险区按照健康系数JK从小到大的顺序进行排序，形成危险评估排行榜。
作为本发明进一步的方案：所述风险评估平台将评估区i进行划分的具体过程如下：
将金标比JB与金标阈值JBy进行比较：
若金标比JB≤金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为安全区，并将安全区发送至健康评估模块；
若金标比JB＞金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为危险区，并将危险区发送至健康评估模块，同时根据危险区生成一个与之一一对应的参数采集指令，并将参数采集指令发送至土壤监控模块。
作为本发明进一步的方案：所述土壤监控模块获取金标比JB的具体过程如下：
接收到土壤监控指令后采集评估区i中土壤样品的重金属元素含量，并将其标记为金量值JL；
获取土壤中重金属元素含量的检测标准值，并将其标记为标量值BL；
获取金量值JL、标量值BL之间的比值，并将其标记为金标比JB；
将金标比JB发送至风险评估平台。
作为本发明进一步的方案：所述土壤监控模块获取健康参数的具体过程如下：
接收到参数采集指令后获取危险区中的总人数，并将其标记为人数值RS，获取危险区中的河流总数，并将其标记为河数值HS，将人数值RS、河数值HS代入公式SL＝s1×RS+s2×HS中得到数量值SL，其中，s1、s2分别为人数值RS、河数值HS的预设比例系数，且s1+s2＝1，0＜s2＜s1＜1，取s1＝0.71，s2＝0.29；
将危险区周围与之接壤的危险区标记为接壤区，获取所有接壤区的金标比JB的平均值，并将其标记为接比值JZ，获取危险区的金标比JB，并将其标记为危比值WZ，将接比值JZ、危比值WZ代入公式BB＝z1×JZ+z2×WZ中得到标比值BB，其中，z1、z2分别为接比值JZ、危比值WZ的预设比例系数，且z1+z2＝1，0＜z1＜z2＜1，取z1＝0.34，z2＝0.66；
获取危险区中的绿化面积，并将其标记为绿面值LM，获取危险区中的所有树木的平均高度，并将其标记为树高值SG，将绿面值LM、树高值SG代入公式LH＝h1×LM+h2×SG中得到绿化值LH，其中，h1、h2分别为绿面值LM、树高值SG的预设比例系数，且h1+h2＝1，0＜h2＜h1＜1，取h1＝0.55，h2＝0.45；
将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH发送至参数分析模块。
作为本发明进一步的方案：所述参数分析模块获得健康系数JK的具体过程如下：
将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH代入公式 得到健康系数JK，其中，π为数学常数，j1、j2以及j3分别为数量值SL、标比值BB以及绿化值LH的预设权重系数，且j2＞j1＞j3＞1.48，取j1＝1.82，j2＝2.01，j3＝1.57；
将健康系数JK发送至健康评估模块。
作为本发明进一步的方案：一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法，包括以下步骤：
步骤1：区域划分模块将需要评估的区域随机划分成若干个子区域，并将其标记为评估区i，i＝1、……、n，n为自然数；
步骤2：区域划分模块将所有的评估区i发送至风险评估平台；
步骤3：风险评估平台接收到评估区i后根据评估区i生成一个与之一一对应的土壤监控指令，并将土壤监控指令发送至土壤监控模块；
步骤4：土壤监控模块接收到土壤监控指令后采集评估区i中土壤样品的重金属元素含量，并将其标记为金量值JL；
步骤5：土壤监控模块获取土壤中重金属元素含量的检测标准值，并将其标记为标量值BL；
步骤6：土壤监控模块获取金量值JL、标量值BL之间的比值，并将其标记为金标比JB；
步骤7：土壤监控模块将金标比JB发送至风险评估平台；
步骤8：风险评估平台将金标比JB与金标阈值JBy进行比较：
若金标比JB≤金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为安全区，并将安全区发送至健康评估模块；
若金标比JB＞金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为危险区，并将危险区发送至健康评估模块，同时根据危险区生成一个与之一一对应的参数采集指令，并将参数采集指令发送至土壤监控模块；
步骤9：土壤监控模块接收到参数采集指令后获取危险区中的总人数，并将其标记为人数值RS，获取危险区中的河流总数，并将其标记为河数值HS，将人数值RS、河数值HS代入公式SL＝s1×RS+s2×HS中得到数量值SL，其中，s1、s2分别为人数值RS、河数值HS的预设比例系数，且s1+s2＝1，0＜s2＜s1＜1，取s1＝0.71，s2＝0.29；
步骤10：土壤监控模块将危险区周围与之接壤的危险区标记为接壤区，获取所有接壤区的金标比JB的平均值，并将其标记为接比值JZ，获取危险区的金标比JB，并将其标记为危比值WZ，将接比值JZ、危比值WZ代入公式BB＝z1×JZ+z2×WZ中得到标比值BB，其中，z1、z2分别为接比值JZ、危比值WZ的预设比例系数，且z1+z2＝1，0＜z1＜z2＜1，取z1＝0.34，z2＝0.66；
步骤11：土壤监控模块获取危险区中的绿化面积，并将其标记为绿面值LM，获取危险区中的所有树木的平均高度，并将其标记为树高值SG，将绿面值LM、树高值SG代入公式LH＝h1×LM+h2×SG中得到绿化值LH，其中，h1、h2分别为绿面值LM、树高值SG的预设比例系数，且h1+h2＝1，0＜h2＜h1＜1，取h1＝0.55，h2＝0.45；
步骤12：土壤监控模块将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH发送至参数分析模块；
步骤13：参数分析模块将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH代入公式 得到健康系数JK，其中，π为数学常数，j1、j2以及j3分别为数量值SL、标比值BB以及绿化值LH的预设权重系数，且j2＞j1＞j3＞1.48，取j1＝1.82，j2＝2.01，j3＝1.57；
步骤14：参数分析模块将健康系数JK发送至健康评估模块；
步骤15：健康评估模块将安全区按照金标比JB从小到大的顺序进行排序，形成安全评估排行榜；
步骤16：健康评估模块将危险区按照健康系数JK从小到大的顺序进行排序，形成危险评估排行榜。
本发明的有益效果：
本发明的一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法，通过区域划分模块将需要评估的区域随机划分成评估区，通过风险评估平台根据评估区生成土壤监控指令，通过土壤监控模块获取评估区的金标比，通过风险评估平台根据金标比将评估区划分为安全区和危险区，并将安全区和危险区发送至健康评估模块，通过土壤监控模块获取危险区的健康参数，通过参数分析模块根据健康参数获得健康系数，通过健康评估模块将安全区按照金标比从小到大的顺序进行排序，形成安全评估排行榜，将危险区按照健康系数从小到大的顺序进行排序，形成危险评估排行榜；该风险评估方法首先通过金标比对评估区的重金属污染情况进行衡量，且金标比越大重金属污染情况越严重，之后通过金标比将评估区划分为安全区和危险区，之后对危险区进行分析，获得数量值、标比值以及绿化值，通过三者分析得到的健康系数用于综合衡量危险区的健康程度，且健康系数越高表示对人体健康的影响越小，健康风险越小，之后获得安全评估排行榜和危险评估排行榜；该风险评估方法通过金标比、健康系数将所有的评估区进行了风险评价，实现了智能化自动监控，从而能够及时对土壤的重金属污染情况进行了解，便于及时作出反应，能够避免对人体健康造成不利影响。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参阅图1所示，本实施例为一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法，包括：
区域划分模块，用于将需要评估的区域随机划分成评估区i，并将评估区i发送至风险评估平台；
风险评估平台，用于根据评估区i生成土壤监控指令，并将土壤监控指令发送至土壤监控模块；还用于根据金标比JB将评估区i划分为安全区和危险区，并将安全区和危险区发送至健康评估模块，同时根据危险区生成参数采集指令，并将参数采集指令发送至土壤监控模块；
土壤监控模块，用于获取评估区i的金标比JB，并将金标比JB发送至风险评估平台；还用于获取危险区的健康参数，并将健康参数发送至参数分析模块；其中，健康参数包括数量值SL、标比值BB以及绿化值LH；
参数分析模块，用于根据健康参数获得健康系数JK，并将健康系数JK发送至健康评估模块；
健康评估模块，用于将安全区按照金标比JB从小到大的顺序进行排序，形成安全评估排行榜；还用于将危险区按照健康系数JK从小到大的顺序进行排序，形成危险评估排行榜。
实施例2：
请参阅图1所示，本实施例为一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法，包括以下步骤：
步骤1：区域划分模块将需要评估的区域随机划分成若干个子区域，并将其标记为评估区i，i＝1、……、n，n为自然数；
步骤2：区域划分模块将所有的评估区i发送至风险评估平台；
步骤3：风险评估平台接收到评估区i后根据评估区i生成一个与之一一对应的土壤监控指令，并将土壤监控指令发送至土壤监控模块；
步骤4：土壤监控模块接收到土壤监控指令后采集评估区i中土壤样品的重金属元素含量，并将其标记为金量值JL；
步骤5：土壤监控模块获取土壤中重金属元素含量的检测标准值，并将其标记为标量值BL；
步骤6：土壤监控模块获取金量值JL、标量值BL之间的比值，并将其标记为金标比JB；
步骤7：土壤监控模块将金标比JB发送至风险评估平台；
步骤8：风险评估平台将金标比JB与金标阈值JBy进行比较：
若金标比JB≤金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为安全区，并将安全区发送至健康评估模块；
若金标比JB＞金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为危险区，并将危险区发送至健康评估模块，同时根据危险区生成一个与之一一对应的参数采集指令，并将参数采集指令发送至土壤监控模块；
步骤9：土壤监控模块接收到参数采集指令后获取危险区中的总人数，并将其标记为人数值RS，获取危险区中的河流总数，并将其标记为河数值HS，将人数值RS、河数值HS代入公式SL＝s1×RS+s2×HS中得到数量值SL，其中，s1、s2分别为人数值RS、河数值HS的预设比例系数，且s1+s2＝1，0＜s2＜s1＜1，取s1＝0.71，s2＝0.29；
步骤10：土壤监控模块将危险区周围与之接壤的危险区标记为接壤区，获取所有接壤区的金标比JB的平均值，并将其标记为接比值JZ，获取危险区的金标比JB，并将其标记为危比值WZ，将接比值JZ、危比值WZ代入公式BB＝z1×JZ+z2×WZ中得到标比值BB，其中，z1、z2分别为接比值JZ、危比值WZ的预设比例系数，且z1+z2＝1，0＜z1＜z2＜1，取z1＝0.34，z2＝0.66；
步骤11：土壤监控模块获取危险区中的绿化面积，并将其标记为绿面值LM，获取危险区中的所有树木的平均高度，并将其标记为树高值SG，将绿面值LM、树高值SG代入公式LH＝h1×LM+h2×SG中得到绿化值LH，其中，h1、h2分别为绿面值LM、树高值SG的预设比例系数，且h1+h2＝1，0＜h2＜h1＜1，取h1＝0.55，h2＝0.45；
步骤12：土壤监控模块将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH发送至参数分析模块；
步骤13：参数分析模块将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH代入公式 得到健康系数JK，其中，π为数学常数，j1、j2以及j3分别为数量值SL、标比值BB以及绿化值LH的预设权重系数，且j2＞j1＞j3＞1.48，取j1＝1.82，j2＝2.01，j3＝1.57；
步骤14：参数分析模块将健康系数JK发送至健康评估模块；
步骤15：健康评估模块将安全区按照金标比JB从小到大的顺序进行排序，形成安全评估排行榜；
步骤16：健康评估模块将危险区按照健康系数JK从小到大的顺序进行排序，形成危险评估排行榜。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法，其特征在于，包括：
区域划分模块，用于将需要评估的区域随机划分成评估区i，并将评估区i发送至风险评估平台；
风险评估平台，用于根据评估区i生成土壤监控指令，并将土壤监控指令发送至土壤监控模块；还用于根据金标比JB将评估区i划分为安全区和危险区，并将安全区和危险区发送至健康评估模块，同时根据危险区生成参数采集指令，并将参数采集指令发送至土壤监控模块；所述风险评估平台将评估区i进行划分的具体过程如下：
将金标比JB与金标阈值JBy进行比较：
若金标比JB≤金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为安全区，并将安全区发送至健康评估模块；
若金标比JB＞金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为危险区，并将危险区发送至健康评估模块，同时根据危险区生成一个与之一一对应的参数采集指令，并将参数采集指令发送至土壤监控模块；
土壤监控模块，用于获取评估区i的金标比JB，并将金标比JB发送至风险评估平台；还用于获取危险区的健康参数，并将健康参数发送至参数分析模块；其中，健康参数包括数量值SL、标比值BB以及绿化值LH；
所述土壤监控模块获取金标比JB的具体过程如下：
接收到土壤监控指令后采集评估区i中土壤样品的重金属元素含量，并将其标记为金量值JL；
获取土壤中重金属元素含量的检测标准值，并将其标记为标量值BL；
获取金量值JL、标量值BL之间的比值，并将其标记为金标比JB；
将金标比JB发送至风险评估平台；
所述土壤监控模块获取健康参数的具体过程如下：
接收到参数采集指令后获取危险区中的总人数，并将其标记为人数值RS，获取危险区中的河流总数，并将其标记为河数值HS，将人数值RS、河数值HS代入公式中得到数量值SL，其中，s1、s2分别为人数值RS、河数值HS的预设比例系数，且s1+s2=1，0＜s2＜s1＜1，取s1=0.71，s2=0.29；
将危险区周围与之接壤的危险区标记为接壤区，获取所有接壤区的金标比JB的平均值，并将其标记为接比值JZ，获取危险区的金标比JB，并将其标记为危比值WZ，将接比值JZ、危比值WZ代入公式中得到标比值BB，其中，z1、z2分别为接比值JZ、危比值WZ的预设比例系数，且z1+z2=1，0＜z1＜z2＜1，取z1=0.34，z2=0.66；
获取危险区中的绿化面积，并将其标记为绿面值LM，获取危险区中的所有树木的平均高度，并将其标记为树高值SG，将绿面值LM、树高值SG代入公式中得到绿化值LH，其中，h1、h2分别为绿面值LM、树高值SG的预设比例系数，且h1+h2=1，0＜h2＜h1＜1，取h1=0.55，h2=0.45；
将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH发送至参数分析模块；
参数分析模块，用于根据健康参数获得健康系数JK，并将健康系数JK发送至健康评估模块；
所述参数分析模块获得健康系数的具体过程如下：
将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH代入公式得到健康系数JK，其中，π为数学常数，j1、j2以及j3分别为数量值SL、标比值BB以及绿化值LH的预设权重系数，且j2＞j1＞j3＞1.48，取j1=1.82，j2=2.01，j3=1.57；
将健康系数JK发送至健康评估模块；
健康评估模块，用于将安全区按照金标比JB从小到大的顺序进行排序，形成安全评估排行榜；还用于将危险区按照健康系数JK从小到大的顺序进行排序，形成危险评估排行榜。
2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤人体健康风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：区域划分模块将需要评估的区域随机划分成若干个子区域，并将其标记为评估区i，i=1、……、n，n为自然数；
步骤2：区域划分模块将所有的评估区i发送至风险评估平台；
步骤3：风险评估平台接收到评估区i后根据评估区i生成一个与之一一对应的土壤监控指令，并将土壤监控指令发送至土壤监控模块；
步骤4：土壤监控模块接收到土壤监控指令后采集评估区i中土壤样品的重金属元素含量，并将其标记为金量值JL；
步骤5：土壤监控模块获取土壤中重金属元素含量的检测标准值，并将其标记为标量值BL；
步骤6：土壤监控模块获取金量值JL、标量值BL之间的比值，并将其标记为金标比JB；
步骤7：土壤监控模块将金标比JB发送至风险评估平台；
步骤8：风险评估平台将金标比JB与金标阈值JBy进行比较：
若金标比JB≤金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为安全区，并将安全区发送至健康评估模块；
若金标比JB＞金标阈值JBy，则将金标比JB所对应的评估区i标记为危险区，并将危险区发送至健康评估模块，同时根据危险区生成一个与之一一对应的参数采集指令，并将参数采集指令发送至土壤监控模块；
步骤9：土壤监控模块接收到参数采集指令后获取危险区中的总人数，并将其标记为人数值RS，获取危险区中的河流总数，并将其标记为河数值HS，将人数值RS、河数值HS代入公式中得到数量值SL，其中，s1、s2分别为人数值RS、河数值HS的预设比例系数，且s1+s2=1，0＜s2＜s1＜1，取s1=0.71，s2=0.29；
步骤10：土壤监控模块将危险区周围与之接壤的危险区标记为接壤区，获取所有接壤区的金标比JB的平均值，并将其标记为接比值JZ，获取危险区的金标比JB，并将其标记为危比值WZ，将接比值JZ、危比值WZ代入公式中得到标比值BB，其中，z1、z2分别为接比值JZ、危比值WZ的预设比例系数，且z1+z2=1，0＜z1＜z2＜1，取z1=0.34，z2=0.66；
步骤11：土壤监控模块获取危险区中的绿化面积，并将其标记为绿面值LM，获取危险区中的所有树木的平均高度，并将其标记为树高值SG，将绿面值LM、树高值SG代入公式中得到绿化值LH，其中，h1、h2分别为绿面值LM、树高值SG的预设比例系数，且h1+h2=1，0＜h2＜h1＜1，取h1=0.55，h2=0.45；
步骤12：土壤监控模块将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH发送至参数分析模块；
步骤13：参数分析模块将数量值SL、标比值BB以及绿化值LH代入公式得到健康系数JK，其中，π为数学常数，j1、j2以及j3分别为数量值SL、标比值BB以及绿化值LH的预设权重系数，且j2＞j1＞j3＞1.48，取j1=1.82，j2=2.01，j3=1.57；
步骤14：参数分析模块将健康系数JK发送至健康评估模块；
步骤15：健康评估模块将安全区按照金标比JB从小到大的顺序进行排序，形成安全评估排行榜；
步骤16：健康评估模块将危险区按照健康系数JK从小到大的顺序进行排序，形成危险评估排行榜。
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