CN116858979B - 一种壬基酚污染物监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污染物监测技术领域，揭露了一种壬基酚污染物监测方法及系统，包括：获取待检测的采集样品和检测区域，对采集样品进行成分检测，得到污染成分，确定采集样品中的壬基酚组分；对壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，计算目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度；计算检测区域中的壬基酚衰减率；提取目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数；结合壬基酚属性参数和壬基酚衰减率，计算检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量；提取检测区域的环境参数，根据壬基酚潜在暴露剂量和环境参数，计算检测区域的健康风险系数，根据健康风险系数和壬基酚衰减率，生成检测区域的污染监测报告。本发明在于提高壬基酚污染物监测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及污染物监测技术领域，尤其涉及一种壬基酚污染物监测方法及系统。
背景技术
壬基酚是一种重要的精细化工原料和中间体，外观在常温下为无色或淡黄色液体，略带苯酚气味，不溶于水，溶于丙酮，壬基酚主要用于生产表面活性剂、也用于抗氧剂、纺织印染助剂、润滑油添加剂、农药乳化剂、树脂改性剂、树脂及橡胶稳定剂等领域，但是壬基酚属有机污染物，如果排放不合理，会对环境造成破坏，而且人体接触后，会对人体产生危害。2022年12月发布《重点管控新污染物清单(2023年版)》，将壬基酚列入“新污染物”监管名单，因此需要对排放壬基酚的区域进行污染物的监测。
壬基酚并不是单一化合物，而是苯酚对位被壬基取代的一类同分异构体混合物的总称，理论上共有211种同系物，而工业品壬基酚报道的异构体多达上百种(主要为4-壬基酚单体)。不同壬基酚单体的理化性质、环境行为及雌激素效应均有明显差异。现有的壬基酚污染物监测方法主要是通过一维色谱分析法对污染物进行分析，检测出样品中壬基酚的含量，进而完成对排放区域的壬基酚污染物的监测，根据监测结果做出相应的预防措施和防护措施等，但是该方法中，化学和物理性质相似的物质会存对监测的结果造成影响，进而降低了壬基酚污染物监测的准确性，因此需要一种能够提高壬基酚污染物监测的准确性的方法。
发明内容
本发明提供一种壬基酚污染物监测方法及系统，其主要目的在于提高壬基酚污染物监测的准确性。
为实现上述目的，本发明提供的一种壬基酚污染物监测方法，包括：
获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分；
对所述壬基酚组分进行分离富集处理，并通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度；
根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数；
结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量；
其中，K表示检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，Q表示检测区域中的壬基酚衰减率，IC表示检测区域中的介质外表面附着的壬基酚含量，LF表示壬基酚的暴露频率，Tb表示壬基酚的暴露时长，P表示壬基酚属性参数对应的线性值，W表示生物体的质量，Ta表示壬基酚对检测区域内的生物产生作用的时间；
提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，根据所述健康风险系数和所述壬基酚衰减率，生成所述检测区域的污染监测报告。
可选地，所述对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，包括：
对所述采集样品进行有机质去除，得到目标污染物；
对所述目标污染物进行表征提取，得到污染物表征；
利用预设的成分分析法对所述目标污染物进行成分分析，得到分析成分；
结合所述污染物表征和所述分析成分，得到所述目标污染物的污染成分。
可选地，所述根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分，包括：
识别所述污染成分中每个成分对应的化学名称，根据所述化学名称，确定所述污染成分中每个成分对应的成分化学结构式；
查询所述采集样品中壬基酚对应的结构式，得到壬基酚结构式，获取所述壬基酚对应的同分异构体，得到壬基酚异构体；
根据所述壬基酚结构式和所述壬基酚异构体，从所述成分化学结构式中提取包含所述壬基酚的结构式，得到目标结构式；
根据所述目标结构式和所述化学名称，确定所述采集样品中的壬基酚组分。
可选地，所述对所述壬基酚组分进行分离富集处理，并通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，包括：
查询所述采集样品分离富集处理时对应的固相萃取柱；
根据预设的不同壬基酚异构体理化性质，对所述固相萃取柱进行筛选，得到目标固相萃取柱；
利用所述目标固相萃取柱对所述壬基酚组分进行分离富集处理，得到高纯度壬基酚组分；
对所述高纯度壬基酚组分通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分。
可选地，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度，包括：
通过下述公式计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度：
其中，Cnpi表示目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，Bnpi表示壬基酚的同分异构体对应的基峰峰面积，Cbd表示目标壬基酚组分的总质量，α表示校正系数，Bsi表示所有壬基酚的基峰峰面积。
可选地，所述根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，包括：
计量所述壬基酚在所述检测区域的附着周期和壬基酚初始浓度；
根据所述附着周期和所述壬基酚浓度，计算所述壬基酚在所述检测区域的半衰率，得到壬基酚半衰率；
根据所述壬基酚半衰率和所述壬基酚初始浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率。
可选地，所述根据所述壬基酚半衰率和所述壬基酚初始浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，包括：
通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚衰减率：
其中，Q表示检测区域中的壬基酚衰减率，HI表示壬基酚初始浓度中的壬基酚含量，HP表示检测区域中所有生物的壬基酚含量，HS表示检测区域中的生物表面的壬基酚含量，S表示壬基酚半衰率。
可选地，所述根据所述锐化投影，所述提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数，包括：
提取所述目标壬基酚组分对应的物理属性参数和化学属性参数，对所述物理属性参数和所述化学属性参数进行特征提取，得到第一特征属性参数和第二特征属性参数；
分别计算所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数中每个参数的权重，得到参数权重值；
根据所述参数权重值，对所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数进行筛选，得到第一目标属性参数和第二目标属性参数；
对所述第一目标属性参数和所述第二目标属性参数进行参数合并，得到所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数。
可选地，所述根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，包括：
通过下述公式计算所述检测区域的健康风险系数：
其中，Y表示检测区域的健康风险系数，K表示壬基酚潜在暴露剂量，Nl表示环境参数对应的向量值，RfD表示生物摄入壬基酚的参考剂量。
一种壬基酚污染物监测系统，其特征在于，所述系统包括：
样品分析模块，用于获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分；
浓度计算模块，用于对所述壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度；
参数提取模块，用于根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数；
潜在暴露剂量计算模块，用于结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量；
其中，K表示检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，Q表示检测区域中的壬基酚衰减率，IC表示检测区域中的介质外表面附着的壬基酚含量，LF表示壬基酚的暴露频率，Tb表示壬基酚的暴露时长，P表示壬基酚属性参数对应的线性值，W表示生物体的质量，Ta表示壬基酚对检测区域内的生物产生作用的时间；
报告生成模块，用于提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，根据所述健康风险系数和所述壬基酚衰减率，生成所述检测区域的污染监测报告。
本发明通过获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，可以了解所述采集样品中的具体成分，以便于后续可以准确的确定所述采集样品中的壬基酚组分，本发明通过对所述壬基酚组分进行分离富集处理，可以将所述壬基酚组分中干扰物质去除并提高壬基酚纯度，以便于后续计算壬基酚的浓度，本发明通过根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，可以了解所述检测区域中的壬基酚的衰减快慢，以便于后续生成所述检测区域的污染监测报告，其中，本发明通过结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，可以得到所述检测区域中壬基酚潜在于生物体中的含量，提高壬基酚污染物监测的准确性。因此，本发明实施例提供的一种壬基酚污染物监测方法及系统，本发明通过提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，可以得到所述检测区域的壬基酚对生物的健康造成影响的程度，以便于后续可以做出相应的措施，能够提高壬基酚污染物监测的准确性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种壬基酚污染物监测方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的一种壬基酚污染物监测系统的功能模块图；
图3为本发明一实施例提供的实现所述一种壬基酚污染物监测方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种壬基酚污染物监测方法。本申请实施例中，所述一种壬基酚污染物监测方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述一种壬基酚污染物监测方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content DeliveryNetwork，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的一种壬基酚污染物监测方法的流程示意图。在本实施例中，所述一种壬基酚污染物监测方法包括步骤S1—S5。
S1、获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，根据所述污染成分，确定所述污染物中的壬基酚组分。
本发明通过获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，可以了解所述采集样品中的具体成分，以便于后续可以准确的确定所述采集样品中的壬基酚组分，其中，所述采集样品是从排放壬基酚的地方采集得到的样品，所述检测区域是所述采集样品对应的采集区域，一般多为污染物的排放区域或者排放区域的附近区域，所述污染成分是所述采集样品的组成成分，进一步的，获取待检测的所述采集样品和所述检测区域可以通过人机交互的方式实现。
作为本发明的一个实施例，所述对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，包括：对所述采集样品进行有机质去除，得到目标污染物，对所述目标污染物进行表征提取，得到污染物表征，利用预设的成分分析法对所述目标污染物进行成分分析，得到分析成分，结合所述污染物表征和所述分析成分，得到所述目标污染物的污染成分。
其中，所述有机质指土壤中来源于生命的物质，包括土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物，所述目标污染物是所述采集样品中的有机质经过去除后得到的污染物，所述污染物表征是所述采集样品的表面特征，如颜色、状态以及气味等，所述成分分析法是对物体进行成分分析的方法，如色谱质谱分析法，所述分析成分是所述目标污染物中的组成成分。
进一步的，对所述采集样品进行有机质去除可以通过凝胶色谱法实现，即通过凝胶渗透色谱柱对所述采集样品进行分离提纯，对所述采集样品进行表征提取可以通过主成分分析方法实现，所述目标污染物的污染成分可以通过所述分析成分和所述污染物表征结合在一起确定。
本发明通过根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分，进而可得到所述采集样品中包含壬基酚组分，所述壬基酚组分是所述采集样品中包含壬基酚的污染物。
作为本发明的一个实施例，所述根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分，包括：识别所述污染成分中每个成分对应的化学名称，根据所述化学名称，确定所述污染成分中每个成分对应的成分化学结构式，并查询所述采集样品中壬基酚对应的结构式，得到壬基酚结构式，获取所述壬基酚对应的同分异构体，得到壬基酚异构体，根据所述壬基酚结构式和所述壬基酚异构体，从所述成分化学结构式中提取包含所述壬基酚的结构式，得到目标结构式，根据所述目标结构式和所述化学名称，确定所述采集样品中的壬基酚组分。
其中，所述化学名称是所述污染成分中每个成分对应的化学名称，如4-壬基酚38的化学名称是4-(1,1,5-三甲基己基)苯酚，所述成分化学结构式是所述每个成分对应的化学架构，所述壬基酚结构式是所述壬基酚对应的化学架构，所述壬基酚异构体是所述壬基酚的分子式相同，但是结构不同的壬基酚化合物，所述目标结构式是所述成分化学结构中包含了所述壬基酚和所述壬基酚异构体的所有化学结构。
进一步的，识别所述污染成分中每个成分对应的化学名称可以通过互联网查询得到，所述每个成分对应的成分化学结构式可以通过所述化学名称中包含的化学元素确认，从所述成分化学结构式中提取包含所述壬基酚的结构式可以通过left函数实现，确定所述采集样品中的壬基酚组分可以通过所述目标结构式对应的化学品名实现。
S2、对所述壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度。
本发明通过对所述壬基酚组分进行分离富集处理，可以将所述壬基酚组分中的干扰物去除并提高壬基酚纯度，以便于后续计算壬基酚的浓度，其中，所述目标壬基酚组分是所述壬基酚组分经过分离富集处理后得到的组分。
作为本发明的一个实施例，所述对所述壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，包括：
查询所述采集样品分离富集处理时对应的固相萃取柱，根据预设的不同壬基酚异构体理化性质，对所述固相萃取柱进行筛选，得到目标固相萃取柱，利用所述目标固相萃取柱对所述壬基酚组分进行分离富集处理，得到高纯度壬基酚组分，对所述高纯度壬基酚组分通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分。
其中，所述分离富集是对所述壬基酚组分进行分离和富集的方法，所述固相萃取柱是所述分离富集中用于分离富集用的材料，所述目标固相萃取柱是所述固相萃取柱根据所述壬基酚异构体lg Kow(辛醇-水分配系数Kow)等理化参数以及固相萃取柱吸附剂和柱规格进行筛选得到的固相萃取柱，所述高纯度壬基酚组分是所述壬基酚组分经过分离富集处理后得到的组分。
进一步的，所述采集样品分离富集处理时对应的固相萃取柱可以通过查询历史分离富集数据得到，对所述固相萃取柱进行筛选可以通过filter函数实现，对所述高纯度壬基酚组分进行萃取处理可以通过配置相应的萃取液实现。
本发明通过计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，可以了解所述目标壬基酚组分中壬基酚对应的比例，以便于后续可以准确的计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，其中，所述壬基酚浓度是所述壬基酚组分中所述壬基酚所占的比例多少。
作为本发明的一个实施例，所述计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度，包括：
通过下述公式计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度：
其中，Cnpi表示目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，Bnpi表示壬基酚的同分异构体对应的基峰峰面积，Cbd表示目标壬基酚组分的总质量，α表示校正系数，Bsi表示所有壬基酚的基峰峰面积。
S3、根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数。
本发明通过根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，可以了解所述检测区域中的壬基酚的衰减快慢，以便于后续生成所述检测区域的污染监测报告，其中，所述壬基酚衰减率表示所述检测区域中壬基酚的消散的快慢。
作为本发明的一个选实施例，所述根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，包括：计量所述壬基酚在所述检测区域的附着周期和壬基酚初始浓度，根据所述附着周期和所述壬基酚浓度，计算所述壬基酚在所述检测区域的半衰率，得到壬基酚半衰率，根据所述壬基酚半衰率和所述壬基酚初始浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率。
其中，所述附着周期是所述壬基酚在所述检测区域存在的时间，所述壬基酚初始浓度是所述壬基酚在所述检测区域一开始存在时对应的浓度，所述壬基酚半衰率是所述壬基酚衰减到一半的量对应的速度。
进一步的，所述壬基酚在所述检测区域的附着周期可以通过查询所述检测区域附近污水或者污染物的排放时间得到，计量所述壬基酚在所述检测区域的壬基酚初始浓度可以通过污染物的排放量得到。
进一步的，作为本发明的一个可选实施例，所述根据所述附着周期和所述壬基酚浓度，计算所述壬基酚在所述检测区域的半衰率，得到壬基酚半衰率，包括：
通过下述公式计算所述壬基酚在所述检测区域的半衰率：
其中，S表示壬基酚在检测区域的半衰率，i表示壬基酚的序列号，Ci表示检测区域中第i个壬基酚浓度，Fi表示第i个壬基酚浓度的误差系数，E表示壬基酚在检测区域的附着周期，e1/2表示附着周期的一半。
进一步的，作为本发明的一个可选实施例，所述根据所述壬基酚半衰率和所述壬基酚初始浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，包括：
通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚衰减率：
其中，Q表示检测区域中的壬基酚衰减率，HI表示壬基酚初始浓度中的壬基酚含量，HP表示检测区域中所有生物的壬基酚含量，HS表示检测区域中的生物表面的壬基酚含量，S表示壬基酚半衰率。
本发明通过提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数，可以得到所述目标壬基酚组分中每个壬基酚的相关属性信息，为后续计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量提供了保障，其中，所述壬基酚属性参数是所述壬基酚组分中每个异构体的相关特性信息，包括化学和物理两个方面。
作为本发明的一个实施例，所述提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数，包括：提取所述目标壬基酚组分对应的物理属性参数和化学属性参数，对所述物理属性参数和所述化学属性参数进行特征提取，得到第一特征属性参数和第二特征属性参数，分别计算所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数中每个参数的权重，得到参数权重值，根据所述参数权重值，对所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数进行筛选，得到第一目标属性参数和第二目标属性参数，对所述第一目标属性参数和所述第二目标属性参数进行参数合并，得到所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数。
其中，所述物理属性参数是所述目标壬基酚组分中每个化合物物理方面的参数信息，如化合物的状态和颜色等，所述化学属性参数是所述壬基酚组分中每个化合物化学方面的参数信息，如酸性、碱性以及腐蚀性等，所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数分别是所述物理属性参数和所述化学属性参数中的具有代表性的参数，所述参数权重值表示所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数中每个参数的重要程度，所述第一目标属性参数和所述第二目标属性参数是所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数根据所述参数权重值的数值大小筛选得到的参数。
进一步的，作为本发明的一个可选实施例，提取所述目标壬基酚组分对应的物理属性参数和化学属性参数可以通过参数提取工具实现，所述参数提取工具是由脚本语言编译，对所述物理属性参数和所述化学属性参数进行特征提取可以通过Wrapper方法实现，计算所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数中每个参数的权重可以通过AHP层次分析法实现，对所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数进行筛选可以通过上述的filter函数实现，对所述第一目标属性参数和所述第二目标属性参数进行参数合并可以通过合并函数实现，如CONCATENATE函数。
S4、结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量。
本发明通过结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，可以得到所述检测区域中壬基酚潜在于环境中的含量，提高壬基酚污染物监测的准确性，其中，所述壬基酚潜在暴露剂量是所述检测区域中壬基酚潜在于环境中的浓度或强度。
作为本发明的一个实施例，所述结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，包括：
通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量：
其中，K表示检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，Q表示检测区域中的壬基酚衰减率，IC表示检测区域中的介质外表面附着的壬基酚含量，LF表示壬基酚的暴露频率，Tb表示壬基酚的暴露时长，P表示壬基酚属性参数对应的线性值，W表示生物体的质量，Ta表示壬基酚对检测区域内的生物产生作用的时间。
S5、提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，根据所述健康风险系数和所述壬基酚衰减率，生成所述检测区域的污染监测报告。
本发明通过提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，可以得到所述检测区域的壬基酚对生物的健康造成影响的程度，以便于后续可以做出相应的措施，其中，所述环境参数是所述检测区域的相关信息，所述健康风险系数表示所述壬基酚对所述检测区域内的生物造成健康影响的风险高低，进一步的，提取所述检测区域的环境参数可以通过上述的参数提取工具实现。
作为本发明的一个实施例，所述根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，包括：
通过下述公式计算所述检测区域的健康风险系数：
其中，Y表示检测区域的健康风险系数，K表示壬基酚潜在暴露剂量，Nl表示环境参数对应的向量值，RfD表示生物摄入壬基酚的参考剂量。
本发明通过根据根据所述健康风险系数和所述壬基酚衰减率，生成所述检测区域的污染监测报告，进而便于后续对所述检测区域做出相应的预防或者治理的措施和方案，其中，所述污染监测报告是所述检测区域的壬基酚的污染情况和对人体造成危害程度的报告，进一步的，生成所述检测区域的污染监测报告可以通过报告生成器实现，所述报告生成器是由脚本语言编译。
本发明通过获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，可以了解所述采集样品中的具体成分，以便于后续可以准确的确定所述采集样品中的壬基酚组分，本发明通过对所述壬基酚组分进行分离富集处理，可以将所述壬基酚组分中的干扰物去除并提高壬基酚纯度，以便于后续计算壬基酚的浓度，本发明通过根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，可以了解所述检测区域中的壬基酚的衰减快慢，以便于后续生成所述检测区域的污染监测报告，其中，本发明通过结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，可以得到所述检测区域中壬基酚潜在于环境中的含量，提高壬基酚污染物监测的准确性。因此，本发明实施例提供的一种壬基酚污染物监测方法，本发明通过提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，可以得到所述检测区域的壬基酚对生物的健康造成影响的程度，以便于后续可以做出相应的措施，能够提高壬基酚污染物监测的准确性。
如图2所示，是本发明一实施例提供的一种壬基酚污染物监测系统的功能模块图。
本发明所述一种壬基酚污染物监测系统100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述一种壬基酚污染物监测系统100可以包括样品分析模块101、浓度计算模块102、参数提取模块103、潜在暴露剂量计算模块104及报告生成模块105。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
在本实施例中，关于各模块/单元的功能如下：
所述样品分析模块101，用于获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分；
所述浓度计算模块102，用于对所述壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度；
所述参数提取模块103，用于根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数；
所述潜在暴露剂量计算模块104，用于结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量；
其中，K表示检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，Q表示检测区域中的壬基酚衰减率，IC表示检测区域中的介质外表面附着的壬基酚含量，LF表示壬基酚的暴露频率，Tb表示壬基酚的暴露时长，P表示壬基酚属性参数对应的线性值，W表示生物体的质量，Ta表示壬基酚对检测区域内的生物产生作用的时间；
所述报告生成模块105，用于提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，根据所述健康风险系数和所述壬基酚衰减率，生成所述检测区域的污染监测报告。
详细地，本申请实施例中所述一种壬基酚污染物监测系统100中所述的各模块在使用时采用与上述图1中所述的一种壬基酚污染物监测方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
如图3所示，是本发明一实施例提供的实现一种壬基酚污染物监测方法的电子设备1的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11、通信总线12以及通信接口13，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如一种壬基酚污染物监测方法程序。
其中，所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备1的控制核心(ControlUnit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块(例如执行一种壬基酚污染物监测方法程序等)，以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备的各种功能和处理数据。
所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如一种壬基酚污染物监测方法程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述通信总线12可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
所述通信接口13用于上述电子设备1与其他设备之间的通信，包括网络接口和用户接口。可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。所述用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理系统与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理系统实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的一种壬基酚污染物监测方法程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分；
对所述壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度；
根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数；
结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量；
其中，K表示检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，Q表示检测区域中的壬基酚衰减率，IC表示检测区域中的介质外表面附着的壬基酚含量，LF表示壬基酚的暴露频率，Tb表示壬基酚的暴露时长，P表示壬基酚属性参数对应的线性值，W表示生物体的质量，Ta表示壬基酚对检测区域内的生物产生作用的时间；
提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，根据所述健康风险系数和所述壬基酚衰减率，生成所述检测区域的污染监测报告。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考附图对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1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存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，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系统、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)。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分；
对所述壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度；
根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数；
结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量；
其中，K表示检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，Q表示检测区域中的壬基酚衰减率，IC表示检测区域中的介质外表面附着的壬基酚含量，LF表示壬基酚的暴露频率，Tb表示壬基酚的暴露时长，P表示壬基酚属性参数对应的线性值，W表示生物体的质量，Ta表示壬基酚对检测区域内的生物产生作用的时间；
提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，计算所述检测区域的健康风险系数，根据所述健康风险系数和所述壬基酚衰减率，生成所述检测区域的污染监测报告。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能(Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种壬基酚污染物监测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分；
对所述壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度；
根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数，其中，所述提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数，包括：
提取所述目标壬基酚组分对应的物理属性参数和化学属性参数；
对所述物理属性参数和所述化学属性参数进行特征提取，得到第一特征属性参数和第二特征属性参数；
分别计算所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数中每个参数的权重，得到参数权重值；
根据所述参数权重值，对所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数进行筛选，得到第一目标属性参数和第二目标属性参数；
对所述第一目标属性参数和所述第二目标属性参数进行参数合并，得到所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数；
结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量；
；
其中，表示检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，/>表示检测区域中的壬基酚衰减率，检测区域中的介质外表面附着的壬基酚含量，/>表示壬基酚的暴露频率，/>表示壬基酚的暴露时长，/>表示壬基酚属性参数对应的线性值，/>表示生物体的质量，/>表示壬基酚对检测区域内的生物产生作用的时间；
提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，通过下述公式计算所述检测区域的健康风险系数：
；
其中，表示检测区域的健康风险系数，/>表示壬基酚潜在暴露剂量，/>表示环境参数对应的向量值，/>表示生物摄入壬基酚的参考剂量；
根据所述健康风险系数和所述壬基酚衰减率，生成所述检测区域的污染监测报告。
2.如权利要求1所述的一种壬基酚污染物监测方法，其特征在于，所述对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，包括：
对所述采集样品进行有机质去除，得到目标污染物；
对所述目标污染物进行表征提取，得到污染物表征；
利用预设的成分分析法对所述目标污染物进行成分分析，得到分析成分；
结合所述污染物表征和所述分析成分，得到所述目标污染物的污染成分。
3.如权利要求1所述的一种壬基酚污染物监测方法，其特征在于，所述根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分，包括：
识别所述污染成分中每个成分对应的化学名称，根据所述化学名称，确定所述污染成分中每个成分对应的成分化学结构式；
查询所述采集样品中壬基酚对应的结构式，得到壬基酚结构式，获取所述壬基酚对应的同分异构体，得到壬基酚异构体；
根据所述壬基酚结构式和所述壬基酚异构体，从所述成分化学结构式中提取包含所述壬基酚的结构式，得到目标结构式；
根据所述目标结构式和所述化学名称，确定所述采集样品中的壬基酚组分。
4.如权利要求1所述的一种壬基酚污染物监测方法，其特征在于，所述对所述壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，包括：
查询所述采集样品分离富集处理时对应的固相萃取柱；
根据预设的不同壬基酚异构体理化性质，对所述固相萃取柱进行筛选，得到目标固相萃取柱；
利用所述目标固相萃取柱对所述壬基酚组分进行分离富集处理，得到高纯度壬基酚组分；
对所述高纯度壬基酚组分通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分。
5.如权利要求1所述的一种壬基酚污染物监测方法，其特征在于，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度，包括：
通过下述公式计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度：
；
其中，表示目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，/>表示壬基酚的同分异构体对应的基峰峰面积，/>表示目标壬基酚组分的总质量，/>表示校正系数，/>表示所有壬基酚的基峰峰面积。
6.如权利要求1所述的一种壬基酚污染物监测方法，其特征在于，所述根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，包括：
计量所述壬基酚在所述检测区域的附着周期和壬基酚初始浓度；
根据所述附着周期和所述壬基酚浓度，计算所述壬基酚在所述检测区域的半衰率，得到壬基酚半衰率；
根据所述壬基酚半衰率和所述壬基酚初始浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率。
7.如权利要求6所述的一种壬基酚污染物监测方法，其特征在于，所述根据所述壬基酚半衰率和所述壬基酚初始浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，包括：
通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚衰减率：
；
其中，表示检测区域中的壬基酚衰减率，/>表示壬基酚初始浓度中的壬基酚含量，/>表示检测区域中所有生物的壬基酚含量，/>表示检测区域中的生物表面的壬基酚含量，/>表示壬基酚半衰率。
8.如权利要求1所述的一种壬基酚污染物监测方法，其特征在于，所述提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数，包括：
提取所述目标壬基酚组分对应的物理属性参数和化学属性参数，对所述物理属性参数和所述化学属性参数进行特征提取，得到第一特征属性参数和第二特征属性参数；
分别计算所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数中每个参数的权重，得到参数权重值；
根据所述参数权重值，对所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数进行筛选，得到第一目标属性参数和第二目标属性参数；
对所述第一目标属性参数和所述第二目标属性参数进行参数合并，得到所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数。
9.一种壬基酚污染物监测系统，其特征在于，所述系统包括：
样品分析模块，用于获取待检测的采集样品和检测区域，对所述采集样品进行成分检测，得到污染成分，根据所述污染成分，确定所述采集样品中的壬基酚组分；
浓度计算模块，用于对所述壬基酚组分进行分离富集处理，通过二维色谱质谱分析法进行定性定量分析，得到目标壬基酚组分，计算所述目标壬基酚组分中壬基酚的浓度，得到壬基酚浓度；
参数提取模块，用于根据所述壬基酚浓度，计算所述检测区域中的壬基酚衰减率，提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数，其中，所述提取所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数，包括：
提取所述目标壬基酚组分对应的物理属性参数和化学属性参数；
对所述物理属性参数和所述化学属性参数进行特征提取，得到第一特征属性参数和第二特征属性参数；
分别计算所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数中每个参数的权重，得到参数权重值；
根据所述参数权重值，对所述第一特征属性参数和所述第二特征属性参数进行筛选，得到第一目标属性参数和第二目标属性参数；
对所述第一目标属性参数和所述第二目标属性参数进行参数合并，得到所述目标壬基酚组分中的壬基酚属性参数；
潜在暴露剂量计算模块，用于结合所述壬基酚属性参数和所述壬基酚衰减率，通过下述公式计算所述检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量；
；
其中，表示检测区域中的壬基酚潜在暴露剂量，/>检测区域中的壬基酚衰减率，检测区域中的介质外表面附着的壬基酚含量，/>表示壬基酚的暴露频率，/>表示壬基酚的暴露时长，/>表示壬基酚属性参数对应的线性值，/>表示生物体的质量，/>表示壬基酚对检测区域内的生物产生作用的时间；
报告生成模块，用于提取所述检测区域的环境参数，根据所述壬基酚潜在暴露剂量和所述环境参数，通过下述公式计算所述检测区域的健康风险系数：
；
其中，表示检测区域的健康风险系数，/>表示壬基酚潜在暴露剂量，/>表示环境参数对应的向量值，/>表示生物摄入壬基酚的参考剂量；
根据所述健康风险系数和所述壬基酚衰减率，生成所述检测区域的污染监测报告。
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|---|---|
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