[发明专利]一种预测大气颗粒物重金属健康风险空间分布的便捷方法

说明书

本发明公开了一种预测大气颗粒物重金属健康风险空间分布的便捷方法，包括如下步骤：S1、大气颗粒物采样点布设与样品采集；S2、大气颗粒物重金属提取与分析S3、工业源变量的获取，通过ArcGIS的近邻分析，计算得到采样点到最近工业源的距离；S4、健康风险评价；S5、回归模型构建、回归诊断与模型校验；S6、未知点预测以及健康风险空间分布图制作。本发明省去了传统方法预测大气颗粒物重金属健康风险的空间分布需先预测重金属浓度的空间分布这一中间环节，直接利用与局地重点工业源有关的地理变量来预测健康风险的空间分布，更加高效便捷。

技术领域

本发明属于环境管理与环境风险评价领域，具体为一种预测大气颗粒物重金属致癌风险空间分布的便捷方法。

背景技术

大气细颗粒物结构复杂、比表面积大，是重金属富集的重要介质。吸附在大气细颗粒物上的重金属可通过呼吸作用进入人体，长期暴露在吸附有重金属的大气细颗粒物中将对人体健康造成严重的损害。大气颗粒物重金属浓度具有显著的空间变异特征，因此，大气颗粒物重金属导致的健康风险在一个地区也不是均匀分布的，而是存在空间变化和差异。大气颗粒物重金属健康风险的空间分布图，是识别高风险地区以及制定具有针对性的风险管理方案的基础。传统方法预测大气颗粒物重金属健康风险的空间分布：需要先布设多个的大气颗粒物采样点；通过实验室分析得到各个采样点大气颗粒物的重金属含量；再通过空间插值或其他统计方法得到区域大气颗粒物重金属浓度的空间分布图；最后基于重金属浓度空间分布图、利用健康风险评价模型计算得到健康风险的空间分布图。可见，这种传统方法需要进行大量的采样、实验室分析以及统计分析工作，这严重制约了大气颗粒物重金属健康风险空间分析研究和风险管理。其后果是，大量相关工作仅仅是基于少数几个大气颗粒物采样点来评价地区甚至区域的重金属健康风险，这必然与真实的风险分布存在差异，特别是容易导致高风险地区的遗漏，对于风险管理产生不利影响。因此，开发一种便捷方法以预测大气颗粒物重金属健康风险的空间分布图，对于大气颗粒物重金属污染的风险管理至关重要。

大气颗粒物重金属的空间分布与局地污染源的分布有关，各元素在其污染源附近浓度较高，特别是局地大型工业源对大气颗粒物重金属空间变异的影响程度大于区域因素。利用与局地污染源有关的地理变量以及GIS技术来预测大气颗粒物重金属的空间分布取得了较好的效果。可以借鉴这种方法直接预测大气颗粒物重金属导致的健康风险的空间分布，从而省去了传统的健康风险空间分布预测需要先预测污染物浓度空间分布的步骤。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种便捷方法以预测大气颗粒物重金属健康风险的空间分布。具体而言，本发明以重点工业源有关的地理变量作为自变量，构建线性回归模型以预测PM_2.5中重金属的健康风险，并基于GIS的空间分析技术得到健康风险的空间分布。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种预测大气颗粒物重金属健康风险空间分布的便捷方法，包括如下步骤：

S1、大气颗粒物采样点布设与样品采集；

S2、大气颗粒物重金属提取与分析；

S3、工业源变量的获取，通过ArcGIS的近邻分析，计算得到采样点到最近工业源的距离；

S4、健康风险评价；

S5、回归模型构建、回归诊断与模型校验；

S6、未知点预测以及健康风险空间分布图制作。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤S1包括，在待预测区域布设多个代表性的采样点，使用中流量采样器收集PM_2.5样品；采样方法具体为按季节采样，每个季节采样持续14天，采样为期一年。