一种基于靶器官分类的风险评估方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种基于靶器官分类的风险评估方法、系统和存储介质，获取每个污染物的污染物浓度数据；将每个污染物浓度数据分别与对应的预设浓度筛选值进行对比，若均未超过预设浓度筛选值则判定场地无风险；若存在污染物浓度数据超过对应的预设浓度筛选值，则将该污染物确定为关注污染物，筛选出所有关注污染物并计算出每个关注污染物对应的危害指数集合；根据所有关注污染物的危害指数集合对场地进行风险评估，若评估通过则判定所述场地无风险；若评估不通过，则根据所有关注污染物的靶器官毒性剂量集合，计算出所有关注污染物的风险控制值集合。本发明专利技术基于靶器官分类，更详细地反映各污染物对人体健康的危害情况和用于修复行动的风险控制值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于靶器官分类的风险评估方法、系统和存储介质
本专利技术涉及污染场地风险评估及环境治理
，尤其涉及一种基于靶器官分类的风险评估方法、系统和存储介质。
技术介绍
土壤和地下水是经济和社会发展及人们生活不可或缺的重要资源，随着经济的发展和城市化建设的加快，土地用地性质的变更越来越频繁。为了优化城市产业结构和空间布局，大批污染企业从城市中心搬出，遗留了大量污染场地，而风险评估是搬迁后场地再开发利用过程中的重要环节。污染场地的风险评估主要包括以下几个步骤：危害识别、暴露评估、毒性评估、风险表征及风险控制值的计算。靶器官(也称目标器官)是某种毒物在人体能呈现毒作用，并引起典型病变的主要部位，如为组织则称为靶组织(为便于描述，后续均称为靶器官)。进入人体的毒物或环境污染物，对机体各器官的毒作用并不相同，有的只对部分器官产生毒作用，如脑、甲状腺、肾脏分别是甲基汞、碘化物、镉的靶器官。靶器官的组织细胞内可能存在着该毒物分子的特异作用部位—受体。如果毒物以代谢活化形式起作用，则该器官也可能具有较高活性的代谢活化酶。对机体毒作用的强弱与靶器官中含该毒物的浓度有关。尽管现有的国内外风险评估方法在我国已有许多应用实例，但它们并没有解决按主要靶器官对产生非致癌效应的污染物进行分类的问题，也没有得出特定于主要靶器官的非致癌风险水平及基于非致癌风险的土壤和地下水风险控制值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于靶器官分类的风险评估方法、系统和存储介质，能对产生非致癌效应的污染物按主要靶器官进行分类，并能分别计算出每种污染物对每种主要靶器官的非致癌风险水平，以及基于非致癌风险水平的土壤风险控制值和地下水风险控制值。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于靶器官分类的风险评估方法，包括以下步骤：步骤1：获取场地中每个污染物一一对应的污染物浓度数据；步骤2：将每个污染物浓度数据分别与对应的污染物的预设浓度筛选值进行对比，若所有污染物浓度数据中存在污染物浓度数据超过对应的污染物的预设浓度筛选值，则将超过预设浓度筛选值的污染物浓度数据对应的污染物确定为关注污染物，并执行步骤3；若所有污染物浓度数据均未超过对应的预设浓度筛选值，则判定所述场地无风险；步骤3：根据关注污染物对人体的非致癌效应得到关注污染物对应的靶器官集合，并根据靶器官集合得到关注污染物对应的靶器官毒性剂量集合；步骤4：根据关注污染物的污染物浓度数据和关注污染物的靶器官毒性剂量集合中的每个靶器官毒性剂量，计算出关注污染物对应的危害指数集合；步骤5：按照所述步骤2中的对比方法，筛选出所有关注污染物，并按照所述步骤3至所述步骤4的方法，计算出每个关注污染物一一对应的危害指数集合；步骤6：根据所有关注污染物的危害指数集合，对所述场地进行风险评估，若评估通过，则判定所述场地无风险；若评估不通过，则根据所有关注污染物的靶器官毒性剂量集合，计算出所有关注污染物的风险控制值集合，完成风险评估。依据本专利技术的另一方面，提供了一种基于靶器官分类的风险评估系统，包括数据获取模块、初次评估模块、风险表征模块、再次评估模块和控制值计算模块；所述数据获取模块，用于获取场地中每个污染物一一对应的污染物浓度数据；所述初次评估模块，用于将每个污染物浓度数据分别与对应的污染物的预设浓度筛选值进行对比，若所有污染物浓度数据中存在污染物浓度数据超过对应的污染物的预设浓度筛选值，则将超过预设浓度筛选值的污染物浓度数据对应的污染物确定为关注污染物；若所有污染物浓度数据均未超过对应的预设浓度筛选值，则判定所述场地无风险；所述风险表征模块，用于根据关注污染物对人体的非致癌效应得到关注污染物对应的靶器官集合，并根据靶器官集合得到关注污染物对应的靶器官毒性剂量集合；还用于根据关注污染物的污染物浓度数据和关注污染物的靶器官毒性剂量集合中的每个靶器官毒性剂量，计算出关注污染物对应的危害指数集合；还用于筛选出所有关注污染物，并计算出每个关注污染物一一对应的危害指数集合；所述再次评估模块，用于根据所有关注污染物的危害指数集合，对所述场地进行风险评估，若评估通过，则判定所述场地无风险；所述控制值计算模块，用于当所述再次评估模块评估所述场地不通过时，根据所有关注污染物的靶器官毒性剂量集合，计算出所有关注污染物的风险控制值集合，完成风险评估。依据本专利技术的另一方面，提供了一种基于靶器官分类的风险评估系统，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现本专利技术的一种基于靶器官分类的风险评估方法中的步骤。依据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括：至少一个指令，在所述指令被执行时实现本专利技术的一种基于靶器官分类的风险评估方法中的步骤。本专利技术提供的基于靶器官分类的风险评估方法、系统和存储介质的有益效果是：利用获取到的污染物浓度数据进行初次筛选，初次判断场地的污染物浓度是否超标(即污染物浓度数据是否超过对应的预设浓度筛选值)，实现对场地的风险的初次评估，有利于提高风险评估效率；在初次筛选时还可以筛选出关注污染物，再考虑关注污染物直接作用的靶器官，根据关注污染物对应的污染物浓度数据和靶器官毒性剂量集合来评估关注污染物对靶器官的危害指数集合，从而来评估关注污染物对人体的非致癌健康风险，根据危害指数集合再次评估，当场地评估不通过时，推导出按照靶器官进行分类的基于非致癌风险的风险控制值集合，包括土壤和地下水风险控制值；与现有技术相比，本专利技术不仅仅只是评估了关注污染物经不同暴露途径对人体的非致癌风险水平，还将关注污染物的危害作用具体到了靶器官，能更加详细地反映污染场地各污染物对人体健康的影响情况；同时，基于靶器官的毒性剂量推导出风险控制值集合，对风险管控和污染场地的修复行动有更加现实的指导作用，有益于降低修复成本。附图说明图1为本专利技术实施例一中一种基于靶器官分类的风险评估方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例一中获取污染物浓度数据的流程示意图；图3为本专利技术实施例一中计算关注污染物对应的危害指数集合的流程示意图；图4为本专利技术实施例一中对场地进行风险评估以及当评估不通过时，计算所有关注污染物的风险控制值集合的流程示意图；图5为本专利技术实施例二中一种基于靶器官分类的风险评估系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。下面结合附图，对本专利技术进行说明。实施例一、如图1所示，一种基于靶器官分类的风险评估方法，包括以下步骤：S1：获取场地中每个污染物一一对应的污染物浓度数据；S2：将每个污染物浓度数据分别与对应的污染物的预设浓度筛选值进行对比，若所有污染物浓度数据中存在污染物浓度数据超过对应的污染物的预设浓度筛选值，则将超过预设浓度筛选值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于靶器官分类的风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：获取场地中每个污染物一一对应的污染物浓度数据；/n步骤2：将每个污染物浓度数据分别与对应的污染物的预设浓度筛选值进行对比，若所有污染物浓度数据中存在污染物浓度数据超过对应的污染物的预设浓度筛选值，则将超过预设浓度筛选值的污染物浓度数据对应的污染物确定为关注污染物，并执行步骤3；若所有污染物浓度数据均未超过对应的预设浓度筛选值，则判定所述场地无风险；/n步骤3：根据关注污染物对人体的非致癌效应得到关注污染物对应的靶器官集合，并根据靶器官集合得到关注污染物对应的靶器官毒性剂量集合；/n步骤4：根据关注污染物的污染物浓度数据和关注污染物的靶器官毒性剂量集合中的每个靶器官毒性剂量，计算出关注污染物对应的危害指数集合；/n步骤5：按照所述步骤2中的对比方法，筛选出所有关注污染物，并按照所述步骤3至所述步骤4的方法，计算出每个关注污染物一一对应的危害指数集合；/n步骤6：根据所有关注污染物的危害指数集合，对所述场地进行风险评估，若评估通过，则判定所述场地无风险；若评估不通过，则根据所有关注污染物的靶器官毒性剂量集合，计算出所有关注污染物的风险控制值集合，完成风险评估。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于靶器官分类的风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取场地中每个污染物一一对应的污染物浓度数据；
步骤2：将每个污染物浓度数据分别与对应的污染物的预设浓度筛选值进行对比，若所有污染物浓度数据中存在污染物浓度数据超过对应的污染物的预设浓度筛选值，则将超过预设浓度筛选值的污染物浓度数据对应的污染物确定为关注污染物，并执行步骤3；若所有污染物浓度数据均未超过对应的预设浓度筛选值，则判定所述场地无风险；
步骤3：根据关注污染物对人体的非致癌效应得到关注污染物对应的靶器官集合，并根据靶器官集合得到关注污染物对应的靶器官毒性剂量集合；
步骤4：根据关注污染物的污染物浓度数据和关注污染物的靶器官毒性剂量集合中的每个靶器官毒性剂量，计算出关注污染物对应的危害指数集合；
步骤5：按照所述步骤2中的对比方法，筛选出所有关注污染物，并按照所述步骤3至所述步骤4的方法，计算出每个关注污染物一一对应的危害指数集合；
步骤6：根据所有关注污染物的危害指数集合，对所述场地进行风险评估，若评估通过，则判定所述场地无风险；若评估不通过，则根据所有关注污染物的靶器官毒性剂量集合，计算出所有关注污染物的风险控制值集合，完成风险评估。


2.根据权利要求1所述的基于靶器官分类的风险评估方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤包括：
步骤11：对所述场地的土壤和地下水分别进行采样，得到多个土壤样品和多个地下水样品；
步骤12：对所有土壤样品和所有地下水样品分别进行检测，得到每个污染物一一对应的污染物浓度数据。


3.根据权利要求1所述的基于靶器官分类的风险评估方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤包括：
步骤41：定义关注污染物的用地评估模型，根据所述用地评估模型确定所述场地的敏感受体；
步骤42：基于关注污染物对人体的非致癌效应，构建所述敏感受体的暴露评估模型，并根据所述暴露评估模型，分别计算得到对于所述敏感受体，关注污染物经多种土壤途径下的土壤暴露量和关注污染物经多种地下水途径下的地下水暴露量；
步骤43：选取关注污染物的靶器官集合中的任一个靶器官，根据选取的靶器官所对应的靶器官毒性剂量、关注污染物的污染物浓度数据以及关注污染物经每种土壤途径下的土壤暴露量，分别计算出关注污染物经每种土壤途径下对选取的靶器官的危害商；并根据选取的靶器官所对应的靶器官毒性剂量、关注污染物的污染物浓度数据以及关注污染物经每种地下水途径下的地下水暴露量，分别计算出关注污染物经每种地下水途径下对选取的靶器官的危害商；
步骤44：根据关注污染物经所有土壤途径下对选取的靶器官的危害商，得到土壤中关注污染物对选取的靶器官的危害指数；根据关注污染物经所有地下水途径下对选取的靶器官的危害商，得到地下水中关注污染物对选取的靶器官的危害指数；
步骤45：遍历关注污染物的靶器官集合中的每个靶器官，得到土壤中关注污染物对每个靶器官一一对应的危害指数，以及地下水中关注污染物对每个靶器官一一对应的危害指数；
步骤46：根据土壤中关注污染物对所有靶器官的所有危害指数，以及地下水中关注污染物对所有靶器官的所有危害指数，得到关注污染物对应的危害指数集合。


4.根据权利要求3所述的基于靶器官分类的风险评估方法，其特征在于，所述敏感受体具体为儿童；土壤途径包括六种途经，具体为经口摄入土壤途径、皮肤接触土壤途径、吸入土壤颗粒物途径、吸入室外空气中表层土壤途径、吸入室外空气中下层土壤途径和吸入室内空气中下层土壤途经；地下水途径包括三种途经，具体为吸入室外空气中地下水途径、吸入室内空气中地下水途径和饮用地下水途径。


5.根据权利要求4所述的基于靶器官分类的风险评估方法，其特征在于，所述步骤43中，关注污染物经土壤途径下对选取的靶器官的危害商包括经口摄入土壤途径的危害商、经皮肤接触土壤途径的危害商、经吸入土壤颗粒物途径的危害商、经吸入室外空气中表层土壤途径的危害商、经吸入室外空气中下层土壤途径的危害商和经吸入室内空气中下层土壤途经的危害商，关注污染物经地下水途径下对选取的靶器官的危害商包括经吸入室外空气中地下水途径的危害商、经吸入室内空气中地下水途径的危害商和经饮用地下水途径的危害商；
经口摄入土壤途径的危害商为：



其中，HQois(x)为关注污染物经口摄入土壤途径对靶器官集合中第x个靶器官的危害商，OISERnc为关注污染物经口摄入土壤途径的土壤暴露量，Csur为表层土壤中关注污染物的污染物浓度数据，RBA为相对生物有效性因子，TTDx为关注污染物的靶器官集合中第x个靶器官对应的靶器官毒性剂量；
经皮肤接触土壤途径的危害商为：



其中，HQdcs(x)为关注污染物经皮肤接触土壤途径对靶器官集合中第x个靶器官的危害商，DCSERnc为关注污染物经皮肤接触土壤途径的土壤暴露量；
经吸入土壤颗粒物途径的危害商为：



其中，HQpis(x)为关注污染物经吸入土壤颗粒物途径对靶器官集合中第x个靶器官的危害商，PISERnc为关注污染物经皮肤接触土壤途径的土壤暴露量；
经吸入室外空气中表层土壤途径的危害商为：



其中，HQivo1(x)为关注污染物经吸入室外空气中表层土壤途径对靶器官集合中第x个靶器官的危害商，IOVERnc1为关注污染物经吸入室外空气中表层土壤途径的土壤暴露量；
经吸入室外空气中下层土壤途径的危害商为：



其中，HQivo2(x)为关注污染物经吸入室外空气中下层土壤途径对靶器官集合中第x个靶器官的危害商，IOVERnc2为关注污染物经吸入室外空气中下层土壤途径的土壤暴露量，Csur为下层土壤中关注污染物的污染物浓度数据；
经吸入室内空气中下层土壤途经的危害商为：



其中，HQiiv1(x)为关注污染物经吸入室内空气中下层土壤途径对靶器官集合中第x个靶器官的危害商，IIVERnc2为关注污染物经吸入室内空气中下层土壤途径的土壤暴露量；
经吸入室外空气中地下水途径的危害商为：



其中，HQiov3(x)为关注污染物经吸入室外空气中地下水途径对靶器官集合中第x个靶器官的危害商，IOVERnc3为关注污染物经吸入室外空气中地下水途径的地下水暴露量，Cgw为地下水中关注污染物的污染物浓度数据；
经吸入室内空气中地下水途径的危害商为：



其中，HQiiv2(x)为关注污染物经吸入室内空气中地下水途径对靶器官集合中第x个靶器官的危害商，IIVERnc2为关注污染物经吸入室内空气中地下水途径的地下水暴露量；
经饮用地下水途径的危害商为：



其中，HQiiv2(x)为关注污染物经饮用地下水途径对靶器官集合中第x个靶器官的危害商，CGWERnc为关注污染物经饮用地下水途径的地下水暴露量；
所述步骤44具体实现为：
对关注污染物经所有土壤途径下对选取的靶器官的危害商进行求和，得到土壤中关注污染物对选取的靶器官的危害指数；对关注污染物经所有地下水途径下对选取的靶器官的危害商进行求和，得到地下水中关注污染物对选取的靶器官的危害指数；
土壤中关注污染物对第x个靶器官的危害指数为：
HQs(x)＝HQois(x)+HQdcs(x)+HQpis(x)+HQiov1(x)+HQiov2(x)+HQiiv1(x)；
地下水中关注污染物对第x个靶器官的危害指数为：
HQgw(x)＝HQiov3(x)+HQiiv2(x)+HQcgw(x)；
其中，HQs(x)为土壤中关注污染物对靶器官集合中第x个靶器官的危害指数，HQgw(x)为地下水中关注污染物对靶器官集合中第x个靶器官的危害指数。


6.根据权利要求5所述的基于靶器官分类的风险评估方法，其特征在于，所述步骤6的具体步骤包括：
步骤61：在所有关注污染物的靶器官集合中选取任一个靶器官，在所有关注污染物的危害指数集合中，将土壤中所有关注污染物对选取的靶器官的危害指数进行求和，得到选取的靶器官的第一非致癌风险水平，并将地下水中所有关注污染物对选取的靶器官的危害指数进行求和，得到选取的靶器官的第二非致癌风险水平；
第x个靶器官的第一非致癌风险水平和第二非致癌风险水平分别为：

和
其中，HIs(x)为第x个靶器官的第一非致癌风险水平，HQis(x)为土壤中第i个关注污染物对第x个靶器官的危害指数，HIgw(x)为第x个靶器官的第二非致癌风险水平，HQigw(x)为地下水中第i个关注污染物对第x个靶器官的危害指数，n为关注污染物的总数；
步骤62：遍历所有关注污染物的靶器官集合中的每个靶器官，并按照所述步骤61的方法，得到每个靶器官对应的第一非致癌风险水平和第二非致癌风险水平；
步骤63：分别判断每个靶器官对应的第一非致癌风险水平和/或第二非致癌风险水平是否大于1，若所有靶器官中存在靶器官对应的第一非致癌风险水平和/或第二非致癌风险水平大于1，则判定评估不通过，并执行步骤64；若所有靶器官中每个靶器官对应的第一非致癌风险水平和第二非致癌风险水平均小于或等于1，则评估通过并判定所述场地无风险；
步骤64：若第x个靶器官的第一非致癌风险水平大...

【专利技术属性】
技术研发人员：方丽婷，段宁，杨国栋，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42