一种构建空气健康指数的方法及其预测系统技术方案

本发明专利技术属于环境与健康技术领域，涉及一种构建空气健康指数（Air Health Index，AHI）的方法及其预测系统，本发明专利技术基于某时段内目标区域中空气污染物和非适宜温度与不良健康结局的暴露反应关系系数，计算目标区域中的空气环境综合超额健康风险，构建相应的风险预测系统，对目标区域在某时段内的空气环境综合超额健康风险进行统计学处理，将其转换整数形式的空气健康指数（AHI），可用于同步报告空气健康指数（AHI）及健康风险等级，提供针对性的防护建议。本发明专利技术综合考虑空气污染物与非适宜温度共同暴露的健康风险，并将其转换为简单易懂的指数，可补充用于现有空气环境监测信息发布系统和相关公共卫生预警系统，有益于保护脆弱人群，减轻疾病负担。减轻疾病负担。

【技术实现步骤摘要】
一种构建空气健康指数的方法及其预测系统


[0001]本专利技术属于环境与健康检测
，具体涉及一种构建空气健康指数（Air Health Index，AHI）的方法及其预测系统。

技术介绍

[0002]大量研究表明，空气环境中的污染物（如PM
10
、PM
2.5
、SO2、NO2、O3、CO等）和非适宜温度（高温或低温）是导致居民不良健康效应的重要危险因素。2019年《全球疾病负担研究》报告首次将非适宜温度列为独立的健康危险因素。该报告指出，2019年我国居民可归因于空气污染和非适宜温度的过早死亡分别高达185万和59万人，因而，实时向公众发布与空气污染和非适宜温度相关的空气环境健康风险，对于促进环境健康管理和保护敏感人群具有重大意义。
[0003]目前，包括我国在内的世界主流国家均采用空气质量指数（Air Quality Index，AQI）进行与空气污染相关的公众健康风险交流。由于空气质量指数(AQI)的构建原理为分段线性函数，当污染物浓度低于某一限值时，即认为无健康危害，因此无法反映空气污染物与健康效应之间广泛存在的线性无阈值关系；此外，目前空气质量指数(AQI)只报告各个污染物分指数中的最大值，没有综合考虑多种污染物共同暴露对健康的影响。基于以上不足，本申请的研究团队利用空气污染与居民死亡风险之间的暴露反应关系系数在国内首次构建了空气质量健康指数（Air Quality Health Index，AQHI），用以预测多个空气污染物共同暴露时的健康风险。
[0004]虽然空气质量指数(AQI)和空气质量健康指数(AQHI)可以较好地反映空气污染及其健康风险，但二者均未考虑空气环境中的另外一种危险因素——不适宜温度，目前国内外尚未见有针对非适宜温度建立的健康风险预测指数。
[0005]由于现实生活中人们往往同时暴露于空气污染和非适宜温度这两类环境危险因素，因此有必要整合空气污染和非适宜温度的健康风险，基于现有技术的现状与缺陷，本申请的专利技术人拟提供一种综合健康风险预测指数，具体涉以一种构建空气健康指数的方法及其预测系统。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是基于现有技术的现状与缺陷，提供一种综合健康风险预测指数，具体涉以一种构建空气健康指数(AHI)的方法及其空气健康指数(AHI)预测系统。本专利技术能为生态环境和公共卫生相关部门在环境健康风险交流过程中提供一种便于推广且能综合反映空气环境健康风险的指数，用于某目标区域内空气环境综合健康风险的预测与交流。
[0007]本专利技术提供一种构建空气健康指数(AHI)的方法，该方法包括获取空气污染物和非适宜温度与居民急性不良健康结局之间的暴露反应关系系数、计算它们的超额健康风险、进行数学转换等；在上述方法的基础上，集成空气环境监测数据和暴露反应关系系数等，进一步构建目标区域的空气环境健康风险预测系统。本专利技术方法将各空气环境危险因
素的健康风险进行指数化，简明易懂，便于开展环境健康风险交流。
[0008]具体的，本专利技术的目的通过下述技术方案施现：首先，计算某时间段内目标区域中空气环境危险因素（包括空气污染物和非适宜温度）与居民不良健康结局（死亡、发病等可能相关健康结局）之间的暴露反应关系系数，或直接获取相关文献中的暴露反应关系系数作为替代，然后，分别以健康风险最低时的空气污染物浓度和温度为参考值，计算目标区域在某时间段内由空气污染物和非适宜温度（高温或低温）所致的综合超额健康风险，提取目标区域在某时间段内的最大空气环境综合超额健康风险，当目标区域内包括多个点位时，则以各点位的平均不良健康结局数为权重，计算各个点位由空气环境危险因素所致的最大加权平均超额健康风险，最后，依据该最大超额健康风险值，对目标区域在某时段内由空气环境危险因素所致的超额健康风险进行归一化处理，并将其转化为0
‑
10
+
的整数值，获得目标区域在该时间段的空气健康指数(AHI)。在上述方法的基础上，集成空气环境危险因素（空气污染物和不适宜温度）监测数据和相关暴露反应关系系数，形成空气健康指数(AHI)预测系统，在该系统中输入目标区域在某时间段的空气环境监测数据，即可获得对应的空气健康指数(AHI)值。在该预测系统中，空气健康指数(AHI)数值大小对应不同等级的健康风险。该系统在报告空气健康指数(AHI)值的同时能解释其对应的健康风险等级，并根据风险等级的高低提出不同的防护建议。
[0009]更具体的，本专利技术提供了一种构建空气健康指数（AHI）的方法，其包括步骤：1.获取某时间段内目标区域中空气环境危险因素（空气污染物和不适宜温度）与不良健康结局之间的暴露反应关系系数，1.1.空气污染物与不良健康结局之间的暴露反应关系系数通过分析某时间段内目标区域中空气污染物（如PM
10
、PM
2.5
、SO2、NO2、O3、CO等）和不良健康结局（包括死亡、发病等可能相关健康结局）之间的暴露反应关系，获取目标区域中空气污染物与不良健康结局之间暴露反应关系系数（）；或直接获取相关文献中报道的暴露反应关系系数作为替代；本专利技术中，基于各个空气污染物之间的共线性，选取若干代表性空气污染物作为指示物，纳入空气健康指数(AHI)的构建；1.2.非适宜温度（高温或低温）与不良健康结局之间的暴露反应关系系数通过分析某时间段内目标区域中温度与不良健康结局（包括死亡、发病等可能相关健康结局）之间的暴露反应关系，获取目标区域发生该不良健康结局的风险最低时的温度即“最适宜温度”（），以及以“最适宜温度”为参考值时非适宜温度（高温或低温）与该不良健康结局之间的暴露反应关系系数（或）；计算公式如下：
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公式（1）
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公式（2）其中，为最适宜温度；和分别表示非适宜高温（温度高于“最适宜温度”）或低温（温度低于“最适宜温度”）与不良健康结局之间的暴露反应关系系数，即
温度相对
ꢀ“
最适宜温度”每增加或减少一个单位所引起的不良健康结局改变量；和分别表示与“最适宜温度”相比，该健康结局在极端高温或极端低温 暴露时的相对危险度。以上参数同样可从相关文献中直接获取；2.计算某时间段内目标区域的空气环境综合超额健康风险2.1. 空气污染物和非适宜温度（高温或低温）所致超额健康风险分别以目标区域发生不良健康结局的风险最低时的空气污染物浓度和温度为参考值，计算某时间段内目标区域因空气污染物和非适宜温度（高温或低温）所致超额健康风险ER；计算公式如下：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式（3）其中，表示目标区域在t时段内因空气环境危险因素i所致超额健康风险； 为t时段内目标区域中空气环境危险因素i与不良健康结局之间的暴露反应关系系数，表示空气环境危险因素i每改变一个单位可引起的不良健康结局改变量，当t时段内的温度高于（或低于）“最适宜温度”时，温度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构建空气健康指数（AHI）的方法，其特征是，其包括步骤：（1）获取目标区域内空气环境危险因素与不良健康结局之间的暴露反应关系系数（β
i
）：
①
空气污染物与不良健康结局之间的暴露反应关系系数（β）；
②
非适宜温度与不良健康结局之间的暴露反应关系系数（β
high
或β
low
），所述非适宜温度是高温或低温；（2）计算目标区域内空气环境综合超额健康风险（sER）：
①
空气污染物和非适宜温度（高温或低温）所致超额健康风险（ER）；
②
空气环境综合超额健康风险（sER）；
③
空气环境最大综合超额健康风险（c）；（3）对空气环境综合超额健康风险进行归一化及指数化，构建成空气健康指数（AHI）。2.根据权利要求1所述的构建空气健康指数（AHI）的方法，其特征是，步骤（1）中计算目标区域内代表性空气污染物与与居民不良健康结局之间的暴露反应关系系数（β
i
），或直接从有关文献中获取该系数作为替代；所述的不良健康结局是死亡、发病可能相关健康结局。3.根据权利要求1所述的构建空气健康指数（AHI）的方法，其特征是，步骤（1）中以目标区域的
ꢀ“
最适宜温度”为参考值，计算非适宜温度高温或低温与不良健康结局之间的暴露反应关系系数（或）；采用如下公式：）；采用如下公式：其中，为不良健康结局发生风险最低时的温度，即“最适宜温度”；或表示非适宜高温即温度高于“最适宜温度”或低温即温度高于“最适宜温度”与不良健康结局之间的暴露反应关系系数，即温度相对于“最适宜温度”每增加或减少一个单位所引起的不良健康结局改变量；或表示与“最适宜温度”相比，该健康结局在极端高温（）或极端低温（）暴露时的相对危险度。4.根据权利要求1所述的构建空气健康指数（AHI）的方法，其特征是，步骤（2）中分别以不良健康结局发生风险最低时的空气污染物浓度和温度为参考值，计算由各空气污染物和非适宜温度即高温或低温所致超额健康风险（ER），计算公式如下：其中，表示目标区域在t时段由空气环境危险因素i所致超额健康风险，所述因素i包括空气污染物和非适宜温度； 为目标区域中空气环境危险因素i与不良健康结局之间的暴露反应关系系数；为在t时段目标区域中空气环境危险因素i与不良健康结局风险最低时该因素的水平之差。5.根据权利要求1所述的构建空气健康指数（AHI）的方法，其特征是，步骤（2）计算某时间段内目标区域由空气污染物和非...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚海东，陈仁杰，孟夏，蔡婧，张庆丽，杜喜浩，刘聪，牛越，黄畅，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：