[发明专利]基于过程模拟及不确定性分析的污染物健康风险评价方法

说明书

本发明公开了一种基于过程模拟及不确定性分析的污染物健康风险评价方法，该方法将健康风险评价与地下水污染物迁移过程相结合，利用TOUGH2软件模拟有机污染物在地下水中的时空分布。为了提高评价结果的可靠性，考虑污染物迁移不确定性对人体健康风险评价的影响，通过马尔科夫链蒙特卡洛模拟方法对关键参数介质渗透率进行反演识别。该方法通过分析污染物运移模拟的不确定性提高风险评价结果的可靠性，为污染场地的管理与防治提供决策信息。

技术领域

本发明涉及一种基于过程模拟及不确定性分析的典型有机污染物的健康风险评价方法，属于污染物健康风险评价技术领域。

背景技术

在许多水资源短缺地区，地下水是居民生活、灌溉及工业生产的重要水源。但随着社会经济的快速发展，地下水污染已成为威胁生态系统与人体健康的重要环境问题。同时，各种理化性质较为复杂的典型有机污染物出现，如四氯乙烯、多氯联苯等，这些污染物密度比水大且不溶于水，增加了人们对地下水污染监测及防治工作的难度。为了降低地下水中典型污染物对人类健康的危害，并为污染场地的治理提供决策信息，针对典型有机污染物的健康风险评价已成为地下水环境管理的重要组成部分。

人体健康风险(HHR)评价是指评估目前或者未来人体可能受到污染环境中化学物质的影响从而对健康产生危害的可能性，1983年美国科学院提出了健康风险评价的四步法：危害鉴定、剂量反应评估、暴露评估、风险表征。1989年美国环境保护署提出了《超级基金项目人体健康风险评价导则》，导则中提出的人体一生中患癌症概率增加的可能性(ILCR)被广泛用于衡量风险评价结果，最大可接受风险值为1×10^-6：

R(x)＝1-exp[-ADD(x)×CPF] (I)

其中，R(x)代表研究区任何一个控制平面处的ILCR值；ADD表示日均污染物暴露量；CPF表示潜在致癌因子代谢率；ADD的表达式又可以写作：

其中，IR代表日饮水量；BW代表体重；ED代表暴露时长；EF代表暴露频率；AT代表人的寿命，代表控制面上的平均浓度。

污染物浓度分布是人体健康风险评价的重要影响因素，常规的健康风险评价中针对污染物浓度数据多通过实地取样及实验室分析获得，这种方法简单快捷，但没有考虑到污染物在地下水中的迁移转化过程。目前一种基于过程模拟的健康风险评价方法逐渐被人们认可，这种方法耦合了地下水污染物迁移模型与健康风险评价模型，研究了污染物的时空分布规律。

地下水污染物迁移的模拟过程会受到各种不确定性因素的干扰，如模型参数的不确定性、模型结构的不确定性及观测数据的误差。这些不确定性往往会导致模拟出来的污染物浓度可靠性不高，使得最终的健康风险评价结果精度较差，极易造成地下水管理及决策的失误，浪费人力、物力资源。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于过程模拟及不确定性分析的污染物健康风险评价方法，以实现降低健康风险评价结果的不确定性，通过研究污染物迁移模型的不确定性来增加人体健康风险评价模型的可靠性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种基于过程模拟及不确定性分析的污染物健康风险评价方法，包括步骤如下：

1)耦合地下水污染物迁移数值模型与人体健康风险评价模型；

2)对污染物在地下水中的浓度变化进行模拟；

3)采用马尔科夫链蒙特卡洛方法处理模拟过程中的参数不确定性，将进行不确定性分析后的参数代入地下水污染物迁移数值模型与人体健康风险评价模型计算，得到最终评价结果。

优选地，所述步骤1)具体为：获得污染物在地下水中的迁移过程，将地下水污染物迁移数值模型与人体健康风险评价模型相耦合，建立地下水污染物运移模型。