专利汇可以提供一种用于污染场地信息采集与评估的自动化系统及采集与评估的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于污染场地信息采集与评估的自动化系统及采集与评估的方法,通过搭载自主移动式工作平台对发生事故的污染场地进行污染信息采集,同时系统中的计算单元能够基于污染场地 风 险评估方法对污染数据进行实时分析运算,获得 地 块 污染情况统计分析数据,并输出直观的报表和三维地块污染展示图表等结果,从而达到自动化污染场地风险评估目标,对环境污染事故的快速决策提供工具支持,对提高污染评估和污染治理的效率具有突出作用。,下面是一种用于污染场地信息采集与评估的自动化系统及采集与评估的方法专利的具体信息内容。
1.一种用于污染场地信息采集与评估的自动化系统,其特征在于:包括自主移动式工作平台,控制单元,传感单元,计算单元,环境传感器,土壤传感器,视觉传感器和声音传感器;土壤传感器,视觉传感器和声音传感器采用并联方式将数据传递给传感单元,传感单元再在将数据传输给控制单元和计算单元,控制单元控制自主移动式工作平台、传感单元和计算单元。
2.如权利要求1所述的一种用于污染场地信息采集与评估的自动化系统,其特征在于:所述的自主移动式工作平台支持实时GPS定位,可随时将平台所处位置的精确GPS数据传输到控制单元、计算单元以及工作人员控制端。
3.如权利要求1所述的一种用于污染场地信息采集与评估的自动化系统,其特征在于:所述的自主移动式工作平台为承重超过10公斤的遥控四轮驱动小车。
4.一种污染场地信息采集与评估方法,其特征在于:通过自主移动式工作平台对发生事故的污染场地进行污染信息采集,同时自主移动式工作平台集成的控制单元和计算单元通过内建的评估方法模型对污染数据进行实时分析运算,获得地块污染情况、环境风险的统计分析报表,并模拟生成直观的三维地块污染展示图表。
5.如权利要求4所述的一种污染场地信息采集与评估方法,其特征在于:所述的信息采集,采集内容包括:场地土壤、水体、空气的理化特性,土壤、水体、空气中污染物浓度。
6.如权利要求4所述的一种污染场地信息采集与评估方法,其特征在于:污染场地信息采集与评估的具体步骤:
(1)污染场地划分:通过定位功能自动循迹或手动移动划分出每个污染场地区域外延;
(2)地块划分:基于污染测量需要划分出污染场地区域内的所有地块,并获得每个地块的三维坐标数据;
(3)数据采集:通过传感器采集污染地块的土壤检测结果数据及周边水体和空气中的有害物质数据;
(4)数据计算:计算单元基于污染场地风险评估方法自动进行数据运算,获得数据分析结果和评估结果;
(5)评估结果展示:对各项评估结果进行图文形式和三维形式的展示,并支持导出和打印。
7.如权利要求4所述的一种污染场地信息采集与评估方法,其特征在于:对污染场地评估采用的模型有:
⑴暴露评估
针对不同区域规划功能,设定特征污染物可能对人体造成危害的情景,明确其中特征污染物的各种暴露途径,确定污染物在环境介质与人体间的迁移暴露模型及其相关参数值,计算污染物在各种暴露途径下所对应的暴露量,人体对场地污染物暴露的主要途径有经口摄入土壤、皮肤接触土壤、吸入土壤颗粒物、吸入室外空气中来自场地的气态污染物、吸入室内空气中来自土壤和地下水的气态污染物;
暴露量评估模型包括:
●经口摄入受污染土壤暴露量
住宅用地方式下,成人经口摄入对致癌物污染土壤的暴露量,根据以下公式计算:
式中:OISERca-经口摄入对致癌物污染土壤的暴露量,kg土壤·kg-1体重·d-1;
OSIRa-成人每日摄入土壤量,mg·d-1;
OSIRc-儿童每日摄入土壤量,mg·d-1;
EDa-成人暴露周期,a;
EDc-儿童暴露周期,a;
EFa-成人暴露频率,d·a-1;
EFc-儿童暴露频率,d·a-1;
BWa-成人体重,kg;优先根据场地人群调查数据确定;
BWc-儿童体重,kg;
ABSo-经口摄入人体吸收效率因子,无量纲;
ATca-致癌效应的平均时间,d;
对于单一污染物的非致癌效应,考虑人群在儿童期暴露受到的危害,经口摄入土壤途径对应的土壤暴露量采用以下公式计算:
ATnc-非致癌效应平均时间,d
●皮肤接触受污染土壤暴露量
住宅用地方式下,成人经皮肤接触对致癌物污染土壤的暴露量,根据以下公式计算:
-1 -1
式中:DCSERca-皮肤接触对致癌物污染土壤的暴露量,kg土壤·kg 体重·d ;
2
SAEa-成人暴露皮肤表面积,cm;
EDa-儿童暴露周期,a;
EDc-儿童暴露周期,a;
-1
EFa-成人暴露频率,d·a ;
-1
EFc-儿童暴露频率,d·a ;
-2
SSARa-成人皮肤表面土壤粘附系数,mg·cm ;
-2
SSARc-儿童皮肤表面土壤粘附系数,mg·cm ;
-1
Ev-每日皮肤接触事件频率,次·d ;
ABSd-皮肤接触人体吸收效率因子,无量纲;
BWa-成人体重,kg;优先根据场地人群调查数据确定;
BWc-儿童体重,kg;
ATca-致癌效应的平均时间,d,
对于单一污染物的非致癌效应,考虑人群在儿童期暴露受到的危害;皮肤接触土壤途径对应的土壤暴露量采用以下公式计算:
●吸入受污染土壤颗粒物暴露量
住宅用地方式下,成人吸入空气中土壤颗粒物对致癌物污染土壤的暴露量,根据以下公式计算:
式中:PISERca-吸入颗粒物对致癌物污染土壤的暴露量,kg土壤·kg-1体重·d-1;
TSP-空气中总悬浮颗粒物含量,mg土壤·m-3;
fspo-室外空气中来自土壤的颗粒物所占比例,无量纲;
fspi-室内空气中来自土壤的颗粒物所占比例,无量纲;
DAIRa-成人每日空气呼吸量,m3·d-1;
DAIRc-儿童每日空气呼吸量,m3·d-1;
EDa-成人暴露周期,a;
EDc-儿童暴露周期,a;
EFa-成人暴露频率,d·a-1;
EFc-儿童暴露频率,d·a-1;
PIAF-吸入土壤颗粒物在体内滞留比例,无量纲;
BWa-成人体重,kg;优先根据场地人群调查数据确定;
BWc-儿童体重,kg;
ATca-致癌效应的平均时间,d,
对于单一污染物的非致癌效应,考虑人群在儿童期暴露受到的危害;吸入土壤颗粒物途径对应的土壤暴露量采用公式计算:
●吸入室外空气中的污染物蒸气暴露量
住宅用地方式下,成人吸入室外空气中致癌物蒸气对应的当量污染土壤和地下水暴露量,根据以下公式计算:
式中:IoVERca1-吸入室外空气中来自表层土壤的致癌物蒸气的当量污染土壤暴露-1 -1
量,kg土壤·kg 体重·d ;
IoVERca2-吸入室外空气中来自下层土壤的致癌物蒸气的当量污染土壤暴露量,kg-1 -1
土壤·kg 体重·d ;
IoVERca3-吸入室外空气中来自地下水的致癌物蒸气的当量地下水暴露量,L地下-1 -1
水·kg 体重·d ;
-3
VFsuroa-因表层土壤中污染物挥发对应的室外空气中土壤的浓度,kg·m ;
-3
VFsuboa-因下层土壤中污染物挥发对应的室外空气中土壤的浓度,kg·m ;
VFgwoa-地下水中污染物挥发进入室外空气对应的地下水浓度,L·m-3;
3 -1
DAIRa-成人每日空气呼吸量,m·d ;
3 -1
DAIRc-儿童每日空气呼吸量,m·d ;
-1
EFOa-成人的室外暴露频率,d·a ;
-1
EFOc:儿童的室外暴露频率,d·a ;
EDa-成人暴露周期,a;
EDc-儿童暴露周期,a;
BWa-成人体重,kg;
BWc-儿童体重,kg;
ATca-致癌效应的平均时间,d;
对于单一污染物的非致癌效应,考虑人群在儿童期暴露受到的危害;吸入室外空气中来自场地表层土壤、下层土壤和地下水中的气态污染物对应的土壤和地下水暴露量,分别采用以下公式计算:
●吸入室内空气中的污染物蒸气暴露量
住宅用地方式下,成人吸入室内空气中致癌物蒸气对应的当量污染土壤暴露量,根据以下公式计算:
式中:IiVERca1-吸入室内空气中来自下层土壤的致癌物蒸气的当量污染土壤暴露量,kg土壤·kg-1体重·d-1;
IiVERca2-吸入室内空气中来自地下水的致癌物蒸气的当量地下水暴露量,L地下水·kg-1体重·d-1;
VFsubia-下层土壤中污染物挥发进入室内空气对应的土壤浓度,kg·m-3;
VFgwia-地下水中污染物挥发进入室内空气对应的地下水浓度,L·m-3;
DAIRa-成人每日空气呼吸量,m3·d-1;
DAIRc-儿童每日空气呼吸量,m3·d-1;
-1
EFIa-成人的室内暴露频率,d·a ;
-1
EFIc-儿童的室内暴露频率,d·a ;
EDa-成人暴露周期,a;
EDc-儿童暴露周期,a;
BWa-成人体重,kg;
BWc-儿童体重,kg;
ATca-致癌效应的平均时间,d;
对于单一污染物的非致癌效应,考虑人群在儿童期暴露受到的危害;吸入室内空气中来自下层土壤和地下水中的气态污染物对应的土壤和地下水暴露量,分别采用以下公式计算:
⑵毒性参数获取
在暴露评估的基础上,分析特征污染物对人体的致癌危害和非致癌危害,在数据库中有污染物对应的毒性参数值,包括参考剂量、参考浓度、致癌斜率因子和单位致癌因子;
⑶风险表征
在暴露评估和毒性评估的基础上,软件模块根据每个采样点样品中特征污染物分析浓度数据,基于风险评估模型计算致癌风险值和危害商值,包括同种污染物每一种暴露途径的风险值、同种污染物经所有暴露途径的风险值、所有污染物经所有暴露途径的总风险值,并将风险值在场地范围内进行平面与3D图形化表征;
风险表征模型包括:
●经口摄入受污染土壤
经口摄入污染土壤的致癌性暴露风险,根据以下公式计算:
CROIS=OISERca×Csur×SFo
式中:CROIS-经口摄入暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
-1 -1
OISERca-经口摄入对致癌物污染土壤的暴露量,kg土壤·kg 体重·d ;
-1
Csur-表层土壤中污染物浓度,mg·kg ;
-1 -1 -1
SFo-经口摄入吸收致癌斜率因子,(mg污染物·kg 体重·d ) ;
●皮肤接触受污染土壤
皮肤接触污染土壤的致癌性暴露风险,根据以下公式计算:
CRDCS=DCSERca×Csur×SFd
式中:CRDCS-皮肤接触暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
-1 -1
DCSERca-皮肤接触对致癌物污染土壤的暴露量,kg土壤·kg 体重·d ;
-1
Csur-表层土壤中污染物浓度,mg·kg ;
-1 -1 -1
SFd-皮肤接触吸收致癌斜率因子,(mg污染物·kg 体重·d ) ;
●吸入受污染土壤颗粒物
吸入受污染土壤颗粒物的致癌性暴露风险,根据以下公式计算:
CRPIS=PISERca×Csur×SFi
式中:CRPIS-吸入颗粒物暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
-1 -1
PISERca-吸入颗粒物对致癌物污染土壤的暴露量,kg土壤·kg 体重·d ;
-1
Csur-表层土壤中污染物浓度,mg·kg ;
-1 -1
SFi-呼吸吸入吸收致癌斜率因子,(mg污染物·kg 体重·d-1) ;
●吸入室外空气中污染物蒸气
吸入室外空气中污染物蒸气的致癌性暴露风险,根据以下公式计算:
CRIoV=(IoVERca1×Csur+IoVERca2×Csub+IoVERca3×Cgw)×SFi
式中:CRIoV-吸入室外空气暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
IoVERca1-吸入室外空气中来自表层土壤的致癌物蒸气的当量污染土壤暴露量,kg土-1 -1
壤·kg 体重·d ;
IoVERca2-吸入室外空气中来自下层土壤的致癌物蒸气的当量污染土壤暴露量,kg土-1 -1
壤·kg 体重·d ;
IoVERca3-吸入室外空气中来自地下水的致癌物蒸气的当量地下水暴露量,L地下-1 -1
水·kg 体重·d ;
-1
Csur-表层土壤中污染物浓度,mg·kg ;
-1
Csub-下层土壤中污染物浓度,mg·kg ;
-1
Cgw-地下水中污染物浓度,mg·L ;
-1 -1
SFi-呼吸吸入吸收致癌斜率因子,(mg污染物·kg 体重·d )-1;
●吸入室内空气中污染物蒸气
吸入室内空气污染物蒸气的致癌性暴露风险,根据以下公式计算:
CRIiV=(IiVERca1×Csub+IiVERca2×Cgw)×SFi
式中:CRIiV-吸入室内空气暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
IiVERca1-吸入室内空气中来自下层土壤的致癌物蒸气的当量污染土壤暴露量,kg土-1 -1
壤·kg 体重·d ;
IiVERca2-吸入室内空气中来自地下水的致癌物蒸气的当量地下水暴露量,L地下-1 -1
水·kg 体重·d ;
-1
Csub-下层土壤中污染物浓度,mg·kg ;
-1
Cgw-地下水中污染物浓度,mg·L ;
-1 -1 -1
SFi-呼吸吸入吸收致癌斜率因子,(mg污染物·kg 体重·d ) ;
●所有暴露途径综合致癌风险
经所有途径对单一土壤污染物的致癌性暴露风险,根据以下公式计算:CRn=CROIS+CRDCS+CRPIS+CRIOV+CRIiV+CRCGW
式中:CRn-经所有暴露途径暴露于单一污染物(第n种)的致癌风险,无量纲;
CROIS-经口摄入暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
CRDCS-皮肤接触暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
CRISP-吸入颗粒物暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
CRIoV-吸入室外空气暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
CRIiV-吸入室内空气暴露于污染土壤的致癌风险,无量纲;
●所有关注污染物总致癌风险
所有关注污染物经所有途径的致癌性暴露风险,根据以下公式计算:
式中:CRsum-全部n种关注污染物的总致癌风险,无量纲;
最终模拟计算出各地块的风险值,通过图形处理技术将风险值图像化,形成平面图与
3D立体图,进而形象表达场地风险特征。
8.如权利要求4所述的一种污染场地信息采集与评估方法,其特征在于:所述的三维地块污染展示图表具有坐标和编号体系,可以准确的表现每个地块的位置和形状,并按照污染数值、程度、评估等级界限以颜色进行显示,用准确的方式让人直观了解污染情况;同时该三维展示形式支持旋转切换视角和场景自由漫游,不会对观察者产生任何限制。
评估的方法
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