兰州市西固区儿童饮用水重金属暴露及健康风险精细化评估

饮用水是人体暴露重金属的重要途径之一,准确评估人体经饮用水暴露重金属的健康风险对其采取有针对性地健康风险防范措施具有重要意义.为探索并准确识别兰州市西固区人群经饮用水途径对重金属暴露的健康风险,本研究于2015年7～9月(非采暖期)和2015年12月～2016年1月(采暖期)开展现场入户调查,采集当地0～5岁和6～17岁儿童的饮水和用水样品,并开展人群饮用水行为模式问卷调查.通过饮水和用水中Cd、Cr、Pb和As的浓度分析,结合儿童饮用水暴露行为模式特征,采用美国环保署推荐的暴露和健康风险评价模型开展儿童饮水和用水重金属暴露的健康风险研究.结果表明,两种水体中Cd、Cr、Pb和As的浓度均未超过国家生活饮用水卫生标准限值,用水重金属的浓度受季节性影响较大,而饮水较小.饮水和用水中4种重金属的非致癌和致癌风险水平范围分别为2. 82E-08～2. 43E-02和7. 55E-09～3. 62E-05,均处于可接受风险水平;但饮水中重金属的致癌和非致癌健康风险均高于用水.同一时期0～5岁儿童用水重金属暴露的致癌和非致癌风险均低于6～17岁;而0～5岁儿童饮水中重金属暴露的致癌风险低于6～17岁,非致癌风险却高于6～17岁.研究表明该地区饮水/用水重金属暴露不会对人体健康产生明显危害,精细化的暴露评估方法可减少健康风险评估的不确定性.     

基于改进粒子群算法的儿童防护系统优化

为保障儿童乘车安全，采用改进多目标粒子群算法优化儿童约束防护系统。首先，开展40%偏置碰撞的台车试验，验证儿童座椅台车试验仿真模型的有效性，建立儿童安全气囊模型；然后，建立防护系统参数与儿童头部、胸部损伤指标的二阶响应曲面模型，融合遗传算法的交叉变异和精英保留策略，提出改进的多目标粒子群算法，并验证改进算法的有效性；最后，利用多目标模糊优选决策算法获得系统设计参数的最优值，结合台车试验仿真模型，验证优化模型及算法的有效性。结果表明：模型的最优值兼顾对儿童头部和胸部的防护；遗传算法和粒子群算法的融合算法，可提高模型的收敛速度。     

多种儿童坐姿下预充气式安全气囊优化设计

为提升校车正面碰撞中预充气式安全气囊对6岁儿童乘员的保护功效，开展参数分析及优化设计研究，基于台车试验，构建、验证校车仿真模型；搭建校车-预充气式安全气囊耦合模型，面向正常坐姿(NP)、前倾坐姿(OOP₁)与右倾坐姿(OOP₂),探究气囊设计参数对儿童头部伤害指标(HIC)、胸部3 ms合成加速度a_3ms的影响特征。结果表明：当上部拉带长度增加时，气囊上部包形体积增大，HIC明显下降。中部拉带长度决定中下部包形的外部轮廓，安装点高度影响儿童与气囊的接触位置及时刻。NP与OOP₂下，当中部拉带由0.29 m减少至0.26 m时，a_3ms逐渐降低；当安装点高度上升时，HIC随之升高。减小、增大泄气阀的开启压力与开度，有利于头胸部保护。基于改进型第二代非支配排序遗传算法，以加权伤害指标为优化目标，权衡确定主要设计参数的最优配置。具备最优配置的预充气式安全气囊能够高效保护6岁儿童乘员。