基于PCA和TOPSIS的植保无人机施药过程中施用人员的暴露量评估

摘要

[目的]植保无人机施药过程中虽然极大地减少了施用人员的药物暴露量，但施用人员仍不可避免地暴露于农药之下，为了给施用人员在施药过程中的个人操作方式或习惯提供合理化建议，达到减少身体暴露量从而降低暴露风险的目的，以植保无人机施药过程中施用人员所着防护服各部位的暴露量为研究对象，对施用人员进行综合评价。[方法]采用嵌套设计，作物-玉米和水稻为一级因子，施用人员-无人机飞手和配药人员作为二级因子，施用人员所着防护服的身体部位为三级因子，取11个部位即11个水平。采用变异系数确定暴露量最容易控制的身体部位；采用相关系数确定身体部位暴露量之间的关联性；采用主成分分析和TOPSIS法对施用人员进行综合评价并应用层次聚类法进行聚类。[结果]后背和小腿部位的变异系数最大，属于最容易控制暴露量的身体部位；小臂和大臂部位的暴露量均值最大，变异系数较小，属于较难控制暴露量的身体部位；施用人员的大臂、小臂、后背和小腿之间的单位暴露量存在极显著的相关关系。分别应用主成分分析和TOPSIS法对施用人员的身体各个部位的单位暴露量进行综合评价时，12名施用人员的排序完全一致，应用层次聚类法进行聚类，分成3类时，具有统计学意义。[结论]3类中的高风险类施用人员需要注意全身防护；中风险类施用人员需要注意头部、颈部、小臂、前胸、大腿和手部的防护；低风险类施用人员保持当前的操作习惯即可。

关键词

植保无人机 / 单位暴露量 / 变异系数 / 相关系数 / 主成分分析(PCA) / TOPSIS法 / 雷达图