人體呼吸道氡（氣土）子體沉積的模擬測量方法研究.pdf

1、【背景·目的】：氡對人類的健康影響是當前國內(nèi)外公共衛(wèi)生領域的熱點問題和重點研究課題。正確估算氡的內(nèi)照射劑量是準確評價其對人類健康影響的關(guān)鍵。通常的物理劑量學評價方法具有很大不確定度,現(xiàn)有相對準確的方法因測量設備復雜和價格昂貴等原因使得難以推廣應用。為了更加準確地估算氡暴露所致人體內(nèi)照射劑量,本研究的主要目的是實現(xiàn)人體呼吸道上氡子體沉積量的準確模擬測量、開發(fā)出可用于大規(guī)?，F(xiàn)場調(diào)查的相應裝置,并初步掌握通常生活環(huán)境中氡子體在人體呼吸道不同區(qū)

2、域上的沉積份額。
　　【研究方法】：按本研究的核心內(nèi)容,主要方法分為以下三項:1)基于氣溶膠粒子在篩網(wǎng)和人體呼吸道上的沉積原理相同,采用篩網(wǎng)來模擬人體呼吸道。從篩網(wǎng)采集氣溶膠理論出發(fā),結(jié)合室內(nèi)外和礦山環(huán)境中氣溶膠粒徑分布的典型參數(shù),選用不同篩網(wǎng)組合和采樣流速來分別模擬相應環(huán)境中氣溶膠在人體呼吸道的胸外區(qū)(ET區(qū))和支氣管-細支氣管區(qū)(TB區(qū))的沉積。通過對模擬計算結(jié)果與肺模型軟件的計算結(jié)果比較,同時考慮環(huán)境中氣溶膠粒徑分布同典型值

3、之間可能存在的偏差,對模擬用篩網(wǎng)組合和采樣流速進行最優(yōu)化。2)利用固體核徑跡探測技術(shù),通過對探測器的輻射特性和222Rn/220Rn子體甄別的實驗研究,優(yōu)化設計出一種小型的222Rn/220Rn子體濃度的累積測量裝置;基于前項的模擬研究結(jié)果,設計出一套可與本222Rn/220Rn子體濃度測量裝置有機聯(lián)合、并能模擬人體呼吸道的采樣頭,以實現(xiàn)222Rn/220Rn子體在人體呼吸道沉積的模擬測量;在環(huán)境條件可控的氡室和通常環(huán)境中開展比對或驗證

4、實驗,對該裝置的主要性能進行評價。3)使用自主研發(fā)的裝置對室內(nèi)外環(huán)境進行實地測量,總結(jié)出室內(nèi)外環(huán)境中222Rn/220Rn子體在人體呼吸道不同區(qū)域沉積份額的典型值。
　　【研究結(jié)果】：本研究的主要結(jié)果是:1)對于室內(nèi)外環(huán)境和礦山環(huán)境,皆可采用200目篩網(wǎng)來模擬人體ET區(qū)、4層635目篩網(wǎng)來模擬人體TB區(qū);室內(nèi)外和礦山環(huán)境的最優(yōu)化采樣流速分別為0.11m·s-1和0.12m·s-1;采用該篩網(wǎng)組合和采樣流速對典型室內(nèi)外環(huán)境模擬的計算

5、結(jié)果與肺模型軟件計算人體ET區(qū)和TB區(qū)沉積的結(jié)果的相對偏差均小于1.5％。2)在氡室和通常環(huán)境中的比對或驗證實驗表明,該裝置測量給出222Rn/220Rn子體濃度的誤差在15%以內(nèi),模擬測出222Rn/220Rn子體在人體呼吸道ET區(qū)和TB區(qū)的沉積份額與理論計算結(jié)果的偏差在±22%以內(nèi),偏差大小與環(huán)境中222Rn/220Rn子體濃度和粒徑分布波動的相關(guān)性不明顯。3)現(xiàn)場環(huán)境測量表明:辦公室內(nèi)222Rn子體在人體ET區(qū)和TB區(qū)沉積份額典型

6、值分別為5.15%和5.61%;宿舍內(nèi)222Rn子體在人體ET區(qū)和TB區(qū)沉積份額典型值分別為5.41%和5.45%;室外222Rn子體在ET區(qū)和TB區(qū)沉積份額典型值為6.70%和4.24%;在室內(nèi)外環(huán)境,220Rn子體在人體ET區(qū)和TB區(qū)沉積份額與222Rn子體的沒有明顯差異。 【結(jié)論】：本研究用篩網(wǎng)組合完好地模擬了氣溶膠粒子在人體呼吸道上的沉積。所研發(fā)的模擬測量裝置在約20%的誤差允許范圍內(nèi)可以準確評價出222Rn/220Rn子