人體呼吸道氡（氣土）子體沉積的模擬測(cè)量方法研究.pdf

1、【背景·目的】：氡對(duì)人類的健康影響是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外公共衛(wèi)生領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題和重點(diǎn)研究課題。正確估算氡的內(nèi)照射劑量是準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其對(duì)人類健康影響的關(guān)鍵。通常的物理劑量學(xué)評(píng)價(jià)方法具有很大不確定度,現(xiàn)有相對(duì)準(zhǔn)確的方法因測(cè)量設(shè)備復(fù)雜和價(jià)格昂貴等原因使得難以推廣應(yīng)用。為了更加準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)人體呼吸道上氡子體沉積量的準(zhǔn)確模擬測(cè)量、開發(fā)出可用于大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的相應(yīng)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(xiàng):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(lái)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(lái)分別模擬相應(yīng)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(xì)支氣管區(qū)(TB區(qū))的沉積。通過(guò)對(duì)模擬計(jì)算結(jié)果與肺模型軟件的計(jì)算結(jié)果比較,同時(shí)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(duì)模擬用篩網(wǎng)組合和采樣流速進(jìn)行最優(yōu)化。2)利用固體核徑跡探測(cè)技術(shù),通過(guò)對(duì)探測(cè)器的輻射特性和222Rn/220Rn子體甄別的實(shí)驗(yàn)研究,優(yōu)化設(shè)計(jì)出一種小型的222Rn/220Rn子體濃度的累積測(cè)量裝置;基于前項(xiàng)的模擬研究結(jié)果,設(shè)計(jì)出一套可與本222Rn/220Rn子體濃度測(cè)量裝置有機(jī)聯(lián)合、并能模擬人體呼吸道的采樣頭,以實(shí)現(xiàn)222Rn/220Rn子體在人體呼吸道沉積的模擬測(cè)量;在環(huán)境條件可控的氡室和通常環(huán)境中開展比對(duì)或驗(yàn)證

4、實(shí)驗(yàn),對(duì)該裝置的主要性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。3)使用自主研發(fā)的裝置對(duì)室內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行實(shí)地測(cè)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(duì)于室內(nèi)外環(huán)境和礦山環(huán)境,皆可采用200目篩網(wǎng)來(lái)模擬人體ET區(qū)、4層635目篩網(wǎng)來(lái)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(duì)典型室內(nèi)外環(huán)境模擬的計(jì)算

5、結(jié)果與肺模型軟件計(jì)算人體ET區(qū)和TB區(qū)沉積的結(jié)果的相對(duì)偏差均小于1.5％。2)在氡室和通常環(huán)境中的比對(duì)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明,該裝置測(cè)量給出222Rn/220Rn子體濃度的誤差在15%以內(nèi),模擬測(cè)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(jì)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(dòng)的相關(guān)性不明顯。3)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境測(cè)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(méi)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(cè)量裝置在約20%的誤差允許范圍內(nèi)可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)出222Rn/220Rn子