發(fā)布時(shí)間：2020-07-27 12:03

【摘要】： 【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)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~(222)Rn／~(220)Rn子體甄別的實(shí)驗(yàn)研究，優(yōu)化設(shè)計(jì)出一種小型的~(222)Rn／~(220)Rn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~(222)Rn／~(220)Rn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)~(222)Rn／~(220)Rn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~(222)Rn／~(220)Rn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0．11 m·s~(-1)和0．12 m·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~(222)Rn／~(220)Rn子體濃度的誤差在15％以內(nèi)，模擬測(cè)出~(222)Rn／~(220)Rn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~(222)Rn／~(220)Rn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)~(222)Rn子體在人體ET區(qū)和TB區(qū)沉積份額典型值分別為5．15％和5．61％；宿舍內(nèi)~(222)Rn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~(222)Rn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，~(220)Rn子體在人體ET區(qū)和TB區(qū)沉積份額與~(222)Rn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(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~(222)Rn／~(220)Rn子體在人體呼吸道上的沉積份額和單位時(shí)間內(nèi)的沉積量。利用該裝置的測(cè)量結(jié)果可直接且較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)氡暴露所致人體內(nèi)照射劑量。該裝置小型輕便且測(cè)量成本低，為大范圍開展不同環(huán)境中氡暴露劑量的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)提供了便利可靠的直接測(cè)量手段。
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：R144
【圖文】：

模型中把呼吸道分成4個(gè)區(qū)域[，9]，即胸外區(qū) (extrathoraeicregion，ET)·支氣管區(qū) (bronehialregion，BB)、細(xì)支氣管區(qū) (bronehiolarregion，bb)和肺間質(zhì)區(qū) (alveolar-interstitialregion，Al)，如圖2.1所示。鈞腔外區(qū)支氣管區(qū)主支氣管支氣管細(xì)支氣管細(xì)支氣管區(qū)肺泡間質(zhì)區(qū)狂狂執(zhí) 執(zhí) }}}粥筍奮特 特 蜘蜘夢(mèng)夢(mèng)夢(mèng)夢(mèng)夢(mèng)夢(mèng)夢(mèng)夢(mèng)夢(mèng)夢(mèng)夢(mèng) !!!好蔫 蔫任任任 創(chuàng)創(chuàng)，，，，嘴洲，， ，， }}}}}雇雇 匕匕 匕 lll人人人 {{{{{}才 才 尸尸滬.叭’ ’、、、 /!!!燼燼吩JA‘叱刁 刁圖2.1呼吸道解剖學(xué)區(qū)示意圖基于此模型，每個(gè)區(qū)域都包含一個(gè)或多個(gè)解剖學(xué)區(qū)域，結(jié)合已有的氣溶膠粒子在肺部的沉積實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了新的人體呼吸道沉積模型。在新的人體呼吸道模型中，吸入的氣溶膠顆粒物在呼吸系統(tǒng)不同區(qū)域的沉積機(jī)制主要有擴(kuò)散沉積、沉降和碰撞攔截作用沉積，其沉積量的大小與氣溶膠粒子粒徑、人的呼吸過(guò)程等因素有關(guān)。1.胸腔外區(qū)(ET):包括前鼻通道 (anteriornose，ETI)、后鼻通道(posterior

本研究采用LUDEP軟件的高級(jí)計(jì)算模式(AdvaneedMode，軟件界面如圖所示)，計(jì)算在不同粒徑分布的氣溶膠在人體呼吸道各個(gè)區(qū)域的沉積份額，在模式下可根據(jù)研究需要及環(huán)境測(cè)量結(jié)果，設(shè)定呼吸活動(dòng)有關(guān)的參數(shù)(口鼻呼吸率、呼吸率)及氣溶膠的粒徑分布參數(shù)。在本研究中，LUDEP的計(jì)算值為不同境條件下模擬氣溶膠在呼吸道沉積提供了重要的參考值。

35目不銹鋼篩網(wǎng)放大圖

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