【摘要】： 【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(lǐng)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)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~(222)Rn／~(220)Rn子體甄別的實驗研究，優(yōu)化設計出一種小型的~(222)Rn／~(220)Rn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~(222)Rn／~(220)Rn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)~(222)Rn／~(220)Rn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~(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0．11 m·s~(-1)和0．12 m·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~(222)Rn／~(220)Rn子體濃度的誤差在15％以內(nèi)，模擬測出~(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的相關(guān)性不明顯。3)現(xiàn)場環(huán)境測量表明：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)的模擬測量裝置在約20％的誤差允許范圍內(nèi)可以準確評價出~(222)Rn／~(220)Rn子體在人體呼吸道上的沉積份額和單位時間內(nèi)的沉積量。利用該裝置的測量結(jié)果可直接且較為準確地評價氡暴露所致人體內(nèi)照射劑量。該裝置小型輕便且測量成本低，為大范圍開展不同環(huán)境中氡暴露劑量的準確評價提供了便利可靠的直接測量手段。
【學位授予單位】：復旦大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：R144
【圖文】：

模型中把呼吸道分成4個區(qū)域[，9]，即胸外區(qū) (extrathoraeicregion，ET)·支氣管區(qū) (bronehialregion，BB)、細支氣管區(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)主支氣管支氣管細支氣管細支氣管區(qū)肺泡間質(zhì)區(qū)狂狂執(zhí) 執(zhí) }}}粥筍奮特 特 蜘蜘夢夢夢夢夢夢夢夢夢夢夢 !!!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呼吸道解剖學區(qū)示意圖基于此模型，每個區(qū)域都包含一個或多個解剖學區(qū)域，結(jié)合已有的氣溶膠粒子在肺部的沉積實驗數(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)域的沉積機制主要有擴散沉積、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軟件的高級計算模式(AdvaneedMode，軟件界面如圖所示)，計算在不同粒徑分布的氣溶膠在人體呼吸道各個區(qū)域的沉積份額，在模式下可根據(jù)研究需要及環(huán)境測量結(jié)果，設定呼吸活動有關(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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