一種建材所致室內(nèi)氡暴露劑量的矩陣評(píng)價(jià)方法

徐鵬程 曾志 馬豪 孫博文 李君利

摘 要：為使室內(nèi)氡暴露劑量評(píng)估更加具有系統(tǒng)性和普遍適用性，利用矩陣構(gòu)建了一種建材所致室內(nèi)氡暴露劑量的評(píng)價(jià)方法。該方法基于室內(nèi)氡濃度模型、人員暴露劑量估算模型及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)考慮建材氡析出率、房屋結(jié)構(gòu)尺寸、室內(nèi)換氣率以及人員暴露時(shí)長等因素，將不同情況下的復(fù)雜計(jì)算轉(zhuǎn)化為矩陣，最終得到在不同換氣率和不同暴露時(shí)長情況下的室內(nèi)人員氡暴露劑量等級(jí)。以一處已知房屋尺寸和各建材氡析出率的居室為例，使用本方法對(duì)其室內(nèi)氡暴露劑量進(jìn)行了分析和評(píng)估，以查表的方式快速得到了不同換氣率和暴露時(shí)長下室內(nèi)氡暴露劑量等級(jí)。

關(guān)鍵詞：建材;氡析出率;室內(nèi)氡暴露;矩陣

中圖分類號(hào)：X820 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

氡是公認(rèn)的致癌物質(zhì)，國際癌癥研究機(jī)構(gòu)把氡歸為Ⅰ類致癌因素，世界衛(wèi)生組織（WHO）將其列為19 種致癌物質(zhì)之一;長時(shí)間暴露在氡環(huán)境中，會(huì)使患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)增加[1-2] 。人平均超過80%的時(shí)間在室內(nèi)環(huán)境中度過，室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)對(duì)人體健康至關(guān)重要[3] 。近年來，隨著摻雜建筑材料的廣泛使用和建筑密封性能的提高，室內(nèi)氡濃度較過去有了一定程度的升高[3-5] 。隨著現(xiàn)代建筑的不斷發(fā)展，建筑材料中氡的析出成為室內(nèi)氡濃度的主要來源[6] 。

室內(nèi)氡所致人員的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。Evans[7] 在1981 年基于非線性閾值模型，結(jié)合流行病學(xué)證據(jù)，對(duì)鈾礦工人因吸入氡導(dǎo)致的終身癌癥風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。2003 年，美國環(huán)境保護(hù)署（EPA） 針對(duì)室內(nèi)氡的健康風(fēng)險(xiǎn)提出了EPA/ BEIR-Ⅳ風(fēng)險(xiǎn)模型[8] 。Krewski[9] （2005） 對(duì)北美所有住宅氡研究的匯總數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，使用條件似然回歸來估計(jì)肺癌的額外風(fēng)險(xiǎn)。

Ba Ngoc Vu[10]（2020）通過對(duì)粉煤灰樣品進(jìn)行鐳活度測量，得到建材氡析出率，并最終估算出該建材所致的室內(nèi)氡可能對(duì)人員造成的有效劑量。SaraAntignani[11]（2021） 通過對(duì)家庭室內(nèi)氡濃度長達(dá)10 年的隨訪研究，發(fā)現(xiàn)對(duì)于室內(nèi)氡所致健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的不確定性來源之一是氡濃度測量的不確定性。潘自強(qiáng)[12] （2007） 提出應(yīng)將室內(nèi)氡的暴露量轉(zhuǎn)換為有效劑量，再與其他有效劑量相加進(jìn)行總評(píng)價(jià)。景軍波[13] （2015）和薛向明[14] （2020） 分別對(duì)西安室內(nèi)和貴陽地鐵一號(hào)線的氡水平開展調(diào)查，并估算了相關(guān)人員所受的有效劑量。苗曉翔等[15]（2022）利用EPA/ BEIR-Ⅳ風(fēng)險(xiǎn)模型，基于我國2015 年肺癌死亡率、吸煙率以及室內(nèi)平均氡濃度，預(yù)測我國室內(nèi)氡致肺癌死亡率風(fēng)險(xiǎn)。室內(nèi)氡暴露劑量分析研究的傳統(tǒng)方法是基于室內(nèi)氡濃度的測量值，利用模型估算人員所受的有效劑量。

這類方法往往是在固定場景和人員暴露時(shí)長已知的條件下進(jìn)行估算，并不能系統(tǒng)全面地反映不同情況下的室內(nèi)氡暴露劑量。此外，基于建材氡析出率測量數(shù)據(jù)的室內(nèi)氡暴露劑量分析的研究目前較少。

為系統(tǒng)地反映不同情況下建材氡析出可能會(huì)對(duì)室內(nèi)人員造成的氡暴露劑量，本文借助風(fēng)險(xiǎn)矩陣的形式，構(gòu)建了一種基于建材氡析出率測量數(shù)據(jù)的室內(nèi)氡暴露劑量評(píng)估方法。風(fēng)險(xiǎn)矩陣評(píng)估法（risk matrixmethod，RMM）自1995 年4 月美國空軍電子系統(tǒng)中心提出以來，由于其使用方便、評(píng)價(jià)結(jié)果簡捷易懂，在工程項(xiàng)目評(píng)估領(lǐng)域一直受到廣泛關(guān)注[16-17] 。二維風(fēng)險(xiǎn)矩陣是由風(fēng)險(xiǎn)的影響程度和發(fā)生概率兩個(gè)要素決定，其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)可以是兩個(gè)要素的函數(shù)，也可以是根據(jù)要素判斷出的一個(gè)值，但必須具有統(tǒng)一的增減趨勢[18] 。本文基于室內(nèi)氡濃度數(shù)學(xué)模型，將建材氡析出率、房屋尺寸、室內(nèi)換氣率以及人員暴露時(shí)長作為參數(shù)，通過構(gòu)建矩陣進(jìn)行半定量半定性分析，最終得到由建材所致室內(nèi)氡暴露劑量等級(jí)。

3 總結(jié)

建筑材料作為室內(nèi)氡濃度的主要來源之一，其析出氡導(dǎo)致的內(nèi)照射劑量的評(píng)估一直是相關(guān)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本文構(gòu)建了一種建材所致室內(nèi)氡暴露劑量評(píng)價(jià)方法，該方法基于室內(nèi)氡濃度模型、人員暴露劑量估算模型及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)考慮建材氡析出率、房屋結(jié)構(gòu)尺寸、室內(nèi)換氣率以及人員暴露時(shí)長等因素，將不同情況下的復(fù)雜計(jì)算轉(zhuǎn)化為矩陣。使用該方法時(shí)，只需將房屋內(nèi)各類建材的氡析出率及其尺寸作為輸入?yún)?shù)，通過模型計(jì)算將其轉(zhuǎn)化為室內(nèi)等效氡析出率;運(yùn)用建材所致室內(nèi)氡濃度等級(jí)矩陣，可以得到該房屋在不同換氣率等級(jí)下的室內(nèi)氡濃度等級(jí);結(jié)合建材所致室內(nèi)氡暴露劑量等級(jí)矩陣，最終得到在不同換氣率和不同暴露時(shí)長情況下的室內(nèi)人員氡暴露劑量等級(jí)。

本方法將不同情況下的復(fù)雜計(jì)算轉(zhuǎn)化為查表，使分析過程更加直觀。其評(píng)估結(jié)果也能為合理設(shè)計(jì)房間通風(fēng)方式及時(shí)長，科學(xué)選擇建材，控制人員暴露時(shí)間提供一定的科學(xué)依據(jù)。

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