一种放射性核素污染场地吸入途径概率风险评估方法与流程

1.本发明属于辐射防护风险评价技术领域，具体涉及一种放射性核素污染场地吸入途径概率风险评估方法。


背景技术：

2.近年来，随着我国核工业的快速发展与核设施的陆续退役，出现一批被放射性核素污染的场地与核设施退役后遗留污染场地，该类场地再次开发利用具有较大环境风险，危害人民群众健康、生态环境安全和社会稳定，引起了全社会和政府部门的高度关注。
3.目前，国内放射性核素污染场地评估模型为标准规定的通用模型，该通用模型建立在场地介质均匀且风险评估相关参数取固定值的基础之上，参数取值的不确定性考虑欠缺，忽略了参数不确定性对风险评估的影响，导致评估结果保守，未能真实准确反映评估污染影响现状。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种放射性核素污染场地吸入途径概率风险评估方法，基于放射性污染场地确定论风险评估模式，选择对公众剂量贡献较大的吸入途径，通过对模式输入参数的概率分布研究，得到吸入途径的环境转移系数结果的概率密度分布函数，并计算出放射性污染场地土壤中单位浓度的放射性核素产生的剂量，得到放射性污染场地吸入途径风险评估结论。
5.为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种放射性核素污染场地吸入途径概率风险评估方法，包括如下步骤：
6.s1、建立剂量评估模型；
7.s2、调研与统计吸入途径的环境转移系数的相关参数；
8.s3、研究吸入途径的环境转移系数的相关参数的概率分布函数；
9.s4、获得放射性污染场地土壤中单位浓度的放射性核素产生的剂量；
10.s5、得到放射性污染场地吸入途径风险评估结论。
11.进一步，所述剂量评估模型为确定论的风险评估模式。
12.进一步，所述吸入途径的环境转移系数的相关参数包括：空气/土壤浓度比、面积修正系数、覆盖和深度修正系数、居留系数、以及空气年摄入量。
13.进一步，所述步骤s2中，给出所述吸入途径的环境转移系数的相关参数的取值情况。
14.进一步，所述步骤s3包括如下两个步骤：
15.s31、分年龄段人群确定吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数的隶属函数；
16.s32、分年龄段人群建立吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数的概率密度分布函数。
17.进一步，所述吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数的隶属函数用式(1)表示：
[0018][0019]
其中，μ(x)为吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数的隶属函数，x为吸入途径的环境转移系数的相关参数；a、b、c分别为对应年龄段人群吸入途径的环境转移系数的相关参数的最小值、期望值、最大值。
[0020]
进一步，所述吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数的概率密度分布函数用式(2)表示：
[0021][0022]
其中，fa(x)为吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数a的概率密度分布函数，x为吸入途径的环境转移系数的相关参数；a、b、c分别为对应年龄段人群吸入途径的环境转移系数的相关参数的最小值、期望值、最大值。
[0023]
进一步，所述步骤s4包括如下两个步骤：
[0024]
s41、分年龄段人群获得吸入途径的环境转移系数的概率密度分布函数；
[0025]
s42、分年龄段人群计算放射性污染场地土壤中单位浓度的放射性核素产生的剂量。
[0026]
进一步，所述吸入途径的环境转移系数的概率密度分布函数用式(3)表示：
[0027]
etfi＝asr
×
fa
×
fcd(t)
×
fo
×
fi
ꢀꢀꢀ
(3)
[0028]
其中，etfi—吸入途径的环境转移系数的概率密度分布函数，g/a；
[0029]
asr—空气/土壤浓度比，g/m3；
[0030]
fa—面积修正系数；
[0031]
fcd(t)—覆盖和深度修正系数；
[0032]
fo—拘留系数；
[0033]
fi—空气年摄入量，m3/a。
[0034]
进一步，所述放射性污染场地土壤中单位浓度的放射性核素产生的剂量用式(4)表示：
[0035]
dsri＝dcfi×
etfi×
sfiꢀꢀ
(4)
[0036]
其中，dsri—土壤中单位浓度的放射性核素i所产生的剂量，g/a；
[0037]
dcfi—剂量转换系数；
[0038]
etfi—吸入途径的环境转移系数的概率密度分布函数，g/a；
[0039]
sfi—源特性修正系数。
[0040]
本发明的有益效果在于：采用本发明所提供的放射性核素污染场地吸入途径概率风险评估方法，通过调研国外放射性污染场地风险评估的方法模型，经过对比分析后，选择使用范围广、成熟度高的确定论模式；然后选择影响较大的吸入途径，研究空气/土壤浓度比(asr)、面积修正系数(fa)、覆盖和深度修正系数(fcd(t))、居留系数(fo)以及空气年摄入量(fi)等吸入途径的环境转移系数的相关参数的概率密度分布函数；进而得到吸入途径的环境转移系数的概率分布函数，并求得吸入途径基于概率分布的剂量值；再通过与相关标准规定的剂量进行比对，得到放射性污染场地吸入途径风险评估结论。本发明通过开展基于概率论的风险评估方法研究，对确定论方法进行补充完善，可真实反映参数变化对风险评估结果的影响，实现输入参数的不确定性分析，进而得到风险评估结果，为公众所受剂量评估奠定了基础。
附图说明
[0041]
图1是本发明所提供的放射性核素污染场地吸入途径概率风险评估方法流程示意图。
具体实施方式
[0042]
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
[0043]
如图1所示，本发明实施方式提供的一种放射性核素污染场地吸入途径概率风险评估方法，所述方法包括如下步骤：
[0044]
s1、建立剂量评估模型；
[0045]
本实施方式中，通过调研目前美国、法国、日本等国家以及国际原子能机构(iaea)放射性污染场地风险评估的方法模型，经过对比分析，筛选出使用范围广、成熟度高的模式方法；再结合我国放射性污染场地的特点，选择一种确定论的风险评估模式(也是目前国内采用的放射性污染场地评估模型)。
[0046]
s2、调研与统计吸入途径的环境转移系数的相关参数；
[0047]
本实施方式中，通过调研国内外关于吸入途径的环境转移系数的相关参数的经验数值、文献资料以及历史数据，并结合国内放射性污染场地的实际测量数据，经整理归纳、统计分析后，给出吸入途径风险评价中吸入途径的环境转移系数的相关参数的取值情况；所述吸入途径的环境转移系数的相关参数的取值情况包括：各年龄段人群吸入途径的环境转移系数的相关参数最小值、期望值、最大值，如下表1所示。
[0048]
其中，所述吸入途径的环境转移系数的相关参数包括：空气/土壤浓度比(asr)、面积修正系数(fa)、覆盖和深度修正系数(fcd(t))、居留系数(fo)、以及空气年摄入量(fi)。
[0049]
表1吸入途径风险评价中吸入途径的环境转移系数的相关参数的取值情况
[0050][0051]
s3、研究吸入途径的环境转移系数的相关参数的概率分布函数；
[0052]
本实施方式中，采用模糊分布来研究吸入途径的环境转移系数的相关参数的概率分布函数。模糊分布主要有三角分布、梯形分布、矩形分布、正态分布及柯西分布等多种形式。由于三角分布可以更容易的进行代数运算，也能方便隶属函数处理，因此本实施方式采用三角模糊数来表示吸入途径的环境转移系数的相关参数的隶属度。
[0053]
步骤s3包括如下两个步骤：
[0054]
s31、分年龄段人群确定吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数的隶属函数；
[0055]
三角模糊数的定义为：设在实数域r上的一个三角模糊数a，定义一个隶属函数μ(x)，x∈r，隶属函数μ(x)用下式(1)表示：
[0056][0057]
其中，μ(x)为吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数的隶属函数，x为吸入途径的环境转移系数的相关参数；a为吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数，记作a＝(a，b，c)；a、b、c分别为步骤s2中所得对应年龄段人群吸入途径的环境转移系数的相关参数的最小值、期望值、最大值，当a＝b＝c时a为一个确定的实数。
[0058]
s32、分年龄段人群建立吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数的概率密度分布函数；
[0059]
据式(1)可知，通过隶属函数μ(x)除以隶属函数μ(x)与x轴围成的面积(c-a)/2，最终得到如下式(2)所示吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数a的概率密度分布函数fa(x)：
[0060][0061]
其中，fa(x)为吸入途径的环境转移系数的相关参数三角模糊数a的概率密度分布函数，x为吸入途径的环境转移系数的相关参数；a、b、c分别为对应各年龄段人群吸入途径的环境转移系数的相关参数的最小值、期望值、最大值。
[0062]
s4、获得放射性污染场地土壤中单位浓度的放射性核素产生的剂量；
[0063]
本实施方式中，步骤s4包括如下两个步骤：
[0064]
s41、分年龄段人群获得吸入途径的环境转移系数的概率密度分布函数；
[0065]
根据步骤s32中所得分年龄段人群吸入途径的环境转移系数的相关参数的概率密度分布函数fa(x)，结合式(3)，使用蒙特卡罗方法对每个吸入途径的环境转移系数的相关参数分别模拟生成随机数，分别按10000次、100000次以及1000000次计算考虑，对比分析减少误差，分年龄段人群获得吸入途径的环境转移系数的概率密度分布函数。
[0066]
etfi＝asr
×
fa
×
fcd(t)
×
fo
×
fi
ꢀꢀꢀ
(3)
[0067]
其中，etfi—吸入途径的环境转移系数的概率密度分布函数，g/a，下标i代表放射性核素i；
[0068]
asr—空气/土壤浓度比，g/m3；
[0069]
fa—面积修正系数；
[0070]
fcd(t)—覆盖和深度修正系数；
[0071]
fo—拘留系数；
[0072]
fi—空气年摄入量，m3/a。
[0073]
s42、分年龄段人群计算放射性污染场地土壤中单位浓度的放射性核素产生的剂量；
[0074]
在本实施方式中，根据步骤s41中分年龄段人群获得吸入途径环境转移系数的概率密度分布函数，结合式(4)，分年龄段人群计算放射性污染场地土壤中单位浓度的放射性核素i所产生的剂量(dsri)：
[0075]
dsri＝dcfi×
etfi×
sfiꢀꢀꢀ
(4)
[0076]
其中，dsri—土壤中单位浓度的放射性核素i所产生的剂量，g/a；
[0077]
dcfi—剂量转换系数；
[0078]
etfi—吸入途径的环境转移系数的概率密度分布函数，g/a；
[0079]
sfi—源特性修正系数。
[0080]
s5、得到放射性污染场地吸入途径风险评估结论。
[0081]
将步骤s4中计算得到的放射性污染场地土壤中单位浓度的放射性核素产生的剂量与相关标准规定剂量进行比对，得到放射性污染场地吸入途径风险评估结论。
[0082]
本发明实施方式提供的放射性核素污染场地吸入途径概率风险评估方法，通过调研国外放射性污染场地风险评估的方法模型，经过对比分析后，选择使用范围广、成熟度高的确定论模式，并选择影响较大的吸入途径，研究空气/土壤浓度比(asr)、面积修正系数
(fa)、覆盖和深度修正系数(fcd(t))、居留系数(fo)以及空气年摄入量(fi)等相关参数的概率密度分布函数，从而得到吸入途径的环境转移系数的概率分布函数，最终求得吸入途径基于概率分布的剂量值，再通过与相关标准规定的剂量进行比对，得到放射性污染场地吸入途径风险评估结论，为公众所受剂量评估奠定基础。
[0083]
发明人通过开展基于概率论的风险评估方法研究，对确定论方法进行补充完善，可真实反映参数变化对风险评估结果的影响，实现输入参数的不确定性分析，进而得到风险评估结果。
[0084]
本发明所述的方法并不限于所述具体实施方式，上述实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其他的特定方式或其他的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。