ارزیابی رادیولوژیکی غلظت رادون و تورن داخلی و نقشه رادون داخلی مسکن در مشهاد ، ایران

3 و

دانشکده تحقیقات مواد و سوخت هسته ای ، انستیتوی تحقیقات علوم و فناوری هسته ای ، تهران 11365-8486 ، ایران

مرکز رادیواکتیویته محیط زیست سیلسی ، موسسه معدن مرکزی ، Plac Gwarków 1 ، 40-166 Katowice ، لهستان

دریافت: 8 دسامبر 2020 / اصلاح شده: 22 دسامبر 2020 / پذیرفته شده: 23 دسامبر 2020 / منتشر شده: 28 دسامبر 2020

چکیده

یک مطالعه جامع برای اندازه گیری غلظت رادون/تورن داخلی در 78 خانه و رادون گاز خاک در شهر مشهاد ، ایران در طی دو فصل ، با استفاده از دو دستگاه کنترل رادون مشترک (NRPB و RADUET) انجام شد. در زمستان ، غلظت رادون داخلی بین 11 ± 75 تا 24 376 BQ · M-3 اندازه گیری شد (میانگین: 19 150 150 Bq m-3) ، در حالی که غلظت تورن داخلی از زیر حد پایین تشخیص (LLD) تا 166 متغیر است. 10 bq · m-3 (میانگین: 8 66 66 Bq m-3) ، در حالی که غلظت رادون و تورن در تابستان بین 11 50 50 و 24 bq · m-3 (میانگین 18 115 bq m-3) سقوط کرد. و از زیر LLD تا 10 122 122 BQ M-3 (میانگین 6 48 48 BQ · M-3). میانگین دوز موثر سالانه 0. 5 ± 0. 5 msv y r-1 تخمین زده شد. غلظت رادون گاز خاک در محدوده از 0. 28 ± 1. 07 تا 0. 65 kbq · M- M-3 (میانگین 1. 09 kbq · m-m) در محدوده قرار گرفت. سرانجام ، نقشه های رادون داخلی توسط نرم افزار ARCGIS بیش از یک شبکه 1 × 1 کیلومتر 2 با استفاده از سه روش مختلف درون یابی تولید شد. در سلولهای شبکه ای که هیچ داده ای مشاهده نشده است ، از میانگین حسابی برای پیش بینی میانگین غلظت رادون داخلی استفاده شده است. بر این اساس ، وزن گیری از فاصله معکوس (IDW) برای پیش بینی میانگین غلظت رادون داخلی به دلیل میانگین خطای مطلق پایین (MAE) و میانگین خطای مربع (RMSE) مناسب تر است. در همین حال ، خطر سلامتی پرتونگاری به دلیل قرار گرفتن در معرض مسکونی در معرض رادون و قرار گرفتن در معرض اشعه گاما داخلی نیز مورد بررسی قرار گرفت.

1. مقدمه

به طور کلی ، مردم در معرض تابش یونیزه از منابع مختلف طبیعی و مصنوعی قرار می گیرند. رادون (222 RN) ، Thoron (220 RN) و فرزندان هر دو را می توان بزرگترین عامل دوز مؤثر سالانه برای عموم در جهان (50 ٪ از کل دوز عمومی) در نظر گرفت. با این حال ، قرار گرفتن در معرض عمومی در برابر اشعه یونیزه می تواند به دلیل ضریب تبدیل دوز جدید بیشتر باشد [3]. قرار گرفتن در معرض رادون و محصولات پوسیدگی آن دومین علت شایع سرطان ریه پس از استعمال دخانیات است [4]. خطرات سلامتی مربوط به قرار گرفتن در معرض رادون در درجه اول در محیط های داخلی بوجود می آید ، در حالی که سطح رادون در فضای باز عموماً کم است. مهمترین منبع رادون سرپوشیده نفوذ گاز خاک است و شدت این منبع به ترکیب زمین متکی است ، یعنی گرانیت ، کاشی ، خاک رس و غیره. نفوذ گاز خاک در دانه های معدنی توسط پوسیدگی رادیواکتیو 226 تولید می شودRA ، در فضاهای خالی بین دانه ها ، با انتشار و انتقال/همرفت منتقل می شود و در نهایت از خاک به سوراخ هایی که در آن تشخیص داده می شود ، بازدم می شود. علاوه بر این ، ترک در کف و دیواره های بتونی ، لوله های زهکشی ، اتصال قطعات ساختمانها ، گرمایش ، تهویه و مجاری تهویه هوا مسیرهای احتمالی است که از طریق آن رادون می تواند وارد محیط های داخلی شود [5].

اندازه گیری غلظت رادون و تورون در داخل ساختمان و نقشه برداری رادون برای سال ها مورد توجه قرار گرفت و مقالات متعددی در این زمینه در سراسر جهان منتشر شد [6،7،8،9،10،11،12،13،14،15،16،17]،از جمله در بسیاری از شهرهای ایران [18،19،20،21،22،23،24،25،26،27] برای افزایش آگاهی عمومی از رادیواکتیویته محیطی و پیش بینی مناطق مستعد رادون، که به مقامات در توجه به توسعه کمک می کند. یک استراتژی مناسب برای کاهش مواجهه عمومی با رادون و توروناین کاهش قرار گرفتن در معرض باعث افزایش کیفیت زندگی و بهبود سلامت عمومی در دراز مدت می شود. با توجه به فقدان اطلاعات مربوط به غلظت رادون و تورون در منازل داخل شهر مشهد، تلاش شد تا غلظت رادون و تورون در 78 خانه اندازه گیری شود تا دوز مؤثر سالانه ناشی از استنشاق رادون و تورون محاسبه شود. اندازه گیری ها در دو فصل تابستان (ژوئیه تا سپتامبر 2019) و زمستان (دسامبر 2019 تا فوریه 2020) انجام شد. میانگین سالانه غلظت رادون و تورون با میانگین غلظت های اندازه گیری شده در این دوره ها برآورد شد. سپس با استفاده از نرم افزار ArcGIS و سه تکنیک درونیابی مختلف، نقشه رادون در شبکه ای به ابعاد 1 کیلومتر × 1 کیلومتر تهیه شد. در همین حال، غلظت گاز رادون خاک (به عنوان منبع اصلی رادون داخلی) در مناطق مختلف مشهد نیز با استفاده از روش غیرفعال مبتنی بر آشکارسازهای CR-39 در فصل تابستان که رطوبت و بارندگی خاک کم است اندازه گیری شد. علاوه بر این، نرخ مواجهه خارجی برای تشعشعات گامای زمینی در ایران از 36 تا 130 nGy h-1 با میانگین nGy h-1 71 گزارش شده است [1،2]. در سال 1394 سهرابی و همکاران. همچنین میزان دوز گامای داخل و خارج از خانه را برای حدود 1000 خانه در 36 شهر ایران اندازه گیری کرد و میانگین ملی نرخ دوز گاما در فضای باز پس زمینه 70. 2 nGy h-1 گزارش شد [28]. بنابراین، برای ارزیابی خطر سلامت پرتو، دوزهای عمومی داخلی از گاز رادون و تابش گامای داخلی مقایسه و ارزیابی شد.

2. مواد و روشها

2. 1. منطقه مطالعه

ماشاد دومین کلانشهر بزرگ ایران است و پایتخت استان رضوی خراسان در شمال شرقی ایران است. این منطقه دارای مساحت 351 کیلومتر 2 و جمعیت آن بیش از 3 میلیون نفر طبق آخرین سرشماری است (مرکز آماری ایران ، 2016). در طی دو دهه گذشته شاهد رشد سریع بوده است ، بیشتر در نتیجه جاذبه های اقتصادی ، اجتماعی و مذهبی آن. این شهر 985 متر بالاتر از سطح دریا با مختصات جغرافیایی 36 ° 17′45 ′ N ، 59 ° 36′43 ′ ′ ′ E. از نظر زمین شناسی ، کوههای Kalaj ، که از تپه های گرانیتی پوشانده شده توسط سپرده های سیلتی تشکیل شده است ، واقع شده است. جنوب مشهاد ، به سمت شمال غربی ، کلم غماباد است که از خاک شنی بیشتری تشکیل شده است و از همه جهات دیگر یک فلات با ترکیبی از لوم رس و خاکهای شنی نرم است. شکل 1 موقعیت مشهاد در ایران را نشان می دهد.

2. 2تکنیک های اندازه گیری

غلظت رادون داخلی و تورن در اتاقهای نشیمن خانه ها در سطح زمین اندازه گیری می شود. با توجه به استخدام شرکت کنندگان ، با انتخاب 3 تا 5 مسکن از هر منطقه به طور تصادفی بسته به اندازه منطقه مسکونی ، اولویت به خانه های قدیمی داده شد. اکثر خانه های مورد بررسی 15 تا 45 سال پیش با استفاده از آجر متشکل از ماسه و سیمان به همراه کفهای سیمانی ساخته شده اند. اندازه گیری های داخلی در طی یک دوره 90 روز در کل در طول تابستان (ژوئیه - سپتامبر 2019) و زمستان (دسامبر 2019 - فوریه 2020) انجام شد. برای تعیین غلظت رادون و تورن داخلی ، Raduet ، از یک آشکارساز تبعیض آمیز رادون و تورون یکپارچه تجاری در دسترس تجاری ، استفاده شد. این آشکارسازها از دو اتاق انتشار با میزان تهویه مختلف تشکیل شده اند ، و هر محفظه حاوی یک تراشه CR-39 با ابعاد 10 × 10 میلی متر 2 (Raduet ، Radosys Ltd. ، بوداپست ، مجارستان) برای تشخیص ذرات آلفا ساطع شده از رادون وThoron و همچنین فرزندان آنها [29،30]. تمام ردیاب ها در ارتفاع 1-2 متر بالاتر از زمین با استفاده از سیم سخت آویزان شدند و حداقل 20 سانتی متر از هر یک از سطوح دیواری در اتاقهای نشیمن خانه ها قرار گرفتند.

علاوه بر این ، یک ردیاب مسیر هسته ای حالت جامد (SSNTD) ، CR-39 ، برای اندازه گیری غلظت رادون در گاز خاک استفاده شد. در این راستا ، یک سوراخ در خاک حدود 11 سانتی متر قطر و عمق 50-60 سانتی متر حفر شد. سپس ، یک لوله PVC طولانی با انتهای بالای لوله که از زمین بیرون زده شده از زمین با حدود 5 سانتی متر در سوراخ ثابت شد. در پایین هر لوله ، یک دوزیمتر رادون NRBP [31] برای مدت 45 روز بین ژوئیه و سپتامبر 2019 قرار گرفت.

پس از قرار گرفتن در معرض ، تمام ردیاب ها در فویل آلومینیومی محافظ پیچیده و برای پردازش در موسسه بازگشتند. در آزمایشگاه ، آنها با آب مقطر شسته شده و خشک شده و سپس از نظر شیمیایی اچ می شوند. شرط اچ برای CR-39 به شرح زیر بود: راه حل: 6. 0 M NaOH ؛دما: 90 درجه سانتیگراد ؛زمان: 3 ساعت. تراکم آهنگ با استفاده از یک میکروسکوپ انتقال نوری و نرم افزار تجزیه و تحلیل تصویر شمارش شد. فاکتورهای کالیبراسیون به عنوان نتیجه آزمایشات قرار گرفتن در معرض با استفاده از اتاقهای کالیبراسیون رادون و تورن در انستیتوی رادیوشیمی و رادیوکولوژی دانشگاه پانونیا ، مجارستان تعیین شد و به طور جامع در [30،31،32] شرح داده شده است.

2. 3دوز مؤثر سالانه ، خطر ابتلا به سرطان بیش از حد طول عمر (ELCR) و موارد سرطان ریه (LCC) مرتبط با قرار گرفتن در معرض رادون/تورن

دوزهای مؤثر متعهد سالانه ناشی از استنشاق رادون داخلی یا تورن با استفاده از معادله زیر ارائه شده توسط [1] محاسبه شد:

که در آن_RN/TNدوز مؤثر سالانه متعهد را از قرار گرفتن در معرض رادون یا تورن (MSV y r-1) نشان می دهد. جف_RN/TNمخفف غلظت سالانه رادون یا تورن در خانه ها (BQ M-3) است. f_(RN/TN)فاکتورهای تعادل داخلی را برای رادون یا تورن و فرزندان مربوطه آنها نشان می دهد. مقادیر زیر توسط کمیته علمی سازمان ملل در مورد اثرات تابش اتمی (UNSCEAR) در سال 2000 ارائه شده است [1]: F = 0. 40 و F = 0. 02 برای رادون و تورن. t تعداد سالانه های سالانه (7000 ساعت) است. همچنین ، k_(RN/TN)فاکتورهای تبدیل دوز زیر را که توسط UNSCEAR در سال 2000 توصیه می شود نشان می دهد [1]: k_Rn= 9 NSV و K_Tn= 40 NSV در واحد غلظت رادون و تورن یکپارچه (BQ H M-3).

در این بررسی ، میانگین غلظت رادون در تابستان و زمستان نشان دهنده غلظت سالانه رادون است. علاوه بر این ، بین دسامبر و فوریه به عنوان فصل زمستان در نظر گرفته می شود که مردم به دلیل هوای سرد تمایل به بستن پنجره ها دارند. مدت زمان قرار گرفتن در معرض 90 روز در طی دو فصل ارزیابی شده بود. خطر ابتلا به سرطان اضافی (ELCR) در هر 100000 نفر با استفاده از معادله زیر محاسبه شد [33]:

جایی که D_Lامید به زندگی را نشان می دهد ، تخمین زده می شود 70 سال باشد. و r_Fمخفف خطر ابتلا به سرطان کشنده در هر غربالین از 5. 5 × 10 - 2 S V-1 همانطور که توسط کمیسیون بین المللی حمایت از رادیولوژی (ICRP) توصیه می شود 103. سرانجام ، موارد سرطان ریه در هر سال در هر میلیون نفر (LCC) با استفاده از آن تخمین زده می شودالقاء سرطان ریه فاکتور خطر 18 × 10 - 6 MS V-1 و توسط معادله زیر محاسبه می شود [34]:

2. 4تحلیل آماری

تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از IBM SPSS آمار 21 (آرمونک ، نیویورک ، ایالات متحده) انجام شد. از آزمون Kolmogorov-Smiov برای آزمایش فرضیه تهی برای توزیع همگن مجموعه داده ها استفاده شد. از آزمون غیر پارامتری Kruskal-Wallis با تجزیه و تحلیل پس از تعقیب DUNN استفاده شد تا آزمایش کند که آیا نمونه ها از همان توزیع بر اساس مقایسه میانه سرچشمه گرفته اند.

2. 5نقشه برداری رادون و اعتبار سنجی متقابل

نقشه برداری رادون عواقب اقتصادی و اجتماعی زیادی دارد. علاوه بر این ، نقشه رادون با وضوح بالا ، دقیق و آماری قدرتمند برای افزایش آگاهی عمومی از رادیواکتیویته زیست محیطی و تأثیرگذاری بر سیاست دولت با هدف کاهش قرار گرفتن در معرض رادون در جمعیت عمومی ضروری است. بسته به مجموعه داده های اعمال شده ، می توان از دو نوع نقشه استفاده کرد: 1. نقشه های رادون داخلی که بر اساس اندازه گیری رادون داخلی (همانطور که در این مطالعه کاربرد دارد) است. و 2. نقشه های رادون زمین شناسی که بر اساس اطلاعات زمین شناسی است [35]. مهمترین شایستگی نقشه های رادون داخلی این است که غلظت رادون به طور مستقیم در نقطه قرار گرفتن در معرض اندازه گیری می شود.

در این مطالعه ، یک نقشه رادون داخلی با استفاده از نرم افزار ArcGIS نسخه 10. 7 (GDI Esri Harangary Ltd. ، بوداپست ، مجارستان) بر روی یک شبکه با ابعاد 1 کیلومتر × 1 کیلومتر تولید شد. علاوه بر این ، سه روش درون یابی مورد آزمایش قرار گرفت: وزن گیری از راه دور معکوس (IDW) ، کریگینگ معمولی (OK) و کریگینگ تجربی بیزی (EBK). میانگین حسابی (AM) از سلولهای شبکه با ابعاد 1 کیلومتر × 1 کیلومتر برای پیش بینی میانگین غلظت رادون داخلی در طبقه همکف ساختمانها در سلولهای شبکه استفاده شد که در آن هیچ داده ای در دسترس نبود. این نکته حائز اهمیت است که نقشه های رادون تنها ابزاری احتمالی برای تصمیم گیری در مورد سیاست مانند اولویت بندی هستند. از آنها نمی توان برای به دست آوردن غلظت رادون برای یک خانه شخصی استفاده کرد. با استفاده از برخی از شاخص ها ، یعنی میانگین خطای مطلق (MAE) ، میانگین خطای مربع (RMSE) ، خطای لگاریتمی میانگین مربع (RMSLE) ، درصد تعصب (PB) و ضریب تعیین (R 2) ، دقت درتکنیک های مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفت ، همانطور که در معادلات (4) - (8) ارائه شده است:

جایی که x_iو Z_iمقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده در مکان را مشخص کنید ، N مخفف تعداد نقاط در گروه اعتبار سنجی است ، و X ¯ میانگین x را نشان می دهد_iوادMAE و RMSE اغلب برای ارزیابی عملکرد مدل ها استفاده می شوند. اگر شاخص های فوق الذکر در هنگام محاسبه نزدیک شوند ، مدل به درستی متناسب است. سرب (٪) میانگین تمایل به مقادیر پیش بینی شده بزرگتر/کوچکتر از مقادیر مشاهده شده است [36]. R 2 خط متناسب است که توضیح می دهد که کدام درجه مدل را به مجموعه داده متناسب می کند [37].

3. نتایج و بحث

3. 1اندازه گیری فعالیت

در این مطالعه، غلظت رادون و تورون در 78 خانه در یک زمان کلی 90 روز (45 روز در تابستان و زمستان) با استفاده از آشکارساز RADUET بررسی شد. توزیع فراوانی رادون و تورون داخلی برای 78 خانه ارزیابی شده در مشهد در طول دو فصل در شکل 2 نشان داده شده است. علاوه بر این، مقایسه ای بین توزیع نرمال و توزیع لگ نرمال داده ها نیز در شکل 3 نشان داده شده است. غلظت 222 Rn و 220 Rn در زمستان از 11 ± 75 تا 24 ± 376 Bq·m-3 با میانگین 150 ± 19 Bq·m-3 و از زیر حد پایین تشخیص (LLD) تا 166 ± 166 متغیر بود. 10 Bq·m-3 با مقدار میانگین 66 ± 8 Bq m-3، به ترتیب. در مورد تابستان، غلظت های 222 Rn و 220 Rn داخلی از 11 ± 50 تا 24 ± 305 Bq·m-3 با میانگین 114 ± 18 Bq·m-3 و از زیر LLD تا 122 ± متغیر بود. 10 Bq·m-3 با مقدار میانگین 48 ± 6 Bq m-3، به ترتیب. علاوه بر این، میانگین سالانه غلظت 222 Rn و 220 Rn داخلی در مناطق مورد مطالعه به ترتیب 132 ± 19 Bq·m-3 و 58 ± 58 Bqm-3 بود. منبع اصلی 222 Rn داخلی از نفوذ گاز خاک، مصالح ساختمانی و تهویه سرچشمه می گیرد [4]. در همین حال، در زمستان های سرد، ساکنان از گاز طبیعی استفاده می کنند و همه دریچه ها را می بندند و باعث تجمع رادون در خانه ها می شوند.

سازمان های جهانی مانند ICRP، WHO، و آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) دستورالعمل های مختلفی را برای قرار گرفتن در معرض رادون توصیه کرده اند [1،4،33،38،39]. میانگین سالانه غلظت رادون داخلی کمتر از مقادیر توصیه شده (300 Bqm-3) است که توسط ICRP در سال 2010 ارائه شده است. در مقایسه با میانگین هندسی جهانی (GM) 37 Bq·m-3 (انحراف استاندارد هندسی (GSD) = 2. 2) که توسط UNSCEAR در سال 2000 گزارش شده است، رادون داخلی در شهر مشهد تقریباً 4 برابر (139. 68 Bqm) است.-3) و تقریباً 3 برابر (105. 8 Bq m-3) بیشتر از میانگین جهانی در زمستان و تابستان به ترتیب. همچنین مشخص شد که در طول زمستان و تابستان، غلظت رادون داخلی در 31٪ و 20٪ از خانه ها بالاتر از سطح مرجع 148 Bq·m-3 بود که توسط EPA ایالات متحده در سال 2003 توصیه شده بود.

نمودار شکل 4 همبستگی بین غلظت 222 Rn و 220 Rn را برای خانه های مورد بررسی در مشهد نشان می دهد. با توجه به رابطه بین غلظت رادون و تورون، هیچ ارتباط واضح و قوی بین غلظت تورون مشاهده نشد و غلظت تورون از اطلاعات گسترده موجود در مورد رادون قابل پیش بینی نیست. با این حال، غلظت رادون و تورون در داخل ساختمان ممکن است مستقیماً به فعالیت 226 Ra و 232 Th (228 Th) در مصالح ساختمانی بستگی داشته باشد، زمین مسیر اصلی ورود رادون در خانه ها است. بنابراین، می توان گفت که محتوای هر دو Rn 222 و Rn 220 به مصالح ساختمانی و ترکیب خاک بستگی دارد.

همانطور که قبلاً گفته شد، منبع اصلی Rn 222 داخلی از نفوذ گاز خاک سرچشمه می گیرد، غلظت 222 Rn در گاز خاک مناطق مختلف مشهد با استفاده از روش غیرفعال مبتنی بر آشکارسازهای CR-39 در تابستان که رطوبت و بارندگی خاک وجود دارد اندازه گیری شد. کم هستند. به منظور تعیین غلظت گاز رادون خاک، تنها 36 دزیمتر NRPB از جایی که راه اندازی شده بودند، بازیابی شد، در حالی که 6 دزیمتر باقی مانده گم شده در نظر گرفته شد. شکل 5 هیستوگرام غلظت گاز رادون خاک در مشهد را در تابستان نشان می دهد. غلظت رادون گاز خاک ثبت شده در منطقه مورد مطالعه در محدوده 0. 28 ± 1. 07 تا 0. 65 ± 8. 02 kBq · m-3 با مقدار متوسط 3. 07 ± 1. 09 kBq m-3 قرار گرفت. همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است، غلظت فعالیت 222 Rn از مکانی به مکان دیگر متفاوت است، که احتمالاً به دلیل ویژگی های زمین شناسی فیزیکی انواع خاک مورد مطالعه، تفاوت های توپوگرافی و همچنین ژئومورفولوژی و شرایط هواشناسی منطقه است. میانگین غلظت رادون در هر دو گاز خاک و محیط داخلی به ترتیب حداقل و حداکثر مقدار در همان منطقه است. علاوه بر این، همبستگی بین غلظت رادون داخلی و گاز رادون خاک برای مناطق مورد مطالعه در شکل 6 نشان داده شده است.

توزیع عادی داده ها با استفاده از آزمون Kolmogoro v-Smiov بررسی شد. با توجه به فرض عادی بودن در فرضیه تهی آزمون Kolmogoro v-Smiov ، مقدار احتمال ( P-Value) در تمام آزمایشات کمتر از 1 ٪ بود. بنابراین ، توزیع نرمال غلظت رادون و تورن در هر یک از زیرزمین های زیر رد شد. در این مطالعه ، با استفاده از آزمون غیر پارامتری Kruska l-Wallis با تجزیه و تحلیل تعقیبی Dunn ، فرضیه تهی ، به دلیل عدم وجود تفاوت آماری معنی داری در غلظت متوسط گاز ، رد شد. بنابراین ، فصل و نوع گاز بر غلظت گاز تأثیر می گذارد ( P-Value<0.05). The difference in radon concentrations between well-ventilated and poorly ventilated dwellings was statistically significant ( p <0.05). It was assumed that houses with natural ventilation are poorly ventilated and houses mechanical ventilation systems are well-ventilated houses. The finding indicates that the radon concentration is lower for well-ventilated dwellings compared to poorly ventilated ones. The results of this study are consistent with others that have been conducted conceing this topic [40,41,42]. Because the level of indoor radon concentration depends on the degree of indoor ventilation, moreover, in well-ventilated dwellings, radon can easily escape and does not accumulate inside, meaning indoor radon concentrations are less high in well-ventilated dwellings compared to in poorly ventilated ones [40].

جدول 1 آمار توصیفی را نشان می دهد که ناشی از اندازه گیری غلظت رادون داخلی و تورن در 78 خانه مورد مطالعه در مشهاد در طی دو فصل در نظر گرفته شده است. علاوه بر این ، نتایج نشان می دهد که تنوع فصلی در غلظت رادون داخلی و تورن ، که در زمستان بیشتر از تابستان بود ، نشان می دهد. این امر به این دلیل است که درها و پنجره های مسکونی بیشتر اوقات در زمستان در مقایسه با تابستان بسته می شوند ، از این رو تهویه در زمستان فقیرتر است. نسبت زمستان به تابستان در مورد غلظت رادون و تورن داخلی نیز برای 78 خانه مورد مطالعه ایجاد شده است. این نسبت غلظت رادون داخلی از 1. 23 به 1. 48 با مقدار متوسط 1. 31 متغیر بود. با توجه به غلظت داخلی تورن ، میانگین این نسبت مشابه ، در 1. 36 بود. دلیل رفتار ناهمگن تغییرات فصلی در غلظت 222 RN و 220 RN ممکن است این باشد که منبع 220 RN عمدتا به غلظت 232 TH (228 TH) در مصالح ساختمانی محدود می شود ، در حالی که در مورد رادون ، غلظت زمین استعلاوه بر این در نظر گرفته شده است. بنابراین ، در تابستان به دلیل نرخ زیاد نرخ ارز ، به عنوان مثال ، با استفاده از یک دستگاه تهویه یا پنجره های باز ، غلظت هر دو 220 RN و 222 RN کاهش می یابد ، در حالی که در زمستان از آنجا که نرخ ارز هوا پایین تر از تابستان است ، غلظت 220RN و 222 RN ساخته شده اند اما از آنجا که منبع داخلی 222 RN هر دو زمین و مصالح ساختمانی است نه تنها منبع 220 RN به عنوان مصالح ساختمانی ، تغییر فصلی غلظت تورن داخلی کمتر از رادون داخلی است.

مقایسه غلظت رادون در گاز خاک تحت بررسی با موارد گزارش شده در سایر کشورها نیز در جدول 2 آورده شده است. به وضوح می توان دریافت که غلظت رادون در نمونه های خاک از منطقه Sri Ganganagar و ایالت شمالی راجستان در هند ،شهر نجف در عراق و یمن با کار فعلی موافق هستند. می توان نتیجه گرفت که خاک در مشهاد بدون ایجاد خطرات سلامتی برای ساخت و ساز مناسب است.

3. 2دوز تابش و ارزیابی ریسک

در این مطالعه ، میانگین غلظت رادون در تابستان و زمستان فرض می شود که غلظت متوسط سالانه رادون است. دوز مؤثر سالانه مربوطه از استنشاق رادون و تورون به عنوان 5/0 ms 7/3 میلی ولت سا ل-1 محاسبه شد. دوز مؤثر متعهد از رادون داخلی و تورن از 2. 11 تا 9. 73 msv yr −1 با میانگین 4. 22 msv y r-1 برای زمستان متغیر است ، و 1. 51 تا 7. 92 msv y r-1 با میانگین ارزش 3. 14 msvy r-1 برای تابستان. مشاهده می شود که دوزهای مؤثر متعهد در زمستان در مقایسه با تابستان بیشتر بود. خطر ابتلا به سرطان بیش از حد سرطان و موارد سرطان ریه در هر میلیون نفر نیز به ترتیب 14. 1 و 65. 4 محاسبه شد.

طبق گزارش WHO در سال 2009 ، خطر ابتلا به سرطان ریه 16 ٪ در هر 100 BQ · M-3 در غلظت رادون (میانگین طولانی مدت) افزایش می یابد [4]. بنابراین ، رابطه پاسخ دوز خطی است ، یعنی خطر سرطان ریه متناسب با قرار گرفتن در معرض رادون است [4]. با این وجود ، براساس گزارشی که توسط مرکز بهداشت وزارت بهداشت در مدیریت بیماری در ایران تهیه شده است ، سرطان سومین علت مهم مرگ پس از تصادفات ترافیکی جاده ای و مرگ و میر قلبی عروقی است. در سال 2019 ، Roshandel و همکاران. گزارش شده است که میزان استاندارد سن (ASR) سرطان ریه به ترتیب 127 و 52. 1 در 100000 مرد و زن ایرانی بود [52]. در مورد استان رضوی خراسان ، ASR به ترتیب 121. 2 و 54. 0 در 100000 مرد و زن ایرانی بود. بنابراین ، میانگین خطر بیش از حد سالانه به دلیل استنشاق رادون در مشهاد 14/100000 است ، یعنی کمتر از میزان مرگ و میر در سن از سرطان در مشهاد. از این رو ، قرار گرفتن در معرض رادون داخلی تقریباً 12 ٪ از مرگ و میر سرطان ریه در این شهر را بر عهده دارد ، که نزدیک به تخمین های WHO در سال 2009 از نسبت جهانی سرطان ریه به دلیل رادون (3-14 ٪) است.

با توجه به میانگین مقادیر بیش از حد خطر سالانه با مقایسه خطرات رادیولوژیکی محلی با داده های ملی بروز سرطان، می توان نتیجه گرفت که خطرات محلی افزایش می یابند اما لزوماً نماینده شهر به عنوان یک کل نیستند. این ارزیابی خطر تشعشع باید با احتیاط در نظر گرفته شود زیرا اندازه گیری های رادون به اندازه کافی نماینده منطقه مورد بررسی نیست. علاوه بر این، محاسبات انجام شده با استفاده از داده های ICRP فقط یک نمای کلی از خطر و مقایسه با نرخ ملی بروز سرطان ارائه می دهد. بنابراین، اندازه گیری های گسترده برای مقایسه قابل اعتماد مورد نیاز است.

همچنین اندازه گیری میزان تشعشعات طبیعی در هر منطقه ضروری است زیرا این امر می تواند مناسب بودن محیط را برای یک سبک زندگی سالم تعیین کند. نرخ تابش گامای داخلی و خارجی در هوای 1 متر بالاتر از سطح زمین ناشی از رادیونوکلئیدهای زمینی و پرتوهای کیهانی در مشهد به ترتیب 155. 73 ± 13. 92 nGy h-1 و 126. 15 ± 15. 66 nGy h-1 است [8]. با استفاده از یک ضریب تبدیل تعیین شده به عنوان 0. 7 Sv Gy-1، تبدیل دوزهای جذب شده به دوزهای موثر [1]، نرخ دوز موثر سالانه داخلی و خارجی عموم مردم از قرار گرفتن در معرض گاما 0. 08 ± 0. 95 و mSv 0. 09 ± 0. 77 سال بود.-1. بنابراین، با مقایسه این مقادیر با دوزهای موثر سالیانه مربوطه از استنشاق رادون و تورون (mSv 0. 5 ± 3. 7 yr-1)، می توان نتیجه گرفت که بیشتر دوزهای دریافتی در داخل خانه در منازل مورد مطالعه در شهر مشهد ازاستنشاق رادون و تورون (حدود 79 درصد از کل دوز). مقایسه غلظت رادون داخلی و ارزیابی ریسک تشعشع تحت بررسی، با موارد گزارش شده در سایر شهرهای ایران نیز در جدول 3 ارائه شده است.

3. 3. نقشه توزیع فضایی غلظت رادون داخلی

تکنیک های وزن دهی فاصله (IDW) و کریجینگ معمولی (OK) که به عنوان تکنیک های کریجینگ شناخته می شوند، به فاصله بین دو نقطه، یعنی مشاهده و تخمین در درون یابی بستگی دارند. IDW سهم نقاط مشاهده شده را در درونیابی تخمینی با توجه به این فاصله به تنهایی وزن کرد. از طرف دیگر، OK همبستگی بین نقاط را در نظر می گیرد و یک تابع اولیه، یعنی کوواریانس یا واریوگرام را تشکیل می دهد که می تواند به طور تکراری به روز شود.

نقشه توزیع فضایی غلظت رادون داخلی در مسکن مشهاد در شکل 7 توسط تکنیک های مختلف درون یابی ، به عنوان مثال ، IDW ، OK و Kriging تجربی Bayesian (EBK) با ابعاد 1 کیلومتر 1 کیلومتر با استفاده از نسخه ArcGIS نرم افزار ترسیم شده است. 10. 7. بر این اساس ، غلظت رادون در مناطق مسکونی شرقی پایین تر از مقادیر استاندارد بود و در مناطق مرکزی و جنوبی نیز بالاتر بود. با این وجود ، هنگامی که همبستگی مکانی بین سلول ها در نظر گرفته شد ، پیش بینی های مربوط به غلظت رادون با استفاده از روش های مختلف از 65 تا 260 bq m-3 متغیر است. این مقادیر ممکن است واقع بینانه تر و شبیه به مقادیر متوسط موجود در برخی از خانه های منطقه باشد.

Moreover, the accuracies of the various techniques applied according to five indicators are given in Table 4. IDW, which predicts unknown values using known values conceing their distance, was proven to be more suitable for predicting mean indoor radon concentrations over grids with the dimensions of 1 km × 1 km (i.e., arithmetic mean, ground floor), due to the lower MAE and RMSLE values of 28.159 and 0.01210, respectively, in addition to a lower bias, 20.069 to be exact. However, all mentioned models have a tendency to overestimate bias (PB>0)علاوه بر این ، مدل با R 2 بالاتر IDW است ، که نشان می دهد این مدل متناسب با داده ها بهتر است.

4. نتیجه گیری

برای برآورد تأثیر رادون و تورن داخلی بر روی مسکونی و همچنین توسعه و اجرای اقتصادی ترین روش برای کاهش قرار گرفتن در معرض رادون با استفاده از نقشه رادون ، این مقاله غلظت رادون داخلی و تورن اندازه گیری شده در 78 خانه و همچنین غلظت رادون گاز خاک را ارائه می دهد. در مناطق مختلف مشهاد ، ایران در تابستان و زمستان. از آنجا که میانگین غلظت رادون در تابستان و زمستان فرض می شود غلظت سالانه رادون سالانه در این مطالعه ، میانگین غلظت سالانه رادون داخلی و ثورن به ترتیب 19 13 132 و 7 58 58 BQ M-3 محاسبه می شود. وادغلظت رادون گاز خاک نیز از 0. 28 ± 1. 07 تا 0. 65 kbq · m-m -3 با میانگین مقدار 1. 09 kbq · m-m -3 در طول تابستان متغیر بود.

دوز مؤثر سالانه مربوطه از استنشاق رادون و تورون به عنوان 5/0 ms 7 میلی ولت در سا ل-1 محاسبه شد. پس از آن ، خطر اضافی سرطان در طول عمر 14. 13 محاسبه شد. از این رو ، قرار گرفتن در معرض رادون سرپوشیده ، تقریباً 12 ٪ از مرگ و میر سرطان ریه در مشهاد را بر عهده دارد ، که نزدیک به تخمین های WHO از نسبت جهانی سرطان ریه به دلیل رادون (3-14 ٪) است. با مقایسه میزان دوز مؤثر سالانه از قرار گرفتن در معرض گاما با دوز مؤثر سالانه از استنشاق رادون و تورن ، نتیجه گیری شد که بیشتر دوز دریافت شده در داخل خانه های مورد مطالعه در مشهاد ، تقریباً 79 ٪ از کل دوز ، منشأاستنشاق رادون و تورن.

از آنجا که مناطق پرخطر را می توان در نقشه های رادون تشخیص داد ، که برای هدف قرار دادن صاحبخانه ها و صنعت ساختمان مفید هستند ، یک نقشه رادون داخلی با استفاده از نرم افزار ArcGIS بر روی یک شبکه با ابعاد 1 کیلومتر × 1 کیلومتر با استفاده از سه تکنیک درون یابی ایجاد شد. از میانگین حسابی بر روی سلولهای شبکه برای پیش بینی میانگین غلظت رادون داخلی در سطح طبقه همکف ساختمانها در سلولهای شبکه استفاده شد که در آن هیچ داده ای در دسترس نبود. ثابت شد که تکنیک IDW برای پیش بینی میانگین غلظت رادون داخلی بر روی شبکه ها با ابعاد 1 کیلومتر × 1 کیلومتر مناسب است.

علاوه بر نتایج و با توجه به تأثیرات قابل توجه سلامتی رادون و تورون ، امید است که هر دو گاز رادون و خار در ایران به طور جدی مورد مطالعه قرار گیرند و این تکنیک ها و همچنین روشهای مکمل برای به حداقل رساندن غلظت آن استفاده می شود. توصیه می شود غلظت گاز رادون در کلیه مناطق کشور توسط دستگاههای متعددی که توسط سازمان انرژی اتمی ایران (AEOI) تهیه شده است ، اندازه گیری شود. در نتیجه ، می توان نقشه رادون ایران را برای برآورد غلظت و تعداد بروز ناشی از رادون ناشی از سرطان ، و همچنین تصمیم گیری در مورد چگونگی توزیع جمعیت ، تهیه کرد. این امر به کاهش تعداد موارد سرطان ریه و سایر مشکلات بهداشتی ناشی از رادون کمک می کند.

کمک های نویسنده

مفهوم سازی ، M. A. ، A. S. ، و T. K. ؛روش شناسی ، M. A. ، A. S. ، و T. K. ؛نرم افزار ، M. A. و M. I. ؛اعتبار سنجی ، M. A. ، A. S. ، T. K. ، و S. C. ؛تجزیه و تحلیل رسمی ، M. A. ، A. S. ؛تحقیقات ، M. A. ، A. S. ، و T. K. ؛منابع ، T. K. ؛درمان داده ها ، T. K. و S. C. ؛نوشتن - پیش نویس آماده سازی ، M. A. ؛نوشتن - بررسی و ویرایش ، M. A. ، A. S. ، S. C. ، و T. K. ؛تجسم ، M. A. و A. S. ؛نظارت ، T. K. ؛مدیریت پروژه ، T. K. ؛کسب بودجه ، T. K. همه نویسندگان نسخه منتشر شده نسخه خطی را خوانده و موافقت کرده اند.

منابع مالی

این کار توسط پروژه TKP2020-IKA-07 تأمین شده است که تحت برنامه تعالی موضوعی 2020-4. 1. 1-TKP2020 توسط صندوق ملی تحقیقات ، توسعه و نوآوری مجارستان و توسط تحقیقات ملی مجارستان Okta Grant No. K128805 و K128818 تأمین شده است.