一种放射性核素污染场地食入途径风险评估方法及系统与流程

1.本发明属于辐射防护风险评价领域，具体涉及一种放射性核素污染场地食入途径风险评估方法及系统。


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。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并确认其置信度。


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食入途径风险评估方法及系统，以建立放射性污染场地基于概率论的风险评估方法。
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食入途径风险评估方法，包括步骤：建立剂量评价模型；统计食入途径环境转移系数的相关参数；建立食入途径环境转移系数相关参数的概率分布函数；形成食入途径剂量风险评估模型。
6.进一步，所述剂量评价模型选择确定论的风险评估模式。
7.进一步，食入途径环境转移系数的相关参数包括面积修正系数、食入途径覆盖和深度修正系数、食谱系数以及核素在食物/土壤中的浓度比。
8.进一步，采用三角模糊函数来表示所述食入途径环境转移系数的隶属度。
9.进一步，所述隶属度函数表示为：
[0010][0011]
其中，a，b，c分别是最小值、最可能取值和最大值。
[0012]
进一步，所述食入途径环境转移系数相关参数的概率分布函数为：
[0013][0014]
其中，a，b，c分别对应所述统计食入途径环境转移系数的相关参数后的最大值、期望值以及最小值。
[0015]
进一步，所述形成食入途径剂量风险评估模型时，使用蒙特卡罗方法对每个参数分别模拟生成随机数，从而得到环境转移系数的概率密度分布函数：
[0016][0017]
其中，etf
ij
(t)为第j种核素在时间t时的环境转移系数；ij表示初始时刻时，由存在于污染土壤中的母体核素i的衰变所形成的子体核素j；f为相关途径的污染土壤面积修正系数；fcd(t)为覆盖和深度修正系数；df为食谱系数；fdr
ijk
(t)为在时间t，核素j在食物/土壤中的浓度比。
[0018]
进一步，在使用蒙特卡罗方法对每个参数分别模拟生成随机数时，按10000次、100000次以及1000000次计算考虑。
[0019]
进一步，所述食入途径剂量风险评估模型为：
[0020]
dsri＝dcfi×
etf
ij
×
sfi[0021]
其中，dcfi为剂量转换系数；etf
ij
为环境转移系数；sfi为源特性修正系数。
[0022]
本发明还提供一种放射性核素污染场地食入途径风险评估系统，包括：剂量评价模型生成单元，用于建立剂量评价模型；统计单元，用于统计食入途径环境转移系数的相关参数；概率分布函数生成单元，用于建立食入途径环境转移系数相关参数的概率分布函数；评价单元，用于形成食入途径剂量风险评估模型。
[0023]
本发明的效果在于：通过调研国外放射性污染场地风险评估的方法模型，对比分析选择使用范围广、成熟度高的确定论模式，选择影响较大的陆生植物、肉类、奶食入途径，研究面积修正系数、陆生植物、肉类、奶食入途径覆盖和深度修正系数、食谱系数以及核素在食物/土壤中的浓度比的概率分布函数，从而得到陆生植物、肉类、奶食入途径的环境转移系数的概率分布函数，最终求得陆生植物、肉类、奶食入途径基于概率分布的剂量值并确认置信区间，为公众所受剂量评估奠定基础。
附图说明
[0024]
图1是本发明中一种放射性核素污染场地食入途径风险评估方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
[0026]
如图1所示，本发明提出了一种放射性核素污染场地食入途径风险评估方法包括步骤：
[0027]
s1，建立剂量评价模型；
[0028]
具体的，调研美国、法国、日本等国家以及iaea放射性污染场地风险评估的方法模型，经对比分析，筛选使用范围广与成熟度高的模式方法，结合我国放射性污染场地特点，选择一种确定论的风险评估模式。
[0029]
可以理解，在部分实施例中，具体的剂量评价模型可视实际情况而定。
[0030]
s2，统计食入途径环境转移系数的相关参数；
[0031]
具体的，食入途径环境转移系数的相关参数包括面积修正系数(fa)、陆生植物、肉类、奶食入途径覆盖和深度修正系数(fcd(t))、食谱系数(dfk)以及核素在食物/土壤中的浓度比(fsr
ijk
(t))。
[0032]
通过调研国内外关于陆生植物、肉类、奶食入途径环境转移系数相关参数面积修正系数(fa)、陆生植物、肉类、奶食入途径覆盖和深度修正系数(fcd(t))、食谱系数(dfk)以及核素在食物/土壤中的浓度比(fsr
ijk
(t))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，整理归纳、统计分析后，给出如下格式结果，见表1。
[0033][0034][0035]
表1食入途径风险评价中环境转移系数相关参数取值情况
[0036]
s3，建立食入途径环境转移系数相关参数的概率分布函数；
[0037]
具体的，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参考函数处理，因此本实施例中采用三角模糊数来表示陆生植物、肉类、奶食入途径环境转移系数的隶属度。三角模糊数的定义为:设在实数域r上的一个模糊数a，定义一个隶属函数μ(x)，x∈r，隶属函数μ(x)表示为:
[0038][0039]
称a为规范的三角模糊数，记作a＝(a，b，c)，其中a、b、c分别是最小值、最可能取值和最大值。当a＝b＝c时a为一个确定的实数。
[0040]
据式(1)可知，通过模糊分布除以与x轴围成的面积(c-a)/2，最终得到a的可能性概率密度函数:
[0041][0042]
将陆生植物、肉类、奶食入途径环境转移系数相关参数统计后的最大值、期望值以及最小值，分别对应a，b，c，建立各参数的概率密度分布函数。
[0043]
s4，形成食入途径剂量风险评估模型；
[0044]
具体的，根据环境转移系数相关参数的概率密度分布函数，使用蒙特卡罗方法对每个参数分别模拟生成随机数，得到环境转移系数的概率密度分布函数：
[0045]
etf
ij
(t)＝fa
×
fcd(t)
×
∑k(dfk×
fdr
ijk
(t))(3)
[0046]
其中，etf
ij
(t)为第j种核素在时间t时的环境转移系数，g/a；ij表示初始时刻(t＝0)时，由存在于污染土壤中的母体核素i的衰变所形成的子体核素j；fa为相关途径的污染土壤面积修正系数；fcd(t)为覆盖和深度修正系数；dfk为食谱系数，即第k类食物通过相关食物途径的年消费量，g/a；fdr
ijk
(t)为在时间t，核素j在食物/土壤中的浓度比。
[0047]
可以理解，在使用蒙特卡罗方法对每个参数分别模拟生成随机数时，按10000次、100000次以及1000000次计算考虑，以对比分析减少误差。
[0048]
根据陆生植物、肉类、奶食入途径环境转移系数的概率密度分布函数，计算土壤中单位浓度的核素i所产生的剂量(dsri)，建立放射性污染场地陆生植物、肉类、奶食入途径风险评估模型：
[0049]
dsri＝dcfi×
etf
ij
×
sfi(4)
[0050]
其中，dcfi为剂量转换系数；etf
ij
为环境转移系数；sfi为源特性修正系数。根据食入途径风险评估模型，即可计算土壤中单位浓度对应核素所产生的剂量。
[0051]
本发明还提供一种放射性核素污染场地食入途径风险评估系统，其包括：
[0052]
剂量评价模型生成单元，用于建立剂量评价模型；
[0053]
统计单元，用于统计食入途径环境转移系数的相关参数；
[0054]
概率分布函数生成单元，用于建立食入途径环境转移系数相关参数的概率分布函数；
[0055]
评价单元，用于形成食入途径剂量风险评估模型。
[0056]
通过上述实施例可以看出，本发明的有益效果在于：通过调研国外放射性污染场地风险评估的方法模型，对比分析选择使用范围广、成熟度高的确定论模式，选择影响较大的陆生植物、肉类、奶食入途径，研究面积修正系数、陆生植物、肉类、奶食入途径覆盖和深度修正系数、食谱系数以及核素在食物/土壤中的浓度比的概率分布函数，从而得到陆生植物、肉类、奶食入途径的环境转移系数的概率分布函数，最终求得陆生植物、肉类、奶食入途径基于概率分布的剂量值并确认置信区间，为公众所受剂量评估奠定基础。
[0057]
本发明所述的方法及系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。