Радиационный риск при облучении радоном в жилищах(Автореферат)

На правах рукописи

Кирдин Иван Александрович

РАДИАЦИОННЫЙ РИСК ПРИ ОБЛУЧЕНИИ РАДОНОМ В ЖИЛИЩАХ Специальность 03.00.16 – «Экология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Екатеринбург – 2003

Работа выполнена в Институте промышленной экологии Уральского отделения Российской Академии наук. Научный руководитель Лауреат Государственной Премии РФ в области науки и техники, доктор физико-математических наук, профессор Чуканов В.Н. Научный консультант кандидат физико-математических наук Жуковский М.В. Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Оконечников А.П. кандидат физико-математических наук Воробьева М.И. Ведущая организация: Южно-Уральский институт Биофизики Минздрава РФ Защита состоится «____» июня 2003 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета К 004.014.01 в Институте промышленной экологии УрО РАН по адресу: 620219, Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 20А. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института промышленной экологии УрО РАН.

Автореферат разослан «____» мая 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н. Медведев А.Н.

2

Актуальность темы. Радиоактивный газ радон из почвы и материалов строительных конструкций зданий поступает в жилища и становится источником облучения населения. Вдыхание короткоживущих дочерних продуктов распада (ДПР) изотопов радона с последующим их отложением вдоль стенок различных дыхательных путей бронхиального дерева – основной путь облучения легких. Главным источником данных о вреде здоровью от облучения радоном до настоящего времени являлись результаты исследований когорт шахтеров урановых рудников. На основании результатов этих исследований были разработаны модели радиационного риска рака легкого. Для описания риска рака легкого при облучении ДПР радона в жилищах используются различные экстраполяционные модели. Они основываются на экстраполяции данных о зависимости доза-эффект из области высоких в область малых экспозиций и доз облучения. Это вносит значительную погрешность в оценку радиационного риска. Хотя и существует определенная сходимость результатов когортных исследований шахтеров и прямых эпидемиологических исследований по принципу случай-контроль, в обоих случаях разброс оценок показателей радиационного риска остается достаточно широким. Единственный способ более корректной оценки риска рака легкого при облучении радоном в жилищах – создание усовершенствованной модели риска на основании обобщения и анализа наиболее полного и современного набора данных по эпидемиологическим исследованиям индуцированного радоном рака легкого. Это должно сузить границы неопределенностей оценок риска, присущих имеющимся в настоящее время методам. Основной

целью

настоящей

диссертационной

работы

является

исследование риска возникновения рака легкого при облучении радоном в жилищах.

3

Задачи исследования: 1. Установить вид и оценить параметры зависимости доза-эффект при облучении населения ДПР радона на основании прямых эпидемиологических исследований. 2. Разработать модель радиационного риска рака легкого при облучении населения радоном, используя наиболее современные эпидемиологические данные. 3.

Оценить

значение

коэффициента

перехода

от

эквивалентной

равновесной объемной активности (ЭРОА) радона к эффективной дозе, используя условный дозовый переход и разработанную модель радиационного риска рака легкого. 4. Рассчитать значения показателей радиационного риска рака легкого для населения Свердловской области. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Зависимость риска рака легкого при продолжительном облучении радоном в жилищах от среднегодовой объемной активности (ОА) радона соответствует беспороговой концепции и описывается линейной функцией при ОА

радона

выше

75

Бк/м3.

Результаты

мета-анализа

современных

эпидемиологических исследований не дают оснований для отказа от линейной беспороговой концепции доза-эффект при ОА радона ниже 75 Бк/м3. 2. Модель риска рака легкого при облучении радоном в жилищах, разработанная на основании обобщенного анализа прямых эпидемиологических исследований, позволяет проводить более адекватные оценки радиационного риска, чем модель, основанная на экстраполяции данных эпидемиологических исследований шахтеров. 3. Атрибутивный риск рака легкого, рассчитанный с использованием предложенной модели, при пожизненном облучении радоном населения Свердловской области равен 14%. Предотвращаемый атрибутивный риск рака легкого для уровней ЭРОА радона выше 100 Бк/м3 равен 3,2%. 4

Достоверность результатов исследования определяется: использованием при

проведении

измерений

метрологически

аттестованных

методик

и

оборудования; использованием современных методов обработки и анализа данных;

сопоставимостью

результатами

полученных

эпидемиологических

результатов

исследований

с

существующими

когорт

шахтеров,

подвергавшихся облучению высокими уровнями радона. Научная новизна: 1.

На

основе

обобщающего

анализа

наиболее

полного

набора

эпидемиологических данных о связи рака легкого и облучения населения радоном впервые подтвержден отрицательный эффект для здоровья типичных уровней радона, встречающихся в жилищах. Значительно расширен диапазон экспозиции по радону, в котором можно уверенно использовать линейную зависимость доза-эффект для прогнозирования радиационного риска рака легкого. 2.

Разработана модель риска рака легкого при облучении населения ДПР

радона, принципиально отличающаяся от моделей экстраполяции риска тем, что она основана на результатах прямых эпидемиологических исследований в жилищах. 3.

На основе анализа эпидемиологических исследований в жилищах путем

условного дозового перехода рассчитаны численные значения коэффициента перехода от экспозиции по ДПР радона в жилищах к эффективной дозе. Практическая значимость работы: 1.

Разработанная модель применима к оценке показателей риска рака

легкого при облучении ДПР изотопов радона в жилищах для населения любых регионов с учетом их медико-демографических характеристик. 2.

Полученные зависимости показателей риска рака легкого от уровней

радона можно использовать при планировании мероприятий по обеспечению радиационной безопасности и управлении радиационными рисками. 5

3.

На основе полученных моделей радиационного риска рака легкого

рассчитаны показатели радиационного риска для населения Свердловской области. 4.

Показано, что облучение при ЭРОА изотопов радона 100 и 200 Бк/м3,

установленных в НРБ-99, обуславливает увеличение заболеваемости раком легкого в 1,5 и 1,9 раза соответственно по сравнению со спонтанной заболеваемостью, что свидетельствует об оправданности выбора таких предельных уровней при нормировании. Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конгрессе «Radiation Protection and Health» (2001 г., Дубровник, Хорватия), IV Съезде по радиационным исследованиям (2001 г., Москва), международной конференции «Сахаровские чтения 2002 года: экологические проблемы XXI века» (2002 г., Минск, Белоруссия), международном симпозиуме «Natural Radiation Environment» (2002 г., Родос, Греция), 47-й ежегодной конференции «Health Physics Society» (2002 г., Тампа, Флорида, США), десятом экологическом симпозиуме «Урал атомный, Урал промышленный» (2002 г., оз. Сунгуль), научной конференции «Гигиенические, дозиметрические и медикобиологические аспекты отдаленных эффектов хронического облучения» (2003 г., Озерск). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ (4 статьи и 7 тезисов докладов), в том числе 4 за рубежом. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и библиографического списка, изложенных на 115 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков, 28 таблиц, 14 формул и библиографический список (69 источников, из них 19 на русском и 50 на иностранных языках).

6

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Подходы к оценке радиационного риска рака легкого В главе рассмотрены существующие подходы к оценке риска рака легкого при облучении ДПР радона в жилищах. Отмечено, что самым прямым из них является подход, основанный на эпидемиологических исследованиях по принципу случай-контроль. Одной из работ, где проведен наиболее полный анализ подходов к оценке радиационного риска рака легкого, является Публикация 65 Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ), где предложены различные модели экстраполяции риска. Предпочтение отдается мультипликативным моделям

экстраполяции

риска,

где

предполагается

корреляция

между

дополнительной возраст-специфической частотой возникновения рака легкого, вызванной предшествующим облучением, и нормальной базовой частотой возникновения рака легкого в достигнутом возрасте. В Публикации МКРЗ 65 впервые на официальном уровне признана нецелесообразность использования дозиметрической модели респираторного тракта человека для оценки и контроля облучения ДПР радона. Переход от экспозиции по ДПР радона к эффективной дозе основывается исключительно на эпидемиологических последствиях облучения и осуществляется путем условного дозового перехода. Это

предполагает

прямое

сравнение

ущерба,

связанного

с

единицей

эффективной дозы, с ущербом, связанным с единицей экспозиции по радону. В главе также рассмотрен подход к оценке радиационного риска рака легкого Комитета по действию ионизирующего излучения Национального Совета США по научным исследованиям (BEIR VI). В Докладе BEIR VI Комитет отдает предпочтение результатам эпидемиологических исследований шахтеров, а не облучения радоном в жилищах. Разработанная Комитетом модель представляет дополнительный относительный риск как линейную функцию от облучения радоном. Модель является мультипликативной и беспороговой. 7

Проведен анализ значений коэффициентов перехода от экспозиции по ДПР радона к эффективной дозе, полученных различными способами. Показано, что нет достаточной ясности и обоснованности в выборе того или иного значения коэффициента дозового перехода. Проведен анализ результатов обследования уровней накопления радона в жилищах Свердловской области, выполненного ИПЭ УрО РАН. Полученные по результатам этого обследования характеристики и закономерности облучения позволяют оценить радиационный риск рака легкого для населения в регионе. Глава 2. Методы исследований Описаны методы определения уровней содержания радона в помещениях – аспирационные, интегральные, ретроспективные. Показано, что использование ретроспективных методов, в отличие от всех остальных, позволяет учитывать долгосрочные вариации радона в жилищах и реконструировать экспозицию по ДПР радона за большой промежуток времени, что необходимо при проведении эпидемиологических исследований. Проведен обзор методов эпидемиологических исследований. Один из таких методов – исследования по принципу случай-контроль. Эти исследования являются ретроспективными и широко применяются при оценке риска от облучения радоном в жилищах, т.к. они относительно просты в выполнении и экономичны, а также лишены неопределенностей, связанных с экстраполяцией оценок риска из области больших в область малых экспозиций. В таких исследованиях

формируется

заболеванием)

и

контрольная

основная группа

группа (лица

(лица без

с

исследуемым

заболевания).

Далее

производится сравнение этих групп в отношении возможной причины болезни. В итоге получается количественная оценка связи между воздействием фактора риска и развитием болезни. В главе описана методология проведения мета-анализа. Мета-анализ – это методика

объединения

результатов

различных 8

исследований

с

целью

получения суммарных статистических показателей. Мета-анализ позволяет увеличить точность оценки эффекта анализируемого воздействия. Глава 3. Исследования по принципу случай-контроль связи рака легкого и облучения радоном в городах Первоуральске и Карпинске Имевшийся в научной литературе объем данных по эпидемиологическим исследованиям по принципу случай-контроль связи рака легкого и облучения радоном был недостаточен для определения вида и параметров зависимости доза-эффект с приемлемой точностью. Поэтому в конце прошлого века в ряде стран, в том числе и в России, начался цикл подобных исследований. В России это были первые масштабные исследования. Они были проведены в городах Первоуральске (1998 г.) и Карпинске (2000 г.) Свердловской области Институтом промышленной экологии УрО РАН. Проведенные исследования позволили учесть особенности облучения населения Уральского региона и отработать методику исследований по принципу случай-контроль в конкретных условиях. Суммарный объем основной группы составил 323 человека, контрольной – 444. Произведена оценка зависимости доза-эффект путем расчета отношений шансов (ОШ) для определенных диапазонов ЭРОА радона. Зависимость дозаэффект для исследования в Карпинске показана на рис. 1. Для таких типичных уральских городов нельзя получить объем выборок, необходимый для корректной

оценки

зависимости

доза-эффект.

В

научной

литературе

предпринимаются попытки на основе анализа выборок подобного объема делать выводы о виде зависимости доза-эффект, что является некорректным для данной задачи. Поэтому целесообразно проведение объединенного анализа нескольких эпидемиологических исследований.

9

Рис.1. Зависимость доза-эффект для исследования в Карпинске Глава 4. Мета-анализ эпидемиологических исследований по принципу случай-контроль связи рака легкого и облучения радоном в жилищах В данной главе проведено исследование по определению вида и параметров зависимости доза-эффект по результатам мета-анализа двадцати одного эпидемиологического исследования по принципу случай-контроль риска рака легкого при облучении радоном в жилищах, проведенного к настоящему моменту в мире. Создана унифицированная база опубликованных данных. Суммарный объем основной группы составил 12 530 человек, суммарный объем контрольной группы – 21 916 человек. На основе анализа примененных методов измерения ОА радона, периода экспозиции детектора, периода восстановления экспозиции для каждого из исследований определяется вес исследования. Для этого по каждому из указанных

показателей

выставляется

балл.

Наиболее

высокий

балл

соответствует наилучшим методам и подходам к оценке экспозиции по радону. Вес исследования рассчитывается как сумма этих трех баллов. Полученные веса

в

дальнейшем

используются

характеристик.

10

для

расчета

средневзвешенных

Далее в главе описываются два подхода к обобщенному мета-анализу результатов эпидемиологических исследований. В соответствии с первым подходом рассчитывается распределение членов основной и контрольной групп каждого исследования по задаваемым диапазонам ОА радона. Преимуществом такого подхода является возможность объединять данные различных исследований по одинаковым произвольным интервалам ОА радона, а существенным недостатком является необходимость использования нескорректированных значений ОШ. Рассчитываются средневзвешенные значения ОШ (OR) в каждом диапазоне ОА радона. Взвешивание производится с учетом весов, приданных каждому исследованию, и с учетом доверительного интервала, рассчитанного для ОШ в каждом конкретном исследовании и диапазоне ОА радона. Расчет средневзвешенных значений отношения шансов ORw проводится по формуле: OR

w i

∑ (OR w W ) = , ∑w W i,k

i,k

k

k

i,k

(1)

k

k

где индекс k относит величину к одному из двадцати одного исследования, индекс i – к одному из диапазонов ОА радона, wi,k – взвешивающий коэффициент, обратно пропорциональный 95%-му доверительному интервалу ORi,k, Wk – вес, приданный каждому исследованию в целом. Результаты представлены на рис. 2. Для построения графика 2 и поиска параметров функции, описывающей зависимость доза-эффект, необходимо выбрать характерные значения ОА радона для каждого из диапазонов, в которых рассчитаны средневзвешенные ОШ. В качестве таких характерных значений выбраны средние значения ОА радона в обобщенной контрольной группе. Эти значения

рассчитаны

на

основании

предположения

о

логнормальном

распределении ОА радона в группе и с использованием проведенных оценок параметров распределения (среднее геометрическое 61 Бк/м3, стандартное отклонение логарифма ОА радона 0,97).

11

1,4

ORw

1,2

1

0,8 0

200

400

ОА радона, Бк/м

600 3

ORW c 95% доверительным интервалом U-образная зависимость

Рис. 2. Результаты изучения зависимости доза-эффект по первому подходу. Принято, что ОШ равно единице в диапазоне ОА радона 0-25 Бк/м3 Из рис. 2 видно, что в интервале ОА радона 25–75 Бк/м3 значения ОШ меньше единицы, т.е. зависимость доза-эффект отклоняется от линейной возрастающей и может быть описана U-образной функцией (2). Эта зависимость

построена

как

комбинация

двух

функций:

убывающей

экспоненциальной, отвечающей гипотезе радиационного гормезиса (гипотеза положительного влияния малых доз радиации на организм) и линейной возрастающей, отвечающей линейной беспороговой концепции.

OR w (C Rn ) = exp((−0,045(C Rn − C Rn 0 ) 0, 26 ) + 0,00088 (C Rn − C Rn 0 ) ,

(2)

где CRn – ОА радона, CRn0 – ОА радона, при которой отношение шансов принимается равным единице. Здесь CRn0 = 16 Бк/м3. Отклонение

от

линейности

наблюдаемой

зависимости

может

соответствовать реальной зависимости доза-эффект, однако нелинейность 12

может наблюдаться и как следствие наличия некоторого конфаундера, (например, курения) а также большой вероятности как систематических, так и случайных ошибок при измерении низких уровней ОА радона. При построении рис. 2 принято, что отношение шансов равно единице в диапазоне ОА радона 0-25 Бк/м3, отношения шансов в остальных диапазонах рассчитаны относительно этого диапазона. При дальнейшем анализе верхняя граница

диапазона,

последовательно

в

котором

увеличивалась.

значение В

том

ОШ

случае,

принимается

единице,

когда

диапазон

этот

принимается равным 0-75 Бк/м3, зависимость доза-эффект из U-образной переходит в монотонно возрастающую и может быть описана уравнением (3). Результаты расчетов представлены на рис. 3.

OR w (CRn ) = 0,00038 (CRn − C Rn 0 ) + 1,

(3)

здесь CRn0 = 38 Бк/м3. 1,3

ORw

1,2

1,1

1

0,9 0

100

200 300 ОА радона, Бк/м3

400

500

ORW c 95% доверительным интервалом линейная зависимость

Рис. 3. Результаты изучения зависимости доза-эффект по первому подходу. Принято, что ОШ равно единице в диапазоне ОА радона 0-75 Бк/м3

13

В

опубликованных

результатах

исследований

приведены

расчеты

скорректированных значений отношения шансов (adjusted odds ratio, ORA). Корректирование значений отношения шансов при эпидемиологических исследованиях случай-контроль является стандартной процедурой. Обычно такая корректировка производится с учетом пола, возраста и курения членов основной и контрольной групп. Для

обобщающего

анализа

по

второму

подходу

рассчитаны

средневзвешенные значения ORAW (4) по диапазонам ОА радона, в соответствии с формулой (1), в которую вместо ORi,k были подставлены значения ORAi,k. Диапазон ОА радона, в котором значение ОШ принимается равным единице, составляет 0–50 Бк/м3 и варьирование его в рамках данного подхода невозможно. Результаты расчета средневзвешенных по диапазонам ОА радона значений ORAWi представлены на рис. 4. OR iAW

∑ (OR w W ) = . ∑w W A i ,k

i ,k

k

k

i ,k

(4)

k

k

1,8

1,4

OR

AW

1,6

1,2

1

0,8 0

100

200 300 3 ОА радона, Бк/м

400

500

ORAW c 95% доверительным интервалом линейная зависимость

Рис. 4. Результаты изучения зависимости доза-эффект по второму подходу. Принято, что ОШ равно единице в диапазоне ОА радона 0-50 Бк/м3 14

Для построения рис. 4 и поиска функции, описывающей зависимость дозаэффект в этом случае, применен другой подход к выбору характерных значений ОА

радона

в

использованных

диапазонах.

Характерное

значение

рассчитывалось как средневзвешенное от середин диапазонов ОА радона, в которых авторами публикаций рассчитаны скорректированные значения ОШ. Взвешивание проводилось с учетом объема каждого из исследований. Зависимость доза-эффект при рассмотрении средневзвешенных значений скорректированных

ОШ

хорошо

описывается

линейной

возрастающей

функцией: OR AW (C Rn ) = 0,0012 (C Rn − C Rn 0 ) + 1 ,

(5)

здесь CRn0 = 26 Бк/м3. Доверительный

интервал

для

коэффициента

пропорциональности:

(0,0007 – 0,0017) Бк-1м3. Данная зависимость использована при построении модели радиационного риска в главе 5. Проведен также анализ чувствительности. Анализировалось влияние каждого из исследований на полученный результат. Для этого результаты каждого из исследований поочередно исключались из рассмотрения. Было получено, что исключение любого из отдельных исследований более низкого качества не влияет значительно на результаты общего исследования. 5. Модель риска рака легкого при облучении радоном в жилищах Создание новой модели радиационного риска рака легкого стало возможным

благодаря

полученным

результатам

мета-анализа

эпидемиологических исследований по принципу случай-контроль связи рака легкого и облучения ДПР радона в жилищах. Приняты также во внимание имеющиеся результаты исследований когорт мужчин-шахтеров, поэтому было решено использовать мультипликативную модель. При разработке модели учитывались следующие параметры, полученные по результатам мета-анализа: средневзвешенный период восстановления экспозиции (29 лет), средневзвешенный возраст больных раком легкого 15

(62 года), средневзвешенный максимальный возраст больных раком легкого (81 год). С учетом вышеизложенного в соответствии с выбранной моделью дополнительный относительный риск записывается в виде:

ERR(a, z) = β ⋅ ϕ(a) ⋅ γ (z) ⋅ (P5- 29 ⋅ θ5 − 29 + P29 + ⋅ θ29 + ) ,

(6)

где а – достигнутый возраст; β – коэффициент пропорциональности; Р5-29 и Р29+ – кумулятивная экспозиция по скрытой энергии, выраженная в единицах WLM (1 WLM ⇔ 629000 Бк⋅ч⋅м-3), полученная в интервалах времени от 5 до 29 лет и более 29 лет, до возраста a, для которого производится оценка риска; θ5-29 и θ29+ – коэффициенты, представляющие относительный вклад в общий риск возникновения рака легкого, обусловленный облучением в интервалах времени от 5 до 29 лет и 29 лет и более; ϕ(а) – функция, учитывающая уменьшение канцерогенной восприимчивости легких с увеличением достигнутого возраста а; γ(z) – функция, зависящая от уровня объемной активности ДПР радона z, выраженного в единицах рабочего уровня WL. Для вычисления коэффициента β используется условие равенства результатов

мета-анализа

и

оценок

риска

по

разработанной

модели.

β =0,0127 (0,0074 – 0,0180). Коэффициент θ5-29 принимается равным единице. Исходя из такой нормировки и используя значения коэффициентов θ для различных временных интервалов, приведенных в модели BEIR VI, коэффициент θ29+ получается равным 0,39. Для определения функции ϕ(а) используется подобная функция, предложенная в модели BEIR VI. С учетом возрастного распределения популяции и исходных данных для модели функция ϕ(а) записывается следующим образом:

16

4,6 для а<40 ϕ(а)=

(7) 73,5·exp(-0,0693·а) для а ≥ 40

По результатам проведенного мета-анализа не установлено влияния функции γ(z) на значение относительного риска рака легкого, т.е. γ(z) в рассматриваемом диапазоне уровней ДПР радона принимается равной единице. На основе предложенной модели были рассчитаны значения показателей радиационного риска рака легкого при облучении ДПР радона населения Свердловской области (табл. 1). Для расчетов были использованы данные радонового обследования, выполненного ИПЭ УрО РАН. Полученные показатели радиационного риска несколько ниже рассчитанных ранее с использованием моделей экстраполяции радиационного риска для шахтеров. Кроме того, были рассчитаны показатели радиационного риска рака легкого при облучении ДПР радона населения Свердловской области, обусловленного проживанием в домах с уровнями ЭРОА изотопов радона, большими 100 Бк/м3 (предотвращаемый риск). При этом считается, что уровни ЭРОА радона подчиняются логнормальному распределению (табл. 1). Таблица 1 Результат расчета показателей риска рака легкого при облучении ДПР радона населения Свердловской области Параметр Относительный риск Радиационный риск Атрибутивный риск

Случай 1* 1,17 (1,1-1,24) 0,0053 (0,0030-0,0075) 14% (9%-19%)

Ожидаемое сокращение 30 продолжительности жизни, (18-43) сутки * – расчет для населения области в целом; **

Случай 2** 1,05 0,0017 3,2% 9

– расчет для облучения, обусловленного проживанием при ЭРОА

радона, большей 100 Бк/м-3. 17

На основе разработанной модели рассчитан пожизненный риск рака легкого от ЭРОА изотопов радона. Установлено, что облучение ДПР радона при ЭРОА радона 100 Бк/м3 увеличивает пожизненный риск рака легкого в 1,5 раза, а при уровне 200 Бк/м3 – в 1,9 раза по сравнению с базовым риском. Зависимость пожизненного риска рака легкого от ЭРОА радона в сравнении с рисками

от

техногенного

облучения

для

персонала

и

населения,

установленными в НРБ-99, показана на рис. 5. Получено, что в Свердловской области происходит от 200 до 500 смертей от рака легкого, обусловленного облучением ДПР изотопов радона.

Пожизненный риск

1,E+00

Предел риска от техногенного облучения для персонала

1,E-01

Базовый риск рака легкого

1,E-02

1,E-03 10

100

1000

10000

Предел риска от техногенного облучения для населения

3

ЭРОА радона, Бк/м

Рис.5. Зависимость пожизненного риска рака легкого от ЭРОА радона Глава 6. Расчет коэффициента перехода от экспозиции по ДПР радона к эффективной дозе Воздействие облучения ДПР радона на организм человека и радиационные риски, как правило, оцениваются по экспозиции ДПР радона, а не по эквивалентной дозе, как для всех других источников радиации. Для того чтобы сопоставить воздействие облучения ДПР радона на организм человека с воздействием всех других факторов облучения, необходимо перейти от экспозиции по радону к эффективной дозе, которая является обобщенной мерой ущерба, возникающего при неравномерном облучении организма человека. Это 18

реализуется путем вычисления коэффициента перехода от экспозиции по ДПР радона к эффективной дозе. Коэффициент перехода от экспозиции по ДПР радона к эффективной дозе рассчитывается как отношение ущерба на единицу экспозиции по ДПР радона к ущербу на единицу эффективной дозы для населения при внешнем облучении. Этот способ расчета называется условным дозовым переходом. При расчете использованы различные значения ущерба на единицу эффективной дозы: − значение, принятое МКРЗ (равное 7,3·10-5 мЗв-1). Это значение ущерба учитывает все вредные эффекты ионизирующего излучения на организм человека; − значение, принятое Национальной комиссией по радиологической защите США

(равное

4,0·10-5

мЗв-1).

Это

значение

учитывает

только

риск

онкологических заболеваний. Оценка ущерба экспозиции по радону произведена на основании результатов исследований. коэффициента

проведенного

мета-анализа

Коэффициент ущерба

НКРЗ

дозового США

прямых перехода

рассчитан

эпидемиологических с

методом

использованием Монте-Карло.

Гистограмма распределения полученных значений представлена на рис. 5. Результаты расчета коэффициентов дозового перехода представлены в табл. 2, где также приведены значения коэффициентов по различным литературным данным. Можно считать достаточно обоснованным положение, что при оцененном в настоящее время диапазоне значений коэффициента дозового перехода, значение 9 нЗв/(Бк·ч·м-3)-1, использованное НКДАР ООН, является наиболее подходящим для расчетов эффективной дозы от облучения ДПР радона в жилищах. Используя рассчитанные значения коэффициента дозового перехода и значение коэффициента, принятого НКДАР ООН, оценены эффективные дозы для населения Свердловской области от облучения ДПР радона (табл. 3).

19

Таблица 2 Значения коэффициентов перехода от экспозиции по ЭРОА радона к эффективной дозе Коэффициент дозового перехода, нЗв/(Бк⋅ч⋅м-3)

Тип облучения

Метод расчета

Источник

Литературные данные Принятие Рабочие места, НКДАР ООН 9 промежуточной жилища 2000 величины Условный дозовый Публикация 65 6,1 Жилища переход МКРЗ Дозиметрическая Публикация 66 15 Жилища модель МКРЗ (10–50) Результаты расчета Условный дозовый 6,1 Собственная Жилища переход по МКРЗ(3,5–8,6) модель 60 15 – ср. арифм., Условный дозовый Собственная Жилища 9 – мода переход по НКРЗмодель (4–38)* 126 * – интервал оценок с учетом характеристик неопределенностей. 16 14 12

f, %

10 8 6 4 2 0

0

4

8

12 16 20 24 28 32 36 40 44 48

Коэффициент дозового перехода, нЗв/(Бк⋅ч⋅м-3) Рис. 6. Распределение значений коэффициента дозового перехода

20

Таблица 3 Эффективные дозы от облучения ДПР радона для населения Свердловской области при различных значениях коэффициентах дозового перехода Коэффициент дозового перехода, нЗв/(Бк·ч·м-3)-1

6,1

15

9

Эффективная доза, мЗв/год

1,5

3,7

2,2

ВЫВОДЫ По

результатам

данной

диссертационной

работы

можно

сделать

следующие основные выводы: 1. связи

Анализ эпидемиологических исследований по принципу случай-контроль рака

легкого

и

облучения

радоном,

выполненных

в

городах

Первоуральске и Карпинске Свердловской области, показал, что результаты этих и других подобных отдельных исследований, проведенных в мире, не обладают достаточной степенью достоверности для определения вида и параметров зависимости доза-эффект. 2.

Проведенный

мета-анализ

двадцати

одного

эпидемиологического

исследования по принципу случай-контроль связи рака легкого и облучения радоном установил, что в диапазоне ОА радона выше 75 Бк/м3 зависимость доза-эффект является линейной возрастающей. Прирост относительного риска рака легкого на 1 Бк/м3 равен 0,0012 (95% доверительный интервал 0,0007 – 0,0017). 3.

По результатам мета-анализа нет оснований отказываться от линейной

беспороговой зависимости доза-эффект, хотя и установлено некоторое незначительное отклонение от линейности в диапазоне ОА радона 0-75 Бк/м3 при рассмотрении нескорректированных данных. 4.

На основе анализа эпидемиологических исследований по принципу

случай-контроль при облучении радоном в жилищах разработана модель риска 21

рака легкого, которая является мультипликативной и учитывает достигнутый возраст и уменьшение канцерогенной восприимчивости легких с увеличением достигнутого возраста. 5.

С

использованием

предложенной

модели

рассчитаны

значения

показателей радиационного риска рака легкого для населения Свердловской области.

Значение

атрибутивного

риска

при

облучении

ДПР

радона

составило 14%. Облучение населения, обусловленного проживанием в домах с уровнями

ЭРОА

радона,

большими

100 Бк/м3,

обуславливает

3,2%

заболеваемости раком легкого в Свердловской области. 6.

Выполнение требований НРБ-99 обеспечивает ограничение риска рака

легкого при облучении ДПР радона в диапазоне экспозиций, в котором значимо выявляется отрицательный эффект. Облучение при ЭРОА изотопов радона 100 и

200 Бк/м3,

установленных

в

НРБ-99,

обуславливает

увеличение

заболеваемости раком легкого в 1,5 и 1,9 раза соответственно по сравнению со спонтанной заболеваемостью. 7.

Наиболее подходящим значением коэффициента перехода от экспозиции

по ДПР радона к эффективной дозе является значение 9 нЗв/Бк·ч·м-3, при этом эффективная доза от облучения радоном населения Свердловской области составляет 2,2 мЗв/год.

СПИСОК

ОСНОВНЫХ

РАБОТ,

ОПУБЛИКОВАННЫХ

ПО

ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ 1.

Yarmoshenko I.V., Zhukovsky M.V., Kirdin I.A. et. al. An Indoor Thoron

Survey Performed in the Central Urals // Edited by Peter J., Schneider G., Bayer A. Proceedings of the 5-th International Conference on High Levels of Natural Radiation and Indoor Radon Areas. – Salzgitter, Germany, 2002. –Vol. II. – P. 223-226. 2.

Kirdin I.A., Lezhnin V.L., Yarmoshenko I.V. et. al. Radon and lung cancer case-

control study in Middle Ural // Edited by B. Obelić, M. Ranogajec-Komor, S. Miljanić, I. Krajcar Bronić. Proceedings of the IRPA Regional Congress on Radiation 22

Protection in Central Europe “Radiation Protection And Health”. – Zagreb, 2002. – P. 3o-05 1-6. 3.

Ярмошенко И.В., Кирдин И.А., Жуковский М.В. и др. Мета-анализ

восемнадцати эпидемиологических исследований риска рака легкого при облучении радоном в жилищах // Проблемы спектроскопии и спектрометрии. Вып. 9, Екатеринбург, 2002. – С. 65-72. 4.

Жуковский М.В., Ярмошенко И.В., Кирдин И.А. и др. Радон в жилых

помещениях Среднего Урала: медицинские последствия его воздействия // Медицинская радиология и радиационная безопасность. – 2003. – Т.48 №2. – С. 5-17. 5.

Кирдин И.А., Ярмошенко И.В., Лежнин В.Л. и др. Исследование по

принципу случай-контроль связи рака легкого и радона на Среднем Урале // IV Съезд по радиационным исследованиям. Тезисы докладов. – М., 2001. – С. 7879. 6.

Ярмошенко И.В., Кирдин И.А., Жуковский М.В. и др. Мета-анализ

эпидемиологических исследований риска рака легкого при облучении радоном в жилищах // X Международный экологический симпозиум «Урал атомный, Урал промышленный – 2002». Тезисы докладов. – Екатеринбург, 2002. – С. 222224. 7.

Ярмошенко И.В., Кирдин И.А., Жуковский М.В. и др. Мета-анализ

эпидемиологических исследований риска рака легкого при облучении радоном в жилищах // Сахаровские чтения 2002 года: экологические проблемы XXI века. Материалы международной конференции. – Минск, 2002. – С. 131-132. 8.

Кирдин И.А., Ярмошенко И.В., Жуковский М.В. Радиационный риск при

облучении

дочерними

продуктами

распада

радона

//

Гигиенические,

дозиметрические и медико-биологические аспекты отдаленных эффектов хронического облучения: Труды и материалы. Юбилейная науч. конф. – Озерск, 2003. – С. 96-97.

23

Кирдин Иван Александрович РАДИАЦИОННЫЙ РИСК ПРИ ОБЛУЧЕНИИ РАДОНОМ В ЖИЛИЩАХ

Подписано в печать 20.05.03. Формат 60×84 1/16. Усл. печ. л. 1,5 Тираж 100. Заказ № Размножено с готовых оригинал-макетов типографией УрО РАН

620219, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 20 А Институт промышленной экологии УрО РАН 620219, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18 Типография УрО РАН

24