Научно-методические основы оценки индивидуальных поглощенных доз в щитовидной железе у населения после крупной радиационной аварии (стр. 2 )

Выведены теоретические зависимости для оценки вклада инкорпорированных изотопов цезия в измеряемое значение МЭД над ЩЖ для жителей, проживавших в регионах с различными условиями формирования выпадений, и для разных путей поступления радиоцезия в организм: (а) ингаляционного и (б) перорального с молоком. Согласно полученным данным этот вклад нелинейно растет по мере увеличения времени, прошедшего после аварии. При этом наименьший вклад инкорпорированного цезия отмечается для жителей южных районах Гомельской области и наибольший – для жителей Могилевской области. Поскольку наиболее интенсивный период проведения измерений в южных районах Гомельской области приходится на вторую половину мая, а в Могилевской области – на конец мая, искомый вклад составит (0,02-0,15) в первом случае и (0,2-0,4) во втором случае. Следовательно, для массовых измерений в южных районах Гомельской области учет вклада инкорпорированных изотопов цезия в измеряемое значение МЭД над ЩЖ относительно незначим, а для Могилевской области – он существенен. Для июньских измерений учет вклада инкорпорированных изотопов цезия актуален для жителей на всей территории Белоруссии.

Анализ данных радиометрического обследования ЩЖ у жителей трех южных районов (Брагинского, Хойникского и Наровлянского) Гомельской области после централизованной санобработки показал, что на протяжении мая месяца вклад в МЭД над ЩЖ остаточного внешнего загрязнения снижается, а инкорпорированного цезия растет, при этом их суммарный вклад остается примерно постоянным до 31 мая и составляет, в среднем, около 15% от показаний прибора. Для отдельных индивидов этот вклад может варьировать в 2 и более раз. С начала июня суммарный вклад превышает 15% и увеличивается за счет роста вклада от инкорпорированного радиоцезия. Выявленная тенденция логично объясняется процессами накопления инкорпорированного радиоцезия в теле человека со временем и снижения остаточного внешнего загрязнения в результате многократных санитарных обработок.

Анализ данных радиометрического обследования ЩЖ у жителей в больницах Белоруссии и 7-ой московской городской клинической больнице до и после централизованной санобработки, свидетельствует об отсутствии корреляции между внешним радиоактивным загрязнением области ЩЖ и области печени. Следовательно, результат измерения МЭД над печенью у лиц с наличием внешнего загрязнения нельзя использовать для оценки «фона метода».

Не установлено достоверной зависимости вклада внешнего загрязнения в МЭД над ЩЖ от региона проживания обследованного жителя и от уровня МЭД над ЩЖ до санобработки. В то же время, выявлены две тенденции. Во-первых, для детей младшей возрастной группы (0-6) лет наблюдается более высокий вклад внешнего загрязнения в МЭД над ЩЖ до санобработки, чем для лиц из других возрастных групп. Во-вторых, с увеличением времени, прошедшего до даты первого обследования, вклад внешнего загрязнения в МЭД над ЩЖ снижается. Если для детей (0-6) лет на даты обследований до 8 мая вклад внешнего загрязнения в МЭД над ЩЖ оценивается примерно 50%, то для взрослых, обследованных после 15 мая, этот вклад составляет около (20-30)%.

Описаны основные методы выявления и количественной оценки возможных систематических ошибок, обусловленных, главным образом, двумя причинами: (1) нестандартной геометрией измерения МЭД над ЩЖ и (2) записью результата измерения без умножения на постоянный коэффициент, соответствующий данному диапазону измерений. Первая причина, прежде всего, связана с измерениями Pth с помощью прибора ДП-5, а вторая причина относится ко всем приборам.

Выбор метода расчета содержания 131I в ЩЖ у обследованных лиц зависит от группы достоверности (см. таблицу 1), к которой отнесено данное обследование, и имеющегося набора исходных данных. Ниже приведены формулы расчета содержания 131I в ЩЖ G(tm) для различных условий проведения измерений и исходных данных.

·  Группа достоверности 1. Измерения проводились в больницах г. Минска и в областной больнице г. Гомеля с помощью приборов СРП-68-01 и ДРГ3-02 после централизованной санитарной обработки и устранения загрязненной одежды при низком радиационном фоне. Как правило, для каждого пациента имеется несколько результатов обследования, выполненных в разные дни.

Вариант 1. Имеются результаты обследований над ЩЖ (Pth) и печенью (Pliver):

G(tm) = kg ´ [Pth(tm) - Pliver(tm)] (4)

Вариант 2. Имеется только результат обследования над ЩЖ (Pth):

G(tm) = kclean ´ kg ´ [Pth(tm) - kroom´Proom] (5)

где kclean – эмпирический коэффициент, учитывающий вклад остаточного внешнего загрязнения и инкорпорированных радионуклидов цезия в МЭД над ЩЖ. Зависит от даты обследования и региона проживания после аварии, отн. ед.

·  Группа достоверности 2. Однократные измерения проводились в поликлиниках №28 и №5 г. Минска при низком радиационном фоне и практическом отсутствии внешнего загрязнения с помощью приборов СРП-68-01 у жителей г. Минска, которые не покидали город после аварии.

Содержание 131I в ЩЖ рассчитывается по формулам (4) или (5) в зависимости от наличия результата измерения над печенью.

·  Группа достоверности 3. Выделяются три подгруппы:

Первая подгруппа включает лиц, направленных на госпитализацию в больницы г. Минска и областную больницу г. Гомеля, у которых первое обследование ЩЖ в больницах проведено с помощью приборов СРП-68-01 и ДРГ3-02 без предварительной централизованной санобработки и снятия загрязненной одежды. Для этих лиц возможно наличие внешнего загрязнения. Результат обследования над печенью в расчетах не используется:

G(tm) = [1 + pdirty´(kdirty - 1)] ´ kclean ´ kg ´ [Pth(tm) - kroom´Proom(tm)] (6)

где kdirty – эмпирический коэффициент, учитывающий вклад внешнего загрязнения тела и одежды, которое устраняется в результате помывки. Зависит от даты обследования после аварии, отн. ед.; pdirty – вероятность того, что человек, пришедший на радиометрическое обследование ЩЖ, не прошел самостоятельно санитарную обработку и не устранил загрязненную одежду, отн. ед.

Вторая подгруппа включает лиц, прибывших в г. Минск из загрязненных регионов и обследованных в поликлиниках №28 и №5 с помощью приборов СРП-68-01. Для этих лиц также возможно наличие внешнего загрязнения на дату проведения измерений.

Содержание 131I в ЩЖ рассчитывается по формуле (6).

Третья подгруппа включает лиц, обследованных с помощью приборов ДП-5, СРП-68-01 и ДРГ3-02 на территориях с низким уровнем фона (пионерские лагеря, санатории, дома отдыха, больницы г. Могилева и г. Гомеля, центральные районные больницы и т. д.). Как правило, в этих измерительных пунктах проводилась централизованная санитарная обработка и удаление загрязненной одежды до измерений. Основная доля обследований выполнена с помощью приборов ДП-5, которые могли применяться в нестандартной геометрии измерений, что вносило систематическую ошибку.

Вариант 1. Имеются результаты обследований над ЩЖ и печенью:

G(tm) = μbias ´ kg ´ [Pth(tm) – Pliver(tm)] (7)

где μbias – корректирующий коэффициент, учитывающий наличие систематической ошибки в результатах обследования ЩЖ, отн. ед.

Вариант 2. Имеется только результат обследования над ЩЖ:

G(tm) = μbias ´kclean ´ kg ´ [Pth(tm) - kroom´Proom(tm)] (8)

·  Группа достоверности 4. Измерения проводились с помощью приборов ДП-5 и СРП-68-01 на территориях с высоким уровнем фона непосредственно в местах постоянного проживания жителей. Для этих лиц возможно наличие внешнего загрязнения на дату обследования. Измерения с помощью прибора ДП-5 могли проводиться при нестандартной геометрии измерений.

G(tm) = μbias´[1 + pdirty´(kdirty - 1)]´kclean´kg´[Pth(tm) - kroom´Proom(tm)] (9)

Метод оценки диапазона неопределенности содержания 131I в ЩЖ основывается на расчете по методу Монте-Карло, применяя формулы (4)-(9). Каждому параметру, используемому в приведенных выше формулах, приписывается вероятностная функция распределения значений (Таблица 2).

В качестве иллюстрации приводятся типовые примеры расчета содержания 131I в ЩЖ и оценки ее неопределенности для четырех человек (по одному представителю из каждой группы достоверности). Исходные данные, имеющиеся по каждому жителю, приведены в Таблице 3. Расчет содержания 131I в ЩЖ, G(tm), проведен по 5000 розыгрышей различных комбинаций значений параметров, входящих в расчетные формулы. Характеристики распределения рассчитанных значений G(tm) для каждого из четырех рассмотренных примеров, а также оценки вклада трех наиболее значимых параметров в диапазон неопределенности G(tm) представлены в Таблице 4.

Следует отметить, что полученные распределения удовлетворительно описываются логарифмически нормальной функцией (Таблица 4). Из анализа чувствительности влияния неопределенностей параметров, входящих в расчетные формулы, на итоговую неопределенность оценки G(tm) для рассмотренных примеров, следует, что для обследований, отнесенных к первым двум группам достоверности, основной вклад в итоговую неопределенность вносит коэффициент перехода от показаний прибора к содержанию 131I в ЩЖ, kg, а для обследований, отнесенных к третьей и четвертой группам достоверности – корректирующий коэффициент, учитывающий наличие систематической ошибки в результатах обследования ЩЖ, μbias.

Использование разработанных подходов позволило корректно интерпретировать более 250 тысяч результатов радиометрического обследования ЩЖ у жителей Белоруссии.

В третьей главе разработан физически обоснованный метод определения основного пути поступления 131I жителям населенного пункта (НП) по результатам их радиометрического обследования. Для расчета индивидуальной дозы кроме оценки содержания 131I в ЩЖ требовалось определить кинетику поступления радиоактивного йода в организм. В свою очередь, кинетика определялась либо на основании данных персонального опроса о местах проживания и продуктах питания, либо (при отсутствии таких данных) принимались типовые для жителей рассматриваемого НП режимы проживания и питания. Однако при любом исходном варианте одним из критических моментов для корректного описания функции поступления является оценка соотношения активности 131I, поступившего в организм с загрязненным воздухом и с загрязненными продуктами питания, прежде всего, с молоком. В отсутствии прямых измерений этого соотношения использовались оценки, полученные по моделям, значения параметров которых имеют большую степень неопределенности.

Согласно расчетным оценкам для сельского населения, постоянно проживавшего на загрязненной территории и потреблявшего молоко местного производства, усредненное значение поступления 131I с молоком более, чем на порядок превосходило соответствующее ингаляционное поступление. Соотношение между пероральным и ингаляционным поступлением 131I в организм жителям крупных городов зависело от степени загрязнения молока, поступавшего в городскую торговую сеть из разных регионов с существенно различающимися уровнями выпадений 131I. Это соотношение могло быть как в пользу пероральной составляющей (если молоко доставлялось из районов, загрязнение которых было сопоставимым или большим, чем загрязнение города), так и в пользу ингаляционной составляющей (если молоко доставлялось из районов, загрязнение которых было значительно меньшим, чем загрязнение города). Выбор неверной кинетики поступления 131I в организм может привести к систематической ошибке в расчете индивидуальной дозы до 4-5 раз.

В то же время, требовалось подтвердить не модельными расчетами, а убедительными физическими доказательствами широко распространенное мнение, что для жителя, постоянно проживающего в загрязненной сельской местности и употребляющего в пищу молоко местного производства, поступление 131I в организм с молоком является доминирующим путем поступления, а ингаляционный путь играет существенно меньшую роль. Следовательно, объективное определение основного пути поступления 131I в организм жителей по данным радиометрического обследования ЩЖ является актуальной задачей в проблеме оценки поглощенных доз в ЩЖ.

На основании данных, полученных в 1988г. при интервьюировании жителей загрязненных территорий Гомельской и Могилевской областей Белоруссии, был сделан вывод о малой значимости поступления радиоактивного йода в организм с листовой зеленью

Таблица 2

Типы распределений значений параметров в формулах (2.24)-(2.29) и их числовые характеристики.

Параметр	Опорное значение	Распределение
Обозначение	Единицы измерения	Тип	Характеристики
kg	Бк мР-1 ч (Бк мкР-1 ч, Бк мкР-1 с)	Зависит от возраста человека и типа прибора	Логарифмически нормальное	ГСО#=1,23 (СРП-68-01) ГСО=1,28 (ДРГ3-02) ГСО=1,30 (ДП-5)
Pth(tm), Pliver(tm), Proom(tm)	мР ч-1 (мкР ч-1, мкР с-1);	Результат измерения или оценки (для Proom(tm))	Нормальное	КВ&=5% (СРП-68-01) КВ=7,5% (ДРГ3-02) КВ=15% (ДП-5)
kclean	отн. ед.	Зависит от даты обследования и региона проживания	Треугольное	Диапазон: Зависит от даты обследования и региона проживания
kr	отн. ед.	0,95	Треугольное	Диапазон: 0,9-1,0
pdirty	отн. ед.	0,55	Треугольное	Диапазон: 0,5-0,6
kdirty	отн. ед.	Зависит от возраста человека и даты обследования	Треугольное	Диапазон: Зависит от возраста человека и даты обследования
μbias	отн. ед.	Зависит от конкретной серии измерений	Треугольное	Диапазон: Зависит от конкретной серии измерений

# - ГСО – геометрическое стандартное отклонение;

& - КВ – коэффициент вариации (отношение стандартного отклонения к среднему значению в процентах).

Таблица 3

Набор имеющихся исходных данных по жителям, рассмотренным в качестве примера, из четырех групп достоверности.

Группа достов.	Возраст, лет	Место проживания в период аварии	Место проведения обследования	Дата и результаты обследования	Прибор	Значения параметров	Ф-ла расчета
Дата	Pth	Pliver	Proom	kclean	kdirty	μbias
1	1	Хойникский р-н, д. Воротец	Больница г. Минска	22 мая	1000 мкР ч-1	150 мкР ч-1	-	СРП-68-01	-	-	-	(4)
2	5	г. Минск	Поликлиника №28 г. Минска	15 мая	50 мкР ч-1	-	25 мкР ч-1	СРП-68-01	0,85 (0,35-0,96)	-	-	(5)
3	17	Наровлянский р-н, д. Конотоп	Гомельская обл., турбаза «Сож»	8 мая	0,5 мР ч-1	0,075 мР ч-1		ДП-5	-	-	1,63 (0,59-3,66)	(7)
4	63	Хойникский р-н, д. Погонное	Хойникский р-н, д. Тульговичи	9 мая	1,5 мР ч-1	-	0,1 мР ч-1	ДП-5	0,85 (0,35-0,96)	0,64 (0,21-0,85)	7,0 (1,64-23)	(9)

Таблица 4

Характеристики распределения рассчитанных значений 131I в ЩЖ, G(tm), для каждого из четырех рассмотренных примеров, и оценки вклада трех наиболее значимых параметров в диапазон неопределенности G(tm).

Группа достовер.	Распределение значений G(tm), кБк	ГСО	Анализ чувствительности
2,5%	16%	50%	84%	97,5%
1	59	73	91	113	138	1,24	kg – 92,8%; Pth – 7,0%; Pliver – 0,2%
2	1,1	1,6	2,2	2,9	3,8	1,36	kg – 45,7%; kclean – 41,8%; Pth – 10,0%
3	103	171	274	419	624	1,57	μbias – 55,7%; kg – 30,2%; Pth – 13,4%
4	761	1439	2723	4808	7765	1,79	μbias – 62,4%; kg – 17,6%; kclean – 10,4%

по сравнению со свежим молоком и загрязненным воздухом, которые могли быть ведущими путями поступления радиоактивного йода в организм.