Dawka inhalacyjna od radonu (Rn-222) i jego krótkożyciowych pochodnych w zależności od parametrów powietrza wewnętrznego
Loading...
DOI
Date
2018
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Thesis supervisors
Publisher
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences
License Type
Creative commons license
Abstract
Celem pracy było zbadanie wpływu parametrów powietrza wewnętrznego na
dynamikę zmian wartości dawki inhalacyjnej od radonu i jego krótkożyciowych pochodnych
(rozumianej jako roczna dawka skuteczna E od wniknięcia izotopów radonu i jego produktów
rozpadu do płuc drogą oddechową). Dawka E była określona dla aktualnie wyliczanych
wartości współczynnika równowagi F oraz współczynnika konwersji dawki DCF. W tym celu
przeprowadzono pomiary stężenia radonu oraz stężenia frakcji wolnej i związanej jego
produktów rozpadu. Dodatkowo wykonano pomiary stężeń ilościowych i masowych cząstek
aerozoli obecnych w powietrzu wewnętrznym oraz pomiary parametrów klimatu
wewnętrznego (temperatura, ciśnienie, wilgotność).
Pomiary wykonano w auli Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Lubelskiej
(WIŚPL) - pomieszczeniu wyposażonym w zaawansowany system klimatyzacyjny. Obecność
systemu klimatyzacji oraz zmiana jego trybów pracy pozwoliły sterować składem badanego
powietrza (wyrażonym przez stopień recyrkulacji powietrza) oraz jego szybkością przepływu.
Wpływ tych parametrów na zmianę wartości obliczanej dawki inhalacyjnej oraz na zmianę
innych parametrów powietrza wewnętrznego (stężenia aerozoli, parametrów klimatu
wewnętrznego) również został zanalizowany.
Zbadano ponadto wpływ dodatkowych źródeł aerozoli, obecnych w życiu codziennym
(np. dymu tytoniowego), na stężenia produktów rozpadu radonu, a tym samym na wartości
dawki inhalacyjnej od radonu i jego krótkożyciowych pochodnych, otrzymywanej przez ludzi
przebywających w pomieszczeniach.
Na podstawie analizy danych zebranych i przedstawionych w pracy można wysnuć
wnioski o konieczności prowadzenia pomiarów nie tylko stężenia radonu, ale również obu
frakcji jego produktów rozpadu, w celu dokładnego wyznaczenia wartości dawki inhalacyjnej od tych izotopów. Tylko takie kompleksowe pomiary dadzą informację o rzeczywistych
wartościach zarówno współczynnika równowagi F, jak i współczynnika konwersji dawki
DCF. Przyjmowanie stałych wartości współczynników F i DCF (np. wartości podanych w
raportach komisji ICRP) może prowadzić do niedoszacowań lub przeszacowań wartości
dawki. W przypadku niemożności prowadzenia pomiarów stężenia pochodnych radonu
powinno się stosować aktualnie przyjęte wartości współczynnika konwersji dawki DCF,
wyznaczone w oparciu o stosowane modele dozymetryczne.
Zarówno pomiary wykonane w klimatyzowanym pomieszczeniu auli WIŚPL,
jak i w standardowym pomieszczeniu laboratoryjnym IFJ PAN pokazały, że różne tryby
pracy układu klimatyzacji oraz obecność dodatkowych źródeł aerozoli atmosferycznych mogą
znacząco wpływać na dynamikę zmian wartości stężenia radonu, a przede wszystkim obu
frakcji jego produktów rozpadu. Tym samym znaczącym zmianom ulegają wartości dawki
inhalacyjnej od tych izotopów.
Bazując na przedstawionych w pracy wynikach, można zaproponować taki tryb pracy
klimatyzacji, który będzie gwarantował użytkownikom pomieszczeń biurowych
i mieszkalnych, wyposażonych w system klimatyzacji, jak najmniejsze narażenie na radon
i jego produkty rozpadu. Takim trybem pracy klimatyzacji będzie tryb ciągły AC ON
(klimatyzacja działa non-stop) z wyłączonym systemem recyrkulacji powietrza i możliwie jak najwyższym stopniem szybkości przepływu powietrza nawiewanego do auli. Stały dopływ
powietrza zewnętrznego o niskiej zawartości stężenia radonu i jego pochodnych będzie
gwarantował, że dawka inhalacyjna od tych izotopów będzie na możliwie najniższym
poziomie, nawet w przypadku, gdy do pomieszczenia z zewnątrz dostaną się stosunkowo
duże ilości aerozoli atmosferycznych. W przypadku, gdy ciągła praca układu klimatyzacji jest
niekorzystna, np. z powodów ekonomicznych, należy zastosować jej mieszany tryb pracy
AC ON/OFF (klimatyzacja działa w trakcie dnia i jest wyłączana na noc). Parametry
recyrkulacji i szybkości przepływu powinny być ustawione jak w trybie ciągłym AC ON
opisanym wyżej. Jak pokazały pomiary, wartości dawki inhalacyjnej od radonu i jego
krótkożyciowych pochodnych są kilkukrotnie niższe w czasie dnia, gdy klimatyzacja pracuje,niż w czasie nocy, gdy jest wyłączona.
The aim of this study was to examine the influence of changes in indoor air parameters on the effective dose due to radon and its short-lived progeny inhalation - E. This dose was determined for currently calculated values of F and DCF coefficients. The measurements of radon and both fractions of its decay products were carried out in an auditorium at the Environmental Engineering Faculty (Lublin University of Technology, Poland). Additionally, the measurements of quantitative and mass concentrations of aerosol particles (present in the indoor air) as well as measurements of indoor climate parameters (temperature, pressure, humidity) were performed. The auditorium is equipped with an advanced air-conditioning system - AC. The presence of the air-conditioning system and the change of its operating modes made it possible to control the composition of the air tested (expressed by the degree of air recirculation) and air flow rate. The effect of these parameters’ changes on the calculated inhalation dose E and on the change of other indoor air parameters (aerosol concentration, indoor climate parameters) has been examined. Additionally, in the laboratory room at the Institute of Nuclear Physics PAN measurements of the impact of additional aerosol sources (eg tobacco smoke) on the increase of concentration of radon decay products, and thus the increase of dose E were made. The analysis of collected results lead to conclusion that there is a need to measure not only radon concentration, but also both fractions of its decay products, in order to accurately determine the effective dose E due to these isotopes inhalation. Such comprehensive measurements will give information about the actual values of both: F equilibrium factor and the DCF dose conversion factor. Assuming fixed constant values of F and DCF can lead to underestimates or overestimates of the values of dose E. If, for some reasons, measurements of radon progeny concentration aren’t possible, it is recommended to use the currently adopted values of the DCF coefficient, which are determined based on dosimetry modeling. Measurements in the air-conditioned auditorium showed that different modes of airconditioning operation and change of its parameters can significantly influence the dynamics of changes in the radon concentration values and, above all, both fractions of radon decay products and thus values of inhalation dose E due to these isotopes. Based on these results it is possible to propose an air-conditioning mode that will guarantee the users of the auditorium (or any other air-conditioning office or living room) the lowest possible exposure to radon and its decay products. In other words, the inhalation dose obtained due to these isotopes will be the lowest. This mode of AC operation will be the continuous mode – AC ON with the air recirculation system turned off and the highest possible value of the air flow rate supplied to the auditorium. The constant supply of external air with a low concentration of radon and its progeny will guarantee that the inhalation dose due to these isotopes will be as low as possible, even if relatively large amounts of atmospheric aerosols will enter the room from outside. In the case when the continuous mode of AC operation is unfavorable, eg for economic reasons, its mixed mode AC ON/OFF should be used (parameters related to recirculation and flow rate should be set at the same level as in the AC ON continuous mode described above). Measurements showed that the values of the effective dose E due to radon and its short-lived progeny inhalation are several times lower during the day when air-conditioning is working than during the night when AC is turned off.
The aim of this study was to examine the influence of changes in indoor air parameters on the effective dose due to radon and its short-lived progeny inhalation - E. This dose was determined for currently calculated values of F and DCF coefficients. The measurements of radon and both fractions of its decay products were carried out in an auditorium at the Environmental Engineering Faculty (Lublin University of Technology, Poland). Additionally, the measurements of quantitative and mass concentrations of aerosol particles (present in the indoor air) as well as measurements of indoor climate parameters (temperature, pressure, humidity) were performed. The auditorium is equipped with an advanced air-conditioning system - AC. The presence of the air-conditioning system and the change of its operating modes made it possible to control the composition of the air tested (expressed by the degree of air recirculation) and air flow rate. The effect of these parameters’ changes on the calculated inhalation dose E and on the change of other indoor air parameters (aerosol concentration, indoor climate parameters) has been examined. Additionally, in the laboratory room at the Institute of Nuclear Physics PAN measurements of the impact of additional aerosol sources (eg tobacco smoke) on the increase of concentration of radon decay products, and thus the increase of dose E were made. The analysis of collected results lead to conclusion that there is a need to measure not only radon concentration, but also both fractions of its decay products, in order to accurately determine the effective dose E due to these isotopes inhalation. Such comprehensive measurements will give information about the actual values of both: F equilibrium factor and the DCF dose conversion factor. Assuming fixed constant values of F and DCF can lead to underestimates or overestimates of the values of dose E. If, for some reasons, measurements of radon progeny concentration aren’t possible, it is recommended to use the currently adopted values of the DCF coefficient, which are determined based on dosimetry modeling. Measurements in the air-conditioned auditorium showed that different modes of airconditioning operation and change of its parameters can significantly influence the dynamics of changes in the radon concentration values and, above all, both fractions of radon decay products and thus values of inhalation dose E due to these isotopes. Based on these results it is possible to propose an air-conditioning mode that will guarantee the users of the auditorium (or any other air-conditioning office or living room) the lowest possible exposure to radon and its decay products. In other words, the inhalation dose obtained due to these isotopes will be the lowest. This mode of AC operation will be the continuous mode – AC ON with the air recirculation system turned off and the highest possible value of the air flow rate supplied to the auditorium. The constant supply of external air with a low concentration of radon and its progeny will guarantee that the inhalation dose due to these isotopes will be as low as possible, even if relatively large amounts of atmospheric aerosols will enter the room from outside. In the case when the continuous mode of AC operation is unfavorable, eg for economic reasons, its mixed mode AC ON/OFF should be used (parameters related to recirculation and flow rate should be set at the same level as in the AC ON continuous mode described above). Measurements showed that the values of the effective dose E due to radon and its short-lived progeny inhalation are several times lower during the day when air-conditioning is working than during the night when AC is turned off.
Description
Keywords
Citation
Sponsorship:
Część wyników w pracy zostało wykonanych w ramach projektu badawczego
„Wpływ parametrów powietrza wewnętrznego na dynamikę zmian stężenia radonu
i jego pochodnych”
finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki, umowa Nr 7454/B/TO2/2011/40.
Grantnumber:
License Type
Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Międzynarodowe