References

radhyd

Радиационная гигиена

Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene

1998-426X2409-9082

NIIRG

10.21514/1998-426X-2019-12-1-85-103

radhyd-598

Research Article

Научные статьи

Scientific articles

Анализ распределений значений объемной активности радона в воздухе помещений в субъектах Российской Федерации

Analysis of distributions of indoor radon concentrations in the regions of the Russian Federation

Кононенко

Д. В.

Kononenko

D. V.

научный сотрудник лаборатории дозиметрии природных источников

197101, Россия, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 8

researcher

Mira str., 8, Saint- Petersburg, 197101, Russian Federation

d.kononenko@niirg.ru

Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияSaint-Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P.V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-BeingRussian Federation

2019

27032019

12185103

2019

Кононенко Д.В.

Kononenko D.V.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.radhyg.ru/jour/article/view/598

За 2001–2017 гг. в Федеральном банке данных доз облучения граждан Российской Федерации за счет естественного и техногенно измененного радиационного фона был накоплен массив результатов измерений содержания радона в воздухе помещений жилых и общественных зданий в 78 субъектах Российской Федерации объемом более 800 тыс. записей. В статье описана процедура и приведены результаты впервые проведенного комплексного анализа этих данных, целью которого была проверка соответствия распределений объемной активности радона логнормальному закону и расчет параметров этих распределений. Был применен целый ряд методов анализа данных, таких как верификация и валидация, построение гистограмм частотного распределения и Q-Q диаграмм, а также некоторые методы восстановления формы распределения. В 74 из 78 субъектов Российской Федерации распределения значений объемной активности радона следуют логнормальному закону до уровней от 55 до 4915 Бк/м3. Для всех 78 субъектов Российской Федерации были рассчитаны среднее геометрическое с 95% доверительным интервалом, геометрическое стандартное отклонение и среднее арифметическое. Результаты исследования показывают, что использование при расчете доз внутреннего облучения населения радоном средних арифметических значений является некорректным и приводит к завышению доз в среднем в 1,3 раза, а в ряде случаев – в 2,1 раза. Полученные медианные значения могут быть использованы для расчета различных показателей риска для здоровья населения субъектов Российской Федерации при облучении радоном.

During 2001–2017 more than 800 thousand records containing the results of measurements of radon concentration taken in 78 regions of Russia were accumulated in the Federal databank of radiation doses to the population of the Russian Federation. The paper presents the procedure and results of the first data analysis carried out to check the conformity of radon concentrations in the regions of Russia with the lognormal distribution and to calculate the parameters of these distributions. The procedure included verification and validation of data, plotting the frequency distribution histograms and Q-Q plots (normal probability plots) and the use of some methods of elimination of plateaus on the Q-Q plots and the distribution recovery. As a result, in 74 of 78 analyzed regions radon concentrations conform quite well or almost perfect to a lognormal distribution up to a certain level (this level ranged from 55 to 4915 Bq/m3). For all 78 regions geometric means with 95% confidence intervals, geometric standard deviations and arithmetic means were calculated. It should be noted that due to the fact that the Federal databank is a database containing results of measurements taken with different techniques (instant measurements, charcoal canisters, radon monitors and etched track detectors), the lognormal distributions for most regions are in fact contaminated distributions, and currently it is impossible to calculate the parameters of separate distributions that form the mixture. The results show that dose assessment based on arithmetic means could lead to an overestimation of the doses from radon up to 2.1 times compared to that based on geometric means. The calculated medians can also be used for risk assessment purposes.

радонобъемная активностьверификациявалидацияанализ данныхлогнормальное распределениепараметры распределенияQ-Q диаграммавосстановление формы распределенияфедеральный банк данных

radonconcentrationverificationvalidationdata analysislognormal distributiondistribution parametersQ-Q plotdistribution recoveryfederal databank

References1

Барковский, А.Н. Дозы облучения населения Российской Федерации в 2016 году: информационный сборник / А.Н. Барковский, Н.К. Барышков, Г.Я. Брук, Б.Ф. Воробьев, Т.А. Кормановская, Л.В. Репин, И.К. Романович, Т.Н. Титова, В.С. Степанов, А.Г. Цовьянов, А.Г. Сивенков, В.Е. Журавлева. – СПб., 2017. – 78 с.

Barkovsky A.N., Baryshkov N.K., Bruk G.Ya. Doses of exposure of the population of the Russian Federation in 2016: Informational digest. St.Petersburg; 2017. 78 p. (In Russian)

Кононенко, Д.В. Оценка радиационного риска для населения Санкт-Петербурга при облучении радоном / Д.В. Кононенко // Радиационная гигиена. – 2013. – Т. 6, № 1. – С. 31–37.

Kononenko D.V. Risk assessment for the population of Saint-Petersburg from residential exposure to radon. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2013;6(1):31–7. (In Russian)

Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. Утвержденные типы средств измерений (сведения представлены по состоянию на 01.11.2018): https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/4 (дата обращения: 23.01.2019)

Federal Information Fund for ensuring the uniformity of measurements. Approved types of measuring instruments (information is presented as of 01.11.2018). – Available from: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/4 (Accessed: 23.01.2019) (In Russian)

Кононенко, Д.В. Типичные ошибки операторов при внесении результатов измерений содержания радона в воздухе помещений в банк данных лабораторий радиационного контроля «ФФ-4» / Д.В. Кононенко, Т.А. Кормановская // Материалы международной научно-

Kononenko D.V., Kormanovskaya T.A. Typical mistakes made by users while entering indoor radon measurements results into the laboratory database “FF-4”. In: Current issues of radiation hygiene. Materials of the international scientific and practical conference; 2018 Oct 23-24; St.Petersburg, Russia. St.Petersburg; 2018. P. 176–178. (In Russian)

практической конференции «Актуальные вопросы радиационной гигиены», Санкт-Петербург, 23-24 октября 2018 г. – СПб., 2018. – С. 176–178.

Embrechts P., Klüppelberg C., Mikosch T. Modelling Extremal Events for Insurance and Finance. Springer-Verlag Berlin Heidelberg; 1997. 648 p. ISBN 978-3-642-33483-2 (eBook).

Limpert E., Stahel W.A., Abbt M. Log-Normal Distributions Across the Sciences: Keys and Clues. BioScience. 2001 May;51(5):341–52.

Miklyayev P.S. Scientific basis for assessing the potential radon hazard of platform areas [dissertation]. Moscow; 2015. 307 p. (In Russian)

Микляев, П.С. Научные основы оценки потенциальной радоноопасности платформенных территорий: дисс. … докт. г.-м. наук / П.С. Микляев. – М., 2015. – 307 с.

Ott W.R. A physical explanation of the lognormality of pollutant concentrations. J Air Waste Manage Assoc. 1990 Oct;40(10):1378–83.

Hattis D.B., Burmaster D.E. Assessment of variability and uncertainty distributions for practical risk assessments. Risk Anal. 1994;14(5):713–30.

Daraktchieva Z., Miles J.C., McColl N. Radon, the lognormal distribution and deviation from it. J Radiol Prot. 2014 Mar;34(1):183–90.

Cohen B.L. A national survey of 222Rn in U.S. homes and correlating factors. Health Phys. 1986 Aug;51(2):175–83.

Nero A.V., Schwehr M.B., Nazaroff W.W., Revzan K.L. Distribution of airborne radon-222 concentrations in U.S. homes. Science. 1986 Nov;234(4779):992–7.

White S.B., Bergsten J.W., Alexander B.V., Rodman N.F., Phillips J.L. Indoor 222Rn concentrations in a probability sample of 43,000 houses across 30 states. Health Phys. 1992 Jan;62(1):41–50.

Marcinowski F., Lucas R.M., Yeager W.M. National and regional distributions of airborne radon concentrations in U.S. homes. Health Phys. 1994 Jun;66(6):699–706.

Miles J.C.H. Mapping the proportion of the housing stock exceeding a radon reference level. Radiat Prot Dosimetry. 1994 Dec;56(1-4):207–10.

Miles J. Mapping radon-prone areas by lognormal modelling of house radon data. Health Phys. 1998 Mar;74(3):370–8.

Kim C.K., Lee S.C., Lee D.M., Chang B.U., Rho B.H., Kang H.D. Nationwide survey of radon levels in Korea. Health Phys. 2003 Mar;84(3):354–60.

Hámori K., Tóth E., Losonci A., Minda M. Some remarks on the indoor radon distribution in a country. Appl Radiat Isot. 2006 Aug;64(8):859–63.

Sources and Effects of Ionizing Radiation. UNSCEAR 2000 Report to the General Assembly, with Scientific Annexes. Volume I: Sources. Annex B: Exposures from natural radiation sources. New York: United Nations; 2000. 76 p. ISBN 92-1-142238-8.

Effects of Ionizing Radiation. UNSCEAR 2006 Report to the General Assembly with Scientific Annexes. Volume II: Scientific Annexes C, D and E. Annex E: Sources-to-effects assessment for radon in homes and workplaces. New York: United Nations; 2009. 142 p. ISBN 978-92-1-142270-2.

Effects of Ionizing Radiation. UNSCEAR 2006 Report to the General Assembly with Scientific Annexes. Volume II: Scientific Annexes C, D and E. Annex E: Sourcesto-effects assessment for radon in homes and workplaces. New York: United Nations; 2009. 142 p. ISBN 978-92-1-142270-2.

Andersen C.E., Ulbak K., Damkjaer A., Kirkegaard P., Gravesen P. Mapping indoor radon-222 in Denmark: design and test of the statistical model used in the second nationwide survey. Sci Total Environ. 2001 May 14;272(1-3):231–41.

Murphy P., Organo C. A comparative study of lognormal, gamma and beta modelling in radon mapping with recommendations regarding bias, sample sizes and the treatment of outliers. J Radiol Prot. 2008 Sep;28(3):293–302.

Tuia D., Kanevski M. Indoor radon distribution in Switzerland: lognormality and Extreme Value Theory. J Environ Radioact. 2008 Apr;99(4):649–57.

Bossew P. Radon: exploring the log-normal mystery. J Environ Radioact. 2010 Oct;101(10):826–34.

Kies A., Feider M., Biell A., Rowlinson L. Radon survey in the Grand-Duchy of Luxembourg. Indoor measurements related to house features, soil, geology and environment. Environ. Int. 1996 Jan;22:805–8.

StatSoft, Inc. Electronic textbook on statistics. – Available from: http://statsoft.ru/home/textbook/glossary/gloss_n.html (Accessed: 23.01.2019) (In Russian)

StatSoft, Inc. Электронный учебник по статистике: http://statsoft.ru/home/textbook/glossary/gloss_n.html (дата обращения: 23.01.2019)

Tsyplakov A. A mini-dictionary of English econometric terminology III. Quantile. 2014;12:45–51. (In Russian)

Цыплаков, А. Мини-словарь англоязычных эконометрических терминов, часть 3 / А. Цыплаков // Квантиль. – 2014. – № 12. – С. 45–51.

Gunby J.A., Darby S.C., Miles J.C., Green B.M., Cox D.R. Factors affecting indoor radon concentrations in the United Kingdom. Health Phys. 1993 Jan;64(1):2–12.

National and Regional Surveys of Radon Concentration in Dwellings. Review of Methodology and Measurement Techniques. IAEA Analytical Quality in Nuclear Applications Series No. 33 (IAEA/AQ/33). Vienna: International Atomic Energy Agency; 2013. 35 p. ISSN 2074–7659.

Measurement and reporting of radon exposures. ICRU Report No. 88. Journal of the ICRU 12 (2). Oxford University Press; 2012. 191 p.

Syzrantsev V.N., Nevelev Ya.P., Golofast S.L. Adaptive methods for recovering the probability density function. Izvestiya vuzov. Mashinostroyeniye = News of universities. Engineering. 2006;12:3–11. (In Russian)

Сызранцев, В.Н. Адаптивные методы восстановления функции плотности распределения вероятности / В.Н. Сызранцев, Я.П. Невелев, С.Л. Голофаст // Известия вузов. Машиностроение. – 2006. – № 12. – С. 3–11.

European Food Safety Authority. Management of left-censored data in dietary exposure assessment of chemical substances. Scientific report of EFSA. EFSA Journal 2010 Jun;8(3):1557–1653.

GEMS/Food-EURO Second Workshop on Reliable Evaluation of Low-Level Contamination of Food. Report on a Workshop in the Frame of GEMS/Food-EURO (with Addendum, January 2013); 1995 May 26-27; Kulmbach, Federal Republic of Germany. 10 p.

Cinelli G., Tondeur F. Log-normality of indoor radon data in the Walloon region of Belgium. J Environ Radioact. 2015 May;143:100–9.

Kononenko D.V., Kormanovskaya T.A. Risk assessment for the population of regions of the Russian Federation from exposure to radon based on data from radiation-hygienic passports of territories. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2015;8(4):15–22. (In Russian)

Кононенко, Д.В. Оценка риска при облучении радоном для населения субъектов Российской Федерации на основе данных радиационно-гигиенического паспорта территории / Д.В. Кононенко, Т.А. Кормановская // Радиационная гигиена. – 2015. – Т. 8, № 4. – С. 15–22.

Kononenko D.V. A differentiated approach to the risk assessment from exposure to radon. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2017;10(1):76–83. (In Russian)

Кононенко, Д.В. Дифференцированный подход к оценке риска для здоровья населения при облучении радоном / Д.В. Кононенко // Радиационная гигиена. – 2017. – Т. 10, № 1. – С. 76–83.

Dubner P.N. English-Russian glossary on statistics: basic concepts. Available from: http://masters.donntu.org/2002/fvti/spivak/library/book2/book2.htm (Accessed: 23.01.2019) (In Russian)

Дубнер, П.Н. Англо-русский статистический глоссарий: основные понятия: http://masters.donntu.org/2002/fvti/spivak/library/book2/book2.htm (дата обращения: 23.01.2019)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.