饮用水的安全性是人类所关心的问题, 人类通过饮用水摄入体内的天然或人工放射性核素对人体产生的剂量贡献约占饮食所致总量的20%以上^[1]。因此, 饮用水的放射性水平一直是人们关注的重点。饮用水中总α和总β放射性测量是经常被使用的一种筛选监测手段^[2], 20世纪80年代原卫生部工业卫生实验所组织全国卫生系统, 进行了水中天然放射性核素水平调查^[3]。近年来, 各地也开展了大量这类监测工作, 积累了大量的调查数据。为便于保存和利用好这些数据, 本研究建立了全国饮用水中总α、总β数据库, 并研发了数据管理软件。

1 调查数据的组成

根据全国各地饮用水中总α、总β放射性水平监测数据的构成情况, 设计后台数据库, 其中每条记录内容包括调查省份、县市、采样点、监测年月、水体类型、总α和总β的测量数据(包括样品数、平均值、±标准差、范围值), 各地的测量数据在结果的单位表示上, 统一换算为Bq/L。考虑到各地的监测工作多以省为单位开展, 因此数据库设计时主要以省份为关键字段, 建立索引。

2 软件开发工具与运行环

根据调查数据的总量, 决定选用Microsoft Access数据库存放数据, 选用Microsoft Visual Basic 6.0企业版来编写前台客户端程序。Access数据库文件对客户计算机软件环境要求较低, 即使客户计算机上没有安装Microsoft Access软件, 数据库中数据也可正常使用。但后台数据库文件用户不可直接访问, 只有通过研发的数据管理软件才可查询到监测数据。本软件的运行环境是在Windows3.2以上的操作系统上运行, 建议使用本软件的计算机显示分辨率设置为1 024 × 768像素以上。由于软件设计有数据导出功能, 可将查询到的数据导出至Excel中, 所以运行环境中要装有Excel软件。

3 软件的逻辑结构

为便于对访问数据库的用户进行管理, 本数据管理软件设有用户身份验证功能, 具体操作流程如图 1所示, 在用户登录软件时需输入用户名和密码, 每次用户名和密码输入错误时给出相应警告, 警告超过3次自动退出。

4 软件的总体设计

软件的总体模块结构如图 2所示, 其中包含系统管理、数据查询和软件帮助三方面功能。系统管理主要包括用户登录、修改密码、重新登录等模块, 这主要是从数据的安全性进行考虑, 用于对访问数据库的用户进行管理; 数据查询主要包括全国饮水中总放射性数据和各地饮水中总放射性数据等模块, 主要提供对全国及各地的饮用水中总α、总β放射性水平监测数据的查询; 软件帮助是以只读方式调用一Word文档, 显示用户使用说明。根据软件的总体结构, 设计主控窗体的菜单项选择, 用户在登录软件后进入主控窗体界面, 通过各菜单项的调用, 实现相应查询操作。

5 软件的详细设计

根据数据组成, 大多数监测数据是各地数据, 下面就以该模块为例, 加以详细介绍。各地数据通过地图索引的方式进行查询, 即以全国省级地图为基础, 在软件窗体中建立可视化的分地区查询系统, 通过用鼠标在地图上点击某一省市的所在位置, 以实现对该省市饮用水中总α、总β放射性数据的查询。

实现地图索引, 首先选取一张中国行政省份划分图, 利用Photoshop软件以红点和汉字为图标, 标注出各省和直辖市的地理位置, 通过合并图层等技术, 绘制完成。再利用Visual Basic 6.0中的PictureBox控件显示绘制好的地图, 在此图中利用一系列的Image控件圈定出各省市在图上所包括的区域, 并将该控件的ToolTipText属性设定为"点击查询该省监测数据"。ToolTipText属性提供的功能是当光标在Image控件上徘徊约1s时, 该字符串将显示在该光标下面的一个小矩形框中。以便提示用户进行相应的操作。在各个Image控件的Click事件中, 编写相应的指令程序, 实现用户点击Image控件调用相应窗体显示该地区饮用水中的总α、总β监测数据。用户可通过地图索引查询的方式同时打开多个省份的数据窗体, 如图 3所示。

在每一省市的查询数据窗体中, 将查询结果显示在一MSFlexGrid控件中(MSFlexGrid控件是一个表格控件), 通过将该控件的DataSource属性指定到ADO的记录集(Recordset)对象来设置数据源, ADO的记录集对象则根据查询条件所生成的SQL语句去访问数据库, 将满足条件的数据显示在表格控件中。ADO是ActiveX Data Objects的简称, 是数据访问编程模型的一种技术, 该技术使得客户端应用程序能够通过访问和操作后台数据库中的数据^[4]。

在每个省份的数据窗体中都提供有一"导出至Excel"按扭, 该按钮提供的功能是将查询结果表格中的数据写入到Excel文件中, 这样便于利用Excel中诸如数据制图等功能对数据进行再分析, 如图 4所示。该图是辽宁饮用水中总α、总β数据导出到Excel中的情况, 右侧柱状图是利用1981~1987年, 沈阳市辽河水中总β平均值数据制作而成的。

6 小结

本数据库较为全面地收录了全国各地的饮用水中总α、总β放射性水平监测数据, 涉及到的数据记录数千条, 每条记录的录入和换算都经过了反复的核对和检验, 具有较高的可靠性。每份监测数据都详细收录了样品的时间和地点等信息, 这些数据即可直观的反映出当时饮用水中总α、总β的放射性水平, 又可作为背景资料, 为今后的某些涉核事件监测提供参考。因此有效的保存好这些数据是非常有必要的。在一个完整的数据基础上, 利用便捷的计算机手段对某些感兴趣或有特点的数据进行统计制图分析, 可直观、形象的发现某些数据的内在关系。本软件提供的数据导出功能, 就可方便的实现此类操作。