군 병영시설의 라돈노출에 의한 유해성
평가 연구
연세대학교 보건환경대학원
환경공학과
군 병영시설의 라돈노출에 의한 유해성
평가 연구
지도교수 조 승 연
이 논문을 석사 학위 논문으로 제출함
2013년 2월 일
연세대학교 보건환경대학원
환 경 공 학 과
윤
길
상
감사의 글
2010년 3월 초 아직 차가운 바람이 불고 있던 교정에 어색한 표정을 지으며 첫 강의 를 듣던 시간에서 이렇게 논문을 작성하는 시간까지 오게 되었습니다. 지난 3년간을 되돌아 보면 때론 웃고 때론 힘들었던 그리 평탄치 않았던 시간 이었습니다. 많은 한 계를 느끼면서 군 복무를 하다가 다시 공부를 하려니 몸에 익숙하지 않아 때론 지치 기도 하였습니다. 하지만 감사한 여러분들이 계셔서 부족하지만 이렇게 하나의 결실 을 맺게 되어 너무나 기쁘고 모든 분들에게 감사를 드리고 싶습니다. 무엇보다도 항상 따뜻하게 사랑해 주시고 태산처럼 든든하게 믿어주신 이 세상에서 가장 사랑하는 어머님께 진심으로 감사의 말씀을 드립니다. 앞으로 더욱 열심히 살아 가면서 받은 은혜를 돌려 드릴 수 있도록 노력하겠습니다. 그리고 지도교수님이신 조승연 교수님께 깊은 감사를 드립니다. 많이 부족한 저를 라돈을 연구할 수 있도록 이끌어 주셨고 직접적인 논문지도를 받게 되어 더욱 감개무 량 하였습니다. 열정적인 강의와 소통을 통해 많은 것을 배울 수 있었고 명확한 조언 과 가르침으로 학문탐구의 방향을 제시해 주셔서 소중한 지식과 경험을 쌓을 수 있었 습니다. 진심으로 감사한 마음을 갖고 살아가겠습니다. 또한 부족한 저에게 격려와 배려로 논문 심사를 해주신 구자건 교수님과 노현석 교 수님께 감사의 말씀을 드립니다. 감사하는 마음을 가슴에 담고 앞으로 군 복무를 하 면서 더욱더 열심히 노력하는 모습으로 보답하고자 합니다. 그리고 바쁜 박사과정 속 에서도 라돈 측정과 논문 작성에 많은 도움을 주신 김선홍님과 군인의 길을 함께 걸 어가고 있는 언제나 저의 동반자인 심정중대 여러분들께 고마운 마음을 전합니다. 끝으로 부족한 이 논문이 ‘보다 발전된 군 병영시설’ 을 만들기 위하여 한 톨의 밀 알이 되었으면 하는 소망을 가지며 이 모든 영광을 세상에서 제일 사랑하는 어머님께 드립니다. 감사합니다.차
례
차례.... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... ⅰ 표차례...iii 그림차례...v 국문요약...ⅵ 제 1 장. 서 론...1 1.1 연구배경 및 목적...1 제 2 장. 이론적 배경...4 2.1 라돈의 일반적 특성...4 2.2 실내 라돈 발생원 및 농도...10 2.3 실내 유입경로...12 2.4 라돈의 이체 유해성...14제 3 장. 국내·외 라돈조사 현황...21 3.1 국내 라돈조사 현황...21 3.2 국외 라돈조사 현황...21 제 4 장. 측정 장비 및 방법...29 4.1 활성 캐니스터...29 4.2 측정방법...31 제 5 장. 측정결과 및 고찰...34 5.1 지역별 분석...34 5.11 강원도...34 5.12 충청북도...40 5.13 경기도...43 제 6 장. 결 론...47 참고문헌...49 Abstract...50
표 차 례
Table 1. Radon in Nature...6
Table 2. 라돈의 물리적・ 화학적 특성...7
Table 3. 2 2 0R n 단수명 라돈의 붕괴특성...9
Table 4. Ra-226 concentration in building materials...10
Table 5. S o u r c e s o f G l o b a l A t m o s p h e r i c R a d o n . . . .. ...11 Table 6. 연간 라돈 준위에 의한 피폭 위험. . . .. . . .. . . 15 Table 7. 흡연자의 라돈에 의한 인체영향. .. . . 18 Table 8. 비흡연자의 라돈에 의한 인체영향. . . 19 Table 9. 우리나라의 각종 암에 의한 사망률.. .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. 20 Table 10. 우리나라 가옥 내 지역별 라돈농도...21 Table 11. 전국 12개 지역 거주시설내의 라돈 및 자핵종의 방사능 농도....22
Table 12. 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도...24
Table 13. 전 세계 실내라돈농도 조사결과...27
Table 14. Charcoal canisters 특성...30
Table 15. Charcoal canisters 측정대상 및 준공연대...31
Table 16. Charcoal canisters 설치장소...32
Table 17. 강원도 홍천군 군 병영시설 라돈농도 조사결과...35 Table 18. 건물 연도별 및 유형별 분석(홍천군)...36 Table 19. 강원도 양구군 군 병영시설 라돈농도 조사결과...38 Table 20. 건물 연도별 및 유형별 분석(양구군)...39 Table 21. 충청북도 증평군 군 병영시설 라돈농도 조사결과...41 Table 22. 건물 연도별 및 유형별 분석(증평군)...42 Table 23. 경기도 안양시 군 병영시설 라돈농도 조사결과...44 Table 24. 건물 연도별 및 유형별 분석(안양시)...45
그 림 차 례
Figure 1. 천연 방사선의 종류와 양...5 Figure 2. 2 3 8U에 따른 라돈 붕괴 도식도...8 Figure 3. 2 3 2Th에 따른 라돈 붕괴 도식도...8 Figure 4. 라돈의 실내유입 경로...13 Figure 5. 라돈 및 사고에 의한 연간 사망자 수...16 Figure 6. 미국 내 폐암 및 위암에 의한 연간 사망자수...17 Figure 7. 건축물 유형별 및 연도별 상관관계(홍천군)...37 Figure 8. 건축물 유형별 및 연도별 상관관계(양구군)...40 Figure 9. 건축물 유형별 및 연도별 상관관계(증평군)...43 Figure 10. 건축물 유형별 및 연도별 상관관계(안양시)...46국 문 요 약
군 병영시설 라돈노출에 대한 위해성 평가연구
현대사회에서 급속히 진행된 산업화와 도시화에 따른 인구의 증가, 산업 기 술의 발달 및 경제 수준의 향상이 계속됨에 따라 대기오염물질의 발생량이 증 가하는 등 다양한 환경 문제와 사회적인 문제들이 발생하고 있으며 특히 실내 환경(Indoor Environment)은 인간을 둘러싸고 있는 실내의 총체라 할 수 있 다. 이중 자연 방사능 물질인 라돈(Radon)에 대한 위험성이 각종 매스컴을 통 해 알려지면서 이에 대한 피해와 방지대책에 대한 관심이 높아지고 있다. 라돈은 일반적으로 가장 잘 알려진 천연 방사성핵종 중 하나로서 무향무색 의 불활성 기체이며 붕괴과정에서 알파입자를 방출한다. 라돈에 의한 피폭선 량은 라돈붕괴에 의해 생성된 라돈자산이 호흡기관 표면에 침착되어 방출하는 알파선에 기인한다. 따라서 피폭선량에 주로 기인하는 것은 라돈 자신이 아니 라 그의 단 반감기 라돈자손들이다. 이처럼 라돈은 잘 알려진 폐암 유발 원으 로서 고농도의 라돈에 장기간 노출되는 경우 폐암을 유발할 수 있다. 국내의 경우 일부 대학 및 연구소에서 많은 노력을 하고 있으나 국민들의 라돈에 대 한 인식이 아직 부족하고 종합적인 조사가 미흡하여 라돈에 의한 국민의 불안 감은 증폭되고 있으며 특히 조직 특성상 생활환경이 노후되고 일반인의 접근 이 제한되는 군 병영시설에 대한 조사는 아직까지 실시하지 않은 상태이다. 이에 본 연구의 목적은 군 병영시설의 라돈 조사를 위해 2013년 전 군의 2000개 시설물을 대상으로 실시하는 라돈 조사에 앞서 상대적으로 전국에서 라돈농도가 높은 4개 지역을 선정, 군 병영시설에 대한 사전조사를 실시하여전군 병영 시설물에 대한 라돈조사에 활용할 수 있는 기초 자료를 확보하는데 목적이 있다. 본 연구목적을 달성하기 위하여 라돈농도조사에서 활용할 방법으로 차콜 캐 니스터에 의한 라돈조사 방법을 선정하였다. 또한 최적 조사지점 선정과 조사 지점의 통일성을 기하기 위하여 전국 라돈 농도가 높은 강원도 양구와 홍천, 충북 괴산, 경기도 안양에 위치한 군 시설물을 조사지역으로 선정 하였고 각 시설물 지하 1층 보일러실에 1개씩 총 40개를 설치하였다. 군 시설물 선정은 연도별로 5년 이내, 10년 이내, 10년 이후로 구분하였고 군부대 특성을 고려하 여 신 병영생활관과 구 병영생활관, 사무실, 병영식당, 군 아파트로 각각 나누 어 설치하였다. 강원지역의 라돈농도 조사는 양구와 홍천지역의 군 병영시설물에 대하여 각 각 10개씩 설치하여 조사하였으며 총 20개의 차콜 캐니스터를 설치하였다. 총 조사대상 건물 수에 대한 비율을 보면 생활관 10개소, 병영식당 4개소, 사무실 3개소, 창고 1개소, 아파트 2개소 이였으며 이중 약 65%가 5년 이상 된 건축물 이었다. 라돈농도의 산술 평균값은 3.265 pCi/L으로서 국내 라돈 기 체에 대한 공기 중 최대허용농도(MPC)인 4 pCi/L에 가깝게 높은 결과가 나왔 으며 홍천지역의 2개소에서 최대허용농도를 초과하는 결과가 나왔다. 또한 우 리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도와는 비슷한 결과가 나왔다. 충북지역의 라돈농도 조사는 증평군 일대의 군 병영시설물에 대하여 총 10 개의 차콜 캐니스터를 설치하여 조사하였다. 총 조사대상 건물 수에 대한 비율을 보면 생활관 8개소, 병영식당 1개소, 사 무실 1개소 이였으며 이중 약 70%가 10년 이상 된 건축물 이었다. 라돈농도 의 산술 평균값은 1.012 pCi/L으로서 국내 라돈 기체에 대한 공기 중 최대허 용농도(MPC)인 4 pCi/L에 비하여 낮은 결과가 나왔고 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈 농도보다도 낮은 결과가 나왔다. 이는 건물의 노후로 인하여 출입문과
창문의 밀폐상태가 좋지 않았고 훈련으로 인한 인원 출입이 있어 실내공기가 외부공기와 자주 순환되었기 때문으로 판단되며 상대적으로 신축건물인 독신 숙소는 밀폐상태가 좋아 인접 건축물 보다 높은 수치가 나왔다. 경기지역의 라돈농도 조사는 안양시 일대의 군 병영시설물에 대하여 총 10 개의 차콜 캐니스터를 설치하여 조사하였다. 총 조사대상 건물 수에 대한 비율을 보면 생활관 8개소, 병영식당 1개소, 사 무실 3개소 이였으며 이중 약 80%가 5년 이상 된 건축물 이었다. 라돈농도의 산술 평균값은 1.655 pCi/L으로서 국내 라돈 기체에 대한 공기 중 최대허용농 도(MPC)인 4 pCi/L에 비하여 낮은 값을 나타내는 결과가 나왔다. 건축물 별로 비교적 고른 분포를 보이고 있으며 이는 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농 도와는 비슷한 결과가 나욌다. 이번 군 병영시설에 대한 라돈 조사결과는 라돈에 대하여 막연하게 불안감 을 갖고 있는 군인들에게 라돈에 대해 올바르게 이해시키고 설득할 수 있는 자료가 될 것이다. 현재 국방부에서는 실내 라돈의 중요성을 인지하고, 군 시 설물 2,000 곳에 대하여 라돈 농도를 측정할 예정이며, 본 연구에서 얻어진 결 과는 군 시설물의 실내 공간 라돈 측정 및 관리에 중요한 기초자료로 활용 될 것으로 기대된다.
제1장 서 론
1.1 연구배경 및 목적
오늘날 우리 사회는 현대사회에서 급속히 진행된 산업화와 도시화에 따른 인구의 증가, 산업기술의 발달 및 경제생활 수준의 향상이 계속됨에 따라 대기 오염물질 발생량의 증가하는 등 다양한 환경 문제와 사회적인 문제들이 발생 하고 있다. 환경(Environment)은 인간을 둘러싸고 있는 주변의 모든 것이라고 표현 할 수 있으며 특히 실내 환경(Indoor Environment)은 인간을 둘러싸고 있는 실내의 총체라 할 수 있다. 에너지 절감률을 높이기 위해 건물의 밀폐화로 대기오염물질의 실내 농집화 가능성과 현대인들의 대다수가 하루 24시간 중 80% 이상을 실내에서 생활하 므로 실내 환경이 건강에 미치는 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 에너지 절 감을 고려한 단열재 등의 건축자재의 사용과 경제수준의 향상에 따른 생활 패턴 변화 및 다양한 생활용품의 사용으로 오염물질들이 실내로 방출되어 “빌딩증 후군(Sick Building Syndrome)” 및 “새집증후군(New-Building Syndrome)” 등에 대한 질환을 호소하게 됨으로써 사회적으로 실내공기질문제가 새로운 환경 문제로 대두되고 있다. 실내 공기 질에 대한 관심의 증가로 인해 다중이용시설과 신축되는 공동 주택의 실내 공기 질을 알맞게 유지하고 관리함으로써 그 시설을 이용하는 국민의 건강을 보호하고 환경상의 위해를 예방함을 목적으로 하는 “다중이용 시설 등의 실내 공기질 관리법”을 제정 공포하였고 최근까지 시행규칙 일부 개정령 안을 입법하였다(환경부령 제 463호, 2012. 7. 4). 실내 공기질 권고기준 물질에는 이산화질소(NO2), 라돈(Rn), 휘발성 유기화유지기준 물질에는 미세먼지(PM10), 이산화탄소(CO2), 폼알데하이드(HCHO),
총 부유세균(Total Airborne Bacteria), 일산화탄소(CO)가 있다. 특히 최근에 권고기준 물질 중 자연 방사능 물질인 라돈(Radon)에 대한 위험성이 각종 매 스컴을 통해 알려지면서 이에 대한 피해와 방지대책에 대한 관심이 높아지고 있다. 라돈은 인류 태초부터 자연 환경 중에 존재하는 천연 방사성핵종 중의 하나로 지각의 암석이나 토양 또는 건축자재 중에 들어 있는 우라늄(238U)이 몇 단계의 방사성붕괴 과정을 거친 후 생성되는 무색무취의 불활성 기체 이며 우리주변 어느 곳에든 존재하여 왔다. 인간이 라돈에 인체 위해성을 처음 알게 된 것은 독일 쉬네버그(Schneeberg) 지역의 우라늄 광부들 중에 “산의 병(Disease of Mountain)"이라는 이상한 질병으로 사망자가 늘어가고 있다는 사실이 알려진 1500년경이다. 그러나 1960년대 까지 라돈은 자연 방사선중의 일부이며 남자 의 생식선에 일부 영향을 미치는 그다지 중요하지 않은 것으로 간주 되었다 (UNSCEAR: 1966)가 1970년대 들어 세계 각국들이 라돈농도 조사를 실시하 면서 부터 라돈이 일반인의 총 피폭선량의 큰 부분 비중을 차지하며 높은 라 돈 농도에 지속적으로 노출되는 경우 폐암 발생 가능성이 높아진다는 점과 인 공방사선과 달리 자연 발생적인 방사선원 이므로 통제 및 관리가 어렵다는 점 에서 많은 관심이 증가되었다. 국내의 경우 일부 대학 및 연구소에서 많은 노력을 하고 있으나 국민들의 라돈에 대한 인식이 아직 부족하고 라돈에 대한 전국 규모의 종합적인 조사는 아직 부족한 상태로 라돈에 의한 국민의 불안감은 증폭되고 있다. 특히 조직 특성상 생활환경이 더욱 노후 및 열악하고 폐쇄적인 군 병영시설 에 대한 조사는 아직까지 실시하지 않은 상태이다. 이에 본 연구의 목적은 군 병영시설의 라돈 조사를 위해 2013년 전 군의 2000개 시설물을 대상으로 실시하는 라돈 조사에 앞서 상대적으로 전국에서
라돈농도가 높은 4개 지역을 선정, 군 병영시설에 대한 사전조사를 실시하여 전군 병영 시설물에 대한 라돈조사에 활용할 수 있는 기초 자료를 확보하는 것이다. 이러한 연구목적을 달성하기 위하여 본 연구에서는 라돈농도조사에서 활용 할 방법으로 차콜 캐니스터에 의한 라돈조사 방법을 선정하였다. 또한 최적 조사지점 선정과 조사지점의 통일성을 기하기 위하여 전국 라돈 농도가 높은 강원도 양구와 홍천, 충북 괴산, 경기도 안양에 위치한 군 시설물을 조사지역 으로 선정 하였고 각 시설물 지하 1층 보일러실에 1개씩 총 40개를 설치하였다. 군 시설물 선정은 연도별로 5년 이내, 10년 이내, 10년 이후로 구분하였고 군부대 특성을 고려하여 신 병영 생활관과 구 병영 생활관으로 각각 나누어 절반씩 설치하였다.
제2장 이론적 배경
2.1 라돈의 일반적 특성
지구상에는 태초부터 천연방사성 물질이 존재하고 있으며 그 중의 하나가 라돈(Radon, Rn)이다. 생활환경에 있는 모든 방사선의 종류와 그들의 양을 백 분비로 나타내 보면 천연방사선이 약 85% 정도를 차지하고 있음을 알 수 있 으며, 그 중에서 라돈이 전체의 절반을 차지하고 있다는 것을 알 수 있다. 라돈은 그림 2와 3에서 보듯이 지각의 암석이나 토양 중에 존재하는 우라늄 (238U)과 토륨(232Th)이 몇 단계의 방사성 붕괴과정에서 생성되는 불활성 기체 이다. 지각 내에서 생성된 라돈은 기체 상태로서 지표 공기 중으로 쉽게 방출 될 수 있기 때문에 건물의 틈새를 통하여 실내로 유입되게 된다.라돈은 222Rn(Radon), 220Rn(Thoron), 219Rn(Actinon)의 세 가지 동위원소가 있으며 그 중 자연계에 가장 많이 분포하는 것은 222Rn이다. 이는 각 라돈의 최초 근원 물질 중에서 238U의 양이 많으며, 220Rn. 219Rn의 반감기는 매우 짧고 (각 55.5 sec, 4.0 sec), 이에 비해 상대적으로 222Rn의 반감기가 길기 때문에 (3.82 day) 생성된 이후에 자연계에서 존재할 수 있는 시간이 길기 때문이다. 따라서 일반적으로 통용되는 용어인 라돈은 라돈의 동위원소 중 222Rn을 지칭 하며 본 보고서에서도 “라돈”이라는 표기는 222Rn만을 의미한다. 라돈 붕괴산 물(자핵종)로는 반감기가 짧은 218Po(3.1 min), 214Pb(27 min), 214Bi(20 min),
214Po(10-4 sec) 등이 있으며, 중간에 210Pb(22 year)를 거쳐 최종적으로 안정한 206Pb으로 변해간다.
라돈자손(Radon Progeny)은 라돈이 3.82일의 반감기를 가지고 붕괴하여
218Po 으로부터 206Pb(안정원소)에 이르는 연쇄 붕괴과정 중에서 생성되는 방사
이하는 생성되는 방사능량이 극히 작아 방사선 피폭 측면에서 무시할 수 있기 때문에 라돈자손이란 일반적으로 218Po, 214Bi, 214Pb, 214Po 4개의 단수명 라돈자 손을 의미한다. 입자 상태로 존재하는 라돈자손은 공기 중에 떠돌거나 어떤 물질의 표면에 흡착되거나 한다. 공기 중에 떠다니는 라돈자손이 사람의 호흡기를 통하여 흡 입되면 폐에 흡착되게 된다. 폐에 흡착된 라돈자손이 붕괴하면서 방출하는 고 에너지의 알파선은 폐 세포에 영향을 주게 되므로 장기적으로 고농도의 라돈 자손을 흡입하게 되면 폐암을 유발할 수 있는 것이다. 반면 라돈은 앞서 말한 바와 같이 불활성 기체이므로 호흡기를 통하여 폐에 흡입된다 하더라도 흡착 되지 않고 다시 방출되게 된다. 따라서 위해도 측면에서 보면 라돈자손이 라 돈보다 더 위해하다고 할 수 있다. Fig. 1. 천연 방사선의 종류와 양
Nuclide 219Rn 220Rn 222Rn
T1/2 4.0 sec 55.5 sec 3.82 day
Decay α α α
E-α(MeV) 6.812 6.287 5.489 Parent 223Ra(11.4 day) 224Ra(3.64 day) 226Ra(1600 year)
Important Daughter 211Pb (36.1 min) 207Tl (4.8 min) 212Pb (10.6 hr) 212Bi (1.1 hr) 208Tl (3.1 min) 218Po (3.1 min) 214Pb (27 min) 214Bi (20 min) 214Po (10-4 min) 210Pb (22 year) Series 235U 232Th 238U
Properties values Density (0℃, 1atm) 9.73 g/L Boiling point (normal, 1atm) -6.2℃ Density of Liguid (normal boilin point) 4.4 g/㎤ Diffusion Coeffcient (in free air) 0.1 ㎠/sec Viscosity (20℃, 1atm) 229.0 micropoise Critical Pressure 62 atm Critical Temperature 105 ℃ Solubility (20℃, 1atm, water) 230 ㎠/kg in water
Radioactive inert gas Colorless, Tasteless, Odorless Table 2. 라돈의 물리․화학적 특성
Fig. 2. 238U에 따른 라돈 붕괴 도식도
방사성 핵종 반감기 주요 방사선 에너지 및 방출률 (y) 알파 베타 감마 에너지 (MeV) y (%) 최대 에너지 (MeV) y (%) 에너지 (MeV) y (%) 222Rn 3.82일 5.49 100 - - - -218Po 3.05 min 6.00 100 - - - -214Pb 26.8 min - - 1.020.70 0.65 6 42 48 0.35 0.30 0.24 37 19 8 214Bi 19.9 min - - 3.271.54 1.51 18 18 18 0.61 1.77 1.12 46 16 15 214Po 164㎲ 7.69 100 - - - -Table 3. 220Rn 단수명 자손의 붕괴특성
2.2 실내 라돈 발생원 및 농도
건물 지반에서 방출된 라돈가스가 건물 바닥의 갈라진 틈새 등을 통해 실내 로 유입됨으로써 라돈이나 라돈의 붕괴로 생성되는 라돈 자핵종의 실내 공기 중 농도가 증가하게 된다. 라돈은 건축자재, 지하수, 취사용 천연가스 등을 통 해서도 실내로 들어오지만 약 85% 이상 은 지각으로부터 방출된 것이다. 실내 라돈의 중요 발생원은 건축물 바로 아래의 토양가스로 건물의 기초나 바닥 슬래브에 난 줄눈, 이음매, 균열을 통해 들어오는 것으로 실내유입 라돈 중 가장 많은 양을 차지한다. 또한 건축 재료도 그 양은 미미하나 재료에 따 라서는 실내 라돈농도에 미치는 영향을 무시할 수 없는 것도 있다(Table 4, 5)13)14). 이 이외에 지하수도 하나의 발생원으로 샤워, 세탁 시 물속의 라돈 이 실내공기로 유입된다. 평균적으로 물속의 라돈 10,000(pCi/L) 마다 실내 라돈농도를 1(pCi/L) 높아 지는 것으로 EPA에서는 보고 있다. 따라서 마시는 물을 통해서도 위장으로 라돈이 유입될 수 있지만 이에 의한 위험은 무시할 수 있다. 또 하나 도시가 스의 원료인 천연가스도 사용이 늘면서 실내 발생원의 하나로 대두되고 있지 만 실내 라돈농도에 미치는 정도가 미미하여 무시되고 있다.Table 4. Ra-226 concentration in building materials
Material Bq/kg pCi/L
Wood 1 0.03
Concrete 16~61 0.43~1.65
Brick 42~96 1.1~2.6
Tile 78 2.1
Wall board natural gypsum 4~10 0.11~0.27
Phosphogypsum 27 0.73
실내에서의 라돈 농도는 지역, 건물, 계절, 기후, 시간 등에 따라 달라진다. 지역에 따라 지반의 토양에 함유된 우라늄 농도 때문이며, 건물의 경우 바닥 틈새 정도와 환기 상태의 차이 등이다. 계절에 따라서는 온도나 토양의 수분 차이로 인해 라돈가스의 이동에 영향을 미치기 때문이며 기후나 시간에 따라 기압․풍압의 차이가 생겨 토양가스 방출에 영향을 미치기 때문이다. 가장 큰 영향을 미치는 것은 지역의 지반 토양이지만 건물의 유형에 따라서도 큰 차이 를 보이며, 시간에 따른 농도 변화도 2～3배까지 쉽게 차이가 날 수 있다.
Table 5. Sources of Global Atmospheric Radon Source Input to Atmosphere
Million Ci per year
Soil 2,000
Groundwater 500
Oceans 30
Phosphate Residues 3 Uranium Mill tailing 2
Coal Residues 0.02
Natural Gas 0.01
2.3 실내 유입 경로
실내로 유입되는 라돈이동은 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 하나는 이류(Advection)에 의한 이동으로 압력이동(Pressure Driven Transport)과 대류 이동(Convention)이 이에 속한다. 압력이동은 압력차에 의해 라돈을 함유한 토양가스가 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 이동으로 여러 가지 이유로 보통 실내 공기압이 실외 보 다 낮기 때문에 압력이동에 의해 라돈이 함유된 토양가스가 실내로 유입된다. 대류이동은 온도의 변화 때문에 공기의 밀도가 달라지고 이 밀도의 차이는 무게 차이를 가져와 궁극적으로는 압력의 차이로 나타난다.
다른 하나인 확산이동(Diffusion Driven Transport)은 압력차나 온도차가 없는 상태에서도 실내공기 전체 라돈농도가 농도 평형(Concentration Equilibrium) 이 이루어질 때까지 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 확산하는 이동이다. 토양 가스는 실내로 라돈이 유입되는 근원 중 가장 큰 비중을 차지하고 있 으며, 건축자재 또는 상수도나 지하수관을 통해서도 라돈이 실내로 유입 될 수 있다. 라돈은 토양가스의 형태로 지하실 벽이나 바닥 또는 관로의 깨진 틈 을 통해 실내로 유입되게 된다. 건축자재도 주로 토양이나 암석을 재료로 하 기 때문에 실내 라돈의 근원으로 작용한다. 환기시설이 없고 토양가스가 이동 할 수 없는 높이의 건물에 실내 라돈 농도가 높게 측정될 경우 건축자재에 의 한 것으로 볼 수 있다. 건축자재의 라돈 발생에 대해서는 정량적으로 알려진 바가 없지만, 라듐의 함량, 재료의 구성, 함수율, 압력변화, 온도 및 상대 습도 가 영향 인자임이 밝혀졌다(Cothern and Smith, 1987).
실내 라돈은 실외에서 들어오는 방법과 실내의 건축자재에서 발생되는 방법 등 라돈의 실내 유입 경로는 다음과 같다.
유 입 경 로 ① 건물 하부의 갈라진 틈 ② 벽돌과 벽돌 사이 ③ 벽돌 내의 기공 ④ 바닥과 벽의 이음매 ⑤ 건물에 직접 노출된 토양 ⑥ 우수 배관로 ⑦ 접합이 느슨한 관 사이 ⑧ 관의 갈라진 틈 ⑨ 건축자재 ⑩ 지하수 이용 Fig. 4. 라돈의 실내 유입 경로
2.4 라돈의 인체 유해성
라돈가스 자체는 방사성 기체이지만 불활성이므로 사람이 호흡하더라도 폐 에서 흡수되지 않고 다시 방출되므로 위해가 문제되지 않는다. 하지만 라돈이 폐암을 일으키는 원인은 인간이 호흡 시 흡입된 라돈으로부터 방사능 붕괴하 여 생성된 218Po, 214Po 에서 발생하는 알파선 에너지에 기인한다. 또한 에어로 졸 상태의 218Po, 214Pb, 214Bi 을 흡입했을 때도 같은 결과를 유발하는데 이들 방사성 핵종은 침전효율이 크며, 기관지의 점액층을 통과 후 기저세포에 알파 선 에너지를 방출하여 폐 기관을 손상 시킨다. 이와 같이 실제로 라돈피폭이 란 라돈 자핵종의 피폭을 의미 한다. 따라서 라돈 피폭이라는 말은 실제로 라 돈 자핵종에 의한 피폭을 의미하며 장기적으로 폐암을 유발할 수 있는 것으로 보고되고 있다.미국 EPA(Environmental Protection Agency)는 미국인의 연간 폐암 사망자 의 10% 이상인 약 20,000명 정도가 라돈 자핵종의 누적폭로에 의한 것이며, 이는 대기오염에 의한 사망위험 보다 10배 이상 높으며 음주운전에 의한 사망 자보다 더 높다고 발표했다. 국민을 대상으로 라돈문제를 홍보하기 위해 발간 한 자료 “라돈에 대한 시민안내서(A Citizen's Guide to Radon)"에 따르면 미 국의 기준치이자 한국에서는 권고기준치인 4 pCi/L 또는 148 Bq/m3의 라돈농 도가 일정하게 지속적으로 유지되는 실내공간에서 평생 동안 생활할 경우 흡 연자 1,000명중 약 62명(6.2%)이 폐암 위험이 있다고 하였다(비흡연자는 이의 1/10). 각국에서는 역학조사 및 동물실험을 통하여 라돈 농도가 4 pCi/L인 상 태에서 일생동안 폭로될 경우 폐암으로 사망할 위험률이 1～2%정도이나, 5 pCi/L인 상태에서 1년간 생활할 경우는 백만 명 당 400명이 폐암 발생을 일으 키고, 200 pCi/L의 농도에서는 약 44%의 폐암발생위험률에 달한다고 추산 하 고 있으며 이에 미국에서는 라돈이 폐암을 유발시키는 제2의 원인제공자임을
경고하고 있다. 라돈에 의한 폐암 발생확률은 우리가 살아가는 동안 얼마나 많은 라돈을 호흡했느냐에 관계되므로 우리의 주거환경에서 라돈의 농도를 가 능하면 낮추는 노력을 해야 한다. Table 6. 연간 라돈 준위에 의한 피폭 위험 연간 라돈 준위 (Bq/㎥) 100명당 치사율 (%) 비교라돈 위험도 (폐암) 3700 (100pCi/L) 27～63 매년 2000회의 X선 촬영 1480 (40pCi/L) 12～38 매일 2갑씩의 흡연 740 (20pCi/L) 6～21 매일 1갑씩의 흡연 370 (10pCi/L) 3～12 매년 500회의 X선 촬영 148 (4pCi/L) 1.3～5 매일 반 갑의 흡연 74 (2pCi/L) 0.7～3 매년 100회의 X선 촬영
국제 암 연구기관(International Agency for Research on Cancer, IARC)에 서는 1988년에 정식으로 라돈을 인체의 발암물질로 분류하였다.
우리나라 주요 3대 암 중 위암과 간암은 감소 추세에 있는 반면 폐암은 그 증가 추세에 있다. 자동차의 증가와 산업발전에 기인한 대기오염의 증가, 흡연 연령의 하향, 흡연자의 증가 및 고령화에 의한 폐암발병률의 증가는 우려할
일임에는 틀림이 없으나, 이제 우리나라도 선진국에 버금가는 라돈대책의 수 립이 절실함은 다음과 같은 계산으로 강조할 수 있다. 2001년 폐암사망률은 10만 명 당 25명으로 전체 인구 47.5백만 명에 대입하 면 한 해에 11,875명이 폐암으로 사망하는 것으로 계산되고 EPA의 자료에 따 르면 이 중 10～15%에 해당하는 약 1,200～1,800명이 라돈에 의한 초과폐암으 로 사망하게 되는 것으로 볼 수 있다. 21,000명 17,400명 8,000명 3,900명 2,800명 Fig. 5. 라돈 및 사고에 의한 연간 사망자 수
160,000명 19,000명 14,000명 700명 160명 20명 Fig. 6. 미국 내 폐암 및 위암에 의한 연간 사망자 수
Table 7. 흡연자의 라돈에 의한 인체영향 라돈농도 (pCi/L) 폐암 발생률 (1,000명당) 기타 사고와의 위험도 비교 조치사항 (금연 후) 20 260명 익사사고 위험의 250배 즉시 주택 수리 10 150명 화재사고의 200배 즉시 주택 수리 8 120명 돌연사의 30배 즉시 주택 수리 4 62명 자동차 사고의 5배 즉시 주택 수리 2 32명 독성물질에 의한 사고의 6배 주택 수리를 고려 1.3 20명 평균 실내 라돈 농도 현재 농도 유지 0.4 3명 평균 실외 라돈 농도
라돈농도 (pCi/L) 폐암 발생률 (1,000명당) 기타 사고와의 위험도 비교 조치사항 (금연 후) 20 36명 익사사고 위험의 35배 즉시 주택 수리 10 18명 화재사고의 20배 즉시 주택 수리 8 15명 돌연사의 4배 즉시 주택 수리 4 7명 자동차 사고의 1배 즉시 주택 수리 2 4명 독성물질에 의한 사고의 1배 주택 수리를 고려 1.3 2명 평균 실내 라돈 농도 현재 농도 유지 0.4 - 평균 실외 라돈 농도 Table 8. 비흡연자의 라돈에 의한 인체영향
Table 9. 우리나라의 각종 암에 의한 사망률 (인구 10만 명 당) (단위: 명) 구분 폐암 위암 간암 기타 암 계 1991 15.2 29.5 23.7 17.2 105.2 2000 24.2 24.3 21.3 25.0 122.1 2001 25.0 24.0 21.3 26.4 123.5 전년증감 0.6 -0.3 0.0 1.0 1.4 10증감 9.8 -5.5 -2.4 9.2 18.3 * 기타 암: 대장암, 췌장암, 자궁암, 전립선암, 유방암 등을 뜻함.
제3장 국내·외 라돈조사 현황
3.1 국내 라돈조사현황
국내에서의 최초 라돈농도 조사는 경북대 강영호 교수 등이 경북일원에서 토양으로 부터 방출되는 라돈기체의 방사능 측정을 1981년에 수행하였다. 실제 생활환경중의 라돈농도 조사는 1988년 말 한국원자력안전기술원에서 서울, 춘천, 대전, 대구, 광주, 부산, 제주지방 방사능측정소의 협조로 수행한 것이 처음이며, 이 라 돈조사는 가구의 표본을 체계적으로 사전에 추출하여 조사한 것은 아니었지만 당시 국 내에서는 비교적 많은 조사가구수와 광역범위의 라돈조사였다. Table 10. 우리나라 가옥 내 지역별 라돈농도 지역별 가옥수 라돈농도평균 (Bq/㎥) 겨울철 피폭선량 (mrem/3개월) 4pCi/L이상 (%) 전국 530 99.9 140 16 서울 72 81.4 115 11 경기도 (수원, 오산, 안양) 49 122.1 170 20 춘천 69 92.5 130 10 충청도 (대전, 괴산) 101 133.2 190 34 대구 57 81.4 115 0.9 광주 72 118.4 168 18 부산 56 62.9 90 0 제주 54 96.2 138 15 * 1Sv = 100rem = 1J/kg **4p(단위) = 148㏃/㎥ (EPA 권고치)1990년도 한국원자역연구소의 장시영 박사팀은 전국 12개 지역을 대상으로 340여 거주 시설에 대해서 실내 라돈농도를 조사하였는데, 이 조사는 우리나라 평균 실내라돈농도 및 지역별 분포특성 등을 파악하는데 목적이 있는 것이 아니라, 라돈과 그 자핵종의 피 폭선량과 인체영향평가를 위한 기초자료 확보차원에서 수행되었다. Table 11. 전국 12개 지역 거주시설내의 라돈 및 라돈 자핵종의 방사능 농도 지역별 표본수 라돈농도 (Bq/㎥) 평형등가농도 중앙값 (Bq/㎥) 산술평균 중앙값 서 울 63 63.64 51.43 20.57 인 천 16 41.81 39.60 15.84 수 원 18 57.72 53.28 21.31 춘 천 32 62.16 53.65 21.46 속 초 19 66.23 60.00 24.00 동 해 19 49.58 46.62 18.61 대 전 37 48.84 43.66 17.46 원자력연구소 내 30 36.26 33.82 13.53 논 산 31 85.47 61.42 24.57 서산, 당진 34 80.29 62.16 24.86 울 산 18 60.31 52.91 21.16 광 주 23 42.18 38.50 15.40 평 균 28.33 59.57 48.90 19.56
1992년부터 1995년까지 4년간 서울 및 경기도 북부지역을 대상으로 국립보건원에서 실내 라돈농도를 조사하였는데, 1차 년도에는 서울시내에 소재한 22개 보건소 건물을 대상으로 조사하였고, 2차 년도에는 서로 다른 형태의 주거시설(아파트, 빌라, 일반주택, 연립주택) 34개를 대상으로 조사하였으며, 3차 년도에는 서울시내 22개 구별로 서로 다 른 형태의 주거시설 410개 가옥을 대상으로 조사하였다. 마지막 4차 년도에는 경기 북 부지역의 10개 시·군 197개 가옥을 대상으로 조사하였다. 이 조사의 목적은 라돈과 그 붕괴 생성물에 의한 방사선 위해도를 평가하기 위해 기초 자료를 얻기 위한 것이었다. 식품의약품안전청에서는 국립보건원에서 수행한 “알파방사선에 의한 국민 위해도 평 가” 연구사업의 연장선상에서 “한국에서의 옥내라돈 측정분석에 관한 연구”를 1996년과 1997년에 걸쳐 수행하였다. 이 연구의 라돈조사 대상지역은 경기도 남부지역과 인천광 역시, 대전광역시, 충남 및 충북지역을 대상으로 차콜 캐니스터를 이용하여 조사하였다. 2001년에는 한국원자력안전기술원 주관으로 실시한 국민 방사선 위해도 평가 및 전 국 실내 라돈 방사능 조사라는 주제로 전국 실내 라돈 농도 준위 조사를 1년간 지속적 으로 실시하였다.
Table 12. 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도 (단위: ㏃/㎥) 지역명 조사지 점수 최고치 최저치 기하 평균 산술 평균 중앙값 200Bq/㎥이상 검출지역비율 (%) 서울 380 1055 14.8 36.0 45.1±66.5 32.4 1.6 강원도 91 339 20.4 59.0 72.5±56.6 56.4 5.5 인천 104 151 13.9 34.3 38.2±20.2 35.9 0 경기도 340 338 16.7 43.9 51.6±36.8 43.9 0.9 충북 90 1350 20.4 56.0 80.5±146 47.2 5.6 충남 113 573 17.6 59.2 74.8±72.2 50.9 3.5 대전 68 231 16.0 45.5 52.9±37.6 42.1 2.9 대구 110 124 14.8 36.9 41.4±22.4 32.4 0 경북 168 207 13.6 42.6 49.5±31.1 39.3 0.6 부산 163 165 14.8 34.3 38.6±22.8 32.4 0 경남 214 315 16.0 42.8 52.2±41.9 36.5 2.2 전북 127 857 16.7 53.7 68.8±82.9 48.1 2.4 전남 136 291 18.5 51.5 61.3±42.4 49.0 1.5 광주 61 202 16.7 50.2 57.0±31.2 49.0 1.6 제주도 25 240 18.5 47.3 58.9±48.8 42.6 4.0 전국 2190 1350 13.6 43.4 53.4±57.5 39.8 1.7
3.2 국외 라돈조사현황
자연 핵종에 의한 방사선 위해도에 관심이 높아지면서 1980년대 들어서는 실내 라돈 농도의 연구가 활발히 이루어졌다. 환경 내 라돈측정의 주요 목적 중 하나는 일반대중 의 피폭선량의 평가이다. 스웨덴, 핀란드, 노르웨이 등 북유럽국가들은 우라늄(Uranium)과 토륨(Thorium)의 함량이 많은 화강암(Granites)과 화성암(Pegmatites)이 풍부한 지질적인 특성에 의해서 땅이나 건물 재질 내에 높은 자연방사능이 존재한다. 그래서 다른 국가들보다도 이들 나라들은 라돈에 대해서 일찍부터 연구를 추진하여 왔다. 이국의 경우 전국적인 실내 라돈조사는 미국 환경보호청이 주관하여 “주택 내 라돈 조사(The National Residental Radon Survey, NRRS)" 라는 프로그램을 수립하고, 생활 공간 및 작업 공간 내의 라돈농도 준위 조사를 시행하였다. 이 조사 사업은 1988년에 조사계획을 수립하고, 1989년에서 1990년까지 2년에 걸쳐 실제 조사를 수행하였으며, 1991년 한 해 동안 자료의 정리 및 평가를 하였다. 미국은 이러한 체계적인 전국 실내라돈 조사계획을 수립하여 시행하고 이 조사 자료 를 토대로 정부에서는 라돈 저감화 방법과 가이드라인을 제시하고 있다. 또한 다음 아 래와 같은 여러 가지 출판물로 일반 국민들에게 홍보하고 있다.(1) A Citizen's Guide to Radon
(2) Consumer's Guide to Radon Reduction (3) Home Buyer's and Seller's Guide to Radon
(4) Model Standards and Techniques for Control of Radon in New Residental Buildings (5) Radon - A Physician's Guide
(6) A Radon Guide for Tenants (7) Radon in Schools
(8) Radon Measurement in Schools (9) Radon Mitigation Standards
(10) Radon Prevention in the Design and Construction of Schools and Other Large Buildings (11) Radon Resistant New Construction in Homes
(12) Reducing Radon in Schools : A Team Approach (13) Reducing Radon Risks
(14) Technical Support Document for the 1992 Citizen's Guide Radon
1999년 UNSCEAR에서는 전 세계 약 50개국 이상의 전국 규모 실내 라돈조사를 시 행 하였다.
Table 13. 전 세계 실내라돈농도 조사결과 지 역 국 가 인구 (×백만) (96년 자료) 라돈농도 (Bq/㎥) 기하학적 표준편차 산술평균 기하평균 최대값 아프리카 알제리아 이집트 가나 28.78 63.27 17.83 -9 -30 -140 24 340 -북아메리카 캐나다 미국 29.68 269.4 34 46 14 25 1720 -3.6 3.1 남아메리카 아르헨티나 칠레 파라과이 35.22 14.42 4.96 37 -28 26 25 -211 86 51 2.2 -동아시아 중국 (홍콩) 인도 인도네시아 일본 카자흐스탄 말레이시아 파키스탄 1232 (6.19) 944.6 200.45 125.4 16.82 20.58 140.0 24 (41) 57 12 16 10 14 30 20 -42 -15 -380 140 210 120 310 6000 20 83 2.2 -2.2 -2.6 -서아시아 알메니아 이란 쿠웨이트 시리아 3.64 69.68 1.69 14.57 104 82 14 44 -6 -216 3070 120 520 1.3 -북유럽 덴마크 에스토니아 핀란드 리투아니아 노르웨이 스웨덴 5.24 1.47 5.13 3.73 4.35 8.82 53 120 120 55 73 108 29 -84 22 40 56 600 1390 20000 1860 50000 3900 2.2 -2.1
-Table 13. 전 세계 실내라돈농도 조사결과 (계속) 지 역 국 가 인구 (×백만) (96년 자료) 라돈농도 (Bq/㎥) 기하학적 표준편차 산술평균 기하평균 최대값 서유럽 오스트리아 벨기에 프랑스 독일 아일랜드 룩셈부르크 네덜란드 스위스 영국 8.11 10.16 58.33 81.92 3.55 0.41 15.58 7.22 58.14 -48 62 50 -110 23 70 20 15 38 41 40 37 70 187 50 -190 12000 4690 10000 1700 2500 380 10000 10000 -2.0 2.7 1.9 -2.0 1.6 -동유럽 불가리아 체코 헝가리 폴란드 루마니아 슬로바키아 8.47 10.25 10.05 38.60 22.66 5.35 -140 107 41 45 87 22 -82 32 -250 20000 1990 432 1025 3750 -2.7 2.0 -남유럽 알바니아 크로아티아 시프러스 그리스 이탈리아 포르투갈 슬로베니아 스페인 3.40 4.50 0.76 10.49 57.23 9.81 1.92 39.67 120 35 7 73 75 62 87 86 105 32 7 52 57 45 60 43 270 92 78 490 1040 2700 1330 15400 -2.6 -2.0 2.2 2.2 3.7 오세아니아 호주 뉴질랜드 18.06 3.60 11 20 8 18 420 90 2.1 -중앙값 인구가중치 평균 49 39 35 30 500 1000 2.2 2.3
제4장 측정 장비 및 방법
4.1 활성탄 캐니스터(Charcoal canisters)
이 장치는 값이 싸고 재사용이 가능하므로 단시간의 대규모 조사에 적합하며 확산에 의해 라돈가스를 흡착할 수 있는 활성탄(Activated carbon)을 이용한다. 활성탄에 침투 한 라돈 가스는 짧은 반감기를 지닌 라돈자손으로 붕괴하는데 이 과정에서 생성된 214Bi와 214Po 으로부터 방출되는 감마선을 계수함으로써 라돈농도를 결정할 수 있다. 약 100～200g 의 Carbon을 작은 Canister에 넣고 관심 있는 장소에 설치하면 된다. Canister는 2차 대전 중에 미군에 의해서 개발되어 EML에서 독점적으로 사용되었다. 활성탄 캐니스트 검출기를 설치하기 전에 Canister에 존재하는 라돈을 제거하기 위해 100℃로 가열된 공기를 5분 동안 주입하거나 120℃오븐에서 여러 시간 굽는다. 현장에 서 Canister를 밀봉하여 회수한 후 라돈자손간의 평형이 이루어지길 기다린 후 NaI(TI) 검출기나 HPGe 검출기를 이용하여214Pb(242, 295, 353 keV)와 214Bi(609keV)의 감마피 크를 계측하여 라돈을 정량하는 방법이다. 캐니스터의 종류와 크기 그리고 활성탄의 수분함유 정도에 따라 포집효율이 달라진다. 특히 활성탄에서의 수분함유 정도가 높을수록 라돈의 포집 효율이 떨어지기 때문에 감시되는 환경중의 습도에 따른 다양한 교정인자를 교정설비를 이용하여 사전에 획득 하여야 한다. 또한 라돈의 흡착은 온도가 낮아질수록 증가하며 수분과 황화수소에 의해서 흡착이 방해되므로 주의가 필요하다. 흡착은 Carbon을 통과하는 유량과 유속에 따라 달라지며 흡착된 라돈은 100℃이상 가열하면 제거된다. Carbon에 흡착된 라돈은 시간이 지남에 따라 탈착될 가능성과 수분의 흡착이 일어나므로 장시간 현장에 설치할 수가 없다. 개방형 활성탄 캐니스터의 라돈환경 최적 노출 기간은 2일이고 확산장벽형 활성탄 캐니스터(Diffusion barrier Charcoal canisters)의 최적 노출 기간은 7일로 제시 되지만 공기 중 습도에 따라 단축된다. 4일간 측정 시 포집체의 LLD는 수 Bq/㎥ 정도이다.
따라서 본 연구에서는 군 부대 특성상 취급과 설치가 용이하며 단시간 대규모 조사에 적합한 개방형 활성 캐니스터에 의한 측정 방법을 선정하였다.
Table 14. Charcoal Canisters의 특성
장 점 단 점 - 경제적이다. - 외부전원이 필요 없다. - 취급과 설치가 용이하다. - 우편송달이 용이하다. - 측정기간 마지막 12 ～ 24시간 사이의 라돈농도 편향이 심하다. - 결과에 영향을 미치는 요인이 많다. - 온도와 습도, 공기 흐름에 민감하다.
4.2 측정 방법
본 연구는 강원도 양구군과 홍천군, 충청북도 증평군, 경기도 안양시에 위치한 군 시 설물 중에서 병영생활관(신 / 구), 병영식당, 사무실, 군 아파트를 대상으로 측정하였다. 또한 건축물 준공 연대는 5년 이내가 12개소, 5～10년 사이가 11개소, 10년 이상이 17 개소 였으며 총 40개소에 각각 1개씩 40개의 Charcoal canisters를 2012년 9월 24일부 터 12월 3일 까지 설치하여 측정하였다.Table 15. Charcoal canisters 측정대상 및 준공연대
지 역 설치개수 건축물 준공 연대 계 5년 이내 5～10년 10년 이상 강원도 양구군 10 10 4 3 3 홍천군 10 10 3 1 6 충청북도 증평군 10 10 3 1 6 경기도 안양시 10 10 2 6 2 계 40 40 12 11 17
Table 16. Charcoal canisters 설치 장소 지 역 군 시설물 종류 계 생활관(신) 생활관(구) 사무실 병영식당 아파트 강원도 양구군 10 3 3 2 2 -홍천군 10 2 3 2 1 2 충청북도 증평군 10 3 5 1 1 -경기도 안양시 10 4 2 3 1 -계 40 12 13 8 5 2
4.2.1 병영생활관(신 / 구), 사무실, 아파트 설치 위치는 건축물의 지하 1층 보일러실에 설치하였으며 각 건물 당 1개씩 설치하 였다. 측정이 진행되는 2일 동안 밀폐상태를 유지하기 위해 측정 전에 외부와 통하는 문 및 창을 밀폐시키고 최대한 출입을 금지 시켰으며 아래와 같은 사항을 준수하여 설 치하였다. ① 기류 및 환기장치 등 주변의 환경에 의해 방해를 받지 말아야 한다. ② 햇빛이 비치거나 습도가 높은 곳에 설치하지 않는다. ③ 측정지점은 바닥과 벽으로부터 1m이상 이격시켜야 한다. ④ 측정 장소에 출입을 금한다. 측정시간은 48시간으로 하고 측정 완료 후 완전 밀폐하여 최대한 빨리 연구실로 배 송하여 라돈을 측정하였다. 4.2.2 병영식당 설치위치는 지상 1층의 보일러실에 설치하였으며 그 외의 측정방법은 위 측정방법과 동일하게 실시하였다.
제5장 측정 결과 및 고찰
5.1 지역별 분석
5.1.1 강원도 강원도 지역 군 병영시설의 라돈 농도는 0.51 ～5.01 pCi/L, 18.87 ～ 185.37 Bq/㎥ 까지 매우 폭넓은 범위가 나왔고 특히 홍천군 일대에서는 2개소에서 최대허용농도 (MPC)를 초과하였으며 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도와는 비슷한 결과가 나왔다. 5.1.1.1 홍천군 측정한 날짜는 12년 12월 1일부터 3일 까지 실시하였으며 48시간을 측정 하였고 측정값은 3.02 ～5.01 pCi/L, 111.74 ～ 185.37 Bq/㎥ 으로 나타났으며 2개소에서 최대 허용농도(MPC)를 초과하였고 타 지역에 비하여 매우 높은 농도를 나타냈다. 또한 건물 유형별 분석에서는 병영생활관 보다 사무실에서, 준공연도별 분석에서는 5～10년 건물 이 비교적 높게 나타났다. 또한 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도와는 비슷한 결과가 나왔다.Table 17. 강원도 홍천군 군 병영시설 라돈농도 조사결과 (12. 12. 1 ～ 3) 구 분 캐니스터 번호 라돈 농도 준공연도 비 고 (MPC : 4pCi/L) Bq/㎥ pCi/L 병영생활관 (신형) EHC-054 111.74 3.02 5년 이하 EHC-076 116.18 3.14 병영생활관 (구형) EHC-038 115.07 3.11 10년 이상 0.25 초과 EHC-063 157.25 4.25 EHC-034 129.87 3.51 병영식당 EHC-058 113.22 3.06 10년 이상 사무실 EHC-033 147.26 3.98 5 ～ 10년 1.01초과 EHC-052 185.37 5.01 5년 이하 아파트 EHC-021 120.25 3.25 10년 이상 EHC-097 123.21 3.33 평 균 131.94 3.57
Table 18. 건물 연도별 및 유형별 분석 구 분 라돈 농도 (평균) 비 고 (MPC : 4pCi/L) Bq/㎥ pCi/L 건물 유형별 병영생활관 (신형) 113.96 3.08 병영생활관 (구형) 134.051 3.623 병영식당 113.22 3.06 사무실 166.315 4.495 0.495 초과 아파트 127.73 3.29 건물 연도별 5년 이하 137.751 3.723 5 ～ 10년 147.26 3.98 10년 이상 126.478 3.418
pCi/L 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 구 분 생활관(신) 생활관(구) 병영식당 사무실 아파트 5년이하 5～10년 10년이상 Fig. 7. 라돈농도와 건축물 유형별 및 연도별 상관관계 (홍천군) 5.1.1.2 양구군 측정한 날짜는 12년 10월 9일부터 11일 까지 실시하였으며 48시간을 측정 하였고 측정값은 0.51 ～3.18 pCi/L, 18.87 ～ 117.66 Bq/㎥ 으로 나타났으며 최대허용농도 (MPC)를 초과하지 않았지만 병영생활관 일부에서 비교적 높은 농도를 나타냈다. 또한 건물 유형별 및 준공연도별 다양한 농도의 분포를 보였으며 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도와는 비슷한 결과가 나왔다.
Table 19. 강원도 양구군 군 병영시설 라돈농도 조사결과 (12. 10. 9 ～ 11) 구 분 캐니스터번호 라돈 농도 준공연도 비 고 (MPC : 4pCi/L) Bq/㎥ pCi/L 병영생활관 (신형) EHC-061 59.57 1.61 5년 이하 EHC-060 114.7 3.10 EHC-090 101.75 2.75 병영생활관 (구형) EHC-015 63.64 1.72 10년 이상 EHC-083 117.66 3.18 5 ～ 10년 병영식당 EHC-012 100.64 2.72 5 ～ 10년 EHC-052 18.87 0.51 5 ～ 10년 EHC-058 78.44 2.12 5년 이하 사무실 EHC-067 38.48 1.04 10년 이상 EHC-063 60.31 1.63 10년 이상 평 균 75.41 2.04
Table 20. 건물 연도별 및 유형별 분석 구 분 라돈 농도 (평균) 비 고 (MPC : 4pCi/L) Bq/㎥ pCi/L 건물 유형별 병영생활관 (신형) 92.019 2.487 병영생활관 (구형) 90.650 2.450 병영식당 65.971 1.783 사무실 49.395 1.335 아파트 -건물 연도별 5년 이하 85.211 2.303 5 ～ 10년 79.069 2.137 10년 이상 54.143 1.463
pCi/L 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 구 분 생활관(신) 생활관(구) 병영식당 사무실 아파트 5년이하 5～10년 10년이상 Fig. 8. 라돈농도와 건축물 유형별 및 연도별 상관관계 (양구군) 5.1.2 충청북도 5.1.2.1 증평군 측정한 날짜는12년 10월 15일부터 17일 까지 실시하였으며 48시간을 측정 하였고 측정값은 0.05 ～2.83 pCi/L, 1.85 ～ 104.71 Bq/㎥ 까지 범위가 보였으며 모두 최대허 용농도(MPC)를 초과 하지 않았고 건물 유형별 및 준공 연대별로 비교적 고른 분포를 보였다. 또한 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도에 비하여 낮은 농도를 나타내
었다. 이와 같이 충북지역의 평균값(133.2 Bq/㎥)보다 낮은 이유는 측정 장소가 대부분 건물이 노후로 인한 밀폐 상태가 불량 하고 훈련으로 인한 인원의건물 출입으로 인하 여 정확한 측정에 제한이 발생한 것으로 판단된다. Table 21. 충청북도 증평군 군 병영시설 라돈농도 조사결과 (12. 10. 15 ～ 17) 구 분 캐니스터번호 라돈 농도 준공연도 비 고 (MPC : 4pCi/L) Bq/㎥ pCi/L 병영생활관 (신형) EHC-036 104.71 2.83 5년 이하 EHC-016 20.72 0.56 EHC-042 19.24 0.52 병영생활관 (구형) EHC-035 15.54 0.42 10년 이상 EHC-026 1.85 0.05 EHC-032 9.25 0.25 EHC-074 41.81 1.13 EHC-076 49.58 1.34 병영식당 EHC-088 58.46 1.58 5 ～ 10년 사무실 EHC-002 53.28 1.44 10년 이상 평 균 37.44 1.01
Table 22. 건물 연도별 및 유형별 분석 구 분 라돈 농도(평균) 비 고 (MPC : 4pCi/L) Bq/㎥ pCi/L 건물 유형별 병영생활관(신형) 48.223 1.303 병영생활관(구형) 23.68 0.64 병영식당 58.46 1.58 사무실 53.28 1.44 아파트 - -건물 연도별 5년 이하 48.223 1.303 5 ～ 10년 58.46 1.58 10년 이상 38.48 1.04
pCi/L 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 구 분 생활관(신) 생활관(구) 병영식당 사무실 아파트 5년이하 5～10년 10년이상 Fig. 9. 라돈농도와 건축물 유형별 및 연도별 상관관계 (증평군) 5.1.3 경기도 5.1.3.1 안양시 측정한 날짜는 12년 9월 24일부터 26일 까지 실시하였으며 48시간을 측정 하였고 측정값은 0.93 ～2.62 pCi/L, 34.41 ～ 96.94 Bq/㎥ 까지 범위가 보였으며 모두 최대허 용농도(MPC)를 초과 하지 않았고 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도와는 비슷 한 결과가 나왔고 건물의 유형 및 준공연도별 다양한 분포를 나타냈다.
Table 23. 경기도 안양시 군 병영시설 라돈농도 조사결과 (12. 9. 24 ～ 26) 구 분 캐니스터 번호 라돈 농도 준공연도 비 고 (MPC : 4pCi/L) Bq/㎥ pCi/L 병영생활관 (신형) EHC-037 34.41 0.93 5년 이하 병영생활관 (구형) EHC-017 92.13 2.49 5 ～ 10년 EHC-043 35.52 0.96 EHC-036 96.94 2.62 EHC-027 44.77 1.21 EHC-033 52.54 1.42 10년 이상 병영식당 EHC-075 60.31 1.63 5 ～ 10년 사무실 EHC-077 70.30 1.90 10년 이상 EHC-089 66.23 1.79 5 ～ 10년 EHC-003 59.20 1.60 5년 이하 평 균 61.23 1.66
Table 24. 건물 연도별 및 유형별 분석 구 분 라돈 농도 (평균) 비 고 (MPC : 4pCi/L) Bq/㎥ pCi/L 건물 유형별 병영생활관 (신형) 34.41 0.93 병영생활관 (구형) 64.38 1.74 병영식당 60.31 1.63 사무실 65.24 1.76 아파트 - -건물 연도별 5년 이하 46.805 1.265 5 ～ 10년 65.971 1.783 10년 이상 61.42 1.660
pCi/L 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 구 분 생활관(신) 생활관(구) 병영식당 사무실 아파트 5년이하 5～10년 10년이상 Fig. 10. 라돈농도와 건축물 유형별 및 연도별 상관관계 (안양시)
제 6장 결 론
본 연구에서는 군 병영시설에 대한 라돈농도의 측정 및 분석을 위해 강원도, 충청북 도, 경기도에 소재한 군 병영시설 중 생활관(25개소), 사무실(8개소), 병영식당(5개소), 군 아파트(2개소) 를 대상으로 2012년 9월 24일부터 12월 3일까지 차콜캐니스터를 이용 하여 실내공기 중 라돈농도를 측정하였다. 연구를 통해 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 강원도 지역의 군 병영시설에서 측정된 라돈농도는 0.51 ～5.01 pCi/L, 18.87 ～ 185.37 Bq/㎥를 보였다. 홍천군 지역의 군 병영시설에서 측정된 라돈농도는 3.02 ～ 5.01 pCi/L, 111.74 ～ 185.37 Bq/㎥ 으로 나타났고 이는 최대허용농도(MPC) 4pCi/L, 148㏃/㎥ 보다 높은 수치였으며 건물 형태별 분석에서는 병영생활관 보다 사무실에서, 준공연대별 분석에서는 5～10년 된 건물에서 비교적 높은 결과를 보였 다. 양구군 지역의 군 병영시설에서 측정된 라돈농도는 0.51 ～3.18 pCi/L, 18.87 ～ 117.66 Bq/㎥ 으로 나타났으며 최대허용농도(MPC)를 초과하지 않았지만 병영생활 관 일부에서 비교적 높은 농도를 나타냈다. 또한 건물 유형별 및 준공연도에 따라 다양한 분포를 보였다. 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도와는 비슷한 결과 가 나왔다. 2. 충청북도 증평군 지역의 군 병영시설에서 측정된 라돈농도는 0.05 ～2.83 pCi/L, 1.85 ～ 104.71 Bq/㎥ 까지 범위가 보였으며 모두 최대허용농도(MPC)를 초과 하지 않았고 타 지역에 비하여 낮은 농도를 나타내었다. 또한 건물의 유형 및 준공연도별 다양한 농도의 분포를 나타냈다. 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈농도와는 많이 낮은결과가 나왔는데 이것은 측정 시 장소의 밀폐상태의 정도로 인한 것으로 사료되며 라돈농도와 환기여부가 밀접한 관계에 있음을 알 수 있었다. 3. 경기도 안양시 지역의 군 병영시설에서 측정된 라돈농도는 0.93 ～2.62 pCi/L, 34.41 ～ 96.94 Bq/㎥ 까지 범위가 보였으며 모두 최대허용농도(MPC)를 초과 하지 않았고 경기 일대의 타 지역에 비하여 낮은 농도를 나타내었다. 또한 건물의 유형 및 준공 연도별 다양한 농도의 분포를 나타냈다. 또한 우리나라 지역별 주택 내 연평균 라돈 농도와는 비슷한 결과가 나왔다. 본 연구결과 라돈의 농도가 상대적으로 높은 지역은 화강암이 발달한 강원도 지역에 서 뚜렷하게 나타났으며 라돈 측정 시 공기의 순환을 억제하고 밀폐의 유무와 습도에 따라 농도의 차이가 많이 나는 것으로 확인 되었다. 또한 이번 군 병영시설에 대한 라 돈 조사결과는 라돈에 대하여 막연하게 불안감을 갖고 있는 군인들에게 라돈에 대해 올바르게 이해시키고 설득할 수 있는 자료가 될 것이다. 현재 국방부에서는 실내 라돈 의 중요성을 인지하고, 군 시설물 2,000 곳에 대하여 라돈 농도를 측정할 예정이며, 본 연구에서 얻어진 결과는 군 시설물의 실내 공간 라돈 측정 및 관리에 매우 중요한 기 초자료로 활용될 것으로 기대된다.
참 고 문 헌
1. 국민 방사선 위해도 평가 및 전국 실내 라돈 방사능 조사, 한국원자력 안전 기술원 2. 환경부, 2010, “실내공기질공정시험기준”, 환경부고시 제2010-24호, 환경부 3. 지하수내 라돈 저감 효과에 관한 연구(2011), 연세대학교 4. 이진영, 2006, “활성탄과 알지네이트로 제조한 비드에 의한 페놀과 구리의 흡착”, 전남대학교대학원 5. 통계청 홈페이지, 사망원인 통계, http : www.nso.go.kr 6. 강영호, 박장식, 김도성(1982).□Alpha 입자 비적법에 의한 라돈 측정, 방사선 방어학회지. 7. NCRP(1987), Ionizing Radiation Exposure of the Population and THE UnitedStates, National Council on Radiation Protection and Measurements, NCRPREPORT 93.
8. UNSCEAR(1988), Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation, United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation 1988 Report on the General Assembly, with Annexes, United Nations, New York.
9. KINS(1989), 1989년도 한국원자력 안전기술원 사업종합보고서, 한국 원자력 안전기 술원, KINS/AR-001
10. Puskin, J.S., Nelson, C.B. (1995). "Estimating radiogenic cancer risk", Health Phys, 69(1), 93-101
11. ICRP(1994), Protection against Radon-222 at Home and at Work, International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 65,Annals of the ICRP23(2), Pergamon press.
12. Becker, K., 2004, "One century of radon therapy", International Journal of Low Radiation, 1, 333～357
ABSTRACT
A study on the noxiousness of radon exposure on
military facilities
Yoon, Gil Sang Dept. of Environmental Engineering The Graduate School of Health and Environment Yonsei University
As the abrupt industrialization and urbanization of today's society resulted in the increase of population and the development of industrial technologies and economy, many social problems, including the increase of atmospheric pollutants, have arisen. Especially, the indoor environment is an essence to the human surroundings.
Since the danger of radon, a natural radionuclide, has been well announced through a diversity of public media, people are getting more and more interested in radon's harmness and countermeasures against it. Radon is one of the most dominant natural radionuclides in our environment. Radon is colorless, odorless, and a chemically inert gas, which decays to daughters emitting alpha particles. The exposure does due to radon is attributed to alpha particles which are deposited on the
wall surface of respiratory organs. Thus, the main contributor is not radon itself but its short-lived daughters. Likewise, radon is a well-known carcinogen, and prolonged exposure to high levels of radon gas is a direct cause of lung cancer.
Despite the efforts of domestic universities and research facilities, not enough research has been accomplished and people, not well aware of radon, are getting more and more anxious. Most of all, an investigation into the military facilities, whose living environment is inherently old, unstable, and exclusive, has not been conducted.
As such is the case, the objective of this work is to select 4 regions that have high levels of radon gas and to conduct a survey on their military facilities, thereby establishing a cornerstone for the future nationwide research in 2013 which will target the entire 2,000 military facilities.
To accomplish the objectives of this work, charcoal canister has been selected as a standard measure of radon concentration. In order to make the investigation efficient and consistent, military facilities located in Yang-Goo and Hong-Cheon of Gangwon Province, Gwe-San of Choong-book Province, and Anyang of Gyeonggi Province, all of which have high levels of radon gas, are selected as target regions, and a total of 40 charcoal canisters, one in each of military facilities' underground boiler rooms, have been installed.
Furthermore, military facilities have been assorted, according to their oldness, into less than 5 years, less than 10 years, and more than 10 years, and separate estimators have been installed. Also, estimators have
been installed separately in dining halls, offices, renewed barracks and old barracks.
Radon concentrations of Gangwon Province have been measured in military facilities of Yang-Goo and Hong-Cheon. A total of 20 charcoal canisters, 10 in each region, have been installed.
As target facilities, 10 barracks, 4 dining halls, 3 offices, 1 warehouse, and 2 apartments have been measured, 65% of which were more than 5 years old. As a result, an average radon concentration was shown as 3.265 pCi/L, which is close to maximum permissible concentration (MPC) 4pCi/L, and two facilities in Hong-Cheon even exhibited rates exceeding MPC.
Radon concentrations of Choong-Book Province have been measured in military facilities of Zeng-Pyeong, and a total of 10 charcoal canisters have been installed.
As target facilities, 8 barracks, 1 dining hall, and 1 office have been measured and roughly 70% of these facilities were more than 10 years old. As a result, an average radon concentration was shown as 1.012pCi/L, which is relatively low compared to MPC. As most of the target facilities were old and thus were barely airtight, they exhibited such a low rate. On the other hand, bachelor officers' quarters, which were relatively new, exhibited rates that are 5-6 times higher than the average.
Radon concentrations of Gyeonggi Province have been measured in military facilities of Anyang, and a total of 10 charcoal canisters have been installed.
As target facilities, 8 barracks, 1 dining hall, and 3 offices have been measured and around 80% of these facilities were more than 5 years old. As a result, an average radon concentration was shown as 1.655pCi/L, which is relatively low compared to MPC. Radon concentrations of each facility were mostly consistent, relatively low compared to those of Gangwon and Choong-Book Provinces, and thus were concluded as safe. This work's results regarding the harmness of radon exposure on military facilities will help soldiers understand the danger of radon and relieve their anxiety. Having realized the importance of radon research, the Ministry of National Defense is planning to conduct a nationwide radon survey, targeting the entire 2,000 military facilities across the nation. In preparation for the upcoming survey, this work's results are expected to be utilized as a cornerstone for the establishment of more systematic and in-depth research in the future.
