Effective Doses Estimated According to Characteristics of Airborne Radon and Thoron Levels Generated from Some Household Products

일부 생활용품에서 발생한 공기 중 라돈과 토론의 발생 특성 및 연간 유효선량 추정

박동욱*

**

· 이성진** · 김소연* · 곽현석*** · 이승희* · 박지훈****

*한국방송통신대학교 환경보건학과, **환경보건시민센터, ***근로복지공단 직업환경연구원,

****서울대학교 보건환경연구소

Effective Doses Estimated According to Characteristics of Airborne Radon and Thoron Levels Generated from Some Household Products

Dong-Uk Park*

**

, Seongjin Yi**, So-Yeon Kim*, Hyunseok Kwak***, Seunghee Lee*, and Jihoon Park****

*Department of Environmental Health, Korea National Open University

**Asian Citizen’s Center for Environment and Health

***Institute of Occupational and Environmental Health, Korea Workers’ Compensation and Welfare Service

****Institute of Health and Environment, Graduate School of Public Health, Seoul National University ABSTRACT

Objective: This study aims to analyze the characteristics of airborne radon and thoron level (Bq/m

) generated from household products containing monazites, and estimate the effective doses (mSv/yr).

Method: Radon & Thoron detector EQF3220 was used to monitor real-time airborne radon and thoron level (Bq/m

), and their daughters (Bq/m

) were recorded every two hours. Effective doses (mSv/yr) for radon and thoron were estimated according to models developed by International Commission on Radiological Protection (ICRP) and United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR).

Results: The average levels of radon and thoron were 87.8 Bq/m

(range; 20.8-156.3 Bq/m

) and 1,347.5 Bq/

m

(range; 4-5,839.7 Bq/m

), respectively. The average equilibrium factors (F) were 0.23 and 0.007, respectively.

The levels of radon progeny were far higher than that thoron. Latex mattress showed the highest F (0.38). The average effective doses were estimated to be ICRP (1.9 mSv/yr) and UNSCER (1.3 mSv/yr) for radon and UNSCEAR (1.6 mSv/yr) for thoron.

Conclusions: Our results have far exceeded the allowable effective dose for general population (1 mSv/yr). The government’s actions such as the ban of use of consumer products containing monazite and the establishment of surveillance system to evaluate health effects for the people affected should be taken as early as possible.

Keywords: Radon, Thoron, Monazite, Effective dose

I. 서 론

라돈의 방사성 물질 동위원소는 라돈(Rn, 원자번호 86, 질량수 222), 토론(Th, 원자번호 86, 질량수 220),

악티논(Ac, 원자번호 86, 질량수 219)이다. 이 중 일 반 생활환경에서 방사성 물질의 반감기와 공기 중 농 도를 고려했을 때 라돈과 토론이 건강 위험인자이다.

라돈은 흡연 다음으로 폐암을 많이 일으킨다고 잘 알

†

Corresponding author: Department of Environmental Health, Korea National Open University, 86 Daehak-ro, Jongno- gu, Seoul, Republic of Korea 03087, Tel: +82-2-3668-4707, Fax: +82-2-741-4701, E-mail: [email protected] Received: 28, March, 2019 Revised: 10, April, 2019 Accepted: 20, April, 2019

초청논문 Invited article

려져 있다. 세계보건기구(World Health Organization, WHO) 는 폐암 사망자 중 담배를 피운 적이 없는 사 람은 23%, 그리고 피운 사람은 11% 정도가 라돈 노 출에 의해 사망했다고 발표하였다.

또한 폐암 외에 도 라돈 노출과 소아 백혈병, 피부암, 뇌종양 등과의 연관성을 주장한 연구 결과도 보고되었다.

공기 중 토론 수준과 건강 영향에 대한 의심은 2000 년 이후 보고되고 있지만 아직 환경기준이 마 련되지 않고 있으며, 폐암 등 건강 위험에 대한 연 구도 부족하다. 국제방사선방호위원회(International Commission on Radiological Protection, ICRP) 도 토 론의 방사성 붕괴의 특성에 대한 모니터링의 중요성 을 강조하지만, 아직까지 연간 유효선량을 구하는 모 델을 개발하지 못하였다.

자연환경에서 방사성 물질 노출로 인한 폐암 등 건강 영향을 다룬 문헌은 화강암, 광물, 토양, 광산 등에서 발생하는 라돈의 발생 수준과 딸 핵종 특성 등에 근거한 것이다. 최근 국내에서는 정부가 허가 한 일부 생활 및 개인용품(이하 생활용품)에서 라돈 과 토론 등 방사성 물질이 발생한다는 사실이 확인 되어 사회적으로 논란이 되고 있다. 원자력안전위원 회(이하 원안위)는 일부 회사가 판매한 침대, 매트리 스, 매트(토퍼 매트리스), 베개, 생리대 등 생활용품 에서 공기 중 토론이 높게 발생하는 것으로 보도한 바 있는데,

그 원인은 이들 제품에 들어 있는 모나 자이트로 밝혀졌다. 현재까지 정부는 방사성 물질이 들어 있거나 발생시킬 가능성이 있는 생활용품 목록 , 사용(노출) 인구, 건강 영향 감시 체계 같은 구체 적인 대책을 마련하지 못하고 있다. 본 연구에서는 방사성 물질이 들어 있는 것으로 의심되는 일부 생 활용품을 대상으로 라돈과 토론의 공기 중 발생 특 성을 규명하고 이들의 연간 유효선량을 추정하였다.

II. 연구 대상 및 방법 1. 대상

공기 중 라돈과 토론 농도(Bq/m

) 의 측정은 환경 보건시민센터에 신고한 시민의 가정을 방문하여 실 시하였다. 모나자이트가 들어 있는 것으로 의심되는 생활용품 중 침대, 전기담요, 베개, 라텍스 매트리 스, 게르마늄 매트리스 등 총 5개 제품을 조사하였 다(Table 1).

2. 공기 중 라돈, 토론 및 딸 핵종 모니터링 공기 중 라돈과 토론, 그리고 이들의 딸 핵종(평형 등가농도, Equilibrium equivalent concentration, EEC, Bq/m

) 의 실시간 측정에 사용한 장비는 Radon

& Thoron detector (Model EQF3220, SARAD GmbH, Germany)이다. 이 장비로 라돈, 토론, 딸 핵 종의 농도 변화를 실시간으로 측정하였다. 공기 중 토론과 라돈 측정 전에 측정 공간을 2시간 동안 충 분히 환기하고 측정 시작 5분 전에 문을 닫은 다음, 2 시간 간격으로 24시간 이상, 최고 3.5일(게르마늄 매트리스, 라텍스 매트리스)까지 측정하였다. 측정 결과값을 활용하여 추가 방사성 물질의 발생 특성과 유효선량을 추정하였다. 제품 사용 특성(침구류)에 따른 호흡기 노출 영역을 고려하여 제품 중앙 표면 위 수직에서 대략 10 cm 이내에 모니터링 장비 공 기 흡입구를 위치하여 측정하였다. 공기 중 라돈 측 정 자료 중 부등호(<)로 표시된 값은 검출한계미만으 로 평가하고 공기 중 농도, 유효선량 추정 분석에서 제외하였다.

공기 중 라돈 측정 장비(EQF3220)는 라돈이 챔버 내부로 유입된 후 딸 핵종으로 붕괴되어 측정되는 원리를 이용한다.

라돈이 붕괴되어 딸 핵종 Po- 218 과 Po-214가 모두 측정될 수 있는 느린(slow) 모 드 결과를 근거로 유효선량을 추정하였다. 주로 딸 핵종 Po-218만 측정되는 빠른(fast) 모드 결과는 과 소평가될 수 있다. 빠른 모드에 대한 측정 결과도 참 고할 수 있도록 그림으로 나타내었다. 자료 처리는 STATA (ver. 11, StataCorp LP, USA) 를 이용하여 기 술통계 및 제품별 공기 중 라돈과 토론 농도, 유효 선량의 평균을 비교 분석하였다.

2.1. 라돈과 토론의 방사평형인자(Equilibrium factor, F)

공기 중 라돈과 토론의 방사평형인자(F)는 아래와 같이 본 연구에서 측정한 공기 중 라돈과 토론의 평 형등가농도(EEC)를 공기 중 라돈과 토론의 농도로 나눈 값으로 정의하였다.

• F_rn= 라돈의 평형등가농도(EEC_rn)/라돈 농도

• F_tn= 토론의 평형등가농도(EEC_tn)/토론 농도

평형등가농도는 공기 중 라돈(EEC_rn)이나 토론

농도(EEC_tn)가 평형상태에 도달했을 때 딸 핵종 농

Ta bl e 1 . Sum m ar y of pr od uct t y pe an d e xper im ent al c o ndi ti o n s Su rvey date Su bject Nu m b er o f produ ct A v erage te m p erature (

C) A v erage hu m idity (%)

Pro duct size Ro om size V entilation Manu fa ct u ri n g (W × L ×H , m

)( W × L × H ) co untry 2 018 /0 7/04 Sleepin g b ed 1 31.7 53.0 1.0× 2.0× 0.25 , 0.50 3 .0 × 3 .0 × 2 .3 - V entil at ion bef o re m ea surem ent - C losed du ri n g m o nitoring - V entilati o n af ter m o nitoring

Ko re a -2 018 /0 7/05 2 018 /1 0/08 E lectr ic m attr es s 1 2 6.8 40.7 0.9× 1.9× 0.02 , 0.03 3 .0 × 4 .0 × 2 .3 K orea -2 018 /1 0/09 2 018 /1 0/14 Ge rm anium m attr es s 1 2 3.7 53.0 1.2× 2.0× 0.08 , 0.19 3 .0 × 5 .0 × 2 .3 C hina -2 018 /1 0/15 2 018 /1 0/15 La te x m attr es s 1 2 6.1 37.1 0.9× 2.0× 0.06 , 0.10 3 .0 × 3 .0 × 2 .3 K orea -2 018 /1 0/16 2 018 /1 0/24 Pillow 1 2 5.0 53.0 0.4× 0.22 ×0 .0 8, 0.01 0 .7 × 0 .5 × 0 .5 K orea -2 018 /1 0/25 Ab br ev ia tio ns : Ro om size , V olum e of m easu rem en t sp ace

도를 의미한다.

2.2. 라돈과 토론의 유효선량(Effective dose, ED) 라돈(EDrn)과 토론(EDtn)의 유효선량은 국제방사 선방호위원회(ICRP)와 유엔방사선영향위원회(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR)가 권고한 방법에 따 라 다음과 같이 추정하였다. 공기 중 라돈 측정에 의한 딸 핵종 농도 추정, 유효선량 추정은 모두 알 파(α) 노출만을 가정한 것이다. 생체에서 방사되는 베타(β)와 감마(γ) 에너지는 알파 에너지에 비해 훨 씬 낮아 거의 무시하기 때문이다.

2.2.1. ICRP 방법

ICRP 에서는 선량환산계수(Dose coefficient)를 이 용하여 유효선량을 다음과 같은 단계를 거쳐 추정하 였다.

(a) 공기 중 라돈 노출량(Working level, WL) WL 은 단위 공기 부피당 라돈 딸 핵종이 방출하는 잠재적인 알파입자 에너지의 양이다. 1 WL을 라돈 의 평형등가농도(EEC_rn)로 환산하면 3,700 Bq/m

에 해당하므로 다음의 관계를 얻을 수 있다.

• EEC_rn (1 Bq/m

)=1/3,700 WL=2.7×10

WL = 0.27 mWL

딸 핵종(EEC) 1 Bq/ m

당 유효선량은 0.27 mWL 으로 추정했다. 토론의 경우 1 WL은 토론의 평형 등가농도(EEC_tn) 275 Bq/m

에 해당하며, 같은 방 식으로 토론의 EEC_tn은 3.64 mWL임을 알 수 있다.

(b) 공기 중 라돈 누적 노출량(Working level month) 1 WLM는 1개월 170시간 동안 1 WL의 라돈에 노출되었을 때의 누적 노출량이므로 연 누적 노출량 을 아래와 같이 추정했다.

• WLM/yr=WL×( 연 노출시간, hrs)/170 hr 연 노출 2,000 시간은 하루 8 시간 작업을 가정한 1년 누적 노출량(WLM/yr)이다. 일반인은 연 노출 시간을 7,000시간(24 hr/day×365 day/year×0.8)으로 가정하여 연 누적 노출량(WLM/yr)을 추정하였다.

여기서 0.8은 실내 공간에 거주하는 시간이 1년 중 약 80%를 차지한다는 가정으로 산출한 실내거주계

수(Indoor occupancy factor)다. 침구류는 유아/어린 이/성인/노약자 등 모든 연령그룹이 사용하고 사용 시간과 특성도 다르다. 실내에서 가장 오래 머무는 민감한 연령 그룹(아이, 임산부, 노약자)의 사용시간 (7,000시간)으로 가정하여 유효선량을 추정하였다.

(c) 연간 라돈 유효선량(EDrn, mSv/yr)

ICRP 에서 권고한 선량환산계수인 1 WLM당 9 mSv 를 적용하여 연간 라돈 유효선량을 추정하였다.

2.2.2. UNSCEAR 방법

UNSCEAR 에서는 공기 중 라돈과 토론을 흡입했 을 때 각각의 딸 핵종에 의한 유효선량과 더불어 가 스상 라돈과 토론을 흡입한 후 혈액에 용해되는 선 량을 각각 고려하여 연간 유효선량을 추정하는 식을 제안하였다.

(a) 라돈

공기 중 라돈 딸 핵종 흡입에 따른 유효선량 (EDrn_inh, mSv/yr)은 다음과 같다.

• EDrn_inh (mSv/yr)=EEC_rn (Bq/m

) ×7,000 hrs/yr×9 nSv(Bq×h/m

)

×10

공기 중 라돈 가스 흡입과 혈액 용해에 따른 유효 선량(EDrn_blood, mSv/yr)은 다음과 같다.

• EDrn_blood (mSv/yr)=Crn (Bq/m

) ×7,000 hrs/yr×0.17 nSv (Bq×h/m

)

×10

여기서 EEC_rn은 평형등가농도(EEC)로서 공기 중 라돈의 딸 핵종 농도이고, Crn은 공기 중 라돈 농도 이며, 유효선량 환산 계수는 Bq×h/m

당 라돈 딸 핵 종 흡입 시 9 nSv, 공기 중 라돈 흡입과 혈액 용해 시 0.17 nSv이다(10

은 단위환산계수). 위 식들을 더 한 총 연간 라돈 유효선량(EDtrn)은 다음과 같다.

• EDtrn (mSv/yr)=[(Crn×0.17)+(EEC_rn×9)]

×7,000 hrs/yr×10

(b) 토론

공기 중 토론 딸 핵종 흡입에 따른 유효선량과 공

기 중 토론 가스 흡입과 혈액 용해에 따른 유효선

량 추정 방법은 각각 아래와 같다.

• EDtn_inh (mSv/yr)=EEC_tn (Bq/m

) ×7,000 hrs/yr×40 nSv (Bq×h/m

)

×10

• EDtn_blood (mSv/yr) = Ctn (Bq/m

) ×7,000 hrs/yr×0.11 nSv (Bq×h/m

)

×10

여기서 EEC_tn은 평형등가농도(EEC)로서 공기 중 토론의 딸 핵종 농도이고, Ctn은 공기 중 토론 농도 를 나타내며, 유효선량 환산 계수는 Bq×h/m

당 토 론 딸 핵종 흡입 시 40 nSv, 공기 중 토론 흡입과 혈액 용해 시 0.11 nSv이다(10

은 단위환산계수). 위 식들을 더해서 총 연간 토론 유효선량(EDttn)을 산 출 공식은 다음과 같이 추정했다.

• EDttn(mSv/yr)=[(Ctn×0.11)+(EEC_tn×40)]

×7000 hrs/yr×10

III. 결 과

1. 라돈, 토론, 딸 핵종(EEC) 검출률 및 발생 수준 공기 중 토론의 검출률은 평균 92.2%로 라돈의 검 출률 42.6%보다 2배 이상 높았다. 특히 베개에서 토

론은 라돈과 달리 모든 시간대에서 측정되었다(Fig.

1, 2). 반면, 공기 중 딸 핵종 검출률은 토론이 60.4%

로 라돈의 100%보다 낮았다. 라돈의 딸 핵종은 모 든 제품에서 검출되었다(Table 2).

공기 중 토론의 평균 농도는 1,347.5 Bq/m

이었고 범위는 4~5,839.7 Bq/m

였다. 라돈의 평균 농도는 87.8 Bq/m

, 범위는 20.8~156.3 Bq/m

으로 나타났다.

베개와 전기담요의 평균 라돈 농도는 모두 100 Bq/

m

을 초과하였다. 라돈이 가장 높게 발생한 제품은 라텍스 매트리스로 156 Bq/m

수준이었다(Table 3).

빠른 모드와 느린 모드의 농도 차이는 있었지만 비 슷한 경향을 보였다(Fig. 1). 제품별로는 공기 중 토 론 농도가 라돈보다 평균 24배 높은 것으로 나타났 다(Table 3). 전기담요의 일부 시간대를 제외하고 모 든 제품과 시간대에서 공기 중 토론의 농도가 라돈 보다 훨씬 높았다. 반면, 딸 핵종 농도는 라돈이 토 론보다 훨씬 높은 수준을 보였다(Table 4). 공기 중 라돈 딸 핵종의 농도는 전기담요와 라텍스 매트리스 에서 시간에 따라 누적되는 경향을 보였다(Fig. 1).

Fig. 1. Temporal variation of radon (fast/slow) levels by household product.

반면 공기 중 토론 딸 핵종의 농도는 일정 시간대 에 누적되는 경향을 보였으며, 베개에서는 검출되지 않았다(Fig. 2).

2. 제품별 방사평형인자 비(F)

공기 중 토론과 라돈 농도와 딸핵종 농도를 근거 로 계산한 평균 F 값은 0.007과 0.23으로 ICRP에서 이론값으로 가정한 평형인자 값(토론: 0.02, 라돈:

0.4) 보다

낮은 수준이었다. 라텍스 매트리스의 평

균 라돈 F값은 0.38로 다른 제품에 비해 높았으나, 이론 값과는 비슷한 수준이었다(Table 5).

3. 제품별 연간 유효선량(ED) 추정

제품별 라돈과 토론의 연간 유효선량을 비교하였

다(Table 6). 라돈의 평균 유효선량은 ICRP 기준으

로 1.9 mSv/yr, UNSCEAR 기준으로 1.3 mSv/yr였

으며, 토론의 유효선량은 UNSCEAR 기준으로 1.6

mSv/yr 로 추정되었다. 모든 제품에서 발생한 라돈과

Fig. 1. Continued

토론 개별 유효선량이 각각 1 mSv/yr를 초과하였다.

IV. 고 찰

본 연구는 특정 회사가 판매한 총 5개 생활용품 ( 침대, 게르마늄 매트리스, 베개, 전기담요, 라텍스 매트리스)을 사용한 방에서 공기 중 라돈과 토론, 그 리고 이들의 딸 핵종 발생 특성을 평가하고 이 자

료들을 근거로 연간 유효선량을 추정하였다. 공기 중 라돈과 토론의 농도는 높은 수준이었으며, 연간 유 효선량의 추정치도 일반인의 노출 기준(1 mSV/yr) 을 모두 초과하였다. 본 연구의 결과에 근거해서 모 나자이트가 함유된 생활용품의 건강 위험을 평가할 때 고려해야 할 사항들은 다음과 같이 제시할 수 있다.

첫째, 공기 중 라돈 수준은 일반적으로 문헌에 보 고된 주거 환경의 수준보다 높았고, 추정한 총 연간 Table 2. Proportions of detected radon and thoron, and their decay product during monitoring

Type of Product Number of

measurements Radon (%) EEC_Radon (%) Thoron (%) EEC_Thoron (%)

Germanium mattress 42 8 (19.0) 42 (100.0) 36 (85.7) 25 (59.5)

Electric mattress 12 12 (100.0) 12 (100.0) 12 (100.0) 9 (75.0)

Pillow 12 6 (50.0) 12 (100.0) 12 (100.0) 0 (0)

Latex mattress 24 19 (79.2) 24 (100.0) 24 (100.0) 14 (58.3)

Sleeping bed 39 10 (25.6) 39 (100.0) 35 (89.7) 30 (76.9)

Total 129 55 (42.6) 129 (100.0) 119 (92.2) 78 (60.5)

Abbreviations: EEC, Equilibrium equivalent concentration.

Fig. 2. Temporal variation of thoron levels by household product.

라돈 유효선량도 기준을 초과하였다. 특히, 베개와 전기담요의 평균 농도(107 Bq/m

) 는 WHO 권고 기 준인 100 Bq/m

을 초과하였다(Table 3). 게르마늄 매트리스와 라텍스 매트리스 제품을 사용한 장소에 서는 우리나라 실내공기질관리법 권고 기준인 148 Bq/m

을 초과한 시간대도 발견되었다(Fig. 1). 본 연 구에서 측정된 공기 중 라돈 농도는 2000년 UNSCEAR 이 보고한 실내 라돈 농도(30~40 Bq/m

) 와

외국의 거주환경에서 보고된 결과보다 높은 수

준이다. 요르단의 일부 마을(35.5±5.0 Bq/m

),

이

집트의 15개 거주 공간(123.0±22.0 Bq/m

, 연간 유

효선량은 1.2 mSv),

중국 164개 전통 거주 가옥

(72.4±59.2 Bq/m

),

인도 동부 해안 주변 62개 거

주 지역(91 Bq/m

) 에서 보고된 결과는 전반적으로

본 연구 결과보다 낮거나 비슷한 수준이었다.

카

메룬 내 우라늄 방사성 물질이 많이 발생하는 지역

주변 70개 거주지에서 측정한 공기 중 평균 라돈 농

도는 92±3 Bq/m

였고, 이에 근거해서 추정한 연간

Fig. 2. Continued

Ta bl e 3 . Ai rb or ne r adon a nd t h o ro n l eve ls a n d r ati o o f ai rb or ne t h o ro n an d r ado n by hous eh ol d pr odu ct Ty p e o f prod uct

Nu m ber of me as u re -m ent detected

R ado n* ( C rn, B q/m

) P

Nu m be r of m easu re -m en t d etected

T horon (C tn , Bq /m

) P

Nu m be r of m easu re -m en t d etected

T h o ro n (C tn)/Ra d on (Crn ) P AM SD GM (G S D ) Ra n g e A M S D GM (G SD ) Ra nge A M S D GM (G SD ) R ange G er m anium m attress 8 9 5.7 36.0 89.3 (1 .5 ) 43.4- 1 52.5 0.006 3

36 789 7 9 8.8 3 19.7 (7.4) 4. 0- 4,55 7.9 <0 .0 001

8 1 2 .6 2 1.3 5. 6 (3.3) 2.1- 6 4.3 NS

E lectri c m attress 12 10 7.7 24.8 1 04.5 (1 .3 ) 55.7- 1 37.8 12 1,901 .1 1 ,9 78.2 8 73.3 (6.7) 4. 0- 5,83 9.7 1 2 17 .2 1 7.8 8. 4 (5.7) 0.1- 5 9.2 Pillow 6 1 0 7.8 19.1 1 06.3 (1 .2 ) 75.1- 1 33.8 12 3,160 .8 2 4 7.7 3 ,1 51.6 (1.1) 2,73 1.0- 3,50 2.1 63 0 .5 6 .4 3 0.0 (1.2) 2 3.6- 4 2.0 La te x m attress 19 8 4.1 44.2 71.9 (1 .8 ) 20.8- 1 56.3 24 1,382 .9 1 ,7 58.1 7 18.1 (1.8) 17 3.2- 5,63 7.5 1 9 28 .2 5 7.8 9. 2 (3.9) 2.7- 24 2.3 Sleep in g b ed 1 0 5 2.6 33 44.9 (1 .8 ) 22.2- 1 30.0 35 1,086 .3 8 9 8.6 7 49.9 (3.6) 4. 0- 5,59 3.4 1 0 27 .8 1 6.3 2 1.6 (2.5) 2.0- 5 5.4 T otal 5 5 8 7.8 39.2 77.1 (1 .8 ) 20.8- 1 56.3 　 11 9 1,347 .5 1 ,3 69.7 6 74.1 (5.1) 4. 0- 5,83 9.7 　 5 5 23 .7 3 6.4 11.1 (3.9) 0.1- 24 2.3 　 Ab b re v ia tio n s: Cr n , ra d o n co n cen tr ati o n ; C tn, th or o n co n ce n tr atio n; AM , ar ith m etic m ea n ; SD, stan d ar d d ev iat ion ; P , ANOV A sig n if ica nc e ( p- v alu e); NS, no t sign ific an t. * Mea su re d a t slo w m o d e. GSD: u n it- less

Ta bl e 4 . Equ il ib ri um e q ui va le nt r ado n a nd t h or on le ve ls an d Rat io of t h ei r d aug hte r unc li d es le vel s by e ac h s ubj ec t Su bject

Nu m ber of me as u re -m ent detected

Ra don _EE R C (Bq /m

) P

Nu m be r of m easu re -m en t d etected

Th oron_ EE TC (B q/m

) P

Nu m ber of me as u re -m ent detected

Th or on _ EEC /R ad on _ E E C P AM SD GM (G S D ) Ra n g e A M S D GM (G SD ) R ange A M S D GM (G SD ) Ra n g e G er m anium m attress 42 9 .9 8.3 7.6 (2 .0 ) 1.1- 32.3 0.006 3

25 1.4 1.8 1.1 (1.9) 0.3- 9.8 < 0.000 1

2 5 0. 24 0 .3 4 0. 16 (2.35) 0.02- 1.71 < 0.00 01

Electric m attress 1 2 1 4.2 7 11 .9 (2 .1 ) 1.8- 26.0 9 2.2 1.5 1.8 (2.0) 0.5- 5.4 90 .3 1 0 .5 5 0. 15 (3.07) 0.04- 1.75 Pillow 12 0 .2 0.1 0.2 (1 .3 ) 0.1- 0.4 0- 0 - La te x m attress 2 4 2 6.9 13.3 23.3 (1 .8 ) 3.2- 51.8 14 2.1 1.3 1.8 (1.7) 0.8- 5.4 1 4 0. 12 0. 11 0. 09 (2.00) 0.03- 0.36 Sleep in g b ed 3 9 9 .1 4.3 8.0 (1 .7 ) 1.1- 21.6 30 1.4 1.1 1.2 (1.6) 0.7- 6.7 30 0 .2 2 0.3 0. 15 (2.06) 0.06- 1.62 T otal 129 1 2.3 11 .1 7.2 (3 .8 ) 0.1- 51.8 　 78 1.6 1.4 1.3 (1.8) 0.3- 9.8 　 7 8 0. 22 0 .3 3 0. 14 (2.27) 0.02- 1.75 　 Ab b re v ia tio n s: E E RC, eq u ilib ri u m e q u iv al en t r ad o n c o nc en tr atio n ; E E T C , eq ui lib riu m eq u iv ale nt th or o n co nc en tr atio n ; A M , ar ith m e ti c m ea n ; S D , s ta nda rd de vi at io n; P , A N O V A si gni fi ca n ce ( p-va lue ).

평균 유효선량은 1.3 mSv/yr이었다.

본 연구 결과 는 최근 Chen과 Harley(2018)가 그동안 보고된 문 헌을 종합한 평균 공기 중 라돈 농도보다 전반적으 로 높았다.

둘째, 공기 중 토론의 평균 농도는 1,347.5 Bq/m

였고 최고 수준은 5,800 Bq/m

이었다. 공기 중 토론 의 환경 기준은 아직 제정되지 않았다. Chen과 Moir (2012) 는 공기 중 라돈 농도 1 Bq/m

당 토론 4.5~5

Bq/m

을 같은 수준으로 제안했다.

이에 근거하여 공기 중 토론 평균 농도(1,347.5 Bq/m

) 를 라돈 농 도로 환산하면 약 269.5~299.4 Bq/m

가 된다. 이 수 치에 라돈 자체 농도를 더하면 생활 제품에서 발생 되는 라돈 수준은 WHO 기준을 3~4배, 그리고 우 리나라 기준(148 Bq/m

)을 2~3배 정도 초과한 것으 로 평가할 수 있다. 생활용품에서 라돈과 토론이 높 게 발생하는 이유는 방사성 물질이 들어 있는 광물 Table 5. Equivalent equilibrium factors(F) for radon and thoron by household product

Type of product

Number of measure

-ment detected

Radon_Frn

P

Number of measure

-ment detected

Thoron_Ftn

AM SD GM P

(GSD) Range AM SD GM

(GSD) Range

Germanium mattress 8 0.3 0.1 0.3

(1.6) 1.1-32.3

<0.0001

21 0.014 0.051 0.002 (4.6) 0-0.236

NS Electric mattress 12 0.1 0.1 0.1

(1.9) 1.8-26.0 9 0.001 0.001 0.001 (2.3) 0-0.003

Pillow 6 0.002 0 0.002

(1.4) 0.1-0.4 0 -

Latex mattress 19 0.4 0.1 0.4

(1.3) 3.2-51.8 14 0.003 0.003 0.002 (3.8) 0-0.009

Sleeping bed 10 0.2 0.1 0.2

(1.8) 1.1-21.6 28 0.004 0.017 0.001 (2.5) 0-0.091

Total 55 0.23 11.1 0.1

(5.0) 0.1-51.8 　 72 0.007 0.03 0.001

(3.3) 0-0.236 　 Abbreviations: Frn, radon factor; Ftn, thoron factor; AM, arithmetic mean; SD, standard deviation; P, ANOVA significance (p- value); NS, not significant. GSD: unit-less

Table 6. Estimates of yearly effective doses by household product

Type of Product

Radon Effective Dose, EDrn (mSv/yr)

Thoron Effective Dose, EDtn (mSv/yr)

ICRP UNSCEAR UNSCEAR

8 hrs/day

24 hrs/day based on 9 mSv/EEC

24 hrs/day based on 14 mSv/EEC

Inhalation Blood Total Inhalation Blood Total

Germanium mattress 0.32 0.99 1.55 1.55 0.11 1.66 0.44 0.61 1.30

Electric ^{mattress 0.45 1.42 2.21 0.90 0.13 1.02 0.62 1.46 2.46}

Pillow 0.01 0.02 0.04 0.01 0.13 0.14 2.43 2.43

Latex mattress 0.85 2.69 4.19 1.85 0.10 1.95 0.59 1.06 2.09

Sleeping bed 0.29 0.91 1.41 0.60 0.06 0.67 0.40 0.84 1.31

Total 0.39 1.23 1.92 1.17 0.10 1.28 0.48 1.04 1.60

Abbreviations: EDrn, effective dose of radon; EDtn, effective dose of thoron; ICRP, International Commission on Radiological

Protection; UNSCEAR, United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation; EEC, Equilibrium equivalent

concentration.

인 모나자이트를 의도적으로 첨가했기 때문이다.

Chambers(2010) 는 모나자이트가 천연 광물 g 당 토 륨을 가장 많이 함유(40~600 Bq/g)한다고 보고한 바 있다.

원안위는 2018년 2월부터 최근까지(2019년 2월)까지 총 35개 생활제품을 대상으로 공기 중 라 돈과 토론 농도(Bq/m

), 연간 유효선량 추정(mSv/

yr), 방사능 농도(Bq/g)를 보고하였다. 이 중 5개 제 품(베개, 매트리스, 생리대, 여성 기능용 속옷 라이 너)에서 토론과 라돈이 일정량 검출됐다. 토론이 가 장 많이 검출된 제품은 미용 마스크(7.6 Bq/g)와 속 옷 라이너(6.4 Bq/g)였다.

본 연구에서 측정한 공기 중 토론 농도(평균=1,347.5 Bq/m

, 범위=4~5,839 Bq/m

) 는 중국 164개 전통 가 옥(평균 318±368 Bq/m

),

인도 동부 해안 주변 62 개 거주 지역(평균 105 Bq/m

),

카메룬 내 우라늄 방사성 물질이 발생하는 주변 70개 지역 실내(평균 263±13 Bq/m

) 에서 보고된 결과보다 훨씬 높은 수 준이었다. 또한 최근 Chen과 Harley(2018)가 중국 17개 지역 연구에서 보고한 실내 공기 중 토론 농 도(평균 11~494 Bq/m

)보다 훨씬 높았다.

거주환 경을 중심으로 고찰한 라돈과 토론 농도 비교는 측 정 위치, 측정 시간, 환기 상태, 측정 기기 등에 따 라 다를 수 있다.

공기 중 토론과 딸 핵종 농도는 5개 제품 모두 상 대적으로 토론의 농도가 라돈보다 높았다. 자연환경 에서 공기 중 라돈이 토론보다 훨씬 높게 나타나는 일반적 경향과 반대의 특성을 보였다. 공기 중 토론 검출률은 92.2% (Table 2)로, 이는 매 시간 상당한 농도의 토론이 공기 중으로 방출됨을 뜻한다. 한편 라돈 딸 핵종 검출률은 100%로 토론(60.4%)보다 훨 씬 높았다(Table 2). 전기담요와 라텍스 매트리스는 공기 중 딸 핵종 농도가 누적되는 경향을 뚜렷하게 보였다(Fig. 1). 반면, 공기 중 토론 딸 핵종 농도는 누적보다는 특정 시간대에 불규칙한 경향을 보였다 (Fig. 2). 이는 두 방사성 물질 간의 반감기, 측정 위 치, 사용 환경에서 환기 수준 등의 차이로 판단된다 . Chen과 Harley(2018)는 문헌에서 보고된 공기 중 토론 농도를 비교한 결과 측정 위치와 장소에 따라 차이가 큰 것을 발견했다.

이 연구에 따르면, 토론 농도는 벽과 바닥 근처(30 cm 이내)에서 높지만 30 cm 이상 일정 거리 떨어진 곳에서는 낮아진다. 반 면 토론의 딸 핵종 농도는 상대적으로 균일하게 나

타난다.

공기 중 토론 딸 핵종 수준을 보고한 일 부 자료에 따르면,

실외 공간은 0.1 Bq/m

, 실내 는 0.3 Bq/m

으로 본 연구 결과보다 10 배 이상 낮 다(Table 4 and Fig. 2).

셋째, 라돈과 토론의 연간 유효선량은 ICRP와 UNSCEAR 의 방법을 적용했을 때, 5개 제품 모두 일반 인구의 건강 보호 기준인 1 mSv를 초과하였다.

토론은 1.60 mSv, 라돈은 1.92 mSv으로 각각 기준 을 초과하였다. 베개의 경우 ICRP 모델에 근거해 추 정한 값은 낮지만, UNSCEAR 모델에 따라 추정한 유효선량은 2.43 mSv/m

으로 기준을 초과하였다. 공 기 중 토론은 55초의 짧은 반감기를 갖기 때문에 실 외는 물론 실내에서도 어느 정도의 농도 수준에서는 위험하지 않다. 일반 환경에서 발생하는 수준의 공 기 중 토론은 흡입되더라도 대부분 호흡기 외부로 다시 빠져나올 수 있으며, 혈액에 용해된다고 하더 라도 낮은 수준이기 때문이다. 그러나 본 연구에서 확인한 공기 중 토론 농도는 매우 높아 혈액에 용 해된 수준이 유효선량 기준을 초과하여 위험수준인 것으로 추정되었다(Table 6). 원안위는 대진 침대 7 개 제품을 대상으로 추정한 연간 유효선량(1.59-9.49 mSv/yr) 이 모두 기준을 초과한 것으로 보고했다.

향후 ICRP에서는 일반인에 적용할 선량환산계수로 서 1 WLM 당 13 mSv (독일)

또는 14 mSv (ICRP)

로의 개정을 예고하고 있다. 이 환산계수를 근거로 추정한 연간 유효선량은 본 연구 결과보다 더 높게 된다.

본 연구의 한계점은 특정 5개 제품에 대해 각 1개 의 제품만을 조사했기 때문에 제품별 라돈과 토론의 발생 특성을 대표할 수는 없다는 것이다. 공기 중 라돈과 토론 발생 수준은 사용한 거주 환경, 제품 생산 연도, 제품 사용 기간, 측정 기기, 측정 방법, 측정 위치 등에 따라 다를 수 있다. 공기 중 라돈과 토론 배경 수준을 측정하지 못한 점도 한계점이다.

그러나 공기 중 배경 농도와 측정 방법(위치 등)에

따른 차이를 감안하더라도 본 연구에서는 모나자이

트를 사용한 제품에서 높은 수준의 라돈과 토론이

발생하는 것을 확인하였다. 방사성 물질의 건강 위

험과 어린이, 임산부, 환자, 노인 등 민감군의 노출

위험을 고려했을 때, 생활용품에 방사성 물질이 들

어가서는 안된다. 생활용품에서 발암물질이 들어간

제품을 허가하지 않는 것은 당연한 조치이기 때문이

다. 사업장에서 조차도 경제성이 뛰어나더라도 발암 물질을 사용하지 않는 것이 일반적인 흐름이다. 정 부는 모나자이트가 사용된 생활용품을 파악하고 공 기 중 발생 수준, 연간 유효선량 등에 상관없이 모 두 수거해야 할 것으로 판단한다. 또한 모나자이트 가 들어 있는 생활용품을 사용한 시민의 규모를 파 악하고 이들에 대한 건강 영향을 평가하기 위해 후 향적(retrospective), 전향적(prospective) 질병 감시 체 계를 갖추어야 한다. 본 연구 결과는 생활용품에서 라돈과 토론의 조사 전략 및 건강 영향 감시체계를 구축하는 데 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

V. 결 론

본 연구에서 평가한 5개 제품 모두 공기 중 라돈 과 토론 농도, 이들의 딸 핵종 농도, 그리고 이에 근 거해 추정한 유효선량 모두 국제 권고 기준을 초과 하였다. 구체적 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.

공기 중 라돈 평균 농도는 87.8 Bq/m

, 범위는 20.8~156.3 Bq/m

였다. 베개와 전기담요의 평균 라 돈 농도는 100 Bq/m

을 초과하였다. 공기 중 토론 평균 농도는 1,347.5 Bq/m

이었고, 범위는 4~5,839.7 Bq/m

로 나타났다. 제품별 공기 중 토론 농도는 라 돈보다 평균 24배 높은 것으로 나타났다. 딸 핵종 농도는 반대로 라돈이 토론보다 훨씬 높게 나타났다.

제품별 라돈과 토론의 연간 유효선량(ED)은 모두 일 반인 건강 보호 기준(1 mSv/yr)을 초과하였다.

공기 중 평균 유효선량은 라돈이 ICRP 기준으로 1.9 mSv/yr, UNSCEAR 기준으로 1.3 mSv/yr, 그 리고 토론이 UNSCEAR 기준으로 1.6 mSv/yr로 추 정되었다. 모든 제품에서 발생한 라돈과 토론의 개 별 유효선량이 각각 1 mSv/yr를 넘었다. 방사성 물 질인 라돈과 토론의 생체 내 연간 유효선량을 합하 면 일반인 건강 보호 기준을 3~4배 초과하였다. 생 활용품에서 라돈과 토론 등 방사성 물질이 높게 발 생하는 것은 모나자이트를 사용했기 때문으로 판단 된다. 정부는 모나자이트를 사용한 생활용품의 전량 수거와 함께 이 제품을 사용한 시민들을 대상으로 건강 위험을 감시할 수 있는 체계를 구축할 필요가 있다.

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<저자정보>

박동욱(교수), 이성진(사무국장), 김소연(연구원), 곽현석(책임연구원), 이승희(연구원),

박지훈(박사 후 연구원)