전라북도 일부지역의 라돈 농도 비교 연구
유주희 · 이규선 · 서수연 · 김선홍 · 이정섭
†국립환경과학원 환경기반연구부 생활환경연구과
Comparison of Indoor Radon Concentrations in Areas of Jeollabuk-do Province
Juhee Yoo, Kyusun Lee, Sooyun Seo, Seonhong Kim, and Jeongsub Lee
†Indoor Environment and Noise Research Division, National Institute of Environment Research
ABSTRACT
Objective: This study was designed to compare construction types and seasonal radon concentrations in dwellings in Jeollabuk-do Province in Korea.
Methods: The measurement of indoor radon concentrations in 79 dwellings using alpha-track detectors was performed every three months (seasonally) over one year between 2015 and 2016. Also, Radon concentrations in soil were measured in spring to investigate the correlations between the concentrations in soil and indoor air.
Results: The annual average concentration of indoor radon for dwellings was 89.7±72.1(GM: 72.4) Bq/m
3, with a range (min-max) of 17.2 to 505.4 Bq/m
3. The highest indoor radon concentration was measured in winter and the lowest was shown in summer. The geometric mean of radon concentration in winter was 1.03-2.58 times higher than other seasons. Radon concentrations in soil were investigated at the depth of 1 m, and the concentrations ranged from 1,780 Bq/m
3to 123,264 Bq/m
3. This showed low correlations with indoor radon concentrations.
Conclusions: Considering the comparison of seasonal radon concentrations and annual radon concentrations in this study, it is suggested that a future plan ought to be established for the management of indoor radon concentrations in dwellings. The data obtained from this study can be provided as a basis for preparing for legal regulations and public health protection manuals.
Key words: Radon, indoor radon concentration, alpha-track detector, seasonal radon variation, lung cancer
I. 서 론
라돈(
222Rn) 은 우라늄(
238U) 계열의 붕괴 생성물질인 라듐(
226Ra) 이 알파 붕괴로 생성되는 무색 무취의 불 활성 기체이다. 지각내에서 생성된 라돈은 기체 상 태로 지표 공기로 방출될 수 있기 때문에 주로 건 물의 틈새 등을 통하여 실내로 유입되게 된다.
1)EPA 는 라돈을 담배, 흡연에 이어 두 번째 폐암 발생의
원인이라고 보고 하고 있다.
2)라돈 자손은
218Po 로부 터
206Pb에 이르는 연쇄 붕괴과정 중에 생성되는 방 사성핵종을 말하며 라돈자손(
218Po,
214Bi,
214Pb,
214Po) 은 공기중에 떠돌거나 물질의 표면에 흡착되게 된 다. 공기 중에 떠다니는 라돈자손이 사람의 호흡기 를 통하여 폐에 흡착되게 되면, 폐에 흡착된 자손이 붕괴과정 중에 방출하는 고에너지의 알파선이 폐 기 저세포에 영향을 미치게 된다.
3)따라서 라돈에 장기
†
Corresponding author: National Institute of Environmental Research, Hwankyoung-ro 42, Seo-gu, Incheon, 22689, Republic of Korea, Tel: +82-32-560-8307, E-mail: [email protected]
Received: 8 November 2019, Revised: 28 November 2019, Accepted: 3 December 2019
원 저 Original articles의 균열 또는 갈라진 틈으로 압력 차이에 따라 주 택 내부로 이동되거나, 지상으로 방출된다. 1980년 대에 들어서는 세계적으로 실내 라돈 농도에 대한 연구가 활발히 이루어 졌다. 1999년 유엔방사선영향 위원회(UNSCEAR) 자료에 의하면 전 세계 약 50개 이상의 국가에서 전국 규모의 실내 라돈 조사를 수 행하였다고 보고하였다.
5)노르웨이, 핀란드, 스웨덴 등 북유럽 국가에서도 활발히 라돈연구를 해오고 있 으며, 미국은 체계적인 전국 실내라돈 조사계획을 수 립하고 정부(EPA)에서 라돈 저감화 방법 등 가이드 를 제시하고 다양한 출판물을 제작하여 국민들에게 홍보하고 있다.
6-8)국내에서도 라돈에 대한 연구가 활 발히 진행되고 있으나 아직까지 다양한 실내환경에 서의 라돈의 연구는 많이 부족한 실정이다.
9)환경부 국립환경과학원은 2008년부터 2011년까지 전국의 공 공이용시설(관공서, 초등학교), 다중이용시설, 주택의 계절별 실내 라돈 조사를 실시해 연평균 농도를 조 사 하였다. 그 결과 실내 라돈 농도는 겨울철에 가 장 높은 것으로 보고하였다.
10-12)실내 라돈 농도는 계절별로 차이가 크다. 계절별 라돈 발생 특이성을 파악하는 것은 단일 계절 조사보다 관리방안 마련의 기초자료가 되나 소요비용등 여러가지 제한점 때문 에 계절별 조사가 어려운 실정이다. 본 연구는 환경 부 국립환경과학원 조사결과 실내 라돈농도가 높게 조사된 A지역을 대상으로 선행연구결과들의 검토 및 기초자료 제공의 목적으로 계절별 실내라돈 조사 및 겨울철 라돈 농도와 연평균 라돈 농도와의 비교, 실 외 라돈 농도 및 토양 중 라돈 가스 농도와 실내 라 돈농도와의 비교를 수행하였다. 본 연구는 겨울철 실 내 라돈 농도 결과와 연평균 실내 라돈 농도에 대 한 연구의 기초 자료로 활용하고자 한다.
지점을 기본으로 하고, 가구수가 많은 지역은 2~3지 점을 선정하여 총 97지점을 대표주택으로 정하였다.
그 중 47지점은 계절별 실내 라돈농도, 토양 중 라 돈가스 농도, 토양 중 자연방사성물질인 라듐(
226Ra), 토륨(
232Th), 포타슘(
40K), 우라늄(
238U) 의 함량 결과 를 조사하였다. 실내 라돈 농도 조사는 각 계절별 90 일 정도 실시하였으며, 각 조사지점의 계절별 실 내 라돈 농도의 조사결과를 이용하여 연평균 농도를 산출하였다. 해당 지역별 3지점씩 총 20지점을 선정 하여 실외 라돈 농도도 측정하였다.
2. 조사 및 분석방법 2.1. 실내 라돈 농도
실내공기질 공정시험기준(환경부고시 제 2010-64
호)의 실내 공기 중 라돈 측정 방법의 주 시험방법
인 알파비적검출법(ES 02301.1a)으로 하였으며, 수
동형 검출기 라듀엣(Radosys, Hungary)를 이용하여
90 일 이상 장기간 측정방법으로 조사하였다.
13)라듀
엣(Raduet)은 검출소자는 CR-39이며, 라돈과 토론을
동시에 측정할 수 있고 토론의 농도를 측정하여 라
돈 농도를 보정한다. 총 조사대상의 5% 지점에 검
출기를 중복 설치하였으며, 미개봉 검출기도 함께 설
치하였다. 90일 이상의 검출기 설치기간이 지난 후
알루미늄 재질 이중지퍼백과 정전기 방지용 재질 이
중 지퍼백에 완전히 밀봉하여 라돈검출기를 회수한
다. 회수된 라듀엣 내부의 검출소자(CR-39)는 에칭
을 실시하였다. 검출기 제조사가 제시한 에칭과정을
준수하여 90
oC의 6.25 M NaOH 용액에서 3시간 40
분 동안 화학적 에칭을 실시하고 1% 초산 용액에서
20 분간 중화한 후 증류수로 2번 세척 한 후 하루 이
상 상온 건조시켜 전처리를 마친 후 자동화장비로
비적을 계수하여 비적의 밀도를 계산식에 적용하여 라돈농도를 산출하였다(Fig. 1).
RAC=Exp
Rn×1000/24/T
Exp
Rn=CF×(1.00×RnD−0.02×TnD) (1) RAC: Radon Activity Concentration, Bq/m
3Exp
Rn: Exposure value for the Rn-Channel, kBq·h/m
3T: Time of exposure in Days
CF: Calibration Factor provided by the Radosys QC system
RnD: Track density counted for the Rn-Channel, in mm-2
TnD: Track density counted for the Tn-Channel, in mm-2
2.2. 실외 라돈 농도
주택 실외 라돈농도 측정은 20지점 측정하였으며, 제작한 봉에 검출기를 넣어 계절별로 3개월씩 측정 하였다. 실내 라돈조사 검출기가 설치·회수 되는 시 기와 동일하게 실외 라돈조사 검출기도 설치·회수 하였다.
2.3. 토양 중 라돈 가스 농도
토양 중 라돈가스 농도는 실내 공기 중 라돈 연속 측정방법(ES 02901.1c)
13)의 실리콘검출방식인 RAD 7(Durridge, USA)을 사용하여 측정하였으며, 해당주 택 주변 5 m 이내의 주변 토양 50~70 cm 깊이 2지 점에서 측정하였다. 토양 중 라돈 가스 농도는 2016 년 5월에 실시함에 따라 3월~5월 동안 측정한 봄철 실내 라돈 농도와 상관성을 비교하였다.
2.4. 토양 중 자연방사성물질 함량
토양 중 자연방사성 물질 함량은 토양 중의 라듐 (
226Ra), 토륨(
232Th), 포타슘(
40K) 등 자연방사성 핵종 함량을 조사하였으며, 토양의 자연방사성 핵종 분석 은 기초과학지원연구원에 의뢰하여 분석하였으며 고 순도 게르마늄 감마선 측정기(High-Purity Germanium gamma-ray detector, HPGe) 를 이용하여 분석하였다 (Canberra Inc., USA). 우라늄(
238U)은 ICP-MS (Perkin-Elmer) 를 이용하여 분석하였다.
3. 통계적 분석 방법
실내 라돈농도는 SPSS (12.0)로 분석하였고, 특성 파악을 위하여 산술평균(Mean), 표준편차(Standard Deviation), 기하평균(Geometric Mean), 최소값 (Minimum), 최대값(Maximum)으로 나타내었다. 계 절별 비교와 지역별 비교는 t-test와 분산분석을 이 용하여 유의수준 0.05를 기준으로 평균농도 차이를 검증하였다.
III. 결과 및 고찰 1. 계절별 실내 라돈 농도
A 지역 97지점의 계절별 실내 라돈 농도의 측정 결 과를 Table 1에 나타내었다. 연평균 실내 라돈 농도 평균값은 89.7 Bq/m
3로 조사되었으며, 계절별 실내 라돈 농도는 각각 봄철 64.6 Bq/m
3, 여름철 33.6 Bq/
m
3, 가을철 118.5 Bq/m
3, 겨울철 142.1 Bq/m
3로 나 타났으며, 다른 계절에 비하여 겨울철 실내 라돈 농 도가 약 1.20-4.21배 높은 농도를 나타냈다(p<0.05).
본 연구에서는 겨울철 실내 라돈농도를 기준으로
Fig. 1. Analysis process in this study
다른 계절의 실내라돈 농도 산술평균을 기준으로하 여 비교해보면, 연평균 실내라돈 농도 분포 비율 (ratio) 은 0.72로 나타났으며, 가을철(0.83)>봄철(0.45)
>여름철(0.24) 순으로 나타났다. 이전 연구의 강원 도 지역에서의 계절별 농도를 비교한 결과는 연평균 0.70, 가을철(0.87)>봄철(0.58)>여름철(0.31)으로 나 타났다.
14)계절별 실내 라돈 농도의 계절별 변화를 보면 창문을 여는 횟수가 상대적으로 낮아서 환기조 건이 나쁜 겨울철에 가장 높은 농도를 보였으며,
3)계절별 요인은 계절별 온도 차이와 토양 중 라돈농 도의 계절에 따른 라돈가스의 발생량도 다르고 난방 가동 방법과 환기습관과 같은 일상 생활패턴에 따른 환경의 차이에 영향을 받는 것으로 사료된다.
2. 지역별 계절별 실내 라돈 농도 비교
계절적 차이와 지역에 따른 각 지역의 실내 라돈 농도를 분석한 결과는 Fig. 2~3과 Table 2에 나타내 었다. 겨울철 농도가 가장 낮은 A4지역은 겨울철 실 내 라돈 평균값은 86.7±54.7 Bq/m
3(GM: 68.7 Bq/
m
3) 로 여름철 실내 라돈 평균값 28.9±16.5 Bq/m
3(GM: 25.6 Bq/m
3) 보다 약 3.0배 높은 것으로 나타 났으며, 겨울철 농도가 높은 A5지역은 겨울철 실내 라돈 평균값은 243.2±311.0 Bq/m
3(GM: 140.6 Bq/
m
3) 로 여름철 실내 라돈 평균값 36.2±17.3 Bq/m
3(GM:
33.1 Bq/m
3) 보다 약 6.7배 높은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 A5지역과 A6지역은 겨울철 실내 라돈 농도가 가을철 실내라돈 농도보다 높은 것으로 나타 났으나, 다른 지역 가을철 실내 라돈 농도와 비슷한 분포를 보였다(p<0.05).
각 계절별 실내라돈 농도의 기하평균을 겨울철을 기준으로 비교한 비율을 Table 3에 나타내었다. 지 역별 봄철/겨울철 실내라돈 농도값의 비율은 A3지 역이 0.63로 가장 높았으며, 여름철/겨울철은 A4지 역이 0.37, 가을철/겨울철은 A4지역이 1.07으로 나 타났다. 본 연구에서는 A4지역의 가을철을 제외하 고, 모든 측정기간에서 겨울철보다 낮은 농도값을 보 인 것으로 나타났다.
3. 지역별 연평균 실내 라돈농도 비교
계절별로 조사한 97지점의 7개(A1~A7)의 각 지역
Maximum 345.2 154.5 710.4 1169.0 505.4
1)