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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
라돈의 직업적 노출실태 및 관리기준 연구
- 연구책임자
- 정은교, 장재길, 김갑배, 박해동, 송세욱
- 수 행 연 도
- 2015년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 연구제목 라돈의 직업적 노출실태 및 관리기준 연구 2. 연구 필요성 및 목적 최근 매스컴에서 보도된 라돈에 의한 폐암의 원인으로 건축자재의 원료로 사용되는 인산석고내에 들어있는 천연방사성물질(NORM; Naturally Occurring Radioactive Material)을 발생원으로 추정하였다. 이에 건축자재인 시멘트 제조를 위해 인산석고를 취급하는 공정에서 발생 가능한 라돈 등 방사성물질의 노출수준과 관리실태를 파악하여 근로자 건강보호를 위한 관리기준 마련에 필요한 기초자료를 제공할 필요가 있다. 이를 위해 먼저 라돈에 대해 관리기준을 설정하고 있는 선진 각국 및 기관들을 조사하고 이를 토대로 우리 실정에 맞는 노출기준을 제시할 필요가 있다. 라돈(Rn-222)은 생활공간 어디에나 존재하는 천연방사능물질로서 반감기가 3.8일이며 8번의 붕괴를 거치면서 알파, 베타, 감마선을 방출한다. 이러한 붕괴산물들은 먼지 등에 잘 흡착되며, 호흡을 통해 폐에 흡입된 후 붕괴하면서 방사선을 방출하여 폐암을 일으키는 인체발암물질로 규정되어 있다. 주택과 작업장에서 라돈 및 라돈 붕괴산물에 노출되었을 때 가장 큰 위험은 전리방사선 피폭일 것이다. 그 위험은 라돈 및 그 붕괴산물의 노출로 인해 매년 암으로 수천명이 사망하는 것으로 나타나고 있다. 그러나, 합리적인 비용으로 라돈에 의한 방사선 피폭을 줄임으로써 많은 생명을 구할 수 있다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 국가 기관이 라돈 노출을 제한하고, 위험이 큰 곳에 대한 조치를 제도화하고 가이드 라인을 제정하며 라돈과 관련된 위험에 대해 근로자에게 알리는 것이 중요하다. 흡입에 의한 내부피폭 방사선량은 입자의 특성에 의해 크게 좌우된다. 일반적으로 입자의 크기에 따라 공기중 에어로졸은 초미세입자(Ultrafine particle, 1 ∼100 ㎚), 미세입자(Fine particle, 100∼1,000 ㎚), 거친입자(Coarse particle, >1,000 ㎚)로 분류한다. 호흡기내 입자의 거동은 주로 중력에 의한 침강(Gravitational settling), 관성에 의한 충돌(Inertial impaction), 확산운동(Brownian diffusions)에 영향을 받는다. 공기중 입자의 물리적 크기를 실제로 측정하기 어렵기 때문에 흡입으로 인한 호흡기 방사선량을 평가하기 위해서 동등직경(Equivalent diameter)의 개념을 사용한다. 동등직경은 불규칙한 형상의 입자와 동일한 물리적 성질을 갖는 구형입자의 직경을 공기역학적 동등직경(Aerodynamic equivalent diameter)과 열역학적 동등직경(Thermodynamic equivalent diameter) 으로 구분되며 공기역학적 직경은 관심 입자와 동일한 낙하속도를 갖는 구형입자의 직경이며, 열역학적 직경은 관심입자와 동일한 확산계수를 갖는 구형입자의 직경이다. 중력 침강 및 관성 충돌은 공기역학적 현상에, 확산은 호흡기 폐포내 입자의 침착은 열역학적 현상을 통해 설명될 수 있다. 즉 입자 크기에 따른 호흡기 영역에서의 침착분율은 약 0.001∼0.1 ㎛ 크기의 입자에서는 열역학적 현상이 지배하고, 약 0.1∼100 ㎛ 크기의 입자에서는 공기역학적 현상이 지배하며 0.1∼1 ㎛ 크기의 입자에는 공기역학적 현상과 열역학적 현상이 동시에 일어난다. 이와 같은 원리를 적용하여 도입된 개념이 방사능 중앙 공기역학적 직경(AMAD; Activity Median Aerodynamic Diameter)과 방사능 중앙 열역학적 직경(AMTD; Activity Median Thermodynamic Diameter)으로 ICRP는 이를 바탕으로 1994년 인체호흡기모델(HRTM; Human Respiratory Tract Model)을 개발하여 방사선 방호 목적으로 사용한다. 공기중 라돈 딸핵종의 에어로졸은 미응결입자(Unattached particle)와 응결입자(Attached particle)를 만들어 내는데, 이러한 방사능입자들은 세모드(Trimodal)를 가진 형태의 대수정규분포를 이룬다. 즉 AMAD이 10∼100 ㎚ 범위에서는 핵응결모드(Nucleation or Aitken mode), AMAD가 10∼400 ㎚인 범위에서는 집적모드(Accumulation mode), 그리고 AMAD>1㎛ 인 조대모드(Coarse mode)로 구성되며 최대 방사능은 일반적으로 집적모드에 분포하는 것으로 알려져 있다. 이와같이, 국내？외 라돈 관리기준 조사결과와 시멘트 제조업종의 인산석고 취급실태 및 라돈농도 평가 결과 등을 바탕으로 국내 작업장의 직업인의 건강 보호를 위한 라돈의 관리기준을 제시하고 인산석고를 취급하는 공정에서의 분 진입자의 특성이 인체에 미칠 수 있는 영향에 대해 알아보고 향후 이에 대한 지속적인 연구의 필요성을 검토해 보고자 한다. 3. 연구내용 및 방법 ○ 연구대상 라돈농도 측정은 시멘트 제조업체 7개사를 선정하여 인산석고를 취급하거나 인접한 공정인 치장, 호퍼, 피더, 시멘트밀 등 4개 공정을 대상으로 하였고 총 측정시료수는 129개이고 각 측정방법별 시료수는 단기측정은 24개, 장기측정은 105개(사무실 24개 포함) 이었다. 석고분진의 입자 특성은 인산석고를 취급하는 피더공정만을 대상으로 평가하였고 라듐농도 측정은 인산석고를 취급하는 공정에 대해 개인시료(Personal air sample) 및 지역시료(Area sample)를 각각 38, 30개를 채취하였다. ○ 연구방법 라돈농도 측정은 단기 측정용으로 연속모니터측정기(Radon Sentinel 1030, Sun Nuclear, USA)를 사용하여 24시간 이상 측정하였고 장기 측정용으로는 알파비적 검출기(알파트랙, ㈜알엔테크, 한국)를 사용하여 2∼3개월간 측정하였다. 라듐농도 측정은 근로자의 호흡기위치에 PVC필터를 장착한 펌프를 착용시켜 하루 8시간 동안 채취하여 중량분석 및 고순도 게르마늄(Ge) 감마핵종 분석기를 이용하여 분석하였다. 부유분진의 입자크기 측정은 나노입자측정기(Nanoparticle sizer, TSI NanoScan SMPS ; Particle Size Range : 10-420 ㎚, Model 3910, USA)와 광학입자계수기(Optical particle counter, GRIMM Dustmonitor 1108; Particle Size Range: 300 ㎚-20 ㎛, Germany)를 활용하였다. 4. 연구결과 ○ 사업장별 라돈농도 시멘트 제조업 사업장 7개사에 대한 라돈농도 측정결과는 산술평균으로 24.0± 13.8 ㏃/㎥(1.0∼144.3 ㏃/㎥), 기하평균으로는 21.9 ㏃/㎥ (GSD 1.7) 이었다. 현장 대기실의 라돈농도는 제조공정보다 대부분 낮았다. ○ 공정별 라돈농도 연구대상 공정의 라돈농도는 산술평균으로 치장 27.5±19.7 ㏃/㎥, 호퍼 19.7±10.9 ㏃/㎥, 피더 21.2±14.7 ㏃/㎥, 시멘트밀 15.0±10.9 ㏃/㎥이었고 기하평균으로는 치장 23.2(2.2) ㏃/㎥, 호퍼 20.2(1.6) ㏃/㎥, 피더 16.8(2.5) ㏃/㎥, 시멘트밀 11.9(2.7) ㏃/㎥ 순으로 나타났다. ○ 측정방법별 라돈농도 라돈농도 측정시 두가지 방법을 병행하였는데, 즉 단기측정 및 장기측정으로 실시한 시료간 평균농도 사이에 차이가 있는지 조사하였다. 두 방법간 대응 표본 t-검정결과, 라돈의 평균농도 사이에는 차이가 없는 것으로 분석되었다. ○ 인산석고 취급공정 라듐농도 인산석고를 취급하는 공정에서 측정한 개인시료 및 지역시료의 라듐 방사능 농도범위는 0∼0.8 ㏃/㎥로 대부분 최소검출한계치(Minimum Detectable Activity Level, MDA) 미만으로 분석되었다. ○ 인산석고 취급공정의 입자특성 인산석고를 취급하는 전체 피더공정에서의 입자 수농도(Number concentration, NC) 및 질량농도(Mass concentration, MC)는 기하평균으로 각각 137,696.3 #/㎤(GSD 3.3), 0.07 ㎎/㎥(GSD 2.3)이었다. 나노크기 입자가 차지하는 비율은 평균 34.6%(4.2∼98.0%)이었고 입자수 농도는 44,973.1 #/㎤ (GSD 2.9), 입자크기는 기하평균으로 65.7 ㎚(GSD 1.9)이었으며 밀도는 1.2g/cc 이었다. 방사능 중간 공기역학적 직경(AMAD)은 핵응결모드가 12.3±19.7%(2.0∼40.5%), 집적모드가 45.0±18.2%(17.8∼55.0%), 조대모드가 5.7±9.1%(0.8∼16.6%)를 차지하는 것으로 나타났다. 5. 활용 및 기대성과 (활용방안) 건축자재 등을 생산하기 위해 원료물질이나 공정 부산물 내에 들어있는 천연방사성물질을 직접 취급해야만 하는 근로자와 라돈농도가 높을 것으로 추정되는 지하철 터널 등과 같은 간접적 원인으로 라돈이 발생하는 장소에서 근무하는 근로자의 건강보호를 위한 관리기준 마련에 필요한 기초자료를 제공하여 정책 및 제도개선 자료로 활용될 수 있다. (기대성과) 라돈에 대한 사무실 및 작업장의 관리기준을 설정하여 적절한 라돈농도 관리를 추진해 나감으로써 관련 작업환경에서 일하는 근로자들에 대한 건강보호를 통해 업무상 질병을 예방하고 방사능 분석의 정밀성을 확보하기 위한 분석시스템 구축, 정확한 라돈농도 측정 및 평가를 통해 미지의 위험에 대한 의혹을 해소하는데 기여할 것으로 판단된다. 향후, 라돈 등 방사성물질로 인한 암발생 등 역학조사에 필요한 원인규명의 증거에 필요한 기초자료로 활용될 수 있다. 6. 중심어 라돈, 천연방사성물질, 인산석고, 시멘트, 입자특성(AMAD), ICRP 7. 참고문헌 및 연락처 - Tirmarche M, Harrison JD, Laurier D, Paquet F, Blanchardon E, Marsh JW. Lung Cancer Risk from Radon and Progeny. ICRP Publication 115. 2010. ICRP 37 (11？56). - Occupational Safety and Health Administration; Radon in WorkplaceAtmospheres. 2008. Available from:https://www.osha.gov/dts/sltc/ methods/inorganic/id208/id208.html - Gustav Akerblom. Radon Legislation and National Guidelines. Swedish Radiation Protection Institute. SSI reports 1999. - IAEA(International Atomic Energy Agency). Assessing the need for radiation protection measures in work involving minerals and raw materials. IAEA Technical Report Series No 49. Vienna, Austria. 2006. - IAEA. 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Atmospheric Chemistry and Physics, A Wiley- Interscience Publication, New York. pp. 429∼433, 707∼709(1998) ▶연구책임자 : 산업안전보건연구원 직업환경연구실 정은교 연구위원
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