* 라돈 이란 ~?

[^보스웰리아^]

개요

라돈은 폐암의 원인 중 하나인데, 우리가 사는 집 주변에서 노출될 수 있는 방사선을 내는 물질이다. 라돈에 노출된 흡연 경험자의 폐암 위험은 노출되지 않은 흡연경험자보다 높지만, 흡연하지 않아도 라돈 노출은 폐암 발생 위험을 높일 수 있다. 라돈 노출에 있어서 이 농도 이하가 인체에 위험하지 않다라는 노출농도는 존재하지 않는다. 하지만 공기 중 라돈 노출농도가 낮을수록 암의 발생 위험은 낮아진다. 공기 중 라돈은 쉽게 측정할 수 있으며 아는 만큼 라돈의 발암 위험으로부터 건강을 지킬 수 있다.

라돈(radon, Rn)은 방사선을 내는 원자번호 86번의 원소이다. 색, 냄새, 맛이 없는 기체로 공기보다 약 8배 무겁다. 라돈은 지각을 구성하는 암석이나 토양 중에 천연적으로 존재하는 우라늄(238U)과 토륨(232Th)의 방사성 붕괴에 의해서 만들어진 라듐(226Ra)이 붕괴했을 때에 생성된다. 따라서 지구상 어디에나 존재하는 자연 방사성 물질이다. 자연에 존재하는 라돈은 거의 모두가 질량수가 222인 222Rn으로 반감기는 3.82일이다. 물에 대한 용해도는 20 · C에서 230 cm3/L이다.

라돈은 우라늄-238(238U)의 붕괴 생성물인 라듐-226(226Ra)이 알파(이하 α) 붕괴하여 생성된다. 라돈은 α선을 방출하고, 이후 폴로늄-218(218Po)으로 붕괴가 된다. 붕괴는 지속되어 폴로늄-218(218Po, 3.05분) → 납-214(214Pb, 26.8분) → 비스무트-214(214Bi, 19.9분) → 폴로늄-214(214Po, 0.00016초) → 납-210 (210Pb, 22.3년)이 된다. 이처럼 라돈이 있으면 방사선을 방출하고 상대적으로 반감기가 짧은 4종의 라돈 딸 핵종이 발생한다.

라돈의 동위원소인 219Rn은 235U(우라늄)의 자연 붕괴에서, 220Rn는 232Th(토륨)의 자연 붕괴에서, 그리고 222Rn는 238U자연 붕괴(우라늄 계열)에서 각각 223Ra, 224Ra, 226Ra의 α붕괴로 생성된다. 생성된 라돈 동위원소들은 모두 α붕괴를 하여 폴로늄(Po)이 되고, 최종적으로는 납(Pb) 동위원소가 된다. 중간 생성물로 여러 방사성 동위원소들이 생기는데, 222Rn의 방사성 중간 생성물로는 218Po, 214Pb, 214Bi, 210Po 등이 있다. 라돈(222Rn)과 이의 중간 생성물들은 높은 에너지의 α입자를 방출하고 최종적으로 안정한 206Pb가 되는데, 이 과정에서 β선과 γ선도 방출된다.

1g의 라듐(226Ra)은 하루에 1/1000 cm3의 라돈(222Rn) 가스를 방출한다. 대지나 지하수에 포함된 라듐에서 라돈이 생성되고, 이것이 환기가 잘되지 않은 건물 내부에 존재하면 축적될 수 있다.

라돈의 전구물질인 라듐은 화강암에는 암석 10억 톤당 0.4 mg의 비율로 들어있으며, 이외에도 인광석, 석회석, 변성암, 흙 등에도 들어있다. 따라서 222Rn은 우라늄광, 인광석, 화성암 및 변성암, 석회석, 흙, 석유 등에서 미량 발견된다.

라돈은 균열된 암반 사이에서 대기 중으로 방출된다. 따라서 환기가 잘 되지 않는 일부 건물의 실내나 지하실에서는 외부 대기에서보다 월등히 높은 농도로 라돈이 축적될 수 있다. 일부 온천수, 광천수, 지하수 등에서도 평균 이상의 라듐과 라돈이 발견된다. 평균 이상의 라듐이나 라돈이 녹아 있는 온천을 라듐 온천 또는 라돈 온천이라 부른다.

사람에 노출되는 방사선은 자연 방사선과 인공 방사선이 있다. 자연 방사선은 지각으로부터 오는 방사선, 우주로부터 오는 방사선, 음식물로 섭취되는 방사선으로 전체 노출량의 85% 정도를 차지한다. 라돈은 인간이 피폭되는 총 방사선 피폭 중에 단일 피폭원으로는 가장 큰 비율을 차지한다. 인간은 우주방사선, 지각 또는 인체 내에서 방출되는 자연 방사선에 항상 노출되어 있다. 한 사람 당 연간 자연 방사선 피폭량은 2.4 mSv 인간이 자연 방사선으로부터 1년간 받는 방사능 노출 선량은 우주선으로부터 0.36 mSv, 음식으로부터 0.33 mSv, 대지로부터 0.41 mSv, 공기 중의 라돈으로부터 1.3 mSv로 합계 2.4 mSv가 된다.인데 이 중에서 라돈의 비율은 50% 이상인 1.3 mSv 수준으로 추정된다. 이처럼 천연에 존재하는 방사능 피폭 중에서 라돈에 의한 것이 가장 크다.

라돈의 농도는 베크렐(Bq)이나 피코큐리(pCi)로 표현한다. 베크렐 방사선 양의 국제단위(SI)는 베크렐(Bq)인데, 1 Bq는 1초에 원자 1개가 방사성 붕괴할 때 나오는 방사선 양이다. 널리 사용되는 또 다른 단위는 퀴리(Ci)인데, 1 Ci는 1g의 라듐(226Ra)이 1초 동안 붕괴할 때 나오는 방사선 양으로, 1초당 3.7×1010개의 원자가 붕괴할 때 나오는 방사선 양과 같다. 따라서 1 Ci = 3.7×1010 Bq이다.은 방사성 물질의 국제표준 단위이며, 1초 동안에 하나의 원자 붕괴가 일어날 때 나오는 방사선의 양이다. 공기 중 라돈의 농도는 Bq/m3이나 pCi/L로 표시하며, 1 pCi/L는 37 Bq/m3 에 해당한다. 대기 중의 라돈 농도는 장소에 따라 다르며, 평균적으로 대략 4 Bq/m3이다. 이는 공기 1L에 약 2,000개의 라돈 원자가 들어있는 것에 해당하는데, 공기 1L에 들어 있는 분자의 총 수는 약 2.7×1022개이다.

라돈에서 나오는 방사선 때문에 미국환경보호국(US EPA)은 라돈을 일반 인구집단에서 흡연의 다음 순으로 위험도가 높은 폐암 원인이라고 하여, 국제암연구기구(IARC)는 1군 발암물질로 분류하고 있다. 따라서 흙, 시멘트, 지반의 균열 등에서 방출되는 라돈 가스가 환기가 잘 되지 않은 건물, 특히 지하실에 농축되는 경우가 생기지 않도록 주의해야 한다.

발생원

라돈은 우라늄과 토륨의 방사성 붕괴에서 라듐(radium, Ra)을 거쳐 생성된다. 라듐은 토양이나 콘크리트, 석고보드, 석면슬레이트 등 건축자재 중에 존재한다. 지각에서 생성된 라돈은 암석이나 토양의 틈새에 존재하다가 확산 또는 압력차에 의해 지표 공기 중으로 방출된다.일반적으로 옥외 환경에서보다 환기가 잘 되지 않는 주택 및 건물 내에서 라돈의 축적으로 인해 라돈의 농도가 대개 수십 배, 많게는 수백 배 이상 높게 나타난다. 특히, 환기상태가 저조한 지하 공간에서 라돈의 농도는 더욱 높다.

1) 라돈의 실내 유입경로
지질에 따라서 농도는 다르지만 우라늄은 어디에나 있다. 라돈은 토양 속에 빠짐없이 포함되고 있는 우라늄에서 라돈 가스 상태로 생겨나 지층의 틈을 통해서 지표로 나온다. 토양 중 라돈 농도는 4,000~40,000 Bq/m3의 범위에 있다. 연간 평균 대기 중 농도는 0.6~30,000 Bq/m3 사이로 분포도가 넓지만 보통은 10~100 Bq/m3의 범위에 든다. 환기가 잘 되지 않은 건물의 실내, 특히 지하실에 라돈 가스와 이에서 생성된 방사성 물질들이 축적된다. 평균적으로 해안 대기 중의 평균 농도는 1 Bq/m3, 대륙 대기 중의 평균 농도는 약 10 Bq/m3, 실내 대기 중의 평균 농도는 39 Bq/m3인 것으로 알려져 있다. 그러나 미국의 경우 어떤 집의 지하실에서는 약 10만 Bq/m3의 라돈이 검출되기도 하고, 어떤 우라늄 광산에서는 100만 Bq/m3의 라돈이 검출되기도 하였다.

콘크리트에서 방출되는 라돈이 주목되는 경향이 있지만 실제로는 토양에서 방출되는 것이 중요하다. 목조 가옥에서는 마루 밑과 같은 곳의 라돈 농도가 높아지므로 주의가 필요하며, 환기를 충분히 해야 피폭을 경감할 수 있다. 실내에서 라돈 농도는 그 위치와 환기 상황, 주변 토양의 우라늄 함유량 등에 따라서 크게 변동한다. 라돈은 지반 뿐 아니라 건축자재, 상수, 취사용 천연가스 등을 통해서도 실내로 들어오지만, 80~90%는 토양이나 지반의 암석에서 발생된 라돈 가스가 건물 바닥이나 벽의 갈라진 틈을 통해 들어온다. 그밖에 건축자재에 들어있는 라듐 등으로부터 발생(2~5%) 발생하거나, 지하수에 녹아 있던 라돈이 실내로 유입(1%) 되기도 한다.

2) 주택의 라돈
유럽이나 미국에서는 라돈 농도가 높은 주택이 발견되어 사회문제가 되어 오고 있고 집값의 하락을 초래하기도 한다. 최근에 우리나라에서도 주택의 라돈 농도를 조사하여 라돈 농도가 높은 지역에 대한 관심이 높아지고 있다.

주거 공간의 라돈 농도는 라돈의 통로가 되는 경로의 존재와 외기와 내기의 교환율, 더 중요한 것은 집의 기초에 사용되고 있는 암석과 토양 속에 포함된 라돈을 생성하는 우라늄의 함량에 따라서 다르다. 라돈 가스는 콘크리트 바닥과 벽의 이음매, 바닥의 이음매, 공동 블록 벽의 작은 구멍, 오수 맨홀, 배출구 등의 개구부에서 실내로 들어가게 된다. 그 결과 통상적인 라돈 농도는 1층과 지하실 등 구조상 토양과 접하고 있는 장소에서 더 높다.

외기와 내기의 환기 정도는 집의 건축 구조, 주거인의 환기 습관, 창문의 밀폐도에 따라서 다르다. 서로 인접하고 있는 주택일지라도 라돈 농도는 매우 다를 경우도 있다. 주거 공간의 라돈 농도는 계절, 일, 시간 마다 변동한다. 그래서 주거 공간 라돈의 연간 평균농도는 적어도 3개월 이상 오랫동안 신뢰할 수 있는 측정법을 이용하여 측정할 필요가 있다. 짧은 기간의 라돈 측정에서 얻어지는 정보로 주거 공간의 라돈 농도를 평가하는 것은 제한이 있다.

주거 공간의 세계적인 평균 라돈 농도는 39 Bq/m3이라고 추정되고 있지만, 유엔방사능영향과학위원회(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UN SCEAR)에 따르면 국가마다 차이가 있다고 한다. 주택이 우라늄 함유량이 높은 토양 위에 세워졌거나 토양의 침투성이 높은 지역에 지어졌다면 라돈 농도가 매우 높을 가능성이 크다(>1,000 Bq/m3).

3) 식수 속의 라돈
많은 국가에는 지하수를 식수로 사용하고 있다. 지하수는 종종 라돈을 생성하는 천연 우라늄과 라듐을 포함하는 암석 사이를 흐르고 있다. 보통 지하 깊게 파놓은 우물에서 나오는 물이 강이나 호수 등의 지표수보다 우라늄 농도가 높은 것은 이 때문이다. 여러 국가에서 개개의 수도에서 측정한 라돈 농도는 20 Bq/L 이상이며 100 Bq/L을 넘는 사례도 있다. 계산에 따르면 음료수 속의 라돈은 어느 정도의 위험성이 시사되고 있지만, 음료수 속의 라돈과 소화기관이나 다른 기관의 암에 대한 역학적 연구를 통해 살펴본 결과 아직까지 연관성이 밝혀지지는 않았다.

4) 라돈의 생산
라돈은 산업적으로는 우라늄 광석의 처리 과정에서 부산물로 얻는다. 광석을 1% HCl이나 HBr 용액에 넣어 처리하면 라돈, 수소, 산소, 헬륨, 수증기, 탄산가스 등의 기체가 나오는데, 이를 720oC의 구리 위로 통과시켜 수소와 산소를 제거한 후, KOH와 P2O5가 담긴 관을 통과시켜 산과 수증기를 제거한다. 남은 라돈 가스는 액체 질소를 이용하여 응축시킨 후, 승화하여 정제한다.

라돈은 라듐(226Ra,t1/2=1,600년)의 자연 방사성 붕괴에서도 얻어진다. 물 속에 라듐 화합물을 두면 라돈 가스가 나오는데, 이 가스를 유리관에 모으고 함께 들어있는 다른 기체들을 앞에서 언급한 방법으로 제거하면 순수한 라돈 기체가 얻어진다. 1 g의 라듐에서 하루에 0.001 mL의 라돈이 얻어진다.

5) 라돈의 용도
아직까지 라돈은 실용적으로 거의 사용되지 않으며, 다만 222Rn 검출기 보정용으로 라돈의 전구물질인 라듐 용액이 가끔 사용될 뿐이다. 20세기 초반에는 라돈 기체를 밀봉된 금 바늘 안에 넣고 생체에 이식시켜 암의 방사선 치료에 사용하였다. 또한 다른 기체나 액체에 첨가되어, 기체가 새는 것을 검출하는데도 사용되었다. 라돈은 기름과 같은 물질에 잘 흡착되기 때문에 기름으로 오염된 토양의 연대 측정에도 사용되었다. 라돈은 비활성 기체의 하나로 화합물을 쉽게 만들지 않는다.

한편, 오래 전부터 라돈이나 이의 전구물질인 라듐이 평균치보다 많이 들어있는 온천수, 식수 등은 건강에 효능이 있고 류마티스 관절염이나 스트레스에 연관된 질환을 치료하는 효과가 있다고 여겨져 널리 애용되어 이른 바 Hormeosis 효과로 학계에 보고되기도 하였다. 그러나 이들 효능에 대한 확실한 과학적 근거는 아직까지 전문가들 사이에 합의를 이루지 못하고 있으며, 높은 수준의 방사선이 발암 위험을 높이는 데에 대해서는 이견이 없다.

건강에 미치는 영향 및 관련 질환

라돈은 대부분의 국가에서 자연 방사선원으로부터의 전리 방사선 피폭 중 가장 큰 부분을 차지한다. 특정 그룹에서 직업적인 라돈 피폭이 큰 위험이지만, 일반 집단에서는 대부분의 피폭이 실내, 특히 주거공간과 같은 작은 건물에서 발생한다.

라돈의 전체 인체 노출경로 중 약 95%가 실내공기를 호흡할 때 노출되는 것이며, 이 밖에 라돈이 들어있는 지하수를 사용할 때 노출될 수 있다. 라돈은 가스이기 때문에 그 자체가 인체에 영향을 미치지는 않지만 호흡을 통해 체내에 흡수된다. 호흡에 의해 폐에 들어오면 그 딸 핵종은 기관지나 폐포에 침착하고, α선을 계속 방출하기 때문에 세포 중의 염색체에 돌연변이를 일으켜 폐암이 생길 가능성이 있다.

1) 라돈의 생물학적 역할과 위험성
라돈의 직접적인 생물학적 역할은 없으나, 라돈에서 방출되는 방사선에 의한 유전자 변형이 생명체의 진화에 간접적인 역할을 하였을 것으로 여겨지고 있다.

한편, 라돈 자체에 의한 내부 피폭보다 라돈의 붕괴로 생성되는 짧은 수명의 방사성 생성물인 딸 핵종의 영향이 크고, 특히 흡입한 먼지에 부착한 방사능에서 방출 되는 α선이 문제가 된다. 10,000 베크렐(Bq)을 흡입했을 때의 실효선량은 0.065 밀리시버트(mSv)에 해당되어 폐의 내부 피폭이 가장 중요하다. 중세 시대부터 광산에서 일했던 광부들이 수명이 짧고 호흡기 질환(폐암으로 추정함)으로 사망한 경우가 많았는데, 이의 주된 원인이 라돈으로 여겨지고 있다. 이후에 우라늄 광산에서 일하는 근로자에게 폐암이 증가한다는 보고가 있었다.

대기 중의 라돈은 폐로 흡입되어 직접 α선과 β선을 내기도 하고 붕괴되어 딸 핵종을 생성하면 이들이 또 방사선을 낸다. 라돈 가스는 토양 속에서 대기 중으로 쉽게 누출되고 라돈 딸 핵종으로 불리는 반감기가 짧은 붕괴 생성물로 된다. 이 딸 핵종은 α선이라고 불리는 방사선을 방출하면서 붕괴되고, 대전하여 우리가 호흡하는 대기 중의 에어로졸에 붙는다. 그 결과 라돈 딸 핵종은 기도에 존재하는 세포에 축적할 가능성이 있다. 기도에서는 α선이 DNA을 손상시킬 수 있다.

라돈 가스 자체를 흡입한 경우 대부분은 붕괴되기 전에 배출된다. 흡입한 라돈과 그 딸 핵종이 일부가 폐에서 혈액 중으로 옮겨지고 최종적으로 다른 기관에 도달한다.

라돈의 유해성은 농도에 따라서 다르다. 라돈의 유해성은 농도의 문제이다. 그래서 라돈 농도가 현저하게 높은 경우에는 유해하지만 주거 환경의 농도가 낮은 경우는 유해하다고 할 수 없다. 대기 중에서 라돈 농도는 희석되기 때문에 보통은 매우 낮다. 라돈 농도는 실내에서 더 높고, 탄광·동굴·수도시설 내 등의 장소 등 밀폐된 곳에서는 더 높은 농도가 검출된다. 대부분의 사람들이 라돈에 가장 빈번하게 노출되는 장소는 토양에 노출되는 거주 공간으로 알려져 있다.

2) 라돈에 의한 폐암
고도의 라돈 피폭에 의한 주된 건강피해는 폐암이 증가하는 것이다. 이는 우라늄 광산 근로자에 대한 연구에서 밝혀졌다. 이들 연구를 바탕으로 WHO의 암에 관한 전문기관인 국제암연구기구(International Agency for Research on Cancer, IARC)와 미국국가독성평가프로그램(US National Toxicology Programme, NTP)은 라돈을 인간에 대한 발암성 물질로 분류하고 있다. 이 분류 범주에는흡연, 석면, 벤젠 등도 같이 분류되어 있다.

방사선에 의한 암 발생은 확률 현상이다. 확실히 큰 집단(예를 들면 10만 명 등)을 상정했을 때 방사선에 많이 피폭되면 될수록 암이 발생하는 사람은 늘어난다. 호흡을 통해 인체에 흡입된 라돈과 라돈 딸핵들은 핵붕괴를 일으키면서 α선을 방출한다. 방출된 α선은 폐조직을 파괴하여 지속적으로 라돈에 노출되는 경우 폐암을 유발하게 된다. 세계보건기구(WHO)는 라돈을 흡연 다음으로 폐암의 발병원인으로 인정하고 있다. 현재 추정되는 라돈에 기인하는 폐암의 비율은 3~14%의 범위를 차지하는 것으로 추정하고 있다.

과학자들은 주거 공간에서 볼 수 있는 라돈 농도가 건강 어떤 위해를 끼치는 지에 대해서도 연구를 거듭했다. 이들 연구는 유럽, 북미 및 중국에서 이루어졌다. 이들 개별적인 연구들을 통합하여 분석한 결과, 주거 공간의 라돈 농도는 폐암을 일으키는 요인이 충분히 될 수 있다는 것을 확인하였다.

최근의 유럽에서 수행된 연구의 통합분석에 따르면 폐암의 위험도는 라돈 농도가100 Bq/m3 상승할 때마다 16% 증가하는 것으로 추정하였다. 방사선량과 반응의 관계는 상관성이 높은 직선관계로 나타난다. 즉, 폐암의 위험도 증가는 라돈 피폭의 증가와 비례한다.

같은 연구에서 비흡연자가 0 Bq/m3, 100 Bq/m3, 400 Bq/m3의 라돈 농도에 피폭된다면, 75세까지 폐암 발생률은 1,000명에서 각각 4명, 5명 및 7명 정도로 추정하였다. 그러나 흡연자의 경우는 폐암 발생률은 25배, 즉 1,000명에 대하여 각각 100명, 120명, 160명으로 추정하였다. 라돈으로 인한 폐암의 대부분은 흡연자에서 발생한다. 일반적으로 같은 농도의 라돈에 노출된 경우 흡연자가 비흡연자에 비해 훨씬 폐암 발생 위험이 높다. 라돈이 일으키는 폐암의 대부분은 흡연과 라돈의 강한 상승작용으로 흡연자에서 생긴다. 라돈은 평생 비흡연자였던 사람들보다 흡연자 또는 과거에 흡연했던 사람들에서 폐암 유발율이 높다. 그러나 라돈은 비흡연자의 폐암의 일차적 원인으로 주거 공간에서 라돈 농도의 단위 증가 당 폐암 위험율 증가량은 평생 비흡연자와 흡연자가 거의 같게 나타났다.

미국 환경청(US EPA)에서는 2003년부터 얻은 자료를 이용하여 미국에서 연간 약 21,000명의 폐암 사망이 주거 공간의 라돈에 기인하고 있다고 추정하였다. 유사한 추계가 유럽 25 개국에 대해서 이루어져 2006년에는 무려 30,000 명에 이른다고 하였다. 이러한 추정에 따르면 전 세계적으로 매년 수 만 명의 라돈에 의한 폐암 사망이 일어나고 있다.

위험이 없어지는 라돈의 노출기준은 아직까지 확인되지 못하였다. 즉, 라돈 농도가 낮은 경우에도 폐암의 위험은 약간 증가한다. 대다수의 라돈 유발 폐암은 고농도의 라돈보다는 낮거나 중간 정도의 라돈 농도에 피폭된 것이 원인이다. 이것은 일반적으로 주거 공간에서 소수의 사람들만 고농도의 라돈에 피폭하기 때문이다.

3) 흡연과 라돈의 상승효과
라돈 피폭에 따른 폐암 위험과 흡연의 관계에 따른 역학 조사에서 보면 어떤 수준의 라돈 피폭에도 흡연자의 라돈 노출에 따른 폐암의 절대 위험은 비흡연자나 금연자에 비해 훨씬 큰 것으로, 라돈 피폭과 흡연의 상승효과가 있음을 강조하고 있다. 유럽 조사를 예로 들면 하루 15~24개 흡연하는 흡연자의 상대적인 폐암 위험은 비흡연자 중 라돈 노출이 없는 사람들보다 라돈 농도가 0, 100, 400 Bq/m3의 경우, 각각 26, 30, 42 배가 된다. 비흡연자들에서는 이러한 상대적인 위험의 크기는 각각 1.0, 1.2, 1.6 배가 된다.

현재 흡연자(약 1 갑/일)에서는 라돈 노출이 0이면 75살 까지누적 절대 폐암 위험은약10 %로 추산된다. 장기간에 걸쳐 800 Bq/m3의 라돈에 노출하는 현재 흡연자는 이 위험이 2 배 이상인 22 %까지 증가한다. 평생 비흡연자의 경우에 절대 위험은 각각 0.4 %와 0.9 %이다. 라돈에 의한 금연자의 위험도는 현재 흡연자와 비흡연자의 값의 중간 정도가 된다. 대부분의 라돈에 관련된 폐암 사망은 현재 흡연하고 있는 사람과 과거에 흡연했던 사람 모두에게 일어난다. 요컨대 라돈 노출은 흡연 경험에 관계없이 모든 사람의 폐암 위험을 높인다.

4) 라돈과 폐암의 역학조사
역학조사는 주거 공간의 라돈 농도가 일반 집단의 폐암 위험을 증가시키는 것을 확인했다. 전체 폐암 중 라돈에 관계된 비율은 국가의 라돈 농도평균 및 계산법의 차이에 따라 3~14 % 사이라고 평가하였다.

중앙 유럽의 지하 광부들에서 호흡기 질환에 의한 사망이 많다는 증거는 16세기로 거슬러 올라간다. 그러나 그 질환이 실제로 폐암이라고 이해하게 된 것은 19세기까지 기다려야 했다. 20세기가 되어서야 라돈에 노출된 광부의 폐암 원인으로 라돈이 처음 의심되었다. 그리고 1950년대에 라돈이 폐암의 원인이라는 것이 강력하게 입증되었다. 직업적으로 라돈 노출을 받은 지하 광산 근로자들을 대상으로 한 몇몇 연구는 지속적으로 흡연자와 비흡연자 모두에게 폐암 위험이 증가하는 것을 밝혔다. 그 증거에 근거하여 국제암연구기구(IARC)는 1988년에 라돈을 인간 발암물질로 분류했다.

1980년대 이후 일반 인구의 폐암과 실내 라돈의 관계를 직접적으로 조사하는 많은 연구가 수행되었다. 개별 조사는 일반적으로 대상자의 크기가 너무 적기 때문에 구체적인 위험을 부정하는 것도, 위험을 인정하는 것도 명확하게 할 수 없었다. 그래서 2000년대에 들어와서 유럽, 북미, 중국의 연구 자료를 통합해서 분석하였다. 3건의 통합 분석 결과 라돈 농도 100 Bq/m3 증가 당 8 %(95 % 신뢰구간: 3~16 %), 11 %(95 % 신뢰구간: 0~28 %), 13 %(95 % 신뢰구간: 1~36 %)라고 보고했다. 이러한 세 가지 추정치를 근거로 실측 라돈농도 100 Bq/m3 당 폐암의 위험도가 10 % 증가한다. 만일 3건의 통합 조사에 대하여 라돈 농도의 연간 변동을 유럽 조사와 동일하게 조정 한다면, 장기간의 라돈 농도에 근거하는 3건의 통합 조사의 합동 위험 평가치는 약 100 Bq/m3 당 20 %가 된다. 통합 분석 결과 주거 공간에서 라돈 피폭에 의한 폐암 위험에 대해 매우 유사한 결론을 이끌었다.

역학의 관점에서 위험을 표현하는 방법은 다양하다. 하나의 방법은 상대위험 (RR)이라는 방법으로 정해진 라돈 농도에서 (약 30 년의 노출) 위험을 낮은 수준 (전형적으로 10~15 Bq/m3 정도)에서의 위험과 비교하는 것이다. RR이 1이라는 것은 노출된 사람에게 위험의 상승이 없음을 의미한다. 주거 공간의 라돈 역학 조사는 라돈 농도가 증가함에 따라 위험이 증가하는 것, 즉 RR> 1임을 발견했다. 게다가 RR은 농도에 비례하여 증가했다. 이것은 라돈 농도 단위 증가 당 초과 상대위험도 (ERR = RR-1) 즉 100 Bq/m3 당 ERR로 표현되었다. 이러한 위험 추정치의 신뢰 구간 추정은 그 결과가 통계적으로 유의한지 여부 판단에 도움이 된다.

이러한 결과는 일반 인구에서 라돈이 적지 않은 폐암환자의 발암 원인이 되고 있다는 증거로 채택되었으며, 또한 직접적으로 위험의 크기를 추정하는 기초가 되었다. 일반 주거 공간에서 라돈 농도는 라돈이 폐암의 원인이라는 것을 의심 없이 증명한다. 또한 많은 국가에서 현재 대책의 기준으로 제시하고 있는 200 Bq/m3보다 낮은 수준이더라도 위험이 높아진다는 중요한 증거가 얻어졌다.

5) 라돈과 폐암이외의 질환
라돈과 그 붕괴산물을 포함한 대기 중에 있을 때 흉부 이외의 기도나 피부도 피복되지만, 신체 중에서 가장 방사선 피폭량이 높아지는 것은 기관지 표면이다. 폐에 들어오면 라돈과 그 딸 핵종은 기관지나 폐포에 침착하여, 혈액을 통해서 전신으로 분포하게 된다. 결국은 신장과 골수 등 다른 장기도 낮지만 피복을 받을 것이다. 또한 라돈이 용해된 물을 마시면 위장도 피폭된다.폐암이외의 암 사망이 라돈 피폭에 의하여 증가하는지에 대해서 라돈 피폭 광부를 대상으로 조사하였다. 그 결과 라돈이 폐암이외의 암의 원인이 되는 근거는 얻지 못했다. 그러나 이 문제에 관해 추가 조사가 계속되고 있다. 예를 들어, 체코의 우라늄 광부에서 백혈병과 림프종양과 다발성골수종에 대한 환자-대조군 연구가 2007년에 보고되었다. 라돈 피폭과 만성 림프성 백혈병을 포함한 백혈병 사이에 양(+)의 상관관계가 인정되었다.

라돈 노출 광부에 대한 많은 코호트에서 라돈 피폭과 심장혈관 질환의 관계가 조사되었지만, 라돈이 심장 질환을 증가시켰다는 증거는 얻지 못하였다. 식수에 자연의 우라늄과 기타 방사성 핵종을 고농도로 포함된 지역에서 위암에 대한 환자-대조군 연구가 2005년에 한 건 실시되었지만, 위험이 증가하는 경향은 없었다.

질적으로 우수한 환자-대조군 연구나 코호트 연구는 아니지만 생태학적 연구 조사에서 라돈 농도와 백혈병 위험도의 연관성을 보고하였다. 노르웨이의 생태학적 연구에서는 실내 라돈농도와 다발성 경화증과의 연관성을 보고하였다. 일반적으로는 이들 연구에서 보인 연관성은 질적으로 우수한 코호트 연구 등을 통해서 확인되어야 한다. 왜냐하면 생태학적 연구에는 수많은 편견이 끼어들기 쉽기 때문이다. 그 때문에 이들의 연구는 잘못된 결론을 이끌 수 있기 때문에 라돈이 이들 질환의 원인으로 작용한다는 증거로서 다뤄서는 안 된다. 결론적으로 라돈에 의한 폐암 이외의 건강영향에 관해서는 일관된 결과를 보이지는 않았다.

※코호트 연구는 전향성 추적조사를 의미한다. 특정 요인에 노출된 집단과 노출되지 않은 집단을 추적하고 연구 대상 질병의 발생률을 비교하여 요인과 질병 발생 관계를 조사하는 연구 방법이다. 요인 대조 연구(factor - control study)라고도 불린다. 어떤 원인이 어떤 결과를 가져오는가를 연구하는 방법으로 시간적인 개념을 포함한다. 장점은 비교 위험도와 귀속 위험도를 직접 측정이 가능하고 객관적이며, 부수적으로 다른 질환과의 관계도 파악이 가능하며 시간적인 선후관계를 알 수 있다는 점이다. 하지만 질병분류에 착오가 발생하거나, 시간과 비용적인 측면이 많이 소요된다. 시간이 오래 걸리는 만큼 대상자가 중도에 탈락하게 되기 쉽다는 단점이 있다.

예방 및 관리

지하실 등에서는 토양 속에서 발생한 라돈이 들어오기 쉽기 때문에 최근의 기밀성이 좋은 주택이라 해도 라돈 농도가 올라가게 된다. 그런 의미에서 지하실의 환기에는 주의가 필요하다. 구조적으로 지하의 라돈을 실내에 들어가지 않도록 하는 것은 비용이 든다. 실내에서 라돈을 제거하는 확실하고 손쉬운 방법은 환기(환풍기를 돌리고, 적당한 창문이나 문을 열어 두는 것 등)를 하고 공기를 외기로 교체한다. 전체의 위험을 줄이기 위해 주택을 신축할 때에는 라돈 방지 조치를 취해야 하고, 기존 주택에 대해서는 라돈 농도를 줄이기 위한 저감 조치가 필요하다. 라돈의 방출원, 라돈 농도, 그리고 라돈 이동 기전에 따라서 어떤 라돈 방지 및 저감 조치를 사용할 것인지가 달라진다. 어떤 조치를 취하든지, 그 효과를 확인하기 위해 조치 후 라돈 농도를 측정해야 한다.
건축은 물론 산업 및 환경보건 분야의 전문가가 라돈 방지 및 저감에서 핵심적인 역할을 해야 한다. 그들을 훈련하고 이 분야에서의 역량을 보장하는 것이 필요하다.또한 국가 차원에서 라돈 방지 및 저감에 관한 연구에 기반을 둔 지침과 기준을 수립해야한다.

1) 실내의 라돈 규제농도; 실내 환경 기준
유엔방사능영향과학위원회(UN SCEAR)는 라돈 농도 40 Bq/m3, 반감기가 짧은 방사능과의 형평 달성률을 0.4로 가정했을 때의 라돈의 연간 실효선량은 1.0 밀리시버트(mSv)라고 평가하고 있다(이 값은 ±30% 정도의 오차가 있다고 생각하는 것이 좋다). 미국환경보호청(US EPA)은 1986년에“라돈에 대한 시민가이드”에서 폐암 유발 경고를 하면서, 실내 공간 기준치로 4 pCi/L(148 Bq/m3) 이하로 규제기준을 제시하였다. 우리나라 역시 지하 역사나 지하상가 등 17개 다중이용시설군과 학교(지하교실) 등에 대하여 실내 라돈 권고기준을 4 pCi/L로 설정하여 관리하고 있다. 피코큐리(pCi)는 라돈 등 방사선의 측정단위이다. 1 Ci는 라듐 1 g이 1초 동안 방출하는 방사능의 양이며 피코큐리는 1조분의 1큐리를 말한다.

ICRP(2007)는 옥내의 라돈 농도를 300 Bq/m3로 권고하고 있다. 영국은 주거 내의 라돈 대책 레벨을 200 Bq/m3로 하고 있다. 지역에 있어서의 주거 내 라돈 농도가 200 Bq/m3 이상인 주택이 1% 이상 있는 경우, 라돈 영향 지역으로 간주하고 있다.　WHO는 실내 라돈 피폭에 의한 건강 피해를 최소화하기 위해 100 Bq/m3의 참조 레벨을 제안하였다. 그러나 이 수준은 대중적 국가 특유의 조건에 도달할 수 없다면, 설정된 참고 수준은 국제 방사선 방호위원회(ICRP)에서 하는 최근의 계산에 의해 연간 약 10 mSv를 나타내는 300 Bq/m3를 초과해서는 안 된다.

2) 라돈농도 측정
라돈농도 측정은 비교적 수행하기 간단하지만, 정확하고 일관성 있는 측정을 보장하기 위한 표준화된 프로토콜을 마련해야 한다. 실내 공기 중 라돈 농도는 건물의 구조와 환기의 습관에 따라 변동한다. 공기 중 라돈 농도는 계절에 따라 크게 변동할 뿐만 아니라, 매일 또는 매 시간마다 변화한다. 이러한 변화 때문에, 실내 공기의 라돈 농도의 연간 평균치의 추정은 적어도 3개월 이상 하는 것이 바람직하다. 단기간의 측정은 단지 실제 라돈 농도의 대략적인 지표를 제공할 뿐이다.

측정 기술은 라돈 또는 딸 핵종으로부터 방출되는 α선, β선, 또는 γ선을 검출하는 것이다. 라돈 검출기의 종류에는 수동형 라돈 측정장치(passive radon measurement)로 사용법이 간단하며 대부분 가격이 저렴하고 외부 전원이 필요 없는 방식을 채택하고 있다. 능동형 라돈 측정장치(active radon measurement)는 연속적으로 라돈 농도를 측정하기 때문에 공기 중 라돈 농도를 시간대별로 체크할 수 있으나, 기기의 가격이 고가이다. 측정하기 용이한 수동형 검출 장비로는 알파 비적검출기(alpha track detectors)가 대표적이다.

라돈의 방사능은 베크렐(Bq) 단위로 평가된다. 1 Bq은 매초 1개의 원자핵의 변화(붕괴)에 해당한다. 대기 중의 라돈 농도는 1 m3 대기 중 매 초 당 원자핵의 변화의 양(Bq/m3)으로 측정된다. 야외의 라돈 농도 평균은 5~15 Bq/m3 범위에서 차이가 있지만 그것보다 높은 값이나 낮은 값도 관찰되고 있다.

외국의 경우 건물 내 라돈농도 측정은 일반적이어서 소매점 및 수퍼마켓 등에서 저렴하고 혼자서 수행할 수 있는 간단한 라돈측정 도구를 쉽게 구입할 수 있다. 미국의 경우 개인 집을 대상으로 라돈의 양을 측정하고 라돈이 증가되어 있는 경우 라돈의 발생을 억제하고 제거하는 시설을 해주는 회사가 설립되어 있는 정도이다.

3) 공기 중 라돈 노출수준을 낮추는 방법; 라돈 저감법
가장 효과적이고, 손쉬운 라돈 저감법은 ‘환기’이다. 주기적인 환기를 통해 농도를 크게 낮출 수 있다. 라돈농도 측정 결과 만약 기준치를 초과했다면, 먼저 바닥이나 벽 등에 갈라진 틈이 있나 확인해 본다. 건물의 바닥 틈새 등을 메우는 것도 좋은 방법이다. 보강재 등을 이용해 갈라진 틈새만 잘 막아도 실내 농도 저감에 큰 효과를 볼 수 있다.

만약 이러한 조치로도 충분한 저감 효과를 거두지 못했다면, 건물 밑 토양에 라돈 배출관을 설치한다. 배출관은 토양 중의 라돈 가스를 모아서 실내를 거치지 않고 바로 건물 외부로 배출시킨다. 배출관 중간에 환기팬을 설치하면 효과를 더욱 높일 수 있다. 외부공기 유입장치도 유용한 수단이다. 공기유입용 장치를 통해 실내공기의 압력을 건물 하부보다 인위적으로 높이면 압력차이 때문에 라돈가스가 실내로 들어오지 못하게 된다.

토양 중 라돈 농도가 높은 지역은 건축물을 지을 때부터 건물 하부에 차단막을 배치하여 예방할 수 있다. 신축 건물의 경우, 처음부터 라돈 저감 시공법을 활용하면 비용 대비 최고의 저감 효과를 얻을 수 있다. 건물을 올리기 전에 ① 토양에 자갈을 깔고 토양의 라돈 배출관을 설치한 후 ② 플라스틱 시트를 깔고 틈새가 없도록 밀봉한다. ③ 라돈 배출관을 건물 지붕 위로 올라가게 설비하면, 토양에서 발생한 라돈이 바로 외부로 나가게 된다. ④ 추후 저감 효율을 높일 목적으로 환기팬을 설치할 수도 있다.

4) 가정에서 라돈에 대한 대처
실내 대기 중의 라돈 농도를 감소시키려면 주택의 바닥과 벽의 갈라진 틈을 막는 것부터 건물의 환기율을 올리기까지 다양한 방법이 있다. 가정 내에 축적된 라돈의 양을 줄이는 것에는 기본적으로 5가지 방법이 있다.
• 집의 통기성을 개선하여 라돈이 생활하고 있는 실내로 들어오는 것을 막기
• 마루 밑의 환기를 잘 하기
• 라돈 배출구를 건물의 기초에 설치하기
• 바닥과 벽을 밀봉하기
• 양압 또는 양전식 환기 시스템(positive supply ventilation system)을 설치하기

특히 라돈이 대량으로 존재하는 지역에서는 집을 신축할 때 라돈에 대한 안전성이 고려되어야 한다. 유럽과 미국에서는 새 건물에 방어수단을 강구는 것이 건축업자 사이에서는 일반 작업이며, 일부 국가에서는 필수의 절차이다. 침투를 줄이기 위한 수동 시스템은 라돈 농도를 50%까지 감소시킬 수 있었다. 능동 시스템인 라돈 환기팬이 가해지면 라돈 농도를 더 떨어뜨릴 수 있다.

5) 대기와 수중의 라돈 저감법에 관한 가이드 라인
대부분의 나라에서는 200~400 Bq/m3의 실내 라돈 농도를 한계농도 또는 기준농도로 하고 있고, 그것을 넘으면 가정 내의 농도를 낮추기 위한 대응책을 취하라고 한다. 이 보다 높은 노출기준이나 낮은 노출기준을 채택하고 있는 국가들도 있다. 일반적으로는 노출기준은 허용 가능한 위험성에 대한 개념으로 선택되는데 일상적으로 보이는 일반적인 위험성과 동일한 건강위해 수준으로 생각하는 농도인 것이다.

음료수에 대해서는 2004년의 WHO 식수 수질 가이드 라인과 유럽위원회(the European Commission)는 공공 음료수의 라돈 농도가 100 Bq/L를 초과하는 경우는 반복해서 계측하는 등의 관리를 시행해야 한다고 권고했다. 미국에서는 가정의 물 공급에 대해서는 라돈의 최대 오염 농도를 150 Bq/L로 하도록 제안했다. 공공 혹은 상업적인 물 공급에 대해서 유럽위원회는 라돈 농도가 1,000 Bq/L가 되었을 경우, 개선 조치를 취해야 한다고 제언하고 있다. 수돗물의 라돈 농도가 1,000 Bq/L가 되면 실내 대기 라돈 농도는 100~200 Bq/m3으로 위에서 말한 실내 라돈의 노출기준에 해당 된다.

소비자들이 자주하는 질문

1) 한 사람이 자연계에서 받는 방사선량은?
한 사람이 자연계에서 받는 방사선량은 1988년에 원자방사선의 영향에 관한 "유엔과학위원회"가 작성한 보고서에 따르면, 연평균 2.4 mSv(240 mrem)이다. 이 중, 무려 절반이 라돈에 관계한 피폭이다. 또 이 값은 1.3 mSv 정도라고 한다.

2) 라돈이란 무엇인가?
라돈은 공기, 물, 토양 등 자연계에 널리 존재하는 무색ㆍ무취ㆍ무미의 방사성 기체로 우라늄(U-238)과 토륨(Th-232)이 몇 단계 방사성 붕괴를 거듭한 후 생성된다. 사람의 감각으로는 감지되지 않는 지구상 어디에나 존재하는 자연방사능 물질이다.높은 농도에 지속적으로 노출될 경우 폐암을 일으키는 것으로 알려져 있다.

3) 라돈은 어떻게 주거공간으로 유입되는가?
라돈은 대기 중 어디에나 존재하며 실내로 유입된 라돈 가스는 축적되어 위험도를 높일 수 있다. 실내에 존재하는 라돈의 80~90%는 토양이나 지반의 암석에서 발생된 라돈 가스가 건물바닥이나 벽의 갈라진 틈을 통해 들어온다고 알려져 있다. 그 밖에 건축자재에 들어있는 라듐 등으로부터 발생(2~5%)하거나 지하수에 녹아 있던 라돈이 실내로 유입(1%)되기도 한다. 한번 들어온 라돈은 쉽게 빠져나가지 않고 실내에 계속 축적된다.

환기가 잘 안 되는 건물 내에서 라돈의 농도는 옥외 환경보다 수십 배, 내지 수백 배 이상 높다. 통상적으로 라돈가스가 실내로 유입되는 경로는 다음과 같다.

4) 라돈의 위험성은 얼마나 큰가?
세계보건기구(WHO)는 라돈을 흡연 다음으로 폐암을 일으키는 발병 요인이라고 하였다. 폐암 발병의 3~14 %가 라돈에 의해서 발생한다. 미국 환경청(EPA)에 따르면 미국인의 연간 폐암 사망자의 10 % 이상인 약 21,000명 정도가 라돈에 기인한 것이며, 이는 익사나 화재에 의한 사망위험 보다 높고, 음주운전에 의한 사망자보다 더 높다고 발표했다.

EPA가 국민을 대상으로 라돈 문제를 홍보하기 위해 발간한 자료 "라돈에 대한 시민안내서(A citizen's guide to Radon)"에서 규제기준인 4 pCi/L의 라돈 농도가 유지되는 실내공간에서 평생 동안 생활하면 흡연자인 경우 1,000명중 약 62명(6.2%)이 폐암의 위험이 있다고 한다(비흡연자는 이의 1/10).

5) 라돈의 노출기준은 얼마인가?
노출기준이란 건강한 사람에서 라돈으로 인한 건강영향을 예방하기 위하여 더 이상 노출되어서는 안 되는 가장 낮은 수준의 라돈 농도를 말한다. 라돈 농도에 대한 기준으로는 미국과 우리나라의 경우 148 Bq/m3, 캐나다의 경우 200 Bq/m3이며 스웨덴의 경우 기존 주택(400 Bq/m3)보다 신규주택(200 Bq/m3)의 기준을 더 낮춰 적용하여 설정하고 있다.

우리나라는 1989년 ‘지하공간 환경기준 권고치 설정’으로 라돈의 권고기준을 148 Bq/m3으로 정하였다. 1996년 “지하생활공간 공기질 관리법”에서는 라돈을 오염물질로 규정하였으나 자연 방사능이라 해서 기준설정을 하지 않았지만, 2003년 “다중이용시설 등의 실내공기질관리법”을 제정하고 라돈에 대한 노출기준을 다시 148 Bq/m3으로 정하였다.

6) 우리나라의 라돈 농도 조사현황은?
2011년 12월부터 2012년 5월까지 실시한 실내 라돈 현황에서 실내 라돈 농도의 평균은 124.9 Bq/m3으로 조사 되었으며 주택 유형별로는 아파트보다 단독주택의 실내 라돈 농도 평균이 약 두 배 가량 높은 것으로 확인 되었다.

7) 라돈 농도를 줄이는 방법은?
가장 손쉬운 방법은 환기이다. 주기적으로 실내 환기를 하면 라돈의 농도를 크게 줄일 수 있다. 기존 건물의 라돈을 줄이는 방법은 보강재를 이용하여 갈라진 틈을 막아도 실내 라돈 농도를 줄이는 데 효과를 볼 수 있다. 틈새를 막는 것으로 충분하지 않다면 건물 밑 토양에 라돈 배출관을 설치하여 토양 중의 라돈 가스를 모아 실내를 거치지 않고 건물 외부로 배출할 수 있다. 또한 공기 유입용 장치를 통해서 실내 공기의 압력을 건물 하부보다 인위적으로 높이면 압력차이 때문에 라돈 가스가 실내로 들어오지 못하게 된다.

건축을 새로 지을 때에는 처음부터 다음과 같은 라돈 저감 시공법을 사용한다. ① 토양에 자갈을 깔고 토양라돈 배출관을 설치한 후 ② 플라스틱 시트를 깔고 틈새가 없도록 밀봉한다. ③ 라돈 배출관을 건물 지붕 위로 올라가게 설비하면, 토양에서 발생한 라돈이 바로 외부로 나가게 된다. ④ 추후 저감 효율을 높일 목적으로 환기팬을 설치할 수도 있다.

기타 정보

환경부는 라돈으로 인한 피해를 예방하기 위하여 라돈 무료측정, 라돈 저감 컨설팅, 라돈 알람기 보급 사업을 추진하고 있다. 라돈 노출에 취약한 단독주택, 연립과 다세대 1층, 반지하 등을 대상으로 가정을 직접 방문하여 실내 라돈 농도를 무료로 측정해주고 실내 라돈 저감법 컨설팅을 제공하고 있다.

※ 라돈 무료측정 및 저감 컨설팅 서비스 사업 : http://www.radon-free.or.kr/info.asp

[네이버 지식백과] 생활 속의 라돈 (국가건강정보포털 의학정보)