도내 토양기원 음용수의 라돈 검출특성 및 안전 음용법 연구

이정일, 이소영, 김민영, 장성국, 임형인, 김지우, 남지현,
박귀님, 박귀환, 박종수

수질분석과

A Study on a Safe Drinking Method of Soil-origin Drinking Water containing 222Rn above the Drinking Water Quality Standard

J. I. Lee, S. Y. Lee, M. Y. Kim, S. G. Jang, H. I. Lim,

J. W. Kim, G. H. Nam, G. N. Park, G. H. Park, J. S. Park

Water Quality Analysis Division

Abstract

This study was carried out to investigate the content of 222Rn in 395 soil-derived samples of drinking water, including 124 small-scale water supply facilities in rural areas, 104 civil defense emergency water supply facilities, 59 mineral springs, 8 drinking fountains, and 30 private groundwater sources while also investigating safe drinking methods for 222Rn containing spring water that exceeded the drinking water quality standards. As a result of the survey, it was found that 19 out of 395 (4.8 %) exceeded the standard. Water supply facilities for civil defense measured at 1.9 %, social welfare facilities at 2.9 %, small-scale water facilities at 4.8 %, and mineral springs at 15.3 % exceeded the standards, showing the highest rate of exceeding the standards for mineral springs. In addition, in various situational investigations to make it possible to safely drink water containing radon higher than the standard from the mineral springs used by many people, a method of drinking with vertical cross aeration that can be directly applied by drinking on the spot with a half-full bottle of water.  It was possible to confirm the possibility of safe drinking from 222Rn, a naturally radioactive substance, through the method of shaking and drinking, and safety consideration was also noted according to the storage container type or storage method.

2020년 1월부터 11월 까지 도내 토양기원 음용수에 대한 라돈 함량 조사결과 대상시설 395개소 중 4.8 %인 19개소가 148 Bq/L의 먹는물 수질기준을 초과하였다. 시설별로 살펴보면 음수대는 모두 적합하였으나, 민방위급수시설은 1.9 %, 사회복지시설은 2.8 %, 소규모수도시설은 4.8 %, 약수터는 15.3 %의 기준초과율을 나타냈다.

조사 시설 중 가장 기준초과율이 높게 나타났고 다수가 쉽게 접근해 이용할 수 있는 약수터에 대해서는 안전 음용을 위한 라돈 제거 특성을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

1. 음용 용기에 30초 ~ 120초까지 30초 간격으로 물을 받을 때 시간 흐름에 따른 라돈함량 조사에서는 시간이 길어질수록 2.9 % ~ 5.2 %의 감소 변화를 나타냈다.

2. 약수 유출구로부터 5 cm ~ 50 cm까지 5 cm 간격으로 채수 높이를 변화시키면서 조사한 결과는 채수 높이차가 커질수록 4.1 % ~ 15.0 %까지 감소하는 경향을 나타냈다..

3. 물을 채수병에 1/2을 채운 후 진폭 30 cm, 2.5회/초의 속도로 10회 ~ 30회 진탕하면서 감소율을 조사한 결과 횟수 증가에 따라 30.8 % ~ 71.0 %가 제거되었다.

4. 물 보관용기 재질에 따른 2시간 동안의 감소율 차이는 Polyethylene 14.7 % ~ 23.2 %, Polyprophylene 24.0 % ~ 27.7 %, Glass는 7.3 % ~ 12.4 % 이었다.

5. 1L beaker 두 개를 이용하여 30 cm 높이차를 두고 5회 ~ 25회까지 5회 간격으로 낙하시키는 자연폭기량 조절에 따른 조사에서는 58.2 % ~ 99.3 %의 제거율을 나타냈다. 초기농도가 431.3 Bq/L인 지동의 경우는 5회 반복시 152.7 Bq/L로 기준 148 Bq/L를 0.03 % 초과하였으나 다른 약수터의 경우는 5회만 반복해도 음용 가능한 수준으로 감소되었다.

6. 보관 용기 Headspace Volume에 의한 2시간 동안의 감소율 차이는 조사에서는 가득 채운 경우는 14.7 % ~ 23.2 %의 감소율을 보였고 1/2를 채운 경우는 63.8 % ~ 77.6 %의 감소율을 나타냈다.

7. 보관용기 보관 개시 후 1일 동안의 방치 후 감소량 조사에서는 물량이 보관용기의 4/4, 3/4, 2/4, 1/4에서 각각 45.2 %, 62.7 %, 77.9 %, 94.3 %가 제거되는 것으로 나타났다.

8. 보관용기에서 5일간 보관할 때의 자연감소량 조사에서는 마개를 한 경우 1일 경과 후 45.2 %가 감소되었고, 마개를 안 한 경우는 56.0 %가 감소되었다. 2일째부터는 먹는물수질기준 이내 까지 감소했으며 두 경우 모두 비슷한 감소 경향을 보였다.

9. 물의 가열온도에 따른 변화는 상온 ~ 100 ℃까지는 50.5 %가 제거되었으며, 100 ℃ 도달 이후 15초 이내에 83.2 %, 1분 이내에 99 %가 제거되는 것으로 나타났다.

10. 유량이 다른 2.5 L/min와 12 L/min 폭기장치에 대하여 10초 ~ 60초까지 10초 간격으로 폭기량 차이에 따른 라돈 제거율을 조사한 결과 라돈 잔존농도와 폭기 시간과의 관계는 용량에 따라 각각 y = 2.1415x2 - 40.55x + 226.95와 y = 6.6282x2 - 82.682x + 270.58의 이차함수로 나타낼 수 있었다. 두 경우 모두 20 초 이내에 안전 음용 수준까지 낮아졌다.

본 연구는 라돈으로부터 안전한 음용을 위한 가이드라인을 제시하고자 수행되었으며, 현장에서 바로 적용할 수 있는 상하교차 폭기 음용법, 음료에 절반 채우고 흔들어 음용하기, 또는 보관용기나 보관방법에 따른 안전성 고찰 등을 통해 자연방사성물질 라돈으로부터 안전한 음용 가능성을 확인할 수 있었다는데 의의가 있다.