생활 속의 라돈

라돈(Radon, Rn)은 방사선을 내는 원자번호 86번 원소이며 색, 냄새, 맛이 없는 기체로 우리가 느낄 수는 없습니다. 라돈은 지각을 구성하는 암석이나 토양 중에 천연적으로 존재하는 우라늄(238U)과 토륨(232Th)의 방사성 붕괴에 의해서 만들어진 라듐(226Ra)이 붕괴할 때 생성됩니다. 따라서 지구상 어디에나 존재하는 자연 방사성 물질입니다. 라돈은 우리가 사는 집 주변에서 방사선을 내는 물질이며 폐암을 유발합니다. 따라서 국제암연구소에서는 라돈을 인간에서 폐암 발암성이 확인된 1급 발암물질로 정하였습니다.

우리나라에서는 2018년 모 침대 회사 매트리스에서 라돈이 기준치 이상으로 검출되면서 전량 회수하는 사건으로 전 국민의 관심을 받은 적이 있습니다. 당시 매트리스에 음이온 발생 용도로 모나자이트라는 광물을 사용했는데, 여기서 라돈이 방출된 것으로 밝혀졌습니다. 라돈은 공기보다 8배 정도 무거우므로 다른 기체보다 퍼지는 속도도 느리고 쉽게 가라앉는 성질이 있습니다. 따라서 환기가 잘 되지 않는 곳에선 라돈이 바깥으로 빠져나가지 않아 농도가 높아집니다. 다른 물질과 화학반응을 잘 일으키지 않지만, 물리적으로는 매우 불안정해 강한 방사선을 방출하면서 붕괴하며, 반감기는 3.8일로 짧습니다.

그럼 라돈에 어떻게 노출될까요?

1. 암석, 토양에 있는 라돈

우리나라에서 라돈은 지역에 따라 차이가 있지만 표층 토양에 라듐이 많거나 화강암이 분포한 지역에서 높게 나타납니다. 특히 화강암 및 편마암 지질대나 옥천단층 지대에서 라돈 농도가 높습니다.

2. 지하수에 있는 라돈

우라늄이나 라듐이 포함된 암석 주변으로 지하수가 흐르면 암석 혹은 토양에서 생긴 라돈이 지하수로 녹아 들어갈 수 있습니다. 환경부에서 2007-2014년까지 마을 상수도 등을 대상으로 지하수의 라돈 농도를 조사한 결과 주로 화강암이 많은 지역에서 라돈 농도가 높았으며, 석회암 등의 퇴적암 지역에서도 라돈 농도가 높게 나타났습니다.

3. 건축자재에 있는 라돈

토양과 직접 닿아 있지 않은 고층 건물에서 방출되는 라돈은 주로 건축자재에서 나오는 것으로 봅니다. 실제 환경부에서 실시한 건축자재별 라돈 농도에 관한 연구 결과를 보면 콘크리트, 벽돌 및 인조벽돌, 석고보드, 세라믹 타일, 인조대리석 등에서 라돈 방출이 높은 것으로 나타났습니다. 특히 건축내장재로서 욕실 상판, 현관 바닥재, 아일랜드 식탁 등에 사용되는 화강석이나 대리석 등의 석재는 라돈 방출의 가능성이 충분합니다. 그러나 이렇게 석재 등에서 방출되는 라돈은 주로 라돈(Rn222)의 동위원소인 토론(Rn220)이며, 토론은 반감기 3.8일인 라돈에 비해 반감기가 56초로 매우 짧아 석재 표면에 잠시 머물다가 방사능을 상실하므로 건강위해성이 상대적으로 크지 않습니다.

4. 직업적으로 노출되는 라돈

라돈은 직업적으로도 노출이 될 수 있습니다. 주로 지하 공간이나 암석, 토양 인근에서 근무하는 직업으로 광부가 대표적입니다. 그 외에도 환기가 어려운 지하 역사, 자동차, 선박 등 대합실, 영화상영관, 전시 시설 근무자도 노출될 수 있습니다.

5. 주택에서 라돈 노출

우리는 대부분 거주지에서 라돈에 노출됩니다. 2017-2018년 환경부에서 실시한 전국 주택 라돈 조사와 2020년에 실시한 실내 라돈 정밀조사 결과를 보면 주택 유형별로는 단독주택, 연립다세대 주택, 아파트 순으로 실내 라돈 농도가 높게 나타났습니다, 단독주택은 지면과 맞닿아 있는 구조와 지하공간이 있는 구조가 다른 주택형태보다 라돈 농도가 높게 나타났는데, 토양에서 방출된 라돈이 직접 건물내로 들어오거나 지하공간에 축적된 뒤 실내로 유입된다고 생각합니다. 주택과 연립다세대 주택은 건축물의 연령이 오래될수록, 아파트는 짧을수록 라돈 농도가 높게 나타났습니다. 지면과 맞닿아 있는 주택은 오래되면서 갈라진 틈 등으로 라돈이 들어올 수 있고, 아파트는 건축 자재의 영향이 클 것으로 생각됩니다. 계절의 영향도 있어 겨울, 가을, 봄, 여름 순으로 라돈 농도가 높습니다. 겨울에는 토양 온도가 낮고 건물 온도는 난방으로 올라가 온도 차이에 의해 실내로 들어오는 양이 다른 계절보다 더 많아지고, 환기를 자주 안 하는 영향도 있다고 생각합니다.

라돈은 라돈이 들어있는 지하수를 마실 때 노출될 수도 있지만, 대부분은 실내 공기를 호흡할 때 호흡기를 통해 노출됩니다. 숨을 들이마쉴 때 들어온 라돈은 대부분 숨을 내쉴 때 빠져나가 인체에 직접적인 영향을 끼치지는 않습니다. 라돈은 방사능 붕괴를 통해 폴로늄(218Po, 214Po), 비스무스(214Bi)를 거쳐 최종적으로 안정된 물질인 납(214Pb)으로 변하는데, 이 물질들을 ‘라돈자손’이라고 합니다. 라돈은 기체이지만 라돈자손은 입자 형태로 미세먼지에 잘 달라붙습니다. 라돈자손이 달라붙은 미세먼지는 기관지나 폐포에 쉽게 흡착됩니다. 반감기가 짧은 라돈자손은 방사선 붕괴를 하면서 방사선을 방출하고, 방사선에 노출된 폐세포는 유전자가 손상되거나 안정성이 변화면서 결국 암이 발생할 수 있습니다.

라돈과 폐암

국제보건기구(WHO)에서는 전 세계적으로 발생하는 폐암의 3-14%가 라돈에 의한 것으로 추정합니다. 우리나라에서도 한국원자력안전기술원과 한국환경정책평가연구원에서 라돈에 의한 폐암 발생 위험도를 연구해 우리나라 전체 폐암 환자 중 라돈 노출로 인한 경우를 각각 12%, 12.6%로 추정했습니다. 유럽에서 가장 최근에 실시된 실내 라돈과 폐암의 관련성에 관한 통합분석(meta-analysis)에서는 실내 라돈노출로 인한 폐암 위험이 노출되지 않은 사람에 비해 1.38배 높은 것으로 보고되었습니다. 이렇게 라돈 노출과 폐암과의 관련성에 대한 연구들은 일관되게 라돈 노출에 의해 폐암의 발병 위험이 증가하는 것으로 보고합니다. 한편 폐암의 대표적인 발암요인인 흡연을 하는 사람이 라돈에 노출될 경우 폐암 위험이 더 높아집니다. 상대적으로 낮은 농도의 라돈에 노출되면 세포가 대부분 죽지 않고 유전자가 변이되는데, 이 상태에서 담배 속 발암물질에 노출되면 정상적인 세포일 때보다 훨씬 큰 영향을 받기 때문입니다. 2012년 미국 환경보호청(EPA)의 “라돈에 대한 시민 안내서”에서는 권고기준인 148Bq/m³의 라돈에 평생 노출될 경우 흡연자는 1000명중 약 62명(6.2%), 비흡연자는 1000명중 약 7명(0.7%)이 폐암에 걸릴 수 있다고 추정하였습니다.

라돈과 소아 백혈병

미국과 유럽 연구 결과 소아 백혈병과 실내 라돈 농도 사이에 뚜렷한 관련성이 없다는 결과가 다수 보고되었습니다(Kaletsch 등, 1999; Law 등, 2000; Steinbuch 등, 1999; Cartwright 등, 2002). 반면 덴마크의 환자-대조군 연구에서는 연간 160Bq/m³ 이상의 라돈에 노출된 소아에서 급성 림프구성 백혈병 발병위험도가 대조군에 비해 1.63배 높은 것으로 보고했습니다. 이렇게 라돈과 소아 백혈병의 관련성 결과는 일관되지 않지만, 최근에 8건의 환자-대조군 연구와 2건의 코호트 연구를 통합분석한 결과 라돈에 노출된 소아가 백혈병에 걸릴 위험이 1.22배 증가한다고 나타났습니다. 2021년에 문진영 등 우리나라에서 실시한 통합분석에서도 마찬가지 결과가 보고되었습니다. 라돈 노출이 소아 백혈병 발병 위험을 증가시킨다고 명확히 결론을 내리기에는 아직 이르지만, 성장기에 있는 소아는 취약한 집단에 속하므로 라돈에 노출되지 않는 것이 중요합니다

라돈과 기타암 및 질환

폐암 외의 일부 고형암에 대한 연구 결과도 있습니다. 뇌종양과 피부암, 위암, 신장암, 유방암 등에 대한 연구 결과는 대부분 결정적이지 않거나 관련성이 없는 것으로 보고되었습니다. 라돈 노출과 뇌심혈관계 질환과의 관련성에 대한 연구 결과 역시 일관되지 않아, 현재로서는 관련이 있다고 볼 수 없습니다(Lu 등, 2022).

실내에서 라돈을 제거하는 확실하고 손쉬운 방법은 환기(환풍기를 돌리고, 창문이나 문을 열어 두는 것 등)를 잘 하는 것입니다. 주택을 신축할 때는 라돈 방지 조치를 취하고, 기존 주택은 라돈 농도를 줄이기 위한 저감 조치가 필요합니다. 라돈의 방출원, 농도, 이동 기전에 따라 어떤 방지 및 저감 조치를 사용할 것인지가 달라집니다. 어떤 조치를 취하든지, 조치 후 라돈 농도를 측정해 효과를 확인해야 합니다. 건축은 물론 산업 및 환경보건 분야의 전문가가 라돈 방지 및 저감에서 핵심적인 역할을 하기 때문에 그들을 훈련하고 역량을 키우며, 국가 차원에서 라돈 노출 방지 및 저감에 관한 과학적 지침과 기준을 수립해야 합니다.

1. 실내의 라돈 규제농도

우리나라의 실내 라돈 환경기준은 환경부의 실내공기질 관리법에 규정되어 있는데 다중이용시설과 신축 공동주택은 148Bq/m³ 이하로, 다중이용시설의 소유자 등은 실내 공기질을 측정해 권고기준에 맞게 시설을 관리해야 합니다. 한편 고용노동부도 실내공기질 관리법에 따라 사무실 공기 라돈 권고기준을 148Bq/m³ 이하로 정했으며, 작업장에서의 라돈 노출기준은 고용노동부 고시 “화학물질 및 물리적 인자의 노출기준” 별표 4에서 600Bq/m³로 정하고 있습니다.

2. 라돈 농도 측정

라돈 농도 측정은 비교적 간단하지만, 정확하고 일관성 있게 측정하려면 표준화된 프로토콜을 마련해야 합니다. 실내 공기 중 라돈 농도는 건물 구조와 환기 습관에 따라 달라집니다. 공기 중 라돈 농도는 계절에 따라 크게 변동할 뿐 아니라, 매일, 매시간 변합니다. 따라서 실내 공기의 라돈 농도 연간 평균치 추정은 적어도 3개월 이상 측정하는 것이 바람직합니다. 단기간의 측정은 실제 라돈 농도의 대략적인 지표를 제공할 뿐입니다. 측정 기술은 라돈 또는 붕괴 핵종에서 방출되는 α선, β선, 또는 γ선을 검출하는 것입니다. 라돈 검출은 대부분 수동형 라돈 측정장치(passive radon measurement)로 사용법이 간단하며 가격이 저렴하고 외부 전원이 필요 없습니다. 능동형 라돈 측정장치(active radon measurement)는 연속적으로 라돈 농도를 측정하기 때문에 공기 중 라돈 농도를 시간대별로 체크할 수 있으나, 가격이 비쌉니다. 측정하기 용이한 수동형 검출 장비로는 알파 비적검출기(alpha track detector)가 대표적입니다. 현재 한국환경공단에서는 실내 공기 라돈 농도를 무료로 측정해주고, 그 결과에 따라 저감 지원 서비스를 제공합니다. 라돈 간이 측정기로 라돈 농도를 측정하는 경우 건축자재 표면 측정 결과와 라돈 권고기준인 148Bq/m³를 비교하는 것은 부적절한데, 권고기준 자체가 공기 중 기체 상태의 라돈 농도를 기준으로 설정된 값이기 때문입니다. 반면에 건축자재 표면에는 라돈 외에도 토론(220Rn)같은 방사선 핵종이 존재할 수 있으므로 실내공기 중 라돈 농도를 정확히 측정하려면 건축자재, 벽, 바닥, 천장 등으로부터 50cm 이상 떨어져서 측정하는 것이 바람직합니다.

3. 공기 중 라돈 노출 수준을 낮추는 방법: 라돈 저감법

가장 효과적이고 손쉬운 라돈 저감법은 '환기'입니다. 주기적인 환기를 통해 라돈 농도를 크게 낮출 수 있습니다. 실제 사람들이 활동하면서 자연적으로 환기가 되는 낮 시간에는 라돈 농도가 낮게 나타나며, 취침시간대인 밤에는 자연환기 횟수가 줄면서 라돈 농도도 높아지는 경향을 보입니다. 따라서 아침에 일어나면 모든 창문을 동시에 열어 충분히 환기하는 것이 좋습니다. 라돈을 효과적으로 줄이려면 하루에 3번 이상, 최소 30분 이상 환기를 하는 것이 좋습니다.

오래된 건축물의 바닥이나 벽의 갈라진 틈은 보강재로 잘 막아서 라돈이 들어올 수 있는 통로를 차단하며, 지하수를 생활용수로 사용하는 곳에서는 실내 창문을 열거나 환기 장치를 켜둔 곳에서 지하수를 끓여서 사용하는 것이 좋습니다. 이러한 조치로도 충분한 저감 효과를 거두지 못했다면, 건물 밑 토양에 라돈 배출관을 설치합니다. 배출관은 토양 중의 라돈 가스를 모아서 실내를 거치지 않고 바로 건물 외부로 배출시킵니다. 배출관 중간에 환기팬을 설치하면 효과를 더욱 높일 수 있습니다. 실내에 환기장치를 설치해 바깥 공기를 실내로 들여보내는 것도 방법이 될 수 있습니다. 이렇게 해서 실내공기의 압력을 건물 하부보다 높이면 압력 차이 때문에 라돈 가스가 실내로 들어오지 못합니다. 실내공기질 관리법에는 신축 공동주택(아파트 등)에 입주할 경우 건축 시공자는 입주 7일전까지 지자체에 보고하고, 입주민에게도 게시판 및 시공자 홈페이지에 60일간 게시하도록 규정하고 있으니 이를 잘 확인할 필요가 있습니다.

Q. 요즘 가정용으로 출시된 라돈 측정기가 있는데 믿을 만한가요?

A. 가정용 라돈 측정기는 가격이 싼 만큼 전문계측 장비에 비해 정확도가 떨어지는 것이 사실입니다. 또한 토론(220Rn)같은 다른 핵종에 의해 결과가 변동할 수 있습니다. 따라서 가능하면 지자체를 통해 신뢰도 있는 측정기를 대여하거나 한국환경공단 같은 기관을 통해 무료 측정을 받는 것이 좋습니다.

1. 환경부. (2016). 생활 속 자연 방사성 물질, 라돈의 이해.

2. 한국원자력안전기술원. (2020). 대한민국 국민의 자연 및 인공 방사선 피폭량 조사.

3. 환경부. (2014). 건축자재별 방출 라돈의 실내 공기 농도에 미치는 영향 연구.

4. 환경부. (2018). 전국 주택 라돈조사(2017-2018).

5. 환경부. (2020). 실내 라돈 정밀조사 기반 연구(1)-지자체 라돈관리계획 수립 지원을 위한 기초자료 조사, 연구.

6. 한국원자력안전기술원. (2013). 거주지역의 라돈가스 노출에 의한 폐암 발생 기여위험도 산출.

7. 한국환경정책평가연구원. (2014). 라돈의 실내 공기질 규제에 따른 위해저감효과 및 건강편익산정.

8. 환경부, 국토교통부, 원자력안전위원회 부처합동. (2019). 건축자재 라돈 저감, 관리 지침서.

9. Ngoc LTN, Park DS, Lee YC. (2022). Human health impacts of residential radon exposure: Updated systematic review and meta-analysis of case-control studies. Int J Environ Res Public Health, 21(1), 97.

10. Kaletsch, U., Kaatsch, P., Meinert, R., Schuz, J., Czarwinski, R., Michaelis, J. (1999). Childhood cancer and residential radon exposure—results of a population-based case-control study in Lower Saxony. Radiat Environ Biophys, 38(3), 211–215.

11. Law, GR., Kane, EV., Roman, E., Smith, A., Cartwright, R. (2000). Residential radon exposure and adult acute leukaemia. Lancet, 355(9218), 1888.

12. Cartwright, R., Law, G., Roman, E., Gilman, E., Eden, O., Mott, M., Muir, K., Goodhead, D., Kendall, G. (2002). The United Kingdom Childhood Cancer Study of exposure to domestic sources of ionising radiation: 2: gamma radiation. Br J Cancer, 86(11), 1727–1731.

13. Steinbuch, M., Weinberg, C., Buckley, J., Robison, L., Sandler, D. (1999). Indoor residential radon exposure and risk of childhood acute myeloid leukaemia. Br J Cancer, 81(5), 900–906.

14. Raaschou-Nielsen, O. (2008). Indoor radon and childhood leukaemia. Radiat Prot Dosimetry, 132(2), 175–181.

15. Li, C., Wang, C., Yu, J., Fan, Y., Liu, D., Zhou, W., Shi, T. (2020). Residential Radon and Histological Types of Lung Cancer: A Meta-Analysis of Case-Control Studies. Int J Environ Res Public Health, 17(4), 1457.

16. Moon JY, Yoo HK. (2021). Residential radon exposure and leukemia: A meta-analysis and dose-response meta-analyses for ecological, case-control and cohort studies. Environ Res, 202, 111714. Mozzoni P., Pinelli S., Corradi M., Ranzieri S., Cavallo D., Poli D.** (2021). Environmental/Occupational exposure to radon and non-pulmonary neoplasm risk: A review of epidemiologic evidence. Int J Environ Res Public Health, 18(19), 10466.

17. Lu L., Zhang Y., Chen C., Field RW., Kahe K. (2022). Radon exposure and risk of cerebrovascular disease: A systematic review and meta-analysis in occupational and general population studies. Environ Sci Pollut Res Int, 29(30), 45031-45043.