제주도 고산지역에서 라돈($^{222}Rn$)을 실시간 모니터링하여 대기 중의 배경농도 수준을 확인하였다. 고산지역의 라돈 농도는 평균 2831 $mBq/m^3$ (0.077 pCi/L)로 우리나라 실내 평균농도보다는 19.5배 낮은 배경농도 수준을 나타내었다. 계절별로는 봄, 여름, 가을, 겨울에 각각 2657, 2071, 3249, 3384 $mBq/m^3$ 농도를 보여 겨울에 높고 여름에 낮은 것으로 조사되었다. 월별로는 10월에 가장 높고 7월에 가장 낮은 농도를 나타내었다. 일간 농도는 오전 7시에 하루 중 가장 높은 농도를 보였고, 오후 2~3시경에 가장 낮은 농도를 나타내는 것으로 확인되었다. 역궤적 분석 결과, 라돈 농도는 기류의 유입경로에 따라 차이를 보였고, 아시아대륙으로부터 제주도로 이동했을 때 농도가 높고 북태평양으로부터 기류가 유입될 때 훨씬 더 낮은 농도를 나타내었다.
제주도 고산지역에서 라돈($^{222}Rn$)을 실시간 모니터링하여 대기 중의 배경농도 수준을 확인하였다. 고산지역의 라돈 농도는 평균 2831 $mBq/m^3$ (0.077 pCi/L)로 우리나라 실내 평균농도보다는 19.5배 낮은 배경농도 수준을 나타내었다. 계절별로는 봄, 여름, 가을, 겨울에 각각 2657, 2071, 3249, 3384 $mBq/m^3$ 농도를 보여 겨울에 높고 여름에 낮은 것으로 조사되었다. 월별로는 10월에 가장 높고 7월에 가장 낮은 농도를 나타내었다. 일간 농도는 오전 7시에 하루 중 가장 높은 농도를 보였고, 오후 2~3시경에 가장 낮은 농도를 나타내는 것으로 확인되었다. 역궤적 분석 결과, 라돈 농도는 기류의 유입경로에 따라 차이를 보였고, 아시아대륙으로부터 제주도로 이동했을 때 농도가 높고 북태평양으로부터 기류가 유입될 때 훨씬 더 낮은 농도를 나타내었다.
The real-time monitoring of radon ($^{222}Rn$) concentrations has been carried out to evaluate the background concentration level of atmospheric radon in Gosan site, Jeju Island. The mean concentration of radon for the recent 10 years was 2831 $mBq/m^3$ (0.077 pCi/L), which was...
The real-time monitoring of radon ($^{222}Rn$) concentrations has been carried out to evaluate the background concentration level of atmospheric radon in Gosan site, Jeju Island. The mean concentration of radon for the recent 10 years was 2831 $mBq/m^3$ (0.077 pCi/L), which was 19.5 time lower than that of indoor radon in Korea. The seasonal concentrations were 2657, 2071, 3249, 3384 $mBq/m^3$ respectively for spring, summer, fall, and winter seasons. In monthly comparison, the radon concentrations were high in October and low in July. The hourly concentrations have increased during the nighttime, showing 3666 $mBq/m^3$ at 7 a.m., and decreased relatively during the daytime, showing 2755 $mBq/m^3$ at 2~3 p.m. From the back trajectory analysis, the radon concentrations showed higher values when the air mass was moved from the Asia continent to Jeju area, on the other hand, it showed low values when it was moved from the North Pacific Ocean.
The real-time monitoring of radon ($^{222}Rn$) concentrations has been carried out to evaluate the background concentration level of atmospheric radon in Gosan site, Jeju Island. The mean concentration of radon for the recent 10 years was 2831 $mBq/m^3$ (0.077 pCi/L), which was 19.5 time lower than that of indoor radon in Korea. The seasonal concentrations were 2657, 2071, 3249, 3384 $mBq/m^3$ respectively for spring, summer, fall, and winter seasons. In monthly comparison, the radon concentrations were high in October and low in July. The hourly concentrations have increased during the nighttime, showing 3666 $mBq/m^3$ at 7 a.m., and decreased relatively during the daytime, showing 2755 $mBq/m^3$ at 2~3 p.m. From the back trajectory analysis, the radon concentrations showed higher values when the air mass was moved from the Asia continent to Jeju area, on the other hand, it showed low values when it was moved from the North Pacific Ocean.
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문제 정의
본 연구에서는 2001년터 2008년까지 측정한 라돈 데이터를 이용하여 일평균 라돈 농도가 높은 상위 10%와 상대적으로 농도가 낮은 하위 10%에 대해 이 시기의 기류 이동을 조사하였다. 기류의 이동은 역궤적 분석을 실시하여 확인하였고, 역궤적 분석은 미국 해양대기국(NOAA)에서 제공하는 HYSPLT4 모델을 이용하였다.
그리고 2011년에는 제주대학교와 기상청 기후변화감시센터가 공동으로 라돈 배경농도를 실시간으로 측정하고 있다. 이러한 라돈 배경농도 측정은 국내에서는 아직 연구가 미진한 대기 중의 라돈을 지속적으로 측정함으로써 농도변화를 감시하고, 또 라돈을 대기오염물질과 온실가스의 수송 추적자 활용하는데 그 목적이 있다.
국내에서 대기 라돈 모니터링은 유일하게 제주도 고산관측소에서만 장기적으로 이루어지고 있다. 이러한 라돈 측정은 국내 배경지역의 대기 중 라돈 수준을 확인하고 이를 감시하는데 그 목적이 있다. 그리고 라돈이 주요 대기오염물질과 비슷한 수명을 나타내며, 물에 용해되지 않고 화학적으로 매우 안정하기 때문에 에어러솔이나 가스상 오염물질의 장거리 이동, 수송 특성을 파악하기 위한 추적자(tracer)로 활용이 가능하다.
제안 방법
고산관측소의 라돈 모니터링은 ANSTO의 고감도 라돈검출기(Model D700, LLD = 90 mBq/m3 , Sensitivity = 0.21counts sec−1/Bq m−3)를 사용하여 2001년 1월부터 2007년 7월까지 30분 간격, 실시간으로 이루어졌다.
이 때 출발점 고도는 850 mb면인 1,500 m로 설정하였고, 출발 시간은 해당 날짜의 매 00UTC로 하였다. 그리고 중국대륙에서 기류가 한반도로 이동하는 시간을 고려하여 역궤적 분석의 모사시간은 5일(120시간)로 설정하였다.15-16
제주도 고산지역에서 대기 중의 극미량 자연 방사성 라돈을 장기간에 걸쳐 측정하여 국내 배경농도 수준을 모니터링하였다. 고산지역의 라돈 농도는 평균 2,831 mBq/m3 (0.
대상 데이터
2001년부터 2010년까지 10년간 측정한 제주도 고산 지역 라돈농도의 시계열변화를 Fig. 4에 나타내었다. 2011년부터 1월부터 7월까지 측정한 일평균 라돈농도의 시계열변화를 Fig.
고산관측소 현장은 제주도 제주시 한경면 고산리 소재 수월봉(33°17'N,126°10'E)에 설치하였으며, 제주도 서쪽 끝 지점의 제주 고층레이더기상대로부터 서쪽 방향으로 약 300 m 떨어진 해발 72 m의 언덕위에 위치하고 있다(Fig. 2).
4 pCi/L (200 Bq/m3)로 설정하여 관리하고 있다. 일본의 경우 국립방사선의학연구소(NIRS, National Institute of Radiological Sciences)와 일본화학분석센터(JCAC, Japan Chemical Analysis Center)를 중심으로 1994년~1996년에 실내조사가 수행되었다. 그리고 2004년 이후에는 고농도 가옥에 대한 집중조사와 각 현별 연간 2,000개 가옥에 대한 조사를 실시하고 있다.
주요 관측소는 호주의 Cape Grim, 하와이의 Mauna Loa, 남아프리카공화국의 Cape Point, 스코틀랜드의 Angus, 일본의 Sado Island, 미국의 Seattle, 홍콩의 Hok Tsui 등을 포함하여 20여 곳이다.7 이 중 호주 타즈메니아의 Cape Grim 관측소(40°41'S,144°41'E, 94 m)는 대표적인 전지구급 관측소로 CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization)와 호주 기상청이 공동으로 설립하여 운영하고 있다.
기류의 이동은 역궤적 분석을 실시하여 확인하였고, 역궤적 분석은 미국 해양대기국(NOAA)에서 제공하는 HYSPLT4 모델을 이용하였다. 풍향과 풍속 자료 역시 NOAA의 북반구 FNL (FiNaL run at NCEP)과 GDAS (Global Data Assimilation System) 자료를 이용하였다. 이 때 출발점 고도는 850 mb면인 1,500 m로 설정하였고, 출발 시간은 해당 날짜의 매 00UTC로 하였다.
이론/모형
본 연구에서는 2001년터 2008년까지 측정한 라돈 데이터를 이용하여 일평균 라돈 농도가 높은 상위 10%와 상대적으로 농도가 낮은 하위 10%에 대해 이 시기의 기류 이동을 조사하였다. 기류의 이동은 역궤적 분석을 실시하여 확인하였고, 역궤적 분석은 미국 해양대기국(NOAA)에서 제공하는 HYSPLT4 모델을 이용하였다. 풍향과 풍속 자료 역시 NOAA의 북반구 FNL (FiNaL run at NCEP)과 GDAS (Global Data Assimilation System) 자료를 이용하였다.
성능/효과
8과 같이 오전 7시에 3,666 mBq/m3로 하루 중 가장 높은 농도를 보였고, 오후 2~3시경에 2,755 mBq/m3로가장 낮은 농도를 보였다. 그리고 전체적으로는 대체로 야간에 높고 낮 시간에 낮은 농도를 나타내는 것으로 확인되었다. 그 경향을 보면 아침 시간부터 서서히 농도가 낮아지기 시작하여 오후 2시경까지 감소하다가 다시 저녁시간에 농도가 상승하기 시작하여 밤이 되면 점차로 농도가 상승하는 추세를 보인다.
8그러나 Mauna Loa 관측소의 경우, 고도가 3,397 m에 달하고 대륙으로부터 멀리 떨어진 청정지역에 위치하고 있기 때문에 고산 측정소와 단순히 농도만을 비교하기는 어려운 조건이다. 또 측정기간의 라돈 농도를 계절별로 비교해 본 결과(Fig. 6), 봄, 여름, 가을, 겨울철에 각각 2,657, 2,071, 3,249, 3,384 mBq/m3로 겨울에 가장 높고, 다음으로 가을, 봄 순이었으며, 여름에 가장 낮은 농도를 나타내었다. Fig.
또 월별로는 10월에 가장 높고, 7월에 가장 낮은 농도를 나타내었고, 일간 농도는 오전 7시에 하루 중 가장 높은 농도를 보였고, 오후 2~3시경에 가장 낮은 농도를 나타내는 것으로 확인되었다. 역궤적분석 결과, 라돈농도는 공기의 유입 경로에 따라 뚜렷한 농도 차이를 보였으며, 아시아대륙으로부터 공기가 유입될 때 농도가 높고, 북태평양으로부터 제주지역으로 기류가 이동했을 때 훨씬 낮은 농도를 나타내었다.
일간 라돈 농도를 시간별로 비교해 본 결과, Fig. 8과 같이 오전 7시에 3,666 mBq/m3로 하루 중 가장 높은 농도를 보였고, 오후 2~3시경에 2,755 mBq/m3로가장 낮은 농도를 보였다. 그리고 전체적으로는 대체로 야간에 높고 낮 시간에 낮은 농도를 나타내는 것으로 확인되었다.
그리고 인구밀도가 낮고 국지 오염원의 방해가 적은 청정지역이기 때문에 동북아지역에서 장거리 이동하는 대기오염물질의 영향을 측정하기에 아주 적합한 조건을 갖추고 있다. 특히 본 연구를 수행한 고산지역은 제주도 서쪽 끝 지점에 위치한 청정 지역으로 아시아대륙에서 편서풍을 타고 이동하는 대기오염물질의 영향을 평가하기에 적합한 조건을 갖추고 있다. 고산관측소 현장은 제주도 제주시 한경면 고산리 소재 수월봉(33°17'N,126°10'E)에 설치하였으며, 제주도 서쪽 끝 지점의 제주 고층레이더기상대로부터 서쪽 방향으로 약 300 m 떨어진 해발 72 m의 언덕위에 위치하고 있다(Fig.
후속연구
6 현재 환경부는 2008년부터 추진해온 전국라돈지도 작성사업을 2013년까지 완료하여 라돈관리의 과학적 토대를 구축하는 한편, 국내 최초로 실내라돈 저감사업을 실시하여 다양한 유형의 표준시공모델을 제시할 예정이다.
또 발생기원이 지각물질이기 때문에 기류가 대륙에서 이동했을 때가 해양에 비해 훨씬 더 높은 농도를 나타낸다. 그리고 NO2를 비롯한 몇몇 오염물질들과 대기 중에서의 수명이 비슷하기 때문에 오염물질의 이동경로를 확인하기 위한 추적자로 활용할 수도 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
자연계의 주요 라돈 동위원소는?
지각의 암석이나 토양 중에 함유된 우라늄, 토륨과 같은 원소들은 몇 단계의 붕괴 과정을 거쳐 라돈을 생성한다. 자연계의 주요 라돈 동위원소는 222Rn(radon), 220Rn(thoron), 219Rn(actinon)의 세 가지이며, 이 중 222Rn에 의한 피해가 가장 큰 것으로 나타나고 있다. 이들은 다른 물질과 화학적으로 반응을 일으키지 않으나 방사선을 방출하는 성질 때문에 물리적으로는 매우 불안정하다.
라돈을 생성하는 원소는?
라돈은 자연계에 널리 분포하는 대표적인 자연 방사성 물질이다. 지각의 암석이나 토양 중에 함유된 우라늄, 토륨과 같은 원소들은 몇 단계의 붕괴 과정을 거쳐 라돈을 생성한다. 자연계의 주요 라돈 동위원소는 222Rn(radon), 220Rn(thoron), 219Rn(actinon)의 세 가지이며, 이 중 222Rn에 의한 피해가 가장 큰 것으로 나타나고 있다.
라돈 동위원소 222Rn의 물성 특징은?
자연계의 주요 라돈 동위원소는 222Rn(radon), 220Rn(thoron), 219Rn(actinon)의 세 가지이며, 이 중 222Rn에 의한 피해가 가장 큰 것으로 나타나고 있다. 이들은 다른 물질과 화학적으로 반응을 일으키지 않으나 방사선을 방출하는 성질 때문에 물리적으로는 매우 불안정하다. 220Rn은 토륨(232Th)의붕괴에 의해 중간체인 224Ra를 거쳐 생성되며 반감기가 54.
참고문헌 (16)
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