본 연구는 국내에서 유통되는 수산물에 대한 방사능 농도 조사 결과를 바탕으로 평상시 수산물의 방사능 농도에 대한 기초자료 생산을 목표로 수행되었으며, 그 과정에서 사고 상황에 맞는 신속한 분석 방법과 최소검출가능농도 설정에 대해 고찰하였다. 국민건강통계의 섭취빈도를 참고로 하여 수산물 시료의 종류를 결정하였고, 전처리 과정을 간소화하여 $^{40}K$, $^{137}Cs$, $^{134}Cs$, $^{131}I$의 방사능 농도를 분석하였다. 그 결과 $^{40}K$는 21.9-3050 Bq/kg의 방사능 농도 범위를 나타내었으며, 인공방사성 핵종인 $^{137}Cs$, $^{134}Cs$, $^{131}I$의 방사능 농도는 최소검출가능농도 이하였다. 따라서, 2013년부터 2015년까지 조사한 국내 유통 수산물에 대해서는 후쿠시마사고의 영향이 없는 것으로 판단할 수 있으며, 선량적인 측면에서 역시 분석한 핵종에 의한 추가적인 방사선 피폭 영향이 없다고 볼 수 있다. 최소검출가능농도의 경우 $^{137}Cs$ 0.140-1.97, $^{134}Cs$ 0.0900-1.89, $^{131}I$ 0.124-1.94 Bq/kg의 범위를 나타내었으며, 시료량 및 $^{40}K$의 농도에 최소검출가능농도 변동을 확인할 수 있었다. 측정시간, $^{40}K$의 농도, 검출기 종류 등의 인자에 따른 최소검출가능농도 설정에 관한 논의가 추후 필요할 것으로 판단된다.
본 연구는 국내에서 유통되는 수산물에 대한 방사능 농도 조사 결과를 바탕으로 평상시 수산물의 방사능 농도에 대한 기초자료 생산을 목표로 수행되었으며, 그 과정에서 사고 상황에 맞는 신속한 분석 방법과 최소검출가능농도 설정에 대해 고찰하였다. 국민건강통계의 섭취빈도를 참고로 하여 수산물 시료의 종류를 결정하였고, 전처리 과정을 간소화하여 $^{40}K$, $^{137}Cs$, $^{134}Cs$, $^{131}I$의 방사능 농도를 분석하였다. 그 결과 $^{40}K$는 21.9-3050 Bq/kg의 방사능 농도 범위를 나타내었으며, 인공방사성 핵종인 $^{137}Cs$, $^{134}Cs$, $^{131}I$의 방사능 농도는 최소검출가능농도 이하였다. 따라서, 2013년부터 2015년까지 조사한 국내 유통 수산물에 대해서는 후쿠시마사고의 영향이 없는 것으로 판단할 수 있으며, 선량적인 측면에서 역시 분석한 핵종에 의한 추가적인 방사선 피폭 영향이 없다고 볼 수 있다. 최소검출가능농도의 경우 $^{137}Cs$ 0.140-1.97, $^{134}Cs$ 0.0900-1.89, $^{131}I$ 0.124-1.94 Bq/kg의 범위를 나타내었으며, 시료량 및 $^{40}K$의 농도에 최소검출가능농도 변동을 확인할 수 있었다. 측정시간, $^{40}K$의 농도, 검출기 종류 등의 인자에 따른 최소검출가능농도 설정에 관한 논의가 추후 필요할 것으로 판단된다.
Samples of fishery products were tested for radioactivity by using the intake frequency data from Korea Health Statistics. The radioactivity of $^{40}K$, $^{137}Cs$, $^{134}Cs$, and $^{131}I$ was analyzed using gamma spectrometry with a simplified sample p...
Samples of fishery products were tested for radioactivity by using the intake frequency data from Korea Health Statistics. The radioactivity of $^{40}K$, $^{137}Cs$, $^{134}Cs$, and $^{131}I$ was analyzed using gamma spectrometry with a simplified sample pre-treatment procedure. The radioactivity range for $^{40}K$ was 21.9-3050 Bq/kg, whereas the radioactivities of $^{137}Cs$, $^{134}Cs$, and $^{131}I$ were under minimum detectable activity which were in the range of 0.140-1.97, 0.0900-1.89 and 0.124-1.94 Bq/kg, respectively, for the three species. The results suggest that the Fukushima accident did not have a significant impact on domestic fishery products, which were analyzed during the period from 2013 to 2015. Additionally, there seemed to be no significant impact of additional exposure dose by the analyzed radionuclides.
Samples of fishery products were tested for radioactivity by using the intake frequency data from Korea Health Statistics. The radioactivity of $^{40}K$, $^{137}Cs$, $^{134}Cs$, and $^{131}I$ was analyzed using gamma spectrometry with a simplified sample pre-treatment procedure. The radioactivity range for $^{40}K$ was 21.9-3050 Bq/kg, whereas the radioactivities of $^{137}Cs$, $^{134}Cs$, and $^{131}I$ were under minimum detectable activity which were in the range of 0.140-1.97, 0.0900-1.89 and 0.124-1.94 Bq/kg, respectively, for the three species. The results suggest that the Fukushima accident did not have a significant impact on domestic fishery products, which were analyzed during the period from 2013 to 2015. Additionally, there seemed to be no significant impact of additional exposure dose by the analyzed radionuclides.
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문제 정의
본 연구는 국내에서 유통되는 수산물에 대한 방사능 농도 조사 결과를 바탕으로 평상시 수산물의 방사능 농도에 대한 기초자료 생산을 목표로 수행되었으며, 그 과정에서 사고 상황에 맞는 신속한 분석 방법과 최소검출가능농도 설정에 대해 고찰하였다. 국민건강통계의 섭취빈도를 참고로 하여 수산물 시료의 종류를 결정하였고, 전처리 과정을 간소화하여 40K, 137Cs, 134Cs, 131I의 방사능 농도를 분석하였다.
본 연구에서는 현재 국내에서 유통되는 수산물에 대해 신뢰성 있는 방사능 농도를 제시하고자 2013년부터 3년간 전국의 대형수산시장의 수산물을 무작위로 채취하여 조사하였으며, 사고 상황에 맞는 신속하고 효율적인 분석 방법을 사용하여 국내 시중유통 수산물의 후쿠시마 사고 영향에 대해서 조사하였다.
가설 설정
특정 시료에 대해서 같은 검출기로 분석을 할 경우, 최소검출가능농도에 영향을 주는 인자는 백그라운드의 불확도와 측정시간이다. 백그라운드 역시 같다고 가정한다면 측정시간이 길어질수록 최소검출가능농도가 작아지게 된다(Fig. 1). Fig.
제안 방법
감마분광분석법을 통해 40K, 137Cs, 134Cs, 131I의 핵종의 방사능농도를 분석하였다. 40K은 천연방사성핵종으로 지각뿐만 아니라 사람을 포함한 생명체에 존재하는 핵종이며, 일반 성인의 40K 방사능 농도는 약 70 Bq/kg 정도이다(3).
시료 채취지점은 수도권 중 서울, 중부권 중 대전, 대천, 남부권 중 부산의 대형 수산시장을 대상으로 하였으며, 총 48종의 수산물 시료를 2013년부터 2015년까지 채취하였다(Table 1). 국민건강통계의 섭취빈도(2)를 참고로 하여 시료의 종류를 결정하였으며, 고등어, 조기, 명태, 멸치, 오징어, 패류 등 섭취빈도가 높은 품목에, 전복, 갈치, 우럭, 주꾸미, 꽁치, 대구, 전어, 새우, 광어, 삼치, 낙지, 민어, 농어, 도미, 가자미, 병어, 멍게, 노래미, 해삼, 해조류 등 국내에서 많이 유통되는 품목을 추가하여 시료 선정에 반영하였다.
본 연구는 국내에서 유통되는 수산물에 대한 방사능 농도 조사 결과를 바탕으로 평상시 수산물의 방사능 농도에 대한 기초자료 생산을 목표로 수행되었으며, 그 과정에서 사고 상황에 맞는 신속한 분석 방법과 최소검출가능농도 설정에 대해 고찰하였다. 국민건강통계의 섭취빈도를 참고로 하여 수산물 시료의 종류를 결정하였고, 전처리 과정을 간소화하여 40K, 137Cs, 134Cs, 131I의 방사능 농도를 분석하였다. 그 결과 40K는 21.
현재 수산물에 대한 137Cs+134Cs의 농도 기준은 국내산이 370 Bq/kg, 일본산이 100 Bq/kg이다. 본 연구에서는 일본산기준의 백분에 일에 해당하는 1 Bq/kg을 최소검출가능농도로 임의 설정하였으며, 이를 만족시키기 위한 측정시간은 Fig. 1의 결과를 참고하여 10,000초로 결정하였다.
일반적으로 감마선방출핵종의 방사능 농도를 분석하기 위한 시료의 전처리는 부피를 줄여 더 많은 양을 측정하기 위해서 건조와 회화단계를 거치게 되며, 이 과정에서 며칠간의 전처리 시간을 소요하게 된다. 하지만 본 연구에서는 신속한 분석을 위해서 전처리 과정 없이 생 시료를 분쇄한 후 직접 측정하였으며, 일반적인 식품분쇄기를 사용하여 측정 용기에 균질하게 들어갈 수 있도록 하였다. 모든 시료에 대해서 뼈, 내장, 껍질을 제외한 살 부위만을 시료로 하였으며, 살 부위만을 시료로 사용할 경우 시료질량이 반 이상 줄어드는 것을 감안하여 각 시료의 채취량을 결정하였다.
대상 데이터
시료 채취지점은 수도권 중 서울, 중부권 중 대전, 대천, 남부권 중 부산의 대형 수산시장을 대상으로 하였으며, 총 48종의 수산물 시료를 2013년부터 2015년까지 채취하였다(Table 1). 국민건강통계의 섭취빈도(2)를 참고로 하여 시료의 종류를 결정하였으며, 고등어, 조기, 명태, 멸치, 오징어, 패류 등 섭취빈도가 높은 품목에, 전복, 갈치, 우럭, 주꾸미, 꽁치, 대구, 전어, 새우, 광어, 삼치, 낙지, 민어, 농어, 도미, 가자미, 병어, 멍게, 노래미, 해삼, 해조류 등 국내에서 많이 유통되는 품목을 추가하여 시료 선정에 반영하였다.
이미 건조된 수산물 시료의 경우에는 별도의 처리 없이 바로 분쇄하여 측정하였다. 측정 용기는 직경 142 mm, 홀 직경 86 mm, 높이 98 mm, 용량 1L의 마리넬리 비커(Marinelli beaker)로 하였다.
137Cs, 134Cs, 131I은 인공방사성핵종으로 대표적인 핵분열 생성물이다. 측정에 사용된 검출기는 고순도 게르마늄 반도체 검출기(HPGe, ORTEC Advanced Measurement Technology Inc, Oak Ridge, TN, USA)로 상대 효율은 20%, 고압(high voltage) 2300 V일 때 에너지 분해능(FWHM)은 60Co 1333 keV에서 1.9 keV 이하이다. 두께 10 cm이상의 납 차폐체에 의해 주변으로부터 검출기로 입사하는 백그라운드 감마선이 차단된다.
성능/효과
해조류의 경우에는 일반적으로 어·패류 보다 40K의 농도가 높은 것으로 조사되었다(10). 137Cs, 134Cs, 131I의 인공방사성핵종은 대표적인 핵분열 생성물로써 모든 시료에 대해서 방사능 농도가 최소검출가능농도 이하의 결과를 나타내어, 조사 대상 시료에 대해서는 후쿠시마 사고의 영향이 없는 것으로 판단할 수 있다.
국민건강통계의 섭취빈도를 참고로 하여 수산물 시료의 종류를 결정하였고, 전처리 과정을 간소화하여 40K, 137Cs, 134Cs, 131I의 방사능 농도를 분석하였다. 그 결과 40K는 21.9-3050 Bq/kg의 방사능 농도 범위를 나타내었으며, 인공방사성 핵종인 137Cs, 134Cs, 131I의 방사능 농도는 최소검출가능농도 이하였다. 따라서, 2013년부터 2015년까지 조사한 국내 유통 수산물에 대해서는 후쿠시마사고의 영향이 없는 것으로 판단할 수 있으며, 선량적인 측면에서 역시 분석한 핵종에 의한 추가적인 방사선 피폭 영향이 없다고 볼 수 있다.
식품군별 평균 섭취량 중 수산물은 약 3%의 비율을 차지하며(2), 전체 자연 방사선 피폭선량중 수산물에 의한 부분은 극히 일부이다. 따라서, 본 연구에서 조사한 137Cs, 134Cs, 131I의 인공방사성 핵종에 의한 방사선 피폭 영향은 없다고 볼 수 있다. 또한.
다만, 뼈나 내장에 비해 살 부위의 40K의 농도가 상대적으로 높은 것을 고려 할 때(8), 본 연구에서 시료로 사용한살 부위만의 농도는 전체 부위를 대상으로 했을 때 보다 높은 경향을 나타냈을 것으로 판단된다. 또한, 일부 건조된 수산물 시료의 40K 방사능 농도는 267-3050 Bq/kg의 범위를 나타내어 상대적으로 높은 경향을 보인다. 식품성분표를 참고한 건조된 수산물의 수분 함량(보리새우, 멸치, 명태, 다시마, 미역에 대해 각각82.
하지만 본 연구에서는 신속한 분석을 위해서 전처리 과정 없이 생 시료를 분쇄한 후 직접 측정하였으며, 일반적인 식품분쇄기를 사용하여 측정 용기에 균질하게 들어갈 수 있도록 하였다. 모든 시료에 대해서 뼈, 내장, 껍질을 제외한 살 부위만을 시료로 하였으며, 살 부위만을 시료로 사용할 경우 시료질량이 반 이상 줄어드는 것을 감안하여 각 시료의 채취량을 결정하였다. 이미 건조된 수산물 시료의 경우에는 별도의 처리 없이 바로 분쇄하여 측정하였다.
2013년부터 2015년까지 채취한 수산물 시료의 방사능 분석 결과를 Table 1에 나타내었다. 모든 시료에서 40K이 검출되었으며, 나머지 인공방사성핵종 137Cs, 134Cs, 131I은 모두 최소검출 가능농도 이하였다. 건조된 수산물 시료를 제외한 40K 방사능 농도는 21.
5 keV)은 40K의 컴프턴 연속에 의해 높아진 백그라운드의 영향으로 최소검출가능농도가 커진다. 본 연구에서 임의 설정한 1 Bq/kg의 최소검출가능농도는 수산물 시료 중 40K의 농도가 100 Bq/kg, 측정시간 10000 초 일 때 기대되는 값이므로 건조된 수산물 시료에 대해서 1 Bq/kg의 최소검출가능농도를 만족시키기 위해서는 측정시간을 늘려야 할 것으로 판단된다. 하지만 일반적인 수산물 생 시료의 경우에는 본 연구의 실험 조건으로 137Cs, 134Cs, 131I에 대해서 1 Bq/kg 이하의 최소검출가능농도를 만족시키는 분석이 가능하였으며, 이보다 측정시간을 줄이는 것 이 가능할 것으로 판단된다.
또한, 일부 건조된 수산물 시료의 40K 방사능 농도는 267-3050 Bq/kg의 범위를 나타내어 상대적으로 높은 경향을 보인다. 식품성분표를 참고한 건조된 수산물의 수분 함량(보리새우, 멸치, 명태, 다시마, 미역에 대해 각각82.8, 73.4, 80.3, 91.0, 88.8%)을 통해(9), 건조 시료를 생 시료에 대한 값으로 환산한 40K 방사능 농도는 각각 59.9, 71.0, 75.8,274, 234 Bq/kg이다. 해조류의 경우에는 일반적으로 어·패류 보다 40K의 농도가 높은 것으로 조사되었다(10).
인공방사성핵종 137Cs, 134Cs, 131I은 모든 수산물 시료에 대해서 최소검출가능농도 이하였으며, 대부분의 시료 분석 결과에서 본 연구에서 설정한 최소검출가능농도 1 Bq/kg를 만족시키는 결과를 얻었다(Table 1). 일부 건조된 수산물 시료의 최소검출가능농도는 1 Bq/kg을 넘었으나, 이는 작은 시료량과 40K에 의한 백그라운드 증가 때문이다.
따라서, 2013년부터 2015년까지 조사한 국내 유통 수산물에 대해서는 후쿠시마사고의 영향이 없는 것으로 판단할 수 있으며, 선량적인 측면에서 역시 분석한 핵종에 의한 추가적인 방사선 피폭 영향이 없다고 볼 수 있다. 최소검출가능농도의 경우 137Cs 0.140-1.97, 134Cs0.0900-1.89, 131I 0.124-1.94 Bq/kg의 범위를 나타내었으며, 시료량 및 40K의 농도에 최소검출가능농도 변동을 확인할 수 있었다. 측정시간, 40K의 농도, 검출기 종류 등의 인자에 따른 최소검출가능농도 설정에 관한 논의가 추후 필요할 것으로 판단된다.
본 연구에서 임의 설정한 1 Bq/kg의 최소검출가능농도는 수산물 시료 중 40K의 농도가 100 Bq/kg, 측정시간 10000 초 일 때 기대되는 값이므로 건조된 수산물 시료에 대해서 1 Bq/kg의 최소검출가능농도를 만족시키기 위해서는 측정시간을 늘려야 할 것으로 판단된다. 하지만 일반적인 수산물 생 시료의 경우에는 본 연구의 실험 조건으로 137Cs, 134Cs, 131I에 대해서 1 Bq/kg 이하의 최소검출가능농도를 만족시키는 분석이 가능하였으며, 이보다 측정시간을 줄이는 것 이 가능할 것으로 판단된다.
후속연구
94 Bq/kg의 범위를 나타내었으며, 시료량 및 40K의 농도에 최소검출가능농도 변동을 확인할 수 있었다. 측정시간, 40K의 농도, 검출기 종류 등의 인자에 따른 최소검출가능농도 설정에 관한 논의가 추후 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
방사능 농도 분석에서 최소검출가능농도는 무엇을 바탕으로 결정되는가?
방사능 농도 분석에서 최소검출가능농도는 검출한계치(lower limits of detection, LLD)를 바탕으로 해서 결정된다. 검출한 계치는 Currie에 의해 제안되었으며(6), 계측의 통계적인 부분만을 고려해서 방사능 존재 여부를 나타내는 개념이다.
검출한 계치란?
방사능 농도 분석에서 최소검출가능농도는 검출한계치(lower limits of detection, LLD)를 바탕으로 해서 결정된다. 검출한 계치는 Currie에 의해 제안되었으며(6), 계측의 통계적인 부분만을 고려해서 방사능 존재 여부를 나타내는 개념이다. 현재 방사능 분석 분야에서는 검출한계치 중 검출한계(LD: detection limit)에 효율, 시료량, 측정시간 등 방사능 농도에 영향을 주는 모든 인자가 들어가 있는 최소검출가능농도라는 값을 사용하여 방사능의 존재여부를 판단하는 것이 일반적이며, 이는 식 2에 의해 계산되었다.
우리나라가 일본산 수산물의 방사능 농도 기준을 좀 더 보수적으로 설정한 계기가 된 사건은?
2011년 3월 후쿠시마 원자력발전소 사고 발생 이후 국내에서는 각종 식품의 방사성 물질 오염에 대한 불안감이 야기되었다. 특히, 후쿠시마 사고는 대량의 방사성 물질이 해양으로 누출 됐다는 점에서 주변국들이 수산물에 대한 관리를 강화토록 하는 계기가 되었다. 우리나라는 현재 후쿠시마 등 8개현의 일본 수산물을 수입금지 하고 있으며, 일본산 수산물을 포함한 일본산 식품중 방사성 세슘에 대해 좀 더 보수적인 방사능 농도 기준을 설정해서 관리하고 있다(1).
참고문헌 (11)
Korea ministry of food and drug safety. Standard of radioactivity safety management. Available from: http://www.mfds.go.kr/index.do?mid1253. Accessed Sep. 18, 2015
Lim CM. Korea Health Statistics 2011: Korea National Health and Nutrition Examination Survey (KNHANES V-2). Ministry of Health & Welfare, Sejong, Korea (2012)
Samat SB, Green S, Beddoe AH. The $^{40}K$ activity of one gram of potassium. Phys. Med. Biol. 42: 407-413 (1997)
Kwon KS, Hong JH, Han SB, Lee EJ, Kang KJ, Chung HW, Park SG, Jang GH, An JS, Kim DS, Kim MC, Kim CM, Chung KH, Lee CW. Monitoring on radioactivity in foodstuffs. Korean J. Food Sci. Technol. 36: 183-187 (2004)
Byun JI. Radioactivity concentration of $^{40}K$ for some of marine fish. p. 60. In: 2010 Conference of Korean Society of Environmental Biology. June 18-19, KAERI, Daejeon, Korea. Korean Society of Environmental Biology, Seoul, Korea (2010)
Jeong GY. Food composition table. 8th ed. National Academy of Agricultural Sciences, Jeonju, Korea (2011)
KINS. Marine Environmental Radioactivity Survey. Korea Institute of Nuclear Safety, Daejeon, Korea (2014)
KINS. Radiation Environment of Korea. Korea Institute of Nuclear Safety, Daejeon, Korea (2009)
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