상수원 방사성 핵종 오염 문제 환경 정책 구축 과제 개요 상수원 핵종 오염 관리 및 예방 정책

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1 상수원 방사성 핵종 오염 문제 환경 정책 구축 과제 개요 상수원 핵종 오염 관리 및 예방 정책
세종대학교 세종물사랑연구회 ( 이상재, 양태현, 김보람, 문형식 ) 과제 개요 과제 필요성 과제 목표 과제 추진 내용 천연 방사성 핵종 2011년 후쿠시마 원자력 발전소 사고로 인하여 핵종 상수원 오염에 관한 문제점 발생 현재 시간이 흐를수록 국민적 관심도와 더불어 국가적 상수원 방사성 오염 예방에도 소홀해지고 있는 것이 사실 천연 방사성 핵종으로 인한 국내 지하수 상수원 오염 국내 방사성 핵종에 관한 물 관련 정책과 연구의 부족 지속적인 상수원 방사성 핵종 오염 문제 환경 정책이 되기 위해선 상수원 방사성 핵종 오염 해결 연구가 동반되어야 함. 1. 상수원 핵종 오염 관리 및 예방 정책 지하수 수질 기준 강화(라듐, 라돈 제시) 지질 조사 및 정수 시설 토양 방사선 검사 자동형 핵종 모니터링 분석기 설치 및 GIS를 이용한 감시 체제 및 상황 전파 시스템 운영 침전지 및 여과지 덮개 필수화 2. 상수원 핵종 오염 관련 연구 발전 촉진 정책 QSAR 모델링을 이용한 핵종 저감 공정 예상 핵종 관련 DATA BASE 구축을 통한 정보 공유 상수원 방사성 핵종 오염 문제에 관한 정책 방향 제시 지속적인 상수원 방사성 핵종 연구 낙진과 해수 유입을 통한 방사성 핵종 상수원 핵종 오염 관리 및 예방 정책 지하수 수질 기준 강화(라듐, 라돈 제시) 지질 조사 및 정수 시설 토양 방사선 검사 지하수의 수질은 지질과 여러 성분 간의 밀접한 관련성을 보임. 우리나라의 지질 조사 개수는 2,300개 정도이며, 외국에 비해 적은 편. 외국 연구 결과 화강암 지역 우라늄, 라돈 함량이 높음. 주병규 외(2013), 정도환 외(2013)에서는 국내 변성암 지역과 화산암 지역에서도 우라늄과 라돈이 검출된다고 함. 국내 방사성 핵종 관련 토양 검사 역시 외국에 비해 부족. 천연 방사성 핵종에 대한 국내 지질과 토양 조사가 수질 분석과 동반되어 요구되는 바. 천연 방사성 핵종 지하수 오염에 따른 지질 및 토양 조사 정책 제시 인간에게 피폭되는 연간 방사성 양의 82%가 우라늄, 라듐, 라돈 등의 자연 방사성 핵종에 의한 것. 우리나라에서는 방사성 물질에 관한 상수 원수 수질 관리 기준에 우라늄만이 존재. 국내에서는 우라늄 뿐만 아니라 라듐, 라돈 등이 지하수 내에서 측정. 정도환 외(2010)에서는 우라늄의 함량과 라돈 방사성 세기의 관계성을 연구 했지만, 우리나라의 경우 다양한 지질의 차이로 뚜렷한 상관관계를 보여 주지 못했음. 지하수 핵종 분석은 우라늄을 포함해 세부적인 측정이 필요.(라듐, 라돈 제시) 천연 방사성 물질에 관한 우리나라 지하수(식·용수) 관리 기준 제시 한국KGRG(Korea Guidance levels for Radionuclides in Ground-water) Radionuclides Guidance level (Bq/litre) MCLG (Maximum Contaminant Level Goal) Radon(Rn-222) 1000Becquerel per litre Zero Radium(Ra-226) 10Becquerel per litre Uranium(U-235) 1Becquerel per litre Uranium(U-238) 국내 화강암, 화산암, 현무암 우라늄 함량 조사와 데이터 축적 우라늄 과함량 지역 집중적 관리 체계 구축 지하수 수질과 지질 특성 상관성 데이터 축척 및 데이터를 통한 지하수 천연 방사능 물질 오염 관리 지질 조사 기존 지하수 취수장 및 정수장 토양 검사 필수화 지하수 정수 시설 토양 검사에 따른 상수원 천연 방사성 물질 오염 우려 시설 확인과 관리 지하수 기반 정수 시설 신축 시 토양 검사 필수화 토양 검사 자동형 핵종 모니터링 분석기 설치 및 GIS를 이용한 감시 체제 및 상황 전파 시스템 운영 침전지 및 여과지 덮개 필수화 금강 수계 GIS 기반 방사성 핵종 수계 오염 상황 전파 시스템 개념 설계(예시) 국외, 국내 침전지 및 여과지 덮개(케노피) 설치 예시 자동형 현장 모니터링 분석기 개념 설계 파리 Mery-sur-Oise 정수장 제주도 강정 정수장 α, β 시료채취 α, β 선 동시 분석 유입수 시료채취 : 분석기 위치 : 평시 상태 γ 시료채취 γ 선 분석 : 위기(오염) 시 상태 오염 지역 오염 지역 관련 취수장 및 정수장 무주취수장 무주읍 읍내리 12-1 무풍취수장 무풍면 금평리 설천취수장 설천면 두길리 2323 구천취수장 설천면 덕유리 970 안성취수장 안성면 죽천리 177 구천정수장 설천면 삼공리 877-4 안성정수장 안성면 덕산리 설천정수장 설천면 두길리 665 무주정수장 무주읍 읍내리 86 무풍정수장 무풍면 금평리 Data 종합 한계 기준치 OVER GIS 소프트웨어 전송 및 비상 비교 한계 기준치 > DATA 값 지속적 감시 한계기준치 수원으로부터 유입되는 입자(낙진)는 응집과정을 거치면서 플록이 형성되어 침전되지만 침전지로 낙하된 입자성 물질들은 플록 형성이 되지 않은 상태에서 여과지로 유입되므로 효과적으로 제거 되지 않음. 현재 우리나라의 정수장은 여과지와 침전지가 실외에 노출되어 있는 형태로 설계되어 있는 경우가 많아 방사능 낙진을 대비하기 어려움. 국내의 케노피 설치 현황은 제주도 및 경상도 지역에 한정되어 있음. 방사능 낙진에 대한 대비책으로서 침전지 및 여과지 덮개 설치를 전 정수장으로 확대해 나가야 할 필요성이 있음. 인접국가 원전 사고 시 방사성 핵종 해수 유입과 낙진을 통한 2차적 오염인 상수원 오염은 우리나라의 호소와 하천 등을 오염 시킬 가능성이 매우 큼. 우리나라 방사성 측정소를 통하여 낙진에 대한 지표수 오염도를 측정하고 있지만 그 측정 횟수가 연 2회로 그쳐 상시적인 상수원 방사성 오염에 대한 관리가 부족하며, 방사성 핵종의 지표수 오염을 관리하기 위해서는 상시적인 측정이 필요하며, 자동 분석기를 통한 상시적인 관리가 필요. 모든 방사성 핵종은 알파, 베타, 감마선 등의 방사선을 방출하며, 이를 통하여 자동형 분석기에서는 방사성 핵종의 농도 분석이 아닌 자동적으로 시료를 채취하여 핵종이 방출하는 방사선을 감시. 분석기를 통한 방사선 감시에서 한계 기준치가 넘는 데이터 값이면 GIS 기반 감시 체제 및 상황 전파 시스템으로 전송되게 됨. 한계 기준치가 넘는 오염 상황에서 시스템은 자동적으로 인근 취수장과 정수장, 오염 지역 지자체, 그리고 소방 방재청에 비상 상황을 알리며, 그로 인해 신속한 대책을 세울 수 있음. 상수원 핵종 오염 관련 연구 발전 촉진 정책 QSAR 모델링을 이용한 핵종 저감 공정 예상 핵종 관련 DATA BASE 구축을 통한 정보 공유 구조활성화관계(Quantitative Structure Activity Relationship-QSAR)란 분자 시스템의 특징적인 구조 혹은 화학적 특성과 분자 성질 사이에 존재하는 통계학적인 관련성을 의미. QSAR 모델링을 이용하여 화학물질의 저감 가능성을 확인할 수 있으며, 화학물질의 측정을 통한 저감 실험의 방향을 제시할 수 있음. QSAR 모델링을 통하여 화학물질 중의 방사성 핵종 역시 저감할 수 있는 공정을 예상할 수 있을 것. QSAR를 이용한 방사성 핵종 관리 정책을 추진한다면 방사성 핵종의 제거 가능성을 예상할 수 있으며, 이를 통해 방사성 핵종에 관한 연구의 방향을 제시할 수 있을 것이라 기대. 방사성 핵종에 대한 전문적인 정보와 더불어 일반적인 정보 조차 얻기 어려움. 우리나라의 화학물질 정보시스템을 통하여 방사성 핵종에 대한 일부적인 정보를 얻을 수 있으나 전문적인 정보를 얻기 어려운 상황. 방사성 핵종 관련 연구의 촉진을 위해서는 전문적인 정보까지 열람할 수 있는 Data Base가 필요. Data Base를 이용하여 정보공유 목적으로 둔 Web 프로그램을 가용한다면 활발한 정보 공유와 더불어 방사성 핵종 수처리 연구를 촉진할 수 있는 계기가 될 것이라 기대. 방사성 핵종 database 구축(세슘 예시) QSAR 모델링을 이용한 화학 물질 수처리 예상 개념 설계 A 화학 물질에 대한 정보 구축 화학물질 방제 정보 구축 A라는 화학물질 제거 가능 A+ 화학 물질에 대한 정보 구축의 부재 화학물질에 대한 방제 정보 구축의 부재 A+이라는 화학 물질 제거 불가능 -A 물질은 사고 사례가 있는 물질 -A+ 물질은 사고 사례가 없는 물질 -A물질과 A+ 물질은 비슷한 구조활성관계를 가진 물질 구조활성관계 이용 A+ 화학 물질 제거 가능 확인