Distribution of 210Po and 210Pb in the Pelagic Ecosystem around Jeju Island and in the Oysters and Mussels in Korean Coast

Abstract

해양생물체에 많은 영향을 주는 자연방사성 동위원소인 210Pb과 210Po는 238U의 딸 원자인 가스형태의 222Rn으로 인해 해양생태계로 들어오게 된다. 각 분류군별로 서식지, 먹이를 먹는 방식, 먹이종류 등 여러 원인으로 인해, 각각의 해양생물은 상이한 210Pb과 210Po 체내 농도를 갖는다. 그로 인해 해수 대비 생물에 농축하는 방사성 동위원소 또한 다양한 범위를 보인다. 식품 섭취를 통한 210Po의 유효선량 중 많은 부분이 수산물에 의한 것으로 알려져 있으며, 그 중 연체동물은 210Po을 높은 농도로 축적한다는 연구 결과들이 있다.

제주 해역의 해양 영양단계(식물플랑크톤-동물플랑크톤-멸치-고등어)에 따른 210Po과 210Pb의 축적정도를 알아보았다. 제주 해역 표층해수의 총 2210Po과 210Pb의 농도는 0.83±0.004 와 1.27±0.03 mBq·kg-1이며, 해수 중 용존성 물질의 2210Po과 210Pb의 농도는 0.75±.06 과 1.22±0.09 mBq·kg-1이다. 식물플랑크톤의 210Po과 210Pb의 해수 대비 농축계수는 각각 1.5×105와 2.6×104로 210Po이 약 5배 더 높았다. 동물플랑크톤의 210Po농축계수는 식물플랑크톤과 비슷한 반면에 210Pb 농축계수는 약 5배 낮아 동물플랑크톤은 배설물을 통한 210Pb의 배출이 식물플랑크톤보다 상대적으로 더 빠르게 이루어지는 것을 보여주었다. 210Po농축계수는 멸치가 플랑크톤에 비하여 수 배 더 높은 값을 보였다. 반면에, 고등어의 근육은 멸치에 비해 210Po농축계수가 약 100배 이상 낮아 210Po은 상위 영양단계로 갈수록 낮아지는 것을 보였다. 멸치와 고등어의 내장 부위는 근육에서 보다 210Po농축계수가 8 - 38 배 높아 210Po 농축은 내장 부위에서 높게 이루어지는 것을 보였다. 상위 영양단계로의 210Pb 농축은 식물플랑크톤-동물플랑크톤-멸치로 가면서 각 영양단계마다 약 5배 감소하는 경향을 보였다. 이후 멸치에서 고등어로 전이되는 과정에서는 고등어의 근육과 내장부위의 210Pb농축계수가 멸치보다 30 - 70%로 이전 영양단계의 농축 보다 더 적은 감소가 이루어졌다.

한국은 굴과 홍합의 생산량과 자급률이 높다. 따라서 한국에서 생산되는 굴과 홍합의 210Po과 210Pb의 농도분포를 파악하고, 이들의 섭취로 인한 연간 유효선량을 추정해 보았다. 굴과 홍합의 210Po농도는 각각 41.3 - 206과 42.9 - 46.7 Bq·(kg·ww)-1로 나타났다. 굴의 210Po농도는 서해안에서 상대적으로 높은 농도를 보였으며, 동일 해역 표층해수 중의 부유 물질 농도와 매우 밀접한 양의 1차 상관관계(R2=0.89)를 보였다. 굴과 홍합의 210Pb농도는 각각 2.7 - 8.2와 2.0 - 4.2 Bq·(kg·ww)-1로 나타났다. 동일 해역 표층해수 중의 부유 물질 농도와 비교적 밀접한 양의 1차 상관관계(R2=0.74)를 보였다. 굴과 홍합 가식부의 210Po농도와 한국 성인의 굴과 홍합의 평균 섭취량으로부터 추정된 210Po 연간 유효선량은 각각 21 - 104와 5.01 - 5.46 μSv‧y-1였다. 한국에서 굴 섭취로 의한 210Po의 연간 유효선량은 다른 나라에 비해 비교적 높았으나, 홍합은 다른 나라에 비해 낮은 값을 보였다. 한국에서 굴과 홍합의 섭취로 인한 210Po의 연간 유효선량은 평균 76±42 μSv·yr-1로 음식물 섭취로 인한 210Po의 연간 총 유효선량의 약 28±16%, 총 수산물 섭취 중 약 35±19%를 차지하는 것으로 나타났다.