Multivariate and spatial statistical analysis of radon and uranium distribution in groundwater from the central-western region of Gangwon Province, Korea

조구연; 박주연; 현혜지; 남안나; 최종한; 최은혜; 김병욱; 박충기; 홍은미

doi:10.14770/jgsk.2026.023

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자료유형: 학술저널

저자정보: 조구연 (강원특별자치도 보건환경연구원) 박주연 (강원특별자치도 보건환경연구원) 현혜지 (강원특별자치도 보건환경연구원) 남안나 (강원특별자치도 보건환경연구원) 최종한 (강원특별자치도 보건환경연구원) 최은혜 (강원특별자치도 보건환경연구원) 김병욱 (강원특별자치도 보건환경연구원) 박충기 (강원특별자치도 보건환경연구원) 홍은미 (강원대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제62권 제2호

발행연도: 2026.6

수록면: 337 - 350 (14page)

DOI: 10.14770/jgsk.2026.023

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이번 연구는 강원특별자치도 춘천·홍천 지역의 지하수 249개 시료를 대상으로 라돈과 우라늄의 거동 특성을 통계적으로 규명하고자 하였다. 두 물질 모두 우편향 분포를 보였으며, 전반적으로 화강암 지역에서 높은 농도가 나타났다. 지질별 라돈 농도는 화강암 > 화성암 > 충적층 > 변성암 > 퇴적암의 순으로 나타났으며, 충적층의 비교적 높은 농도는 화강암과 인접하거나 선형으로 삽입된 공간적 배치의 영향을 반영하는 것으로 해석된다. 또한, 두 물질 모두 화강암과 인접한 지질 경계에서도 고농도가 확인되어 화강암과의 공간적 근접성이 영향 요인임을 시사하였다. 한편 라돈 고농도 지점(≥148 Bq/L)의 약 77%는 중생대 화강암류 분포 지역에 집중되었으며, 라돈은 이들 화강암류에 수반되는 흑운모, 백운모, 저어콘, 인회석 등 우라늄 함유 광물로부터 기원한 지질학적 신호를 주로 반영하는 것으로 해석된다. Si 및 U와의 연관성 역시 이러한 지질 우세 구조를 뒷받침하였다. 아울러 라돈 148 Bq/L 이상 지점을 중심으로 한 공간군집성 분석에서는 고농도-고농도(High-High, HH) 군집이 확인되어 우선 관리가 필요한 위해 지역을 식별하였다. 반면 우라늄 고농도 지점(≥30 μg/L, 7개)은 일부 지점에 한정되어 나타났는데 이는 복운모화강암과 같이 우라늄 함량이 높은 암종이라 하더라도, 암종 자체만으로는 고농도 용존 우라늄으로 곧바로 이어지지 않음을 보여준다. 우라늄 농도는 암석의 공급 잠재력에 더해 산화환경, 중탄산염 농도, pH, 풍화 반응 등 수리지구화학적 조건이 함께 충족될 때 증가하는 것으로 해석된다. 종합하면, 라돈의 거동은 우라늄 함유 광물을 포함한 기원암, 주로 화강암의 분포와 그에 수반되는 공간 구조의 영향을 우선적으로 반영하는 반면, 우라늄은 이러한 지질학적 기반 위에서 수리지구화학적 조건이 충족될 때 선택적으로 이동·농축되는 것으로 해석된다.

This study statistically investigated the behavior of radon and uranium in 249 groundwater samples collected from the Chuncheon–Hongcheon area of Gangwon State, Korea. Both substances showed right-skewed distributions, and elevated concentrations were generally observed in granitic areas. Radon concentrations by lithology followed the order of granite > igneous rock > alluvium > metamorphic rock > sedimentary rock. The relatively high radon levels in alluvium were interpreted to reflect its spatial arrangement, as many alluvial deposits are adjacent to or linearly intercalated with granite bodies. In addition, elevated concentrations of both radionuclides were also identified near lithologic boundaries adjoining granite, suggesting that spatial proximity to granite is an important controlling factor. Approximately 77% of the high-radon sites (≥148 Bq/L) were concentrated in areas underlain by Mesozoic granitic rocks. Radon was interpreted to primarily reflect geological signals derived from uranium-bearing minerals associated with these granites, including biotite, muscovite, zircon, and apatite. Its associations with Si and U further supported this geology-dominant pattern. Spatial clustering analysis focusing on sites with radon concentrations ≥148 Bq/L identified high-high (HH) clusters, indicating priority areas for monitoring and management. In contrast, high-uranium sites (≥30 μg/L; n = 7) were limited to only a few locations. This suggests that even in lithologies with high uranium contents, such as two-mica granite, lithology alone does not necessarily lead directly to high dissolved uranium concentrations in groundwater. Rather, uranium enrichment appears to occur only when the source potential of the host rock is accompanied by favorable hydrogeochemical conditions, such as oxidizing environments, bicarbonate availability, pH, and weathering reactions. Overall, radon behavior primarily reflects the distribution of source rocks containing uranium-bearing minerals, especially granite, together with their associated spatial structure, whereas uranium appears to be selectively mobilized and enriched only where suitable hydrogeochemical conditions are superimposed on this geological background.

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