Journal of Bacteriology and Virology 2013. Vol. 43, No. 2 p.131 139 http://dx.doi.org/10.4167/jbv.2013.43.2.131 Original Article Study of the Detection of Enteric Viruses and Bacteria in Spring-water and Groundwater in Busan ('10~'11) Seoung-Hwa Choi 1*, Jae-Eun Jeong 1, Na-Na Yun 1, Nam-Ho Kim 1, Yon-Koung Park 1 and Eun-Young Jung 2 1 Busan Metropolitan City Institute of Health & Environment, Busan; 2 Water Quality Institute, Water Works HQ of Busan Metropolitan City, Kyoungnam, Korea We analyzed the occurrence of enteric viruses and bacteria at 22 places of drinkable groundwater (civil defense emergency water-supply facility), 8 places of the groundwater used for drinking water in group food services, and 10 places of spring-water. When the 40 concentrated samples were analyzed using nested RT-PCR and real-time RT PCR methods, norovirus and other enteric viruses were not detected in all samples tested. The detection percentages for total coliforms, Escherichia coli, Yersinia enterocolitica of fecal indicator were 57.5%, 22.5% and 7.5%, respectively. Colipages were not detected. These results suggest that high levels of fecal indicator bacteria in groundwater and spring-water are not directly related to occurrence of enteric viruses. Key Words: Enteric viruses, Bacteria, Norovirus, Groundwater, Spring-water 서론사람의분변에는 140종이상의장관계바이러스가존재하고있으며 (1), 그중다수가다양한수계환경에노출되어사람의위장관계에감염하여질병을일으킬수있는것으로알려져있다 (2). 이러한바이러스는대부분오염된물, 음식, 토양등을통해분변-구강경로로전파가가능하며 (3), 특히지하수내에서는바이러스의생화학적분해가극소화될수있으며매우작은크기의바이러스는토양을통과하여대수층까지침투할수있는것으로알려져있다 (4). 미국에서 1997년에서 1998년동안발생한바이러스성병원체와관련된수인성질병의 80% 가오염된샘물로인한것이었으나 (5), 1971년부터 2002 년사이에발생한수인성질병의 1/3이오염된지하수에서기인하는것으로보고되어있다 (6). 현재부산지역에는음용수로사용가능한민방위비상급수시설 500여개소가운용중에있으며, 이중 360여개소가주거지역에위치하고있다. 수돗물을대신하는음용수로서지하수에대한관심이커진가운데, 주변에서가장손쉽게이용할수있는지하수가바로민방위비상급수시설이다. 민방위비상급수시설이란원래전쟁, 풍수해, 수원지파괴등으로상수도공급이중단될시최소한의음용수및생활용수를안정적으로공급하기위해서관리하고있는지하수시설이지만, 구 군에서는민방위지침에따라연 4회정기적인수질검사관리를하면서평상시에도시민들이이용할수있도록개방하고있다. 또한, 보다더깨끗하고좋은물을찾아사찰, 등산로, 체육시설등에위치한약수터를이용하는인구또한증가하고있다. 이런약수터의행정적명칭은먹는물공동시설이라고하며, 부산지역에 190여개소가지정되어있고, 먹는물공동시설관리규정에따라연 6회수질검사관리 Received: Feburay 19, 2013/ Revised: May 3, 2013/ Accepted: May 9, 2013 * Corresponding author: Seoung-Hwa Choi. Busan Metropolitan City Institute of Health & Environment, 120, Hambakbong-ro 140 beon-gil, Buk-gu, Busan, 616-842, Korea. Phone: +82-51-309-2919, Fax: +82-51-309-2969, e-mail: csw95@korea.kr CC This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/license/by-nc/3.0/). 131
132 S-H Choi, et al. 가이루어지고있다. 이렇듯많은부산시민들이마실물로즐겨찾는지하수 ( 민방위비상급수 ) 및약수터수 ( 먹는물공동시설 ) 가먹는물수질기준에의해서지속적으로수질이관리되고는있지만, 수질기준항목에없는노로바이러스등장관계바이러스의오염에대해서는한번도검증된바가없다. 특히약수터수의경우에는주변환경에의해서쉽게수질이오염될우려가있지만아직어느지역에서도약수터수중장관계바이러스에대한조사가이루어진바가없다. 따라서, 이번연구에서는부산지역민방위비상급수시설및약수터수중정기적검사기록상분변오염이의심되는지점을선정하여수질세균및노로바이러스를포함한장관계바이러스의오염여부를조사하였으며, 더불어대장균파지그리고유기물이화학적지표에대해서도함께분석하였다. 또한, 식중독예방관리의목적으로부산지역에서지하수를단체급식에사용하는시설도포함하여이번연구를수행하였다. 아울러, 미생물학적으로보다안전한지하수및약수터수를유지하기위한관리방안을고찰해보고자하였다. 재료및방법시료채취노로바이러스및기타장관계바이러스의검출여부를확인하기위해부산지역민방위비상급수시설중음용수로사용되는지하수 22건및지하수를사용하는단체급식시설시료 8건 ( 노인복지시설 4, 어린이보육시설 3, 기타 1) 그리고약수터수 10건등총 40 곳의시료를채취하였다. 민방위비상급수시설및약수터는비교적이용인구가많고, 주변환경에의해서오염이우려되는지점을우선선정하였다. 민방위비상급수시설 22개지점중 16곳은주로주거지역 ( 학교 8, 아파트단지내 4, 공공건물 4) 에위치하였고, 4곳은녹지지역 ( 주거시설 4) 나머지 2곳은상업지역 ( 공공건물 2) 이었다. 약수터의경우모두지표수를원수로하고, 일일이용객이많은편이면서, 비교적다량의현장여과샘플링이가능한곳을우선선정하여채취하였다. 시료의채취는 2010년 7월부터 2011년 7월까지실시하였으며, 지하수에대해서는관정에서직접올라오는원수 를대상으로하되, 원수채수가불가한경우일부는탱크수를채취하였다. 약수터수의경우지표수를원수로하는시설에대해서만집수정꼭지수를채취하였다. 현장시료채취에필요한실험재료는국립환경과학원지하수중노로바이러스분석지침및 Information Collection Rule (ICR) (7) 에제시된재료및시료채취용기구를사용하였고, 상기분석방법에준하여시료채취를실시하였다. 본연구에서는 positive charge Nanoceram filter (Argonid, USA) 를이용한여과법을사용하였다. 채취기구와연결되는부분을화염멸균한뒤필터하우징을제외한시료여과장치를연결하고수압이 30 PSI가넘지않도록하여약 10 l 정도의물을흘려보낸후시료채취기록부에시료번호, 지점명, 수온, 탁도, ph, 잔류염소를측정하여기록하였다. 그다음, 필터하우징을연결하고 30 PSI 이하의압력으로 500 l 이상시료를통과시킨후, 필터하우징을시료여과장치로부터분리하여멸균된호일로기구의양쪽끝부분을감아주고냉장상태로실험실로운반하였다. 더불어미생물검사및이화학검사를위한시료 1 l를멸균채수병에담아냉장상태로실험실로운반하였다. 미생물학적검사일반세균 (total colony counts), 총대장균군 (Total coliforms), 대장균 (Escherichia coli) 그리고여시니아균 (Yersinia enterocolitica) 검사는먹는물공정시험방법 ( 환경부, 2007) 에따라실시하였으며, 일반세균은중온일반세균-평판집락시험법, 총대장균군및대장균시험은막여과법으로검사하였다. 이화학적검사수소이온농도 (ph), 잔류염소, 수온, 탁도, 암모니아성질소, 질산성질소항목은먹는물공정시험방법에따라수행하였고, 분석방법과분석에사용한장비는 Table 1과같다. 바이러스의탈리및농축시료채취뒤 72시간이내에필터에부착된바이러스를탈리하였다. Nanoceram 필터가들어있는필터하우징의유입구와배출구를튜브로연결하고유입구는공기압력원에, 배출구는멸균된유리비커에각각연결하였다. 압력용기에 600 ml의 1.5% beef extract (Difco, France)
Study of the Detection of Enteric Viruses and Bacteria in Spring-water and Groundwater in Busan ('10~'11) 133 완충액 (ph 9.5) 을넣고, 뚜껑을닫은후압력조절밸브를닫았다. 필터하우징의감압단추를누른상태로압력용기의압력조절밸브를서서히열어 beef extract 완충액이필터하우징내에완전히차도록한다음감압단추를통해용액이흘러나오기시작하면, 감압단추에서손을떼고압력조절밸브를닫은후 5분간방치하여필터에흡착된바이러스를탈리시켰다. 비커에수집된 beef extract 완충액을압력용기로다시옮겨담고위과정을 2회반복하여총 3회의탈리과정을반복수행하였다. 비커에수집된최종바이러스탈리용액은 1 M HCl (Sigma, Germany) 로 ph를 7.0~7.5 사이로조절하였다. 탈리액이담긴비커에교반막대를넣고교반기로천천히섞으면서 1 M HCl로서서히 ph를 3.5±0.1로맞춘다음 30분이상천천히섞은후침천물이생기면 beef extract 탈리액을 2,500 Items ph Residual Chlorine, Turbidity Ammonia nitrogen (NH 3 -N) Nitrate nitrogen (NO 3 -N) Table 1. Analysis items and instruments Instruments ph Meter (HACH, USA) Multiparameter (Hanna Instruments, Woonsoket, USA) UV-Vis Spectrophotometer (Varian, Cary3, USA) Ion Chromatograph (IC-3000, Dionex, USA) g, 4 에서 15분간원심분리하였다. 원심분리후, 상등액을버리고바닥의침전물을 0.15 M 인산1수소나트륨용액 20 ml (ph 9.0~9.5) 로녹여완전히재부유시키고, 이를다시 4,000~10,000 g, 4 에서 10분간원심분리한후침전물은버리고상등액을모아 ph를 7.0~7.5로조절하였다. 미생물의오염을방지하기위해상등액을멸균용필터로여과하였다. 바이러스핵산의추출 RNA를추출하기위해 QIAamp viral RNA Mini Kit (QIAgen, Germany) 를사용하였다. 제조자의매뉴얼에따라 RNA를추출하였으며분석전까지 -70 냉장고에보관하였다. 노로바이러스유전자검출국립환경과학원의지하수중노로바이러스분석지침 (2007) 에따라 semi-nested Reverse Transciption (RT)-PCR을수행하였으며사용된 primer는 Table 2에기술하였다 (8, 9). RNA template 2 μl에 2X RT-PCR Master mix 12.5 μl, 노로바이러스 RNA polymerase와 capsid 유전자에상응하는 sense primer와 antisense primer를각각 2 μl (10 pmol), DW 6 μl를넣어총 25 μl 반응액을준비하였다. Thermal cycler (BIO-RAD, USA) 를이용하여 47 에서 40분간 reverse transcription (RT) 을수행하고, PCR 반응은 94 15분동 Table 2. Primers used for the detection of enteric viruses using conventional RT-PCR Genogroup Primer Primer Sequence (5'-3') a b Product size Polarity (bp) Norovirus GI Norovirus GII Pan- Enterovirus Astrovirus GI-F1M CTGCCCGAATTYGTAAATGATGAT F GI-R1M CCAACCCARCCATTRTACATYTG R GI-F2 ATGATGATGGCGTCTAAGGACGC SF GII-F1M GGGAGGGCGATCGCAATCT F GII-R1M CCRCCIGCATRICCRTTRTACAT R GII-F3 TGTGAATGAAGATGGCGTCGART SF EV1 CAAGCACTTCTGTTTCCCGG F EV2 ATTGTCACCATAAGCAGCCA R EV3 CTTGCGCGTTACGAC SR Mon269 CAACTCAGGAAACAGGGTGT F Mon270 TCAGATGCATTGTCATTGGT R a Y=C/T, R=A/G, I=C/G/A/T b F, forward primer; R, reverse primer; SF, seminested forward primer; SR, seminested reverse primer Reference 314 Kim et al. (8) 313 Kim et al. (8) 362 449 Lee & Jeong (2) Noel JS et al. (9)
134 S-H Choi, et al. Table 3. Kind of bacteria and antibiotic used for coliphage test Coliphage Host bacteria Antibiotic solution Somatic coliphage (X174) E.coli F amp Ampicilin/streptomycin sulfate (1.5 mg/ml) Male-specific coliphage (MS2) E.coli C Nalidixic acid (10 mg/ ml) 안 denaturation 반응시킨뒤 94 30초, 54 30초, 72 45초로 35 cycle을반복한후 72 에서 7분간 extension으로하였다. Nested PCR은 RT-PCR 산물 2 μl에 10X PCR reaction buffer, 2.5 mm dntp, 20 pmol primer, 1 U Taq polymerase (Bioneer, Korea) 를넣어서 50 μl 반응액을준비한후, 94 에서 3분간 denaturation, 94 30초, 56 30초, 72 45초로 25 cycle, 72 에서 7분간 extension으로하였다. PCR 생성물은 prestaining (SYBR safe, Invitrogen, USA) 된 1.5% agarose gel에서전기영동을수행하여 ( 노로바이러스 GI은 313 bp, GII는 314 bp band를확인하였다. 본실험의양성대조군으로사용된바이러스는노로바이러스양성환자의설사변에서노로바이러스 (GI, GII) 로동정된바이러스를사용하였다. 노로바이러스 real-time RT- PCT을위한 Taqman probe는 GI은 Texas Red, GII 는 FAM 을사용하였고, real-time RT-PCR 반응액은 AccuPower Norovirus Quantitative PCR kit (Bioneer, Korea) 의 master mix 에 RNA template 5 μl을넣어총 50 μl이되도록하였다. 유전자증폭을위해 Excylcler RM 96 (Bioneer, Korea) 를이용하여 50 에서 30분간 RT-PCR 을수행하여 94 15분동안 denaturation 반응시킨뒤 94 15초 annealing 및 extension 반응은 55 1분간수행하였다. 장관계바이러스의유전자검출엔테로바이러스및아스트로바이러스핵산의증폭을위해 RNA template 2 μl에각각의바이러스특이적 primer set가 10 pmol 씩첨가된 18 μl PCR 반응혼합액 (Bioneer, Korea) 과섞어주었다. 반응조건은 42 45분간 reverse transcription을수행하였고 PCR 반응은 94 5분간 denaturation 94 30초, 55 30초, 72 40초간 40 cycle, 72 5분간 extension으로수행하였다. 유전자증폭을위해 Thermal cycler (BIO-RAD, USA) 를이용하였다. 본실험의양성대조군으로사용된바이러스는환자의설사변에서동정된엔테로바이러스와아스트로바이러스를사용하였다. Enzyme immunoassay (EIA) 로타바이러스및장아데노바이러스의검출을위해서는시료최종농축액을이용해 Adenovirus and Rotavirus kit (BioFocus, Korea) 를이용하여 antigen capture EIA법으로, 제조자의매뉴얼에따라수행하였다. 대장균파지분석숙주박테리아를준비하기위하여항생물질이첨가된 Trypic Soy Broth (TSB) 에각각의박테리아를접종하고대수증식기가될때까지 37 에서배양하였다. 대장균파지종류에따른박테리아와항생물질의종류는 Table 3과같다. 항생제가들어있는멸균된 2 TSA (0.8%) 배지에최종농축시료 5 ml과 4 M MgCl 6 6H 2 O를 0.025 ml 첨가한후 37 에서 5분간반응시키고숙주박테리아 500 μl를넣어잘섞은후평판배양하였다. 37 에서 24시간배양한후플라크수를세었다. 결과채취지점의특성부산지역에서미생물의부적합율이비교적높은민방위비상급수시설중음용수로사용되는지하수 22건및지하수를사용하여단체급식을하는시설시료 8건그리고약수터수 10건, 총 40건의시료를채취하였고, 채취지점의특성은 Table 4에나타내었다. 시료채취량은국립환경과학원지하수중노로바이러스분석지침에따라 500 l 이상을원칙으로하였으나, 현장채수여건과탁도등에따라채수량에다소차이가있었다. 수소이온농도는약수터수가지하수에비해약간낮았으며, 평균 6.9와 7.2를나타내었다. 탁도의경우평균적으로약수터수가조금높았으나평균적으로 1 NTU 미만으로양호한상태를나타내었다. 수온의경우, 8.0 에서 26.0 범위로측정되었다. 채취지점의개발시기는대
Study of the Detection of Enteric Viruses and Bacteria in Spring-water and Groundwater in Busan ('10~'11) 135 Table 4. Characteristics of sampling sites Sample type Item (unit) Min Max Mean S.D. a Groundwater (n=30) Spring-water (n=10) Sampled volume of water (liter) 150 1500 762.0 465.7 Turbidity (NTU) 0.10 1.27 0.30 0.30 Temperature ( ) 10.0 26.0 18.0 3.9 ph 6.3 7.8 7.2 0.4 Depth to aquifer (meter) 45 400 142 65.6 Elapsed time after developing (month) 36 324 211 62.9 Daily capacity (ton) 52 300 131 77.0 Sampled volume of water (liter) 85 509 248 158.0 Turbidity (NTU) 0.30 1.73 0.75 0.50 Temperature ( ) 8.0 21.2 13.2 4.4 ph 6.1 7.7 6.9 0.6 Daily capacity (ton) 1.5 3.0 2.4 0.7 Elapsed time after developing (month) 84 432 272 12.0 Daily visitors (people) 50 200 140 46.9 a S.D.: standard deviation, b NTU: nephalometric turbidity unit 부분 15년이상된곳이었으며, 지하수관정의깊이는대부분 100미터이상이었다. 지하수및약수터수중노로바이러스와기타장관계바이러스의검사노로바이러스의검출을위해최종적으로얻어진 40개의지하수및약수터수의농축시료들을 nested RT-PCR 및 real-time RT-PCR법을이용하여분석한결과, 40개시료전부에서노로바이러스는검출되지않았다. 노로바이러스분석과더불어 40개시료에대해엔테로바이러스, 로타바이러스, 장아데노바이러스, 아스트로바이러스에대한분석을함께수행한결과, 전지점에서바이러스의존재를확인할수없었다 (Table 5). 또한, 별도로설사환자에서획득한노로바이러스및기타장관계바이러스양성분변부유액을이용하여바이러스검출시험을수행한결과, 노로바이러스가검출됨을확인할수있었고노로바이러스와동일한시험법으로기타장관계바이러스의검출이가능함을확인하였다. 수질오염지표항목의분석먹는물중지표세균인자인일반세균 (standard plate count bacteria) 과총대장균군 (total coliforms) 및대장균그 리고여시니아균을검사한결과, 총 40개의시료중 22개의시료 (55.0%) 가일반세균기준 100 CFU/ml 을초과하였으며, 23개시료 (57.5%) 에서총대장균군이확인되었다. 그중 9개시료 (22.5%) 에서대장균이검출되었다. 따라서, 40개지점중 32개지점 (80.0%) 이세균지표항목에서먹는물수질기준을만족하지못하였다 (Table 5). 또한, 평균적으로지하수보다약수터수에서지표세균의분포도가높았고, 직접적인분변오염지표인대장균이특히약수터에많이검출되어사람및동물의분변오염에상당히취약함을확인할수있었다 (Table 6). 집단급식시설시료 8건중 1건 (12.5%) 만이일반세균및총대장균군이검출되었고나머지 7건은모두먹는물수질기준을만족하는것으로확인되었다. 또한, 여시니아균검사결과는지하수에서는 30개소모두불검출이었으나약수터수 10개소에대해서는총 3개소 (30%) 에서여시니아균이검출되었다. 또한, 암모니아성질소는전지점에서검출되지않았으나, 지하수 4개소 (13.3%) 에서질산성질소항목이수질기준치를초과하였다. 탁도의경우지하수에서는 3개소 (10.0%), 약수터수중에서는 5개소 (50.0%) 에서수질기준치를초과하는수준을나타내었다 (Table 6).
136 S-H Choi, et al. Virus and Indicator Table 5. Detection of viral pathogens and fecal indicators Groundwater (n=30) No. positive a (%) Spring-water (n=10) Overall (n=40) Viral pathogen Norovirus 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0) Pan-enterovirus 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0) Rotavirus 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0) Adenovirus 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0) Astrovirus 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0) Fecal indicator TCC bacteria 14 (46.7) 8 (80.0) 22 (55.0) Total coliforms 14 (46.7) 9 (90.0) 23 (57.5) E. coli 2 (6.7) 7 (70.0) 9 (22.5) Yersinia enterocolitica 0 (0.0) 3 (30.0) 3 (7.5) Somatic coliphage 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0) Male-specific coliphage 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0) Nitrate nitrogen (NO 3 -N) 4 (13.3) 0 (0.0) 4 (10.0) Ammonia nitrogen (NH 3 -N) 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0) Turbidity 3 (10.0) 5 (50.0) 8 (20.0) a Positive; TCC (total colony counts) bacteria 100 CFU/ml, total coliforms and E. coli 1 CFU/100 ml, Somatic coliphage and malespecific coliphage 1 PFU/ml, NO 3 -N 10 mg/ml, NH 3 -N 0.5 mg/l, Turbidity 1 NTU Table 6. Distribution of indicator bacteria of groundwater and spring water Grounwater (n=40) Spring-water (n=10) Item (unit) Min Max Mean S.D. Min Max Mean S.D. TCC bacteria (CFU/ml) 1 2500 358.5 595.3 15 2500 760.3 716.8 Total coliforms (CFU/100 ml) 0 95 12.8 24.7 0 1600 320.7 498.7 E. coli (CFU/100 ml) 0 23 1.2 4.7 0 700 77.3 207.6 대장균파지의확인본연구에서 40개시료최종여과, 탈리농축액으로 somatic 대장균파지와 male-specific 대장균파지에대해분석한결과대장균파지가관찰되지않았다. 고찰 2010년에서 2011년까지부산지역에서음용수로사용하는지하수 30건, 등산로나사찰등에위치한약수터수 10건총 40건의시료를대상으로노로바이러스및기타장관계바이러스의오염여부를조사하였다. 더불어수질 장관계바이러스의오염여부를조사하였다. 더불어수질지표세균및대장균파지그리고유기물오염지표항목에대해서도분석을수행하였다. 그결과, 전지점에서장관계바이러스는검출되지않았다. 2009~2010년부산, 울산및경남지역의지하수중노로바이러스오염실태조사결과지역별검출률이경남 32%, 부산 15% 그리고울산 7% 로보고하였고 (10), 또한 2008년전국에서 300개의지하수에서노로바이러스검출실태를조사한결과 600개의시료중에서 117건 (19.5%) 에서노로바이러스가검출되었으며, 서울 (64.3%), 경상남도 (46.2%), 울산 (37.5%), 경기도 (32.9%), 경상북도 (31.1%), 전라북도 (27.5%), 제주도 (25.0%), 부산 (23.3%) 등
Study of the Detection of Enteric Viruses and Bacteria in Spring-water and Groundwater in Busan ('10~'11) 137 의순으로검출률을보였다 (11). 상기발표된결과들은전국지하수수질측정망을통해수질오염도가높은음용지하수외에도비음용지하수를포함하여환경부용역과제로조사된내용이었으며, 주된검출지역은농업활동이주를이루는농촌지역및주거지역과농촌의특성이혼합된중소도시에서의검출률이 92% 로대부분을차지하였고, 그외전형적인주거밀집형의대도시의경우 5% 이내의검출률을나타내었다. 그러나, 음용수로사용하는서울지역공공지하수 48건중 2건 (4.2%) 에서노로바이러스가검출되었다는보고 (12) 와대구와광주지역에서는노로바이러스가전혀검출되지않은것으로확인된것은 (11) 비교적주변환경등에의해지하수오염요인이적은대도시의지하수의경우에는노로바이러스등장관계바이러스의오염현황이매우낮음을확인할수있었다. 분변오염지표세균검사결과, 총대장균군은 57.5%, 대장균은 22.5%, 여시니아균은 7.5% 의검출률을나타내었고바이러스성지표로사용되는대장균파지는검출되지않았다. 또한, 단백질같은질소화합물이분해되는과정에서생기는암모니아성질소및질산성질소항목에대해분석한결과질소화합물에의한비교적최근오염을암시하는암모니아성질소는전지점에서검출되지않았으나, 비교적과거오염을의미하는질산성질소가지하수 4개소 (10.0%) 에서수질기준치를초과하였다. 탁도의경우총 8개소 (20.0%) 에서수질기준치 1 NTU를초과하였다. 탁도는대부분콜로이드입자와대단히미세한입자에의하여생겨나는데, 일반적으로지표수에서는탁도가높을수록바이러스의입자들이이런입자들간의부착으로인해바이러스의검출률이높아지고 (13, 14), 대장균파지는사람의바이러스와유사한특성을가지고있어종종장관계바이러스의분변오염근원을좀더구체적으로판단하는데사용되었다 (1, 15). 이번연구에서는대상시설이모두음용용도로사용되는시설이었고평균탁도는 1 NTU 이하수준을나타내어바이러스의부착가능성이적었으며대장균파지도모든시료에서확인되지않아장관계바이러스의오염가능성은적었던것으로판단하였다. 연구대상총 40건의시료중미생물항목에서먹는물수질기준을만족하지못하는비율이 32건 (80.0%) 으로매우높고, 탁도및유기물등에의한오염원이있는지하수및약수터수가다수있었지만, 장관계바이러스의오염여부와는직접적으로연관성 이없음을확인할수있었다. 이번연구에서대상으로한지하수는부산지역에서공공시설이면서음용수로이용하는민방위비상급수이고, 주로도심지역의주거단지에위치한시설들이어서, 최근까지는노로바이러스및기타장관계바이러스의오염에대해서는비교적안전함을확인할수있었다. 약수터수의경우, 지하수에비해강우, 주변동물및사람분변등의오염등에더욱취약하여장관계바이러스의오염을우려하였으나, 조사결과대상시료모두에서바이러스가존재하지않았다. 여시니아균은동물과사람에서주로설사를일으키고, 야생동물이여시니아균의보유고가될수있으므로애완견이나야생동물의분변에노출될가능성이큰약수터수에대해서먹는물수질기준이명시되어있다. 노로바이러스역시동물 ( 쥐, 소 ) 과사람분변모두가오염원이될수있으므로 (16), 노로바이러스를감시하는데간접적인지표가될수있을것으로판단하였으나, 이번연구대상시료에서여시니아균을포함해지표세균검출률이비교적매우높았음에도노로바이러스및기타장관계바이러스의검출이확인되지않은것은이런분변오염의세균성지표가지하수의장관계바이러스의존재와는통계적으로연관성이미약하다는이전의연구결과 (4, 17, 18) 들과상통하였다. 최근지하수에대해바이러스를포함한미생물조사와지하수성분조사를결부지어지하수오염조사연구가활발히이루어지고있지만 (10, 11, 19, 20), 아직은노로바이스등의검출여부와직접적으로연관지을수있는이화학적특성을찾기가어려웠다. 따라서, 방대한조사를통해지하수중의노로바이러스오염가능성의확인과제어와관련된새로운변인을찾아야하며각변인들을통계적으로계랑화하는작업이요구된다고하겠다. 하루에도수십, 수백톤의방대한양의물이끊임없이소비되고채워지는지하수의특성상, 이에대한생물학적안전성을확인하는일은일종의확률적사안이다. 장관계바이러스의오염이발견되지않았다고해서그이전과이후에도계속안전하리라는단정은불가하다. 따라서, 지속적으로장관계바이러스등미생물에안전한지하수를유지하기위해서는주기적수질데이터를통해지하수오염요인을신속히파악하고, 오염원유입이될수있는관정시설의개보수및주변오염원차단조치가무엇보다중요하다고하겠다. 또한, 필요한경우지하수저장탱크에소독구를설치하여주기적으로소독관리가
138 S-H Choi, et al. 이루어지도록해야한다. 약수터수의경우에는강우및인간과동물의활동에의해비교적쉽게미생물의오염이이루어질수있으므로, 약수터주변의청결관리와약수터위쪽의출입을자제하고애완동물등의분변관리가철저히이루어져야한다. 특히, 약수터인근에화장실이위치할경우정화조에서누수가없도록철저히관리를해야하며, 현재의약수터구조는주로옹달샘을막거나, 저수조를만들어파이프를연결하여사용하는방식이므로소독을실시하기어려운구조이나, 저수조를통해소독이일부가능한지점은소독을강화할필요가있고, 오염원으로인해수질이악화된경우그영향에서회복되는시기를감안하여시민들이마실수있도록게시판에공지하여안전하게약수를음용하도록조치해야한다. 이번연구는지하수및약수터수의정기적검사기록상수질지표세균및유기물오염인자를고려하여오염이우려될만한시설만을대상으로하여연구한결과이므로, 시료의수가일부불충분하긴하였으나부산지역공공지하수및약수터수에대해현재국내먹는물수질기준에는포함되어있지않은노로바이러스및기타장관계바이러스를포함하여미생물이화학적조사를처음으로실시한결과로써의의가있으며, 향후관련연구의기초자료로활용될수있을것으로판단한다. 참고문헌 1) Leclerc H, Edberg S, Pierzo V, Delattre JM. Bacteriophages as indicators of enteric viruses and public health risk in groundwaters. J Appl Microbiol 2000;88:5-21. 2) Lee HK, Jeong YS. Comparison of total culturable virus assay and multiplex integrated cell culture-pcr for reliability of waterborne virus detection. Appl Environ Microbiol 2004;70: 3632-6. 3) Moore BE. Survival of human immunodeficiency virus (HIV), HIV-infected lymphocytes, and poliovirus in water. Appl Environ Microbiol 1993;59:1437-43. 4) Abbaszadegan M, LeChevallier M, Gerba C. Occurrence of viruses in US groundwaters. J Am Water Work Assoc 2003; 95:107-20. 5) Barwick RS, Levy DA, Craun GF, Beach MJ, Calderon RL. Surveillance for waterborne-disease outbreaks--united States, 1997-1998. MMWR CDC Surveill Summ 2000;49:1-21. 6) Reynolds KA, Mena KD, Gerba CP. Risk of waterborne illness via drinking water in the United States. Rev Environ Contam Toxicol 2008;192:117-58. 7) Fout G, Schaefer F, Messer J, Dahling D, Stertler R. ICR microbial laboratory manual, Washington D.C.: US Environmental Protection Agency, 1996. 8) Kim SH, Cheon DS, Kim JH, Lee DH, Jheong WH, Heo YJ, et al. Outbreaks of gastroenteritis that occurred during school excursions in Korea were associated with several waterborne strains of norovirus. J Clin Microbiol 2005;43:4836-9. 9) Noel JS, Lee TW, Kurtz JB, Glass RI, Monroe SS. Typing of human astroviruses from clinical isolates by enzyme immunoassay and nucleotide sequencing. J Clin Microbiol 1995;33: 797-801. 10) Park BJ. Survey of Norovirus from groundwater of Busan, Ulsan, Gyeongnam: Pusan National University Thesis of Graduate School; 2011. 11) Lee SG, Jheong WH, Suh CI, Kim SH, Lee JB, Jeong YS, et al. Nationwide groundwater surveillance of noroviruses in South Korea, 2008. Appl Environ Microbiol 2011;77:1466-74. 12) Park SH, Kim EJ, Yun TH, Lee JH, Kim CK, Seo YH, et al. Human Enteric Viruses in Groundwater. Food Environ Virol 2010;2:69-73. 13) Lee GC, Jee YS, Lee CH, Lee ST. Influence of physicochemical environmental factors on the occurrence of waterborne viruses in Korean surface water. J Bacteriol Virol 2006; 36:279-85. 14) Stetler RE, Ward RL, Waltrip SC. Enteric virus and indicator bacteria levels in a water treatment system modified to reduce trihalomethane production. Appl Environ Microbiol 1984;47: 319-24. 15) Borchardt MA, Bertz PD, Spencer SK, Battigelli DA. Incidence of enteric viruses in groundwater from household wells in Wisconsin. Appl Environ Microbiol 2003;69:1172-80. 16) Ando T, Noel JS, Fankhauser RL. Genetic classification of Norwalk-like viruses. J Infect Dis 2000;181:336-48. 17) Marzouk Y, Goyal SM, Gerba CP. Prevalence of enteroviruses in ground water of Israel. Ground Water 1979;17:487-91. 18) Goyal SM, Gerba CP, Bittonn G. Distribution of coliphages in the environment: General considerations of Phage Ecology. New York: Wiley-Interscience; 1987. p. 87-123.
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