낙동강 원수의 생물활성탄 및 오존처리공정에 따른 수질 변화 및 폴리오바이러스의 제거특성 Water Quality Variation and Removal Characteristics of Poliovirus by Biological Activated Carbon (BAC) and Ozone Treatment Process in Nakdong River.원문보기
오존처리는 음용수중의 유해한 미생물을 소독하는 처리기술로 주로 이용되고 있으며, 생물활성탄 처리기술 역시 오염물질 제거를 포함한 음용수 제조과정에 여러 가지 이점을 제공한다. 이글의 병행처리는 원수중의 여러 물질을 제거하는데 효과적인 공정으로 간주되고 있다. 본 연구에서는 낙동강 하류의 매리취수장 원수를 사용하여 생물활성탄 정수처리공정 및 오존에 의한 수질 변화와 함께 폴리오바이러스 제거 효율을 조사하였다. 수질인자들은 BAC 여과를 거치면서 $NH^{+}_{4}-N$등을 포함한 모든 항목들은 거의 제거되는 것으로 나타났다. Pilot-plant를 이용한 정수처리공정별 폴리오바이러스 제거실험에서는 전오존 접촉에 의해 $96.8\%$, 침전단계에서$99.3\%$, 여과단계에서 $99.6\%$의 바이러스가 제거되었으며, 후오존을 거친 BAC 여과수 시료에서는 세포배양법과 ICC-PCR 방법에서 바이러스가 $100\%$ 제거되어짐을 확인할 수 있었다. 오존농도에 의한 폴리오바이러스 제거실험 결과 0.4mg/1에서 5분간 접촉되었을 때는 약 $61.1\%$ 이상이, 0.8mg/1에서 10분 이상 접촉시킨 후에는 바이러스의 $100\% $가 불활성화 되어졌음을 알 수 있었다.
오존처리는 음용수중의 유해한 미생물을 소독하는 처리기술로 주로 이용되고 있으며, 생물활성탄 처리기술 역시 오염물질 제거를 포함한 음용수 제조과정에 여러 가지 이점을 제공한다. 이글의 병행처리는 원수중의 여러 물질을 제거하는데 효과적인 공정으로 간주되고 있다. 본 연구에서는 낙동강 하류의 매리취수장 원수를 사용하여 생물활성탄 정수처리공정 및 오존에 의한 수질 변화와 함께 폴리오바이러스 제거 효율을 조사하였다. 수질인자들은 BAC 여과를 거치면서 $NH^{+}_{4}-N$등을 포함한 모든 항목들은 거의 제거되는 것으로 나타났다. Pilot-plant를 이용한 정수처리공정별 폴리오바이러스 제거실험에서는 전오존 접촉에 의해 $96.8\%$, 침전단계에서$99.3\%$, 여과단계에서 $99.6\%$의 바이러스가 제거되었으며, 후오존을 거친 BAC 여과수 시료에서는 세포배양법과 ICC-PCR 방법에서 바이러스가 $100\%$ 제거되어짐을 확인할 수 있었다. 오존농도에 의한 폴리오바이러스 제거실험 결과 0.4mg/1에서 5분간 접촉되었을 때는 약 $61.1\%$ 이상이, 0.8mg/1에서 10분 이상 접촉시킨 후에는 바이러스의 $100\% $가 불활성화 되어졌음을 알 수 있었다.
Ozonation is a disinfection technique of harmful mi-crobes commonly used in the treatment of drinking water. And Biological Activated Carbon (BAC) treatment also provides numerous benefits for drinking water utilities, including removal of micro- pollutants, improved treatment processes. The multifu...
Ozonation is a disinfection technique of harmful mi-crobes commonly used in the treatment of drinking water. And Biological Activated Carbon (BAC) treatment also provides numerous benefits for drinking water utilities, including removal of micro- pollutants, improved treatment processes. The multiful-stage ozonation and BAC play roles as effective methods for removing several materials in raw water. Water quality variation in Nak dong river and the removal efficiency of viruses by ozonation-BAC process were investigated on pilot scale. During the period of survey, most of water quality parameters including $NH_{4}^{+}-N$ were highly improved after passing through the BAC. The removal efficiency of poliovirus type III in water treatment process using pilot-plant,$ 99.6\% $ of viruses were removed by pre-ozonation, sedimentation and sand filteration process, $ 100\% $ were removed after in BAC filteration step. In the removal survey of viruses by ozonation, ap-proximately $ 61.1\% $ or polioviruses were inactivated by ozone of 0.4 mg/l within 5 min. and $ 100\% $ were inactivated by ozone of 0.8 mg/l over 10 min.
Ozonation is a disinfection technique of harmful mi-crobes commonly used in the treatment of drinking water. And Biological Activated Carbon (BAC) treatment also provides numerous benefits for drinking water utilities, including removal of micro- pollutants, improved treatment processes. The multiful-stage ozonation and BAC play roles as effective methods for removing several materials in raw water. Water quality variation in Nak dong river and the removal efficiency of viruses by ozonation-BAC process were investigated on pilot scale. During the period of survey, most of water quality parameters including $NH_{4}^{+}-N$ were highly improved after passing through the BAC. The removal efficiency of poliovirus type III in water treatment process using pilot-plant,$ 99.6\% $ of viruses were removed by pre-ozonation, sedimentation and sand filteration process, $ 100\% $ were removed after in BAC filteration step. In the removal survey of viruses by ozonation, ap-proximately $ 61.1\% $ or polioviruses were inactivated by ozone of 0.4 mg/l within 5 min. and $ 100\% $ were inactivated by ozone of 0.8 mg/l over 10 min.
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문제 정의
Pilot-plant에 의한 정수처리 공정별 바이러스 제거율 조사에서 전오존 단계에서 대부분의 바이러스가 불활성화되어 졌으므로 오존에 의한 바이러스 제거 특성을 세부적으로 살펴보고자 하였다. 오존 농도에 의한 바이러스 제거 실험은 오존 처 리장치를 이용하여 실시하였다.
따라서 본 연구는 부산시 정수장에서 운영하고 있는 고도 정수처리공정을 축소한 pilot-plant를 이용하여 생물활성탄 및 오존처리 공정의 효율성을 수질 변화 조사를 통해 평가하고, 부산시 상수원수에서 가장 많이 검출되는 폴리오 바이러 스(Poliovirus)를 대상으로 정수처리 공정별로 바이러스 제거 효율을 조사하였다. 또한 현재 국내 정수장에서 소독제로 각광받고 있는 오존을 농도 및 시간별로 처리하여 폴리오 바이 러스를 불활성화시킬 수 있는 최적의 농도도 함께 살펴보고자 하였다.
따라서 본 연구는 부산시 정수장에서 운영하고 있는 고도 정수처리공정을 축소한 pilot-plant를 이용하여 생물활성탄 및 오존처리 공정의 효율성을 수질 변화 조사를 통해 평가하고, 부산시 상수원수에서 가장 많이 검출되는 폴리오 바이러 스(Poliovirus)를 대상으로 정수처리 공정별로 바이러스 제거 효율을 조사하였다. 또한 현재 국내 정수장에서 소독제로 각광받고 있는 오존을 농도 및 시간별로 처리하여 폴리오 바이 러스를 불활성화시킬 수 있는 최적의 농도도 함께 살펴보고자 하였다.
제안 방법
바이러스 검출을 위한 primer는 poliovirus genome를 특이 적으로 검출할 수 있는 5’ NCR (Non Coding Region) 부분의 염기서열을 사용하였다 [7]. 1, 2차 세포배양액 200 ul를 500 ul의 GT (5 M guanidium thiocyanate, 50 mM Tris-HCL 25 mM EDTA, 8% 2-mercaptoethanol)와 섞은 후, phenol/ chloroform법으로 RNA를 추출하였다 [7] 추출한 RNA를 70℃ 에서 3분간 가열하여 변성시키고, 미리 준비한 cDNA 합성혼합물(5><반응 완충액, 3 mM dNTP, 150 pmol reverse primer (PEV-R), 250 U M-MLV 역전사효소(Promega사)를 넣어 37℃에서 1시간 동안 합성하였다. 95℃에서 5분간 열을 가하여 반응을 종결시킨 다음 PCR을 위한 주형으로 사용하였다.
오존 농도에 의한 바이러스 제거 실험은 오존 처 리장치를 이용하여 실시하였다. 5000 PFU/ml의 po liovirus HI 형을 증류수 5 1에 섞어 오존 접촉조에 넣고, 오존 발생량을 고정하고 접촉 시간을 변화시킴으로써 오존 주입량 에 따른 바이러스 불활성화율을 살펴보았다. 바이러스의 존재유무는 세포배양법과 살아있는 바이러스를 3~4일 정도 세포배양시킨 후 다시 대량 증폭시켜 낮은 농도의 바이러스까지 검출할 수 있는 ICC-PCR법으로 확인하였다(Table 4).
후오존 접촉조 . BAC 여과를 거쳤으 며, 각 공정별로 500-1500 1의 시료를 여과, 농축하여 세포 배양 및 ICC-PCR법으로 실험하였다. 200 1의 원수에서 정량 된 바이러스를 기준으로 하였을 때 전 오존 접촉에서는 96.
51VC 배양기에 5분 정도 방치하였다. BGM 세포들이 배양용기의 바닥에서 완전히 떨어지는 것을 확인한 후 떨어진 세포들을 l, 000xg, 10분간 실온에서 원심분리한 후에 상층액을 깨끗이 제거하고 침전된 세포를 새로운 증식용 배양액에 혼합한 후 세포배양플라스크(25 cn?)에 분주하여 36.5℃, 5% C6의 배양기에서 배양하였다.
바이러스 배양에는 국립환경연구원에서 분양받은 BGM 세포를 사용하였다. BGM 세포주의 배양액은 penicillin-strep- tomycin 용액과 amphotericin (fungizone) 용액이 혼합된 항생제와 10% FBS가 첨가된 MEM/L-15 배지를 사용하였다. 세포의 계대는 우선monolayer가 형성된 BGM 세포주를 배양기에서 꺼내어 배양용 기 안에 있는 배지를 우선 제거한 후 trypsin-EDTA를 세포배양용기에 적정량(약 10 ml)을 넣고 36.
PCR은 95℃에서 30초, 56℃에서 45초, 72C에서 45초 동안 40회를 반복시켜 PCR 산 물을 얻었다. PCR 반응 결과 생겨난 산물을 1.2% agarose gel에 전기영동 하여 394 bp의 PCR 산물의 형성 유무를 확인하였다.
95℃에서 5분간 열을 가하여 반응을 종결시킨 다음 PCR을 위한 주형으로 사용하였다. PCR 반응액은 총 100 ul[cDNAz 10x 반응 완충액, 1.5 mM MgCl2, PEV-F, PEV-R 각각 50 pmol/ut 5 U/ul Taq polymerase (Takara사), adjusted to final 100 ul with H2O] 이 되도록 하여 PCR 반응을 수행하였다. PCR은 95℃에서 30초, 56℃에서 45초, 72C에서 45초 동안 40회를 반복시켜 PCR 산 물을 얻었다.
바이러스 회수율은 1-MDS catridge filter로 여과시켜 유기응집법을 이용하여 농축시켰다. 농축시킨 양성시료는 원액, 1:5, 1:25 희석 배율로, 음성 농축액(Na2HPQ.7H2O, pH 7.4)은 원액 농도로 각각 BGM 세포에 1 ml씩 접종한 후 14일간 배양하여 CPE 여부로 확인하였다. MPN program으로 산출한 결과 120~250 MPN/100 1로 나타났으며, 회수율은 60~120%를 보여 표준시험 방법에서 규정한 회수율 35~ 150% 기준을 만족하는 것으로 나타났다.
5)을 여과지가 장착된 Housing filter내로 밀어넣 어 1분간 정체시킨 후 3회 반복하여 용출시켰다. 먼저 탈리된 용출액의 pH를 7.0~7.5로 조정하고 1 M HC1 로 3.5+0.1로 조절한 후 실온에서 30분간 교반시켜 침전물의 생성 유무를 확인하였다. 탈리액을 2, 500xg, 4℃에서 15분간 원심분리하고 상 등액을 제거한 후 0.
생물활성탄 공정에 따른 수질조사 항목의 이화학적 분석은 Standard Method[l]와 일본상수도 시험 법 [19, 2이에 따랐다. 미생물 항목인 총대장균군(Total coliforms) 및 대장균 (E.coli) 실험은 막여과법을 이용하여 실시하였으며, 빈 영양 종속영양세균(Heterotropics : HPC)은 R2A agar (Difco사) 평판배지에 시료 1 ml를 도말한 후 25℃ 배양기에서 14일간 배양하여 형성된 colony를 계수하였다.
바이러스 검출을 위한 primer는 poliovirus genome를 특이 적으로 검출할 수 있는 5’ NCR (Non Coding Region) 부분의 염기서열을 사용하였다 [7]. 1, 2차 세포배양액 200 ul를 500 ul의 GT (5 M guanidium thiocyanate, 50 mM Tris-HCL 25 mM EDTA, 8% 2-mercaptoethanol)와 섞은 후, phenol/ chloroform법으로 RNA를 추출하였다 [7] 추출한 RNA를 70℃ 에서 3분간 가열하여 변성시키고, 미리 준비한 cDNA 합성혼합물(5><반응 완충액, 3 mM dNTP, 150 pmol reverse primer (PEV-R), 250 U M-MLV 역전사효소(Promega사)를 넣어 37℃에서 1시간 동안 합성하였다.
5000 PFU/ml의 po liovirus HI 형을 증류수 5 1에 섞어 오존 접촉조에 넣고, 오존 발생량을 고정하고 접촉 시간을 변화시킴으로써 오존 주입량 에 따른 바이러스 불활성화율을 살펴보았다. 바이러스의 존재유무는 세포배양법과 살아있는 바이러스를 3~4일 정도 세포배양시킨 후 다시 대량 증폭시켜 낮은 농도의 바이러스까지 검출할 수 있는 ICC-PCR법으로 확인하였다(Table 4).세포배양법에 의한 바이러스 확인 실험 결과 0.
탈리 후의 실험 과정은 Pilot-plant 공정수정별 제거 실험과 동일하게 유기응집 농축법을 이용하여 처리하였으며, 잔류오존은 KI 용액으로 측정하였다. 실험에 사용된 모든 초자기구는 0.1% 염소용액으로 30분 이상으로 소독하여 2% 티오황산나트륨으로 중화시킨 후 다시 3차 증류수로 여러 번 씻은 후 121℃, 20분간 멸균하여 건조한 후 사용하였으며 실험은 3회 실시하였다.
또한, 음성시료도 3차 증류수 40 1를 멸균된 폴리프로필렌 용기에 넣어 양성시료 실험과 동일하게 통과시켰다. 여과시킨 1-MDS filter를 총 배양성 바이러스 분석법에 따라 농축하여 3~4일전에 배양된 BGM (Buffalo Green Monkey kidney, passage 135) 세포에 각각 감염시켜 세포병변 현상 (CPE : Gytopathic effect) 여부를 관찰한 후 MPN program (ICR-MPNV Software Program)을 이용하여 수치를 산출하였다.
22 pm 멸균 필터를 이용하여 상등액을 여과하였다. 여과시킨 상 등액을 3~6일간 배양된 세포배양플라스크(25 cn?)의 BGM 세포주에 접종하였다. 음성대조구 및 양성대 조구는 각각 0.
Pilot-plant에 의한 정수처리 공정별 바이러스 제거율 조사에서 전오존 단계에서 대부분의 바이러스가 불활성화되어 졌으므로 오존에 의한 바이러스 제거 특성을 세부적으로 살펴보고자 하였다. 오존 농도에 의한 바이러스 제거 실험은 오존 처 리장치를 이용하여 실시하였다. 5000 PFU/ml의 po liovirus HI 형을 증류수 5 1에 섞어 오존 접촉조에 넣고, 오존 발생량을 고정하고 접촉 시간을 변화시킴으로써 오존 주입량 에 따른 바이러스 불활성화율을 살펴보았다.
2), 오존 발생기는 순수 공기를 사용하여 무성방전관 방식의 수냉식인 ozonia사 제품(Lab2b)을 사용하였다. 오존 접촉조는 높이 1.5 m, 직경 0.1이의 아크릴 원통형이며, 상향류 기포형이 5000 PFU(Plaque Forming Unit)/ml의 poliovirus type m를 접종한 51의 증류수를 오존 접촉조에 채운 다음 오존 농도와 시간을 달리하여 접촉시켰다. 공기는 4 1/min의 일정한 공기유량을 유지시켰으며, 오존 발생량은 0.
정수처리공정에 따른 바이러스 제거 효율은 맥동식 Pilot- plant를 이용하여 3회 실시하였다. 원수 분배 탱크조에 연속 적으로 바이러스를 주입시키면서, 정수처리 공정별로 시료 를 채취하였다. 원수 분배 탱크조를 통과한 시료는 전오존 접촉조 .
배양기에서 BGM 세포에 시료를 흡착시켜 15분 간격으로 배양용기를 좌우로 가볍게 기울여 접종된 시료가 골고루 세포에 흡착되도록 하였다. 접종 80~120분 후 세포배양플라스크에 2% Fetal Bovine Serum (FBS)가 함유된 MEM/L-15 배지를 분주한 후 14일간 배양하며 세포병변 현상을 관찰하였다. 원수, 전오존수는 100 1, 침전수는 300 1, 여과수.
정수공정별에 따른 수질조사는 6단계 즉 원수, 전오존처 리조, 침전조, 여과수조, 후오존처리조, BAC 여과수(석탄계 여과수)이며, 조사기간은 4년(1999. 1-2002. 12)으로 하였다. 조사 주기는 주 1회 간격으로 실시하였다.
12)으로 하였다. 조사 주기는 주 1회 간격으로 실시하였다.
먼저 시료를 3차 증류수 5 1에 정량화된 바이러스 stock 1 ml (5000 PFU)를 첨가하여 조제하였다. 조제된 3차 증류수 5 1를 펌프로 오존 발생장치 내로 순환시키고 오존 발생기(generator)를 사용하여 오존 발생량을 일정하게 유지시켜 시료와 시간별로 반응시켰다. 반응시킨 5 1 시료는 압력 여과 장치를 이용하여 여과하였다.
본 실험에 사용된 filter는 수중에서 negative charge를 띄고 있는 바이러스를 포함한 수중의 모든 유기물질을 흡착할 수 있도록 제조된 것으로 표면 자체가 positive charge를 띄고 있다. 채수한 시료의 전처리는 미국 EPA의 ICR 방법 및 환경부에서 정한 표준시험 방법에 준하여 수행하였다 [3J. 멸균 튜브가 장착된 연동펌프(peristaltic pump) 를 사용하여 50 mM Eyeing] 함유된 1.5% Beef extract 완 충액(pH 9.5)을 여과지가 장착된 Housing filter내로 밀어넣 어 1분간 정체시킨 후 3회 반복하여 용출시켰다. 먼저 탈리된 용출액의 pH를 7.
본 연구에 사용된 Pilot-plant 실험장치는 기존 급속여과 시스템에서 전염소 처리 공정이 생략되었고, 오존의 전 .후 처리와 BAC 공정을 부가한 시스템으로 실험하였으며 (Fig. 1), BAC 운영 조건은 Table 1과 같다. 원수는 낙동강 하류지점인 매리 취수장의 표층수를 사용하였고, 응집제로는 Polyaluminum Sulfate Organic Magnesium (PSOM)을 사용하였다.
대상 데이터
원수는 낙동강 하류지점인 매리 취수장의 표층수를 사용하였고, 응집제로는 Polyaluminum Sulfate Organic Magnesium (PSOM)을 사용하였다. 또한 본 실험장치의 입상 활성탄의 재질은 석탄계(F400, Calgon사) 재생탄이며 여과층의 깊이는 2.5 이이다.
바이러스 배양에는 국립환경연구원에서 분양받은 BGM 세포를 사용하였다. BGM 세포주의 배양액은 penicillin-strep- tomycin 용액과 amphotericin (fungizone) 용액이 혼합된 항생제와 10% FBS가 첨가된 MEM/L-15 배지를 사용하였다.
실험은 3차 증류수 30 1에 3xl07 PFU의 바이러스를 혼합하여 정량 펌프를 이용, 3 ml/min의 속도로 원수 유입조에 주입하였다. 시료채수는 미국 EPA의 ICR 및 환경부에서 권장하는 표준필터 장치를 조합하여 사용하였다. 시료채수는 1-MDS filter를 이용하여 원수 .
오존처리장치는 오존에 강한 재질의 실리콘호스를 이용 하여 오존발생기와 반응조를 연결하여 구성하였고 (Fig. 2), 오존 발생기는 순수 공기를 사용하여 무성방전관 방식의 수냉식인 ozonia사 제품(Lab2b)을 사용하였다. 오존 접촉조는 높이 1.
원수 분배 탱크조에 연속 적으로 바이러스를 주입시키면서, 정수처리 공정별로 시료 를 채취하였다. 원수 분배 탱크조를 통과한 시료는 전오존 접촉조 . 침전 .
1), BAC 운영 조건은 Table 1과 같다. 원수는 낙동강 하류지점인 매리 취수장의 표층수를 사용하였고, 응집제로는 Polyaluminum Sulfate Organic Magnesium (PSOM)을 사용하였다. 또한 본 실험장치의 입상 활성탄의 재질은 석탄계(F400, Calgon사) 재생탄이며 여과층의 깊이는 2.
이론/모형
바이러스 정량은 양성시료를 대상으로 Plaque assay법을 이용하였으며, 정량한 결과ml당 6xl07 PFU의 바이러스를 얻을 수 있었다.
바이러스 회수율은 1-MDS catridge filter로 여과시켜 유기응집법을 이용하여 농축시켰다. 농축시킨 양성시료는 원액, 1:5, 1:25 희석 배율로, 음성 농축액(Na2HPQ.
본 실험에서 바이러스의 검출은 EPA에서 규정하고 있는 세포배양법과 세포배양법과 PCR법을 혼용한 ICC-PCR법을 동시에 사용하여 비교하였다. 후자의 방법이 전자보다 더 민감한 검출법으로 확인되었으며, 이러한 결과는 Reynold 등이 조사한 결과와 거의 일치하였다 [16].
생물활성탄 공정에 따른 수질조사 항목의 이화학적 분석은 Standard Method[l]와 일본상수도 시험 법 [19, 2이에 따랐다. 미생물 항목인 총대장균군(Total coliforms) 및 대장균 (E.
정수처리공정에 따른 바이러스 제거 효율은 맥동식 Pilot- plant를 이용하여 3회 실시하였다. 원수 분배 탱크조에 연속 적으로 바이러스를 주입시키면서, 정수처리 공정별로 시료 를 채취하였다.
) 로서 여과한 후 여지를 1 1의 50 mM glycineo] 함유된 Beef extract?} 들어있는 5 1 플라스크에 즉시 넣어 30분 동안 교반시켜 여지 에 흡착되어 있는 바이러스를 탈리시켰다. 탈리 후의 실험 과정은 Pilot-plant 공정수정별 제거 실험과 동일하게 유기응집 농축법을 이용하여 처리하였으며, 잔류오존은 KI 용액으로 측정하였다. 실험에 사용된 모든 초자기구는 0.
성능/효과
4)은 원액 농도로 각각 BGM 세포에 1 ml씩 접종한 후 14일간 배양하여 CPE 여부로 확인하였다. MPN program으로 산출한 결과 120~250 MPN/100 1로 나타났으며, 회수율은 60~120%를 보여 표준시험 방법에서 규정한 회수율 35~ 150% 기준을 만족하는 것으로 나타났다.
8 mg/1 의 오존농도를 10분간 접촉시킨 후에는 바이러스의 100%가 불활성화되어졌음을 알 수 있었다. 그러나 1차 실험에서도 0.8 mg/1 의 오존농도를 10분간 접촉했을 때 ICC-PCR 법에 의해 바이러스가 검출되었으며, 2차 실험까지 진행시켰을 경우에는 세포배양법과 ICC-PCR법 모두에서 바이러스가 검 출되었다. 따라서 바이러스의 완전한 제거를 위해서는 0.
후오존 과정이 정수처리과정에서 바이 러스 및 미생물 농도를 감소시키는데 있어서 가장 효율적인 단계임을 알 수 있었다. 그리고 이러한 바이러스 제거율은 규모가 비슷한 Pilot-plant를 사 용하여 조사한 Robeck의 침전단계에서 98%, 여과단계에서 99.84% 제거율과 거의 비슷한 결과를 보였는데[17], 적절한 정수처리 공정을 유지하여 BAC 여과를 거치면 대부분의 바이러스는 정수처리 과정에서 거의 100% 제거될 수 있음을 확인할 수 있었다.
KMnO4 소비량 .금속성 양이온 함량 등은 각각 원수에 비해 97.4%, 73.1%, 71.8%의 제거 효율을 보였으며 pH, NH4+-N 등은 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. 마지막 단계인 BAC 유출수는 후 오존 처 리 단계에서까 지 제거되지 않았던 NH4+-N 등을 포함한 모든 항목들이 거의 제거됨을 알 수 있었다.
8 mg/1 의 오존농도를 10분간 접촉했을 때 ICC-PCR 법에 의해 바이러스가 검출되었으며, 2차 실험까지 진행시켰을 경우에는 세포배양법과 ICC-PCR법 모두에서 바이러스가 검 출되었다. 따라서 바이러스의 완전한 제거를 위해서는 0.8 mg/1 에서 10분 이상의 오존 처리가 요구되어지는 것으로 나타났다(Table 4, 5).이는 Harakeh 등이 조사한 잔류 오존 0.
마지막 단계인 BAC 유출수는 후 오존 처 리 단계에서까 지 제거되지 않았던 NH4+-N 등을 포함한 모든 항목들이 거의 제거됨을 알 수 있었다. 따라서 수질분석 결과 BAC 여과 단계에 이르면 유입되는 유기물질을 적절하게 홉착과 생분해에 의하여 제거하는 것으로 나타났다. 그러나 이들의 수질조사 항목별 분석치의 절대 값은 원수의 상황에 따라 차이가 날 수 있으며, 낙동강 원수의 경우 식물플랑크톤에 의한 부영양화 즉 하계의 Microcystis aeruginosa, 동계의 Stephanodiscns hantzschii 등에 의한 대량 증식으로 pH, NHj-N, BOD 등의 농도가 계절에 따라 다르게 나타나는 것으로 보고된 바 있다 [15], 본 연구의 조사기간 중에는 빈번한 강우에 의한 조류농도의 감소 등으로 인하여 예년에 비해 원수의 수질은 전반적으로 양호한 것으로 나타났다.
8%의 제거 효율을 보였으며 pH, NH4+-N 등은 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. 마지막 단계인 BAC 유출수는 후 오존 처 리 단계에서까 지 제거되지 않았던 NH4+-N 등을 포함한 모든 항목들이 거의 제거됨을 알 수 있었다. 따라서 수질분석 결과 BAC 여과 단계에 이르면 유입되는 유기물질을 적절하게 홉착과 생분해에 의하여 제거하는 것으로 나타났다.
바이러스의 존재유무는 세포배양법과 살아있는 바이러스를 3~4일 정도 세포배양시킨 후 다시 대량 증폭시켜 낮은 농도의 바이러스까지 검출할 수 있는 ICC-PCR법으로 확인하였다(Table 4).세포배양법에 의한 바이러스 확인 실험 결과 0.4 mg/1 의 오 존이 5분간 접촉되었을 때 바이러스는 약 61.1% 이상, 0.8 mg/1 의 오존농도를 10분간 접촉시킨 후에는 바이러스의 100%가 불활성화되어졌음을 알 수 있었다. 그러나 1차 실험에서도 0.
6%의 바이러스가 제거되었으며, 후오존을 거친 BAC 여과수 시료에서는 세포배양법 및 ICC-PCl。^ 모두에 서 바이러스가 100% 제거되어짐을 확인할 수 있었다(Table 3). 지표세균인 총대장균군의 경우 원수에서는 평균 430 MPN/ 100 ml 검출되 었으나 후오존을 거 친 BAC 여과수 부터 검출 되지 않았고, 대장균의 경우에는 전오존 단계 이후부터 검출 되지 않아 바이러스와 비슷한 제거 경향을 보였다. 따라서 오존이 주입되는 전 .
따라서 오존이 주입되는 전 . 후오존 과정이 정수처리과정에서 바이 러스 및 미생물 농도를 감소시키는데 있어서 가장 효율적인 단계임을 알 수 있었다. 그리고 이러한 바이러스 제거율은 규모가 비슷한 Pilot-plant를 사 용하여 조사한 Robeck의 침전단계에서 98%, 여과단계에서 99.
후속연구
실제로 2년 동안의 바이러스 분포 조사에서도 부산시 3개 정수장의 고도정수처리공정을 거친 정수와 수도꼭지에서는 바이러스가 검출되지 않았기 때문에 부산시 정수장의 바이러스 제거능은 충분히 확보한 것으로 판단된다[14].그리고 전오존 처리에서 97% 이상의 바이러스가 제거되어질 수 있음을 확인하였으므로, 오존과 같은 소독제에 대해 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 보여진다.
ICC-PCR법의 경우, 세포배양법을 이용하여 바이러스를 어느 정도 증식시킨 뒤 PCR법으로 검출하기 때문에 감염성 바이러스를 빠른 시간에 검출할 수 있어, 세포배양법과 PCR 보다 각각 10배 정도 높은 감수성을 가진 방법이므로, 바이러스 표준시험 방법으로 추가적인 검증이 이루어져야 할 것으로 보인다 [2, 6].본 연구에서는 폴리오 바이러스만을 대상으로 하여 제거 실험을 실시하였으나, 수계에 많이 분포한다고 알려진 레오바이러스나 콕사키 바이러스 등에 대한, 공정별 제거 실험도 향후 실시하여 바이러스 종류에 따른 '제거율을 또한 조사되어져야 할 것이다.
8 mg/1 에서 10분 이상의 오존 처리가 요구되어지는 것으로 나타났다(Table 4, 5).이는 Harakeh 등이 조사한 잔류 오존 0.2 mg/1 에서 10 ~ 15분간 접촉하였을 때 의 제거율 80~97% 와는 약간의 차이를 보였는데 이에 대한 추가적인 검증이 이루 ' 어져야 할 것으로 생각된다[8].
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