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문제 정의
- 본 연구에서는 서울시 지하철역 승강장의 공기 중 진균농도를 측정하고, 진균농도에 영향을 미치는 여러 요인을 평가하고, 두 종류의 배지에 따른 영향을 평가한 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 본 연구의 목적은 첫째, 비교적 건조한 가을철에서의 지하철 공기 중 진균 농도를 평가하고, 둘째, 진균농도에 영향을 미치는 요인을 조사하고, 셋째, 2가지 종류의 배지, 즉 MEA 배지와 DG18 배지의 진균배양 성능을 비교하여 지하철 역사의 공기 질 개선에 기초자료를 제공하는 데 있다.
제안 방법
- 공기 시료를 포집하는 동안 지하철 승강장의 상대습도와 기온도 측정하였으며, 시료 포집 개시 후 10분, 30분 및 50분 시점에서 측정하여 평균값을 사용하였다. 외기의 상대습도와 기온은 기상청 자료를 인용하였다.
- 시료는 각 승강장에서 2~3개 지점을 선정하여 총 19개 지점에서 포집한 후 MEA 배지와 DG18 배지에 각각 접종 배양하여 총 38개의 농도를 측정하였다(Table 2). 또한 외기의 진균 농도를 측정하기 위하여 5개 지하철 역사를 대상으로 각각 3개 지점을 선택하여 총 15개 지점에서 공기 시료를 포집하고, MEA 배지와 DG18 배지에 각각 배양하여 총 30개의 농도를 측정하였다. 따라서 실내 실외에서 총 68개의 농도를 측정하였다.
- 포집된 진균은 Dillon 등이 제시한 표준시험방법을 따라 시료로부터 다음 순서로 추출되었다. 멸균 펩톤수(0.1% peptone water, w/v, 0.01% Tween 80) 1.5 ml를 카세트 내의 지지 패드에 주입하고 마개를 닫은 후 멸균 펩톤 수 5 ml를 카세트의 앞쪽 주입구를 통해서 주입하고 마개를 닫은 후 약 400 rpm으로 30분 이상 교반한 다음 마개를 열고 부유액의 일부를 배지에 배양하여 진균을 계수하였다.8,9)
- 배양배지로써 MEA 배지와 DG18 배지를 사용하였으며, 두 배지 모두 세균(bacteria)의 성장을 억제하기 위하여 chloramphencol을 첨가하였다.6) DG18 배지는 호건성 진균의 배양에 적합한 배지로 알려져 있다.
- 6) DG18 배지는 호건성 진균의 배양에 적합한 배지로 알려져 있다. 상온(19-24℃)에서 5-7일간 배양한 후 계수 하였으며 현미경법 및 순수배양 배지 비교법을 사용하여 속(genera) 수준까지 분류하였으며, 에르고스테롤(ergosterol) 농도 분석은 실시하지 않았다.10,11)
- 시료는 각 승강장에서 2~3개 지점을 선정하여 총 19개 지점에서 포집한 후 MEA 배지와 DG18 배지에 각각 접종 배양하여 총 38개의 농도를 측정하였다(Table 2). 또한 외기의 진균 농도를 측정하기 위하여 5개 지하철 역사를 대상으로 각각 3개 지점을 선택하여 총 15개 지점에서 공기 시료를 포집하고, MEA 배지와 DG18 배지에 각각 배양하여 총 30개의 농도를 측정하였다.
- 10 Lpm)에서 60분간 포집하였고 시료채취용 펌프는 사용 전후에 보정하였다. 시료는 승강장 바닥으로부터 50~100 cm의 높이에서 측정하였고 시료 포집 후 6시간 이내에 실험실로 옮겨 즉시 분석하였다.
- 지하철 승강장의 공기 중 진균농도에 영향을 미칠 것으로 추정되는 환경요인으로서 습도, 온도, 승강장의 깊이 및 건설연도 등을 평가하였다. 지하철 역 승강장의 상대습도와 온도 및 외기의 상대습도와 기온은 Table 2와 같다.
대상 데이터
- 또한 외기의 진균 농도를 측정하기 위하여 5개 지하철 역사를 대상으로 각각 3개 지점을 선택하여 총 15개 지점에서 공기 시료를 포집하고, MEA 배지와 DG18 배지에 각각 배양하여 총 30개의 농도를 측정하였다. 따라서 실내 실외에서 총 68개의 농도를 측정하였다. 공기 시료는 직경 37mm, 공경 0.
- 서울 시내 지하철 역사 중 지하에 위치한 8개역 승강장에서 2002년 10월 10일부터 11월 1일까지 실내 공기 시료를 포집하였다. 이번 연구에서 조사된 지하철 승강장은 1984년부터 1994년 사이에 건설된 지하철 2호선, 3호선 및 4호선에 소속되어 있었다(Table 1).
- 공기 시료를 포집하는 동안 지하철 승강장의 상대습도와 기온도 측정하였으며, 시료 포집 개시 후 10분, 30분 및 50분 시점에서 측정하여 평균값을 사용하였다. 외기의 상대습도와 기온은 기상청 자료를 인용하였다.
- 서울 시내 지하철 역사 중 지하에 위치한 8개역 승강장에서 2002년 10월 10일부터 11월 1일까지 실내 공기 시료를 포집하였다. 이번 연구에서 조사된 지하철 승강장은 1984년부터 1994년 사이에 건설된 지하철 2호선, 3호선 및 4호선에 소속되어 있었다(Table 1). 조사대상 지하철 승강장의 깊이는 21~37 m였고 평균 깊이는 25 m이었다.
- 14) 본 연구결과 가을철에 측정된 서울시 지하철역 승강장의 공기 중 진균농도 평균값은 가장 엄격한 WHO의 기준 150 cfu/m3을 초과하였다. 조사대상 8개 지하철역 중 진균농도가 가장 높은 역의 승강장에서는 미국 OSHA 기준 1,000 cfu/m3을 초과하였다.
- 이번 연구에서 조사된 지하철 승강장은 1984년부터 1994년 사이에 건설된 지하철 2호선, 3호선 및 4호선에 소속되어 있었다(Table 1). 조사대상 지하철 승강장의 깊이는 21~37 m였고 평균 깊이는 25 m이었다. 8개 역사 중 3개는 환승역이었고 5개는 단일 노선 역사였다.
데이터처리
- 지하철 승강장의 진균농도 분포를 파악하기 위하여 W-테스트(Shapiro and Wilk test)를 실시하였고, MEA 배지와 DG18 배지의 성능에 차이가 있는지를 확인하기 위하여 Mann-Whitney 검정을 실시하였으며, 지하철 승강장의 공기 중 진균 농도에 영향을 미치는 인자들을 평가하기 위하여 피어슨 상관분석과 편상관분석을 실시하였다. 통계분석은 통계처리 프로그램 SPSS 12.
이론/모형
- 본 연구의 제한점으로는 부유진균의 분석 방법으로 여과식 방법을 사용하였다. 이는 저농도 및 고농도의 부유진균을 동시에 측정할 수 있는 장점이 있기 때문에 널리 사용되지만, 충돌식 방식에 비해 부유진균의 농도를 다소 저평가 할 수 있다고 알려져 있다.
- 포집된 진균은 Dillon 등이 제시한 표준시험방법을 따라 시료로부터 다음 순서로 추출되었다. 멸균 펩톤수(0.
성능/효과
- 1. 서울시 지하철역 승강장의 공기 중 진균농도는 배지에 따라 MEA배지와 DG18배지에서 각각 466 cfu/m3 (113~4,172 cfu/m3)과 242 cfu/m3(49~6,093 cfu/m3)이었으며 두 배지 평균값이 모두 WHO의 권고기준인 150 cfu/m3을 초과하였다.
- Occupational Safety and Health Administration, OSHA)에서는 1,000 cfu/m3을 기준으로 제안하고 있다.14) 본 연구결과 가을철에 측정된 서울시 지하철역 승강장의 공기 중 진균농도 평균값은 가장 엄격한 WHO의 기준 150 cfu/m3을 초과하였다. 조사대상 8개 지하철역 중 진균농도가 가장 높은 역의 승강장에서는 미국 OSHA 기준 1,000 cfu/m3을 초과하였다.
- 18) 국내 사료공장 내에서 측정된 공기 중 진균농도는 124 cfu/m3이었다.19) 본 연구결과에 의하여 서울시 지하철역의 공기 중 진균농도는 가을에도 WHO 권고기준을 초과하였으며, 이는 폴란드의 진균 오염 가정의 여름철 농도보다는 낮았으나 겨울철 농도보다는 높은 수준이었으며, 또한 정상적인 가정보다는 약 2배 정도 높은 수준이었다.
- 1) 특히 실내공기오염물질 중 미생물오염원에 대한 연구도 최근에는 활발히 진행되어지고 있다.2) 공기 중 미생물 중 세균과 함께 대표적인 오염원으로 분류되는 진균은 감염성 질환, 과민성 질환 및 천식의 유발물질 등으로써 알려져 있으며, 특히 진균 중 Aspergillus 종이 유발하는 독소 중 하나인 Aflatoxin B 1은 발암물질로 알려져 있다.3)
- 2. 공기 중 진균농도를 MEA와 DG18 두 배지에 따라 비교 평가하였으나 유의한 차이를 볼 수 없었다.
- 23) 상대습도를 통제한 후 실시한 편상관분석에서도 승강장의 깊이와 진균농도는 유의한 상관관계를 나타냈다. 이는 지하철역이 깊을수록 환기에 어려움이 있는 것으로 추정된다.
- 3. 지하철역 승강장의 공기 중 진균농도에 영향을 주는 요인으로 상대습도와 지하철 승강장의 깊이가 유의한 상관관계를 보였으며, 지하철 승강장 온도 및 환승역 여부는 진균농도에 유의한 영향을 미치지 않았다.
- MEA 배지의 결과를 보면 기하평균 466 cfu/m3(GSD 3.12, 범위 113~4,172 cfu/m3)였고, DG18 배지의 결과를 보면 기하평균 242 cfu/m3(GSD 4.75, 범위 49~6,093 cfu/m3의)이었다. 지하철 승강장의 공기 중 진균농도가 가장 낮은 값(49 cfu/m3)을 보인 곳은 G역으로서 DG18 배지를 사용한 측정치에서 나타났다.
- Table 4에서 보는 바와 같이 진균농도는 MEA 배지와 DG18배지를 이용했을 경우 모두에서 상대습도 및 승강장의 깊이와 유의한 상관관계를 보였고(p<0.001), 또한 지하철 건설 연도와도 통계적으로 유의한 상관관계를 보였다(p<0.05).
- 결론적으로, 지하철 승강장 부유 진균의 적절한 관리를 위해, 깊은 곳에 위치한 지하철 승강장일수록 환기 및 습도관리에 보다 많은 주의가 필요할 것으로 생각되며,28) 필요시 제습 장치의 설치도 유용할 것으로 판단된다.
- 공기 중 진균농도와 상관관계를 보인 위의 변수들 중 혼란변수를 알아보기 위하여 가장 높은 상관관계를 보인 상대습도를 통제한 후 편상관분석을 실시하였으며(Table 5), 분석결과 MEA배지와 DG18 배지에서 모두 통계적으로 유의한 결과를 보인 요인은 승강장 깊이였다(p<0.05).
- 동일 시료를 MEA와 DG18 두 배지에 배양하여 측정한 결과 공기 중 진균농도의 기하평균은 MEA 배지에서 높았으나 Mann-Whitney 검정을 실시한 결과 유의한 차이는 없었다(p=0.300).
- harzianum 종의 경우에는 DG18 배지에서 낮은 회수율을 나타냈다. 또한 여러 종류의 진균을 동시에 배양한 결과 S. chartarum 종 대하여 가장 높은 회수율을 보였던 CMA(corn meal agar) 배지에서 T. harzianum 종이 동시에 존재하는 경우에는 회수율이 현격히 감소하였다. 따라서 포집한 진균 시료를 배양할 때 어떤 배지에서 어떠한 성능을 보여주는 지를 확인하는 것은 매우 중요하다.
- 또한 중요한 환경요인인 상대습도는 승강장의 깊이 및 건설연도와 각각 통계적으로 유의한 상관관계를 보였고(p<0.01 및 p<0.05) 온도와도 상관관계를 보였다(p<0.01).
- 본 연구 결과 가을철의 지하철역 승강장 진균농도에 영향을 미치는 요인은 상대습도와 승강장의 깊이인 것으로 나타났으며, 상대습도의 경우 다른 연구결과와도 일치한다.23) 상대습도를 통제한 후 실시한 편상관분석에서도 승강장의 깊이와 진균농도는 유의한 상관관계를 나타냈다.
- 16) 국내 연구로서 Cho 등은 봄철에 서울시 5개 지하철역 승강장을 대상으로 공기 중 진균농도를 측정하였으며 평균값이 1,023 cfu/m3이었다. 본 연구결과 가을철 농도는 봄철 농도보다 낮은 수준으로 나타났다.17)
- 본 연구는 여름철에 비해 건조한 가을철에 실시되었으며 연구결과 지하철역 승강장의 공기 중 진균농도에서 두 배지 농도 간에 유의한 차이를 볼 수 없었다. 따라서 MEA와 DG18 두 배지 모두 가을철 지하철역 승강장의 진균농도 분석에 적용할 수 있다고 판단된다.
- Bogomolova 등은 Acremonium, Aspergiluss, Cladosporium, Penicillium 속(genera)이 주를 이루었다고 하였으며, Awad는 Penicillium, Cladosporium, Aspergillus 속이 주를 이루었다고 보고하였다. 본 연구에서는 Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, Mucor 등이 동정되었다. 이들 중 Penicillium은 감염성 폐질환의 건강영향을 일으키는 것으로 알려져 있으며, Aspergillus는 재채기, 호흡곤란, 천식의 악화에 영향을 줄 뿐 만 아니라, 이로부터 발생되는 Aflatoxine B 1은 발암성 물질로 알려져 있다.
- 이는 지하철역이 깊을수록 환기에 어려움이 있는 것으로 추정된다. 본 조사에서 가장 높은 진균농도를 보인 지하철역 승강장이 가장 깊은 곳에 위치하고 있었으며 상대습도 또한 가장 높은 값을 나타내고 있었다. 여러 연구에 의하면 진균오염의 원인으로 공조시스템(Heating, Ventilating, and Airconditioning Systems, HVAS),24) 진균에 오염된 건축자재25), 불결한 실내상태26) 등을 들고 있다.
- 온도는 MEA배지 농도에서만 유의한 상관관계(p<0.05)를 보였고 DG18 농도에서는 유의한 상관관계를 보이지 않았다.
- 지하철역이 환승역인 경우와 일반 역인 경우 공기 중 진균농도에 차이가 있는지 평가하기 위하여 Mann-Whitney 검정을 실시한 결과 두 배지 농도에서 모두 유의한 차이를 볼 수 없었다(Table 6). MEA 배지에서는 환승역과 일반 역에서 기하평균이 각각 544 cfu/m3과 347cfu/m3이었으며, DG18 배지에서는 환승역과 일반 역에서 기하평균이 각각 124 cfu/m3과 276 cfu/m3이었다.
후속연구
- 4. 본 연구에서는 Penicillium, Aspergillus, Cladosporium 등이 동종 되었으며 이들 진균류는 인간에게 각종 건강영향을 일으킬 수 있는 종류로써 적절한 관리가 필요하다.
- 5. 결론적으로 지하철 승강장이 깊을수록 습도가 높고 진균농도가 높으므로 깊은 지하철역에 대하여 특별한 관리가 필요하며 적절한 환기와 필요하면 제습기의 설치도 유용할 것으로 판단된다.
- 본 연구는 여름철에 비해 건조한 가을철에 실시되었으며 연구결과 지하철역 승강장의 공기 중 진균농도에서 두 배지 농도 간에 유의한 차이를 볼 수 없었다. 따라서 MEA와 DG18 두 배지 모두 가을철 지하철역 승강장의 진균농도 분석에 적용할 수 있다고 판단된다.
- 이는 저농도 및 고농도의 부유진균을 동시에 측정할 수 있는 장점이 있기 때문에 널리 사용되지만, 충돌식 방식에 비해 부유진균의 농도를 다소 저평가 할 수 있다고 알려져 있다. 따라서 충돌식 방식으로 부유 진균을 분석한다면 본 연구결과보다 높은 수준의 진균농도가 측정될 수 있을 것으로 판단된다.
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