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문제 정의
- 이에 본 연구는 오리 농장을 대상으로 사육 단계 및 작업 특성에 따른 호흡성분진, 미생물, 그리고 내독소에 대한 공기 중 노출농도를 비교 분석하였다. 또한 측정 인자와 환경요인들 간의 상관관계를 분석함으로써 오리 사육 농가의 미생물 노출 실태 파악 및 호흡기질환 예방을 위한 기초자료를 제공하는 데 목적이 있다.
제안 방법
- 이에 본 연구는 오리 농장을 대상으로 사육 단계 및 작업 특성에 따른 호흡성분진, 미생물, 그리고 내독소에 대한 공기 중 노출농도를 비교 분석하였다.
- 기타 사육기간 동안 일상적인 상시작업으로 먹이 주기, 바닥에 왕겨나 톱밥을 깔아주는 작업(3-4회), 사육장 소독작업(3회), 분뇨 청소작업(연 1-2회) 등이 있다. 이러한 작업 주기 및 특성을 반영하여 측정 대상작업을 크게 입하작업, 분동작업, 출하작업, 상시작업으로 나누어 측정하였고, 매 작업 단계를 관찰하기 위하여 2006년 6월부터 2007년 10월까지 해당 작업 단계에 대해 반복 측정하였다.
- 미생물은 Button aerosol sampler(SKC)에 gelatin filter를 조립하여 3 l/min의 유속으로 3시간-4시간 정도 측정하였다. 내독소는 3단 카세트에 180℃에서 2시간 동안 멸균 된 glass fiber filter를 조립하여 2 l/min의 유속으로 4-6시간 정도 시료를 채취하였다.
- 모든 포집된 시료들은 세균, 그람음성세균, 그리고 곰팡이류의 배양을 위해 각각 Tryptic Soy Agar(TSA), MacConkey Agar(MAC), Sabourand Dextrose Agar(SDA) 배지에 접종하여 배양하였다. 배양 후 배지에 형성된 집락(colony)을 계수한 값에 공기량(m3)으로 나누는 방법으로 부유세균과 곰팡이 농도(CFU/m3)를 계산하였다.
- 모든 포집된 시료들은 세균, 그람음성세균, 그리고 곰팡이류의 배양을 위해 각각 Tryptic Soy Agar(TSA), MacConkey Agar(MAC), Sabourand Dextrose Agar(SDA) 배지에 접종하여 배양하였다. 배양 후 배지에 형성된 집락(colony)을 계수한 값에 공기량(m3)으로 나누는 방법으로 부유세균과 곰팡이 농도(CFU/m3)를 계산하였다. 내독소는 활성을 측정하는 Kinetic LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 검사18)를 이용하여 정량하였다.
- 또한 오리 사육 농장의 미생물과 내독소의 오염도를 비교하기 위하여 오리농장에서 약 100 m 떨어진 곳을 대조군으로 선정하여 동시에 측정하였다. 호흡성 분진 및 온도, 습도, 이산화탄소는 사육장 내에서 PAS(Portable Aerosol Spectrometer, Grimm 1.108, Germany)를 이용하여 실시간 측정하였다.
- 전체 작업 단계를 ① 입하작업(부화된 오리가 사육장으로 처음 들어오는 작업), ② 분동작업(입하 후 15일 전후에 개체수를 나누는 작업), ③ 출하작업(생육 후 45일 정도에 오리를 출하하는 작업), ④ 상시작업(사육기간 동안 일상적으로 이루어지는 먹이주기, 청소, 기타 사육장 관리 등)으로 분류하였다.
- 2)에서 오리의 운동성과 관계된 작업조건 특성이 미생물 발생 농도에 영향을 준다는 사실과 선행 연구21)에서 동물의 개체 수 증가가 미생물 농도에 유의한 영향을 미치는 점을 고려하여 상시작업 중 먹이주기 등과 같은 동일한 작업만을 대상으로 성장 시기만 달리하여 분석하였다. 또한 동일한 개체 수를 적용하기 위하여 입하 후 15일 정도에 이루어지는 분동작업 이후의 성장 단계인 생후 22일, 33일, 출하 직전 시기인 45일을 기준으로 각각의 노출농도를 비교하였다.
- 본 연구는 오리 사육장을 대상으로 사육 단계 및 작업 특성에 따른 공기 중 유기분진, 미생물, 내독소에 대한 노출 농도와 환경요인들과의 상관관계를 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 사육장 내에서의 오리의 이동성이 많은 작업군(Task II : 입하작업, 분동작업, 출하작업)과 오리의 이동성이 상대적으로 적은 작업군(Task I: 먹이주기, 톱밥 및 왕겨깔기, 청소작업 등)과의 부유미생물 및 내독소 농도를 비교하였다,
대상 데이터
- 측정 대상이 된 오리 사육장은 충북 충주시 인근에 위치하였다.
- 내독소는 3단 카세트에 180℃에서 2시간 동안 멸균 된 glass fiber filter를 조립하여 2 l/min의 유속으로 4-6시간 정도 시료를 채취하였다. 측정은 작업자 개인시료와 사육장 내 지역시료로 나누어 작업 단계별로 반복 측정하여 총 92개의 시료를 채취하였다. 지역시료(n=77)는 사육장 내부를 입구, 중앙, 출구 등 3개 지점으로 나누어 동시에 측정하였다.
- 측정은 작업자 개인시료와 사육장 내 지역시료로 나누어 작업 단계별로 반복 측정하여 총 92개의 시료를 채취하였다. 지역시료(n=77)는 사육장 내부를 입구, 중앙, 출구 등 3개 지점으로 나누어 동시에 측정하였다. 개인시료(n=15)는 지역시료와 동일한 시간대에 측정되었으며, 작업자의 작업 장소는 주로 축사 내부였고, 간혹 축사 주변(창고 및 축사 외부) 지역에서 작업이 수행되었다.
- 배양 후 배지에 형성된 집락(colony)을 계수한 값에 공기량(m3)으로 나누는 방법으로 부유세균과 곰팡이 농도(CFU/m3)를 계산하였다. 내독소는 활성을 측정하는 Kinetic LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 검사18)를 이용하여 정량하였다. 또한 오리 사육 농장의 미생물과 내독소의 오염도를 비교하기 위하여 오리농장에서 약 100 m 떨어진 곳을 대조군으로 선정하여 동시에 측정하였다.
- 내독소는 활성을 측정하는 Kinetic LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 검사18)를 이용하여 정량하였다. 또한 오리 사육 농장의 미생물과 내독소의 오염도를 비교하기 위하여 오리농장에서 약 100 m 떨어진 곳을 대조군으로 선정하여 동시에 측정하였다. 호흡성 분진 및 온도, 습도, 이산화탄소는 사육장 내에서 PAS(Portable Aerosol Spectrometer, Grimm 1.
데이터처리
- 모든 측정 결과는 SPSS package(SPSS Inc., USA, Version 12.0)를 이용하여 측정방법, 작업단계, 생육기간에 따른 공기 중 노출농도의 차이(t-검정 및 ANOVA 분석)와 측정인자들간의 상관관계(Spearman rank correlation) 분석을 통해 통계적인 유의성을 검정하였다.
성능/효과
- 총세균 및 곰팡이, 그람 음성세균의 노출 농도는 개인 및 지역시료 모두 106 CFU/m3을 초과하는 높은 농도를 보여주고 있다.
- 전체 측정 시료를 개인시료와 지역시료로 나누어 각각의 측정 인자에 대한 공기 중 노출 농도의 평균값을 비교한 결과는 Table 1과 같다. 전체적으로 보면 모든 항목에서 두 측정 방법 간의 통계적인 유의한 차이는 없었다.
- 세균은 입하작업(6.2×106 CFU/m3), 곰팡이는 출하작업(4.9×106 CFU/m3), 그리고 그람음성세균은 입하작업(5.4×106 CFU/m3)에서 가장 높은 농도를 보였으나 작업 단계별로 통계적인 유의한 차이는 없었다.
- 1과 같다. 전체적으로 보면 모든 항목에서 축사 중앙 부위가 입구 및 출구 쪽의 노출 농도에 비해 높게 나타났으나 통계적인 유의한 차이는 없었다. 중앙 부위에서 공기 중 노출 농도가 높게 나타난 것은 사료 및 수분 공급대가 주로 중앙지점에 위치해 있고, 따라서 오리의 개체밀도가 상대적으로 높은 것과 관계되어 있을 것으로 사료된다.
- 전체적으로 보면 호흡성 분진과 내독소는 분동작업에서 높은 농도를 보이고 있고, 나머지 부유미생물은 입하작업, 출하작업, 분동작업, 상시작업 순으로 노출농도가 높은 경향을 보이고 있다. 입하작업과 출하작업, 그리고 분동작업은 개체들의 움직임이 많은 작업이다.
- 특히 생후 45일의 경우 곰팡이를 제외한 호흡성 분진, 내독소, 세균 및 그람음성세균의 발생농도가 생후 22일 및 33일에 비해 통계적으로 유의하게 높게 나타났다(p<0.05).
- 그람음성세균은 총세균(r=0.75) 및 총곰팡이(r=0.86)와 강한 상관성이 있는 것으로 나타났다(p<0.01).
- 작업군에 따른 비교 분석 결과 호흡성 분진 및 세균, 공팜이, 그람음성세균, 내독소 등 모든 측정항목이 오리의 이동성이 많은 작업군(Task II)에서 상대적으로 이동성이 적은 작업군(Task I)에 비해 높게 나타났다. 특히 호흡성 분진 및 내독소 농도는 통계적인 유의한 차이를 보였다(p<0.
- 그 결과 성장 시기가 증가할수록 모든 측정 항목의 농도도 증가하는 것으로 나타났다. 특히 생후 45일의 경우 곰팡이를 제외한 호흡성 분진, 내독소, 세균 및 그람음성세균의 발생농도가 생후 22일 및 33일에 비해 통계적으로 유의하게 높게 나타났다(p<0.
- 01). 내독소는 호흡성 분진과 중간 정도의 상관성(r=0.66)이 있었고, 총곰팡이와 총세균은 약한 상관성(r=0.39)이 있었다. 기타 나머지 측정 인자들 간의 유의한 상관성은 없었다.
- 본 연구에서는 이산화탄소는 호흡성 분진(r=0.38), 총세균(r=0.33), 내독소(r=0.31)와 약한 상관성이 있었다(p<0.01).
- 공기 중 부유미생물과 환경요인들 간의 상관성을 보면(Table 4), 온도는 모든 측정 인자들과 음의 상관계 수를 보여주고 있으나 통계적인 유의성은 없었다. 상대습도는 총세균과 약한 상관성(r=0.
- 2. 작업특성에 따른 비교 결과 입하작업은 세균(6.2×106 CFU/m3) 및 그람음성세균(5.4×106 CFU/m3), 분동작업은 호흡성 분진(397.6 µg/m3)과 내독소(47.2×103 EU/m3), 그리고 출하작업은 곰팡이(4.9×106 CFU/m3)의 노출 농도가 가장 높게 나타나(p<0.05) 주로 오리의 이동성이 많은 작업군이 이동성이 적은 작업군에 비해 노출농도가 높은 것으로 나타났다(p<0.01).
- 부유미생물과 환경요인과의 관련성에서 상대 습도는 총세균과 약한 상관성(r=0.28)이 있었고(p<0.05), 나머지 요인들과는 유의한 상관성이 존재하지 않았다.
- 4. 측정인자 및 환경요인과의 관련성을 분석한 결과 그람음성세균은 총세균(r=0.75) 및 총곰팡이(r=0.86)와 강한 상관성이 있었고(p<0.01), 내독소는 호흡성 분진과 중간 정도의 상관성(r=0.66)을, 그리고 총곰팡이와 총세균은 약한 상관성(r=0.39)이 있었다.
- 1. 측정 방법에 따른 비교 결과 개인시료와 지역시료 간의 통계적인 유의한 차이는 없었으며, 총세균 및 곰팡이, 그람음성세균의 노출 농도는 개인 및 지역시료 모두 106 CFU/m3을 초과하는 높은 농도로 나타났다. 내독소는 개인시료(3.
- 3. 오리의 성장 시기에 따른 비교 결과 성장 시기가 증가할수록 모든 측정 항목의 농도도 증가하는 것으로 나타났다. 특히 생후 45일의 경우 곰팡이를 제외한 호흡성 분진, 내독소, 세균 및 그람음성세균의 발생농도가 생후 22일 및 33일에 비해 통계적으로 유의하게 높게 나타났다(p<0.
- 이러한 결과들로 볼 때 오리 사육장의 공기 중 부유 미생물 및 내독소 농도는 권고기준을 매우 높은 수준으로 초과하고 있으며, 공기 중 발생 농도는 오리의 이동성 및 단위 면적당 생육 밀도가 중요한 영향을 미치는 것으로 판단된다. 따라서 작업 중 보호구 착용 및 습식작업과 환기, 그리고 작업 단계별로 사육장 내 개체수 조정 등의 관리 대책이 필요할 것으로 사료된다.
후속연구
- 이러한 결과들로 볼 때 오리 사육장의 공기 중 부유 미생물 및 내독소 농도는 권고기준을 매우 높은 수준으로 초과하고 있으며, 공기 중 발생 농도는 오리의 이동성 및 단위 면적당 생육 밀도가 중요한 영향을 미치는 것으로 판단된다. 따라서 작업 중 보호구 착용 및 습식작업과 환기, 그리고 작업 단계별로 사육장 내 개체수 조정 등의 관리 대책이 필요할 것으로 사료된다.
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