실내 공기질 관리의 중요성이 대두되면서 쾌적한 실내 환경에 도움을 주는 공기청정 기능과 습도 조절 기능을 동시에 갖춘 제습기와 공기청정기가 각광받고 있다. 하지만 오랜 기간 동안 공기정화제품을 사용하게 될 시에는 필터가 오염되어 본연의 기능을 상실하게 되는 것으로 알려져 있지만 이에 대한 구체적인 연구나 보고는 드문 편이다. 이에 본 연구에서는 가정과 사무실 등에서 사용한 공기정화제품을 수거하여 주요 부위별 미생물 오염도 및 주요 오염 미생물들을 분석하였다. 그 결과, 4 종류의 공기정화제품에서 오염도가 높은 부위는 필터부위, 물이 직접 닿는 부위 및 공기가 외부로부터 직접적으로 들어오는 입구부위 등에서 미생물학적 오염도가 가장 높았다. 하지만 공기정화제품은 사용하는 환경과 조건에 따라서 미생물학적 오염도 및 오염 미생물의 성상은 각각 다르게 나타났다. 하지만 이들 공기정화제품들에는 공통적으로 Staphylococcus sp., Micrococcus sp. 그리고 Bacillus sp.의 세균과 Cladosporium sp. 및 Penicillium sp.의 진균이 공통적으로 오염되어 있는 우점종인 것으로 분석되었다.
실내 공기질 관리의 중요성이 대두되면서 쾌적한 실내 환경에 도움을 주는 공기청정 기능과 습도 조절 기능을 동시에 갖춘 제습기와 공기청정기가 각광받고 있다. 하지만 오랜 기간 동안 공기정화제품을 사용하게 될 시에는 필터가 오염되어 본연의 기능을 상실하게 되는 것으로 알려져 있지만 이에 대한 구체적인 연구나 보고는 드문 편이다. 이에 본 연구에서는 가정과 사무실 등에서 사용한 공기정화제품을 수거하여 주요 부위별 미생물 오염도 및 주요 오염 미생물들을 분석하였다. 그 결과, 4 종류의 공기정화제품에서 오염도가 높은 부위는 필터부위, 물이 직접 닿는 부위 및 공기가 외부로부터 직접적으로 들어오는 입구부위 등에서 미생물학적 오염도가 가장 높았다. 하지만 공기정화제품은 사용하는 환경과 조건에 따라서 미생물학적 오염도 및 오염 미생물의 성상은 각각 다르게 나타났다. 하지만 이들 공기정화제품들에는 공통적으로 Staphylococcus sp., Micrococcus sp. 그리고 Bacillus sp.의 세균과 Cladosporium sp. 및 Penicillium sp.의 진균이 공통적으로 오염되어 있는 우점종인 것으로 분석되었다.
Many atmospheric pollutants including chemical agents, house dust, and microorganisms cause building-related illnesses through respiration in humans. This study was conducted to analyze the profiles of microbial pollutants in air purifiers used in home, office and playschool. Dominant eleven species...
Many atmospheric pollutants including chemical agents, house dust, and microorganisms cause building-related illnesses through respiration in humans. This study was conducted to analyze the profiles of microbial pollutants in air purifiers used in home, office and playschool. Dominant eleven species of microorganisms were isolated and identified in environmental air and air purifiers. Among them, Staphylococcus sp., Micrococcus sp. and Bacillus sp. are the most dominant species. By phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene, the dominant bacteria were identified as Staphylococcus epidermidis, Micrococcus luteus and Bacillus epidermidis, respectively. It has been known that these bacterial species are closely related with food spoilage and human infectious disease. Thus, these results indicate that microbial pathogens related with human illnesses through respiration will be contaminated in air purifiers and also need to develop a method to control those of pathogens for human health.
Many atmospheric pollutants including chemical agents, house dust, and microorganisms cause building-related illnesses through respiration in humans. This study was conducted to analyze the profiles of microbial pollutants in air purifiers used in home, office and playschool. Dominant eleven species of microorganisms were isolated and identified in environmental air and air purifiers. Among them, Staphylococcus sp., Micrococcus sp. and Bacillus sp. are the most dominant species. By phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene, the dominant bacteria were identified as Staphylococcus epidermidis, Micrococcus luteus and Bacillus epidermidis, respectively. It has been known that these bacterial species are closely related with food spoilage and human infectious disease. Thus, these results indicate that microbial pathogens related with human illnesses through respiration will be contaminated in air purifiers and also need to develop a method to control those of pathogens for human health.
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문제 정의
실내 환경에 따른 오염도를 파악하기 위하여 가정집과 사무실 등 다양한 실내 환경에서 1-2년간 사용한 4종류의 공기 정화 제품을 수거하여 이들 제품에 오염된 미생물에 대한 분석을 실시하였다. 제품 A는 어린이 집에서 1년간 사용한 공기정화제품, 제품 B는 일반 아파트 가정집에서 1년간 사용한 공기정화제품, 제품 C는 반 지하 가정에서 2년간 사용한 제습기이고 제품 D는 일반 사무실에서 1년간 사용한 제습기이다.
이러한 공기정화제품에서 지속적으로 배출되는 미생물 중에 식중독과 관련된 미생물이 존재할 경우 교차오염을 유발할 수 있지만11,12), 국내에서 현재 그 사용이 증가하고 있는 공기정화제품에 오염된 미생물의 실태에 대한 구체적인 조사가 진행된 적이 없다. 이에 본 연구에서는 가정과 사무실 등의 다양한 환경에서 사용하였던 공기정화제품들을 수거하여 이들 제품의 부위별로 오염된 미생물에 대한 조사를 진행하였다.
제안 방법
PCA와 PDA 배지에 형성된 미생물 집락중에서 형태학적으로 동일한 우점종을 선택하여 순수 분리한 후 미생물 동정을 시도하였다. 분리된 미생물의 genomic DNA는 Chelex® 100 Chelating Resin Beads (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA)를 이용하여 추출한 후 세균은 16S rRNA, 곰팡이는 18S rRNA primer를 이용하여 PCR로 증폭하였다.
PCR은 10 pmol primer, 2 mM MgCl2, 200 mM deoxynucleoside-triphosphate, 1 U DNA polymerase (DNAzyme I; Finnzymes, Finland)가 들어 있는 DNA PCR premix (M&D, Wonju, Korea)를 이용하여 genomic DNA 10 µL과 멸균 증류수 40 µL를 넣은 혼합물을 만들어 실시했다.
공기정화제품의 각 부위별 오염도를 파악하기 위해 외관상·구조상 오염도가 높을 것으로 예상되는 오염부위 3 cm × 3 cm의 면적을 pipette swab (3MTM, USA)를 사용하여 채취하고 미생물 분석에 사용하였다(Fig. 1).
각 PCR 과정에서 PCR size maker (M&D)를 사용하였다. 분리된 균의 16S DNA 염기서열은 National Center for Biotechnology Information (NCBI)의 database 자료와 비교하여 동정하였다. 계통수는 ClustalX (version 1.
1). 세균류의 균수 측정 및 분리에는 plate count agar (PCA; Difco, Detroit, MI)를 진균류의 균수 측정 및 분리에는 potato dextrose agar (PDA; Difco)를 사용하였다.
하지만, 이들 공기정화제품에서의 미생물학적 오염도에 대한 연구 보고는 거의 없는 실정이다. 이에 다양한 실내 환경에서 장기간 사용되었던 4종류의 제품(Product A, B, C 및 D)을 수거하여 각 부위별 미생물학적 오염도에 대한 분석을 수행하였다.
이들 세균속은 사람에게 건강상의 장애를 유발하는 병원성 및 식품 등에 부패를 유발하는 세균이 다수 포함하고 있는 것으로 보고되고 있다24,25). 이에 이들 우점종 중의 대표적 균주들의 16S rRNA gene sequence 결과를 바탕으로 phylogenetic analysis 분석을 시도하였다. 그 결과, Bacillus sp.
대상 데이터
16S RNA primer는 27F/1492R primer (sense: 5' AGAGTTT-GATCCTGGCTCAG 3'; antisense: 5' GGTTACCTTGTTACGACTT 3')를 사용하였고, 18S RNA primer는 ITS1/ITS4 primer (sense: 5' TCCGTAGGTGAACCTGCGG 3'; antisense: 5' TCCTCCGCTTATTGATATGC 3')를 사용하였다.
Product A는 어린이 집에서 1년간 사용한 물을 이용한 공기 세정기(air washer) 제품으로 주로 미생물에 대한 오염도가 높을 것으로 예상되는 시료는 부품 또는 부위에서 시료를 채취하였다(Fig. 1). 분석 결과, 총 4종의 우점 세균류와 3종의 우점 진균류가 검출되었다.
이론/모형
분리된 균의 16S DNA 염기서열은 National Center for Biotechnology Information (NCBI)의 database 자료와 비교하여 동정하였다. 계통수는 ClustalX (version 1.83)와 MEGA6 프로그램을 이용하여 작성하였다15,16).
성능/효과
에 의한 오염도가 가장 높은 것으로 나타났고, 그 중 water tank inside 와 board of top fan에서 104CFU/cm2 이상의 높은 오염도가 나타났다(Table 5). Water tank inside는 제품의 구조상 물과 직접적으로 접촉하는 부위이고 board of top fan은 sampling 시 먼지가 많이 쌓여있는 것을 육안으로 확인하였는데 물이 직접 닿지 않거나, 미생물이 걸러질 수 있는 filter가 아니더라도 오염도가 높을 수 있다는 것을 알 수 있었다. 곰팡이의 경우, 대부분의 부위에서 Cladosporium sp.
및 Penicillium sp.가 다양한 공기정화제품에 공통적으로 오염되어 있는 우점종인 것으로 분석되었다. 이 결과는 실내공기 중에 존재하는 우점 미생물에 대한 국내의 다른 연구결과17,18,19,20,21) 그리고 실내 공기중에 Staphylococcus sp.
1에 나타낸 미생물의 오염도가 높을 것으로 예상 되는 부위에서 시료를 채취하였다. 그 결과, 총 3종의 우점 세균류과 4종의 우점 진균류가 검출되었다. 세균의 경우, 제품의 대부분의 부위에서 Staphylococcus sp.
이는 물과 직접 닿는 부위, filter부위를 제외한 유입구와 토출부에서도 높은 오염도가 나타났기 때문에 미생물이 직접 유입되는 부분에서도 미생물의 오염도가 높을 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 다른 제품에 비해 오염도가 훨씬 높은 수준이며 세균에 비해 곰팡이의 오염도가 높은 유일한 제품이었다. 이 것은 사용한 기간이 다른 제품보다 1년 더 길며, 또한 사용한 환경이 반 지하 가정으로 다른 환경보다 높은 습도가 유지되었기 때문이라고 판단되었다.
1에 나타낸 것과 같이 선정하였다. 분석 결과, 총 4종의 우범 세균류과 3종의 우점 진균류가 검출되지만 1 종의 진균류는 동정에 실패하였다. 세균의 경우, 제품의 대부분의 부위에서 Staphylococcus sp.
1). 분석 결과, 총 4종의 우점 세균류와 3종의 우점 진균류가 검출되었다. 세균의 경우, 제품의 대부분의 부위에서 Staphylococcus sp.
세균의 경우, 제품의 대부분의 부위에서 Staphylococcus sp. 에 의한 오염도가 가장 높았고, 그 중 pre-filter에서 104CFU/cm2 이상, HEPA filter에서 103CFU/cm2 이상의 높은 오염도를 확인하였다(Table 3). 두 부위는 제품의 구조상 공기가 여과되는 부위이기 때문에 미생물에 대한 오염도가 가장 높은 것으로 판단된다.
곰팡이의 경우, 대부분의 부위에서 Penicillium sp. 에 의한 오염도가 가장 높은 것으로 나타났고, 그 중 HEPA filter에서 가장 높은 오염도가 나타났다(Table 4).
세균의 경우, 제품의 대부분의 부위에서 Staphylococcus sp. 에 의한 오염도가 가장 높은 것으로 나타났고, 그 중 disk board와 tray 부위에서 104CFU/cm2 이상의 높은 오염도를 확인하였다(Table 1). 두 부위는 제품의 구조상 물과 직접적으로 접촉하는 부위이기 때문에 미생물에 대한 오염도가 가장 높은 것으로 판단된다.
곰팡이의 경우, 대부분의 부위에서 Cladosporium sp. 에 의한 오염도가 가장 높은 것으로 나타났고, 그 중 filter에서 가장 높은 곰팡이의 오염도가 분석되었다(Table 2).
곰팡이의 경우, 대부분의 부위에서 Cladosporium sp. 에 의한 오염도가 가장 높은 것으로 나타났고, 그 중 inlet, discharge side, water tank inside, pre filter와 virus filter에서 104CFU/cm2 이상의 높은 오염도를 확인하였다(Table 6). 이는 물과 직접 닿는 부위, filter부위를 제외한 유입구와 토출부에서도 높은 오염도가 나타났기 때문에 미생물이 직접 유입되는 부분에서도 미생물의 오염도가 높을 수 있다는 것을 알 수 있었다.
세균의 경우, 제품의 대부분의 부위에서 Staphylococcus sp. 에 의한 오염도가 가장 높은 것으로 나타났고, 그 중 water tank inside 와 board of top fan에서 104CFU/cm2 이상의 높은 오염도가 나타났다(Table 5). Water tank inside는 제품의 구조상 물과 직접적으로 접촉하는 부위이고 board of top fan은 sampling 시 먼지가 많이 쌓여있는 것을 육안으로 확인하였는데 물이 직접 닿지 않거나, 미생물이 걸러질 수 있는 filter가 아니더라도 오염도가 높을 수 있다는 것을 알 수 있었다.
세균의 경우, 제품의 대부분의 부위에서 Micrococcus sp. 에 의한 오염도가 가장 높은 것으로 나타났고, 대부분 부위 오염도가 102CFU/cm2 수준으로 낮았고 HEPA filter에서 103CFU/cm2 수준으로 확인하였다(Table 7). 곰팡이의 경우, 대부분의 부위에서 Cladosporium sp.
곰팡이의 경우, 대부분의 부위에서 Cladosporium sp. 에 의한 오염도가 가장 높은 것으로 나타났고, 오염도는 102CFU/cm2 이하로 높지 않은 것을 확인하였다(Table 8). 이러한 결과를 통하여 유사한 제품이더라도 사용하는 환경과 조건에 따라서 다른 오염 수준을 나타내는 것을 사료된다.
1에 나타내었다. 이 제품에서는 총 4종의 우점 세균류과 4종의 우점 진균류가 검출되었다. 세균의 경우, 제품의 대부분의 부위에서 Micrococcus sp.
에 의한 오염도가 가장 높은 것으로 나타났고, 그 중 inlet, discharge side, water tank inside, pre filter와 virus filter에서 104CFU/cm2 이상의 높은 오염도를 확인하였다(Table 6). 이는 물과 직접 닿는 부위, filter부위를 제외한 유입구와 토출부에서도 높은 오염도가 나타났기 때문에 미생물이 직접 유입되는 부분에서도 미생물의 오염도가 높을 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 다른 제품에 비해 오염도가 훨씬 높은 수준이며 세균에 비해 곰팡이의 오염도가 높은 유일한 제품이었다.
이상의 결과를 종합해 보면, 실내의 공기를 순환시키고 정화하는 장치인 공기정화제품에 사람에게 질병을 일으킬 수 있는 미생물이 오염될 수 있고, 이들 제품에서 미생물 저감화를 위한 관리가 충분하지 않을 경우에는 이들 미생물에 의한 지속적인 실내공기의 오염이 유발할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서, 향후 공기정화제품의 개발에는 주요 오염부위에서 미생물 제어를 위한 연구가 필요할 것으로 생각되며 본 연구에서 얻어진 결과는 향후 이들 제품들에서 미생물 제어를 위한 기술 개발에 연결될 것으로 기대된다.
후속연구
이상의 결과를 종합해 보면, 실내의 공기를 순환시키고 정화하는 장치인 공기정화제품에 사람에게 질병을 일으킬 수 있는 미생물이 오염될 수 있고, 이들 제품에서 미생물 저감화를 위한 관리가 충분하지 않을 경우에는 이들 미생물에 의한 지속적인 실내공기의 오염이 유발할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서, 향후 공기정화제품의 개발에는 주요 오염부위에서 미생물 제어를 위한 연구가 필요할 것으로 생각되며 본 연구에서 얻어진 결과는 향후 이들 제품들에서 미생물 제어를 위한 기술 개발에 연결될 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
공기정화관련 제품 판매가 늘어나는 이유는 무엇인가?
새집 증후군, 황사와 미세먼지 등이 심각한 사회적 문제로 대두되면서 실내 공기질에 대한 소비자들의 관심 증대로 공기정화관련 제품의 판매가 늘어나고 있다4,17). 하지만, 이들 공기정화제품에서의 미생물학적 오염도에 대한 연구 보고는 거의 없는 실정이다.
공기정화제품의 개발에 미생물 제어 연구가 필요한 이유는 무엇인가?
이상의 결과를 종합해 보면, 실내의 공기를 순환시키고 정화하는 장치인 공기정화제품에 사람에게 질병을 일으킬 수 있는 미생물이 오염될 수 있고, 이들 제품에서 미생물 저감화를 위한 관리가 충분하지 않을 경우에는 이들 미생물에 의한 지속적인 실내공기의 오염이 유발할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서, 향후 공기정화제품의 개발에는 주요 오염부위에서 미생물 제어를 위한 연구가 필요할 것으로 생각되며 본 연구에서 얻어진 결과는 향후 이들 제품들에서 미생물 제어를 위한 기술 개발에 연결될 것으로 기대된다.
오랜 기간 동안 공기정화제품을 사용하게 될 시 어떠한 영향이 있는가?
실내 공기질 관리의 중요성이 대두되면서 쾌적한 실내 환경에 도움을 주는 공기청정 기능과 습도 조절 기능을 동시에 갖춘 제습기와 공기청정기가 각광받고 있다. 하지만 오랜 기간 동안 공기정화제품을 사용하게 될 시에는 필터가 오염되어 본연의 기능을 상실하게 되는 것으로 알려져 있지만 이에 대한 구체적인 연구나 보고는 드문 편이다. 이에 본 연구에서는 가정과 사무실 등에서 사용한 공기정화제품을 수거하여 주요 부위별 미생물 오염도 및 주요 오염 미생물들을 분석하였다.
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