배추 재배에 이용되는 농업용수의 미생물 오염도 조사 및 이화학성분 분석 Investigation of Microbiological and Physiochemical Quality for Irrigation Water used in Napa Cabbage Cultivation원문보기
본 연구는 국내 배추 주산단지 5지역을 대상으로 배추재배에 활용되는 농업용수를 각 지역의 수확 시기에 채취하여 위생지표세균(총대장균군, 대장균, 장구균)과 이화학 성분을 분석함으로써 농업용수의 수질의 오염도를 조사하기 위하여 수행되었다. 그 결과 지하수 보다 지표수에서 위생지표세균이 높은 수준으로 검출되었다. 지표수의 경우 총대장균군 1.96-4.96 log MPN/100 mL, 지하수의 경우 0-3.98 log MPN/100 mL 수준이었다. 장구균의 경우 지표수에서 95% (72/75), 지하수에서 22% (8/36) 빈도로 검출되었으며, 대장균의 경우 지표수에서 100% (72/75), 지하수에서 22% (8/36) 빈도로 검출되었다. 위생지표세균과 이화학성분의 상관관계를 조사한 결과, 지표수의 경우 대장균군과 대장균은 총인과 상관성을 보였으며, 장구균은 부유물질과 생물학적산소요구량에 상관성을 보였다. 지하수의 경우 위생지표세균은 부유물질과 화학적산소요구량에 상관성을 보였다. 본 연구의 결과는 엽채류 재배에 사용되는 농업용수의 미생물 기준을 설정하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 국내 배추 주산단지 5지역을 대상으로 배추재배에 활용되는 농업용수를 각 지역의 수확 시기에 채취하여 위생지표세균(총대장균군, 대장균, 장구균)과 이화학 성분을 분석함으로써 농업용수의 수질의 오염도를 조사하기 위하여 수행되었다. 그 결과 지하수 보다 지표수에서 위생지표세균이 높은 수준으로 검출되었다. 지표수의 경우 총대장균군 1.96-4.96 log MPN/100 mL, 지하수의 경우 0-3.98 log MPN/100 mL 수준이었다. 장구균의 경우 지표수에서 95% (72/75), 지하수에서 22% (8/36) 빈도로 검출되었으며, 대장균의 경우 지표수에서 100% (72/75), 지하수에서 22% (8/36) 빈도로 검출되었다. 위생지표세균과 이화학성분의 상관관계를 조사한 결과, 지표수의 경우 대장균군과 대장균은 총인과 상관성을 보였으며, 장구균은 부유물질과 생물학적산소요구량에 상관성을 보였다. 지하수의 경우 위생지표세균은 부유물질과 화학적산소요구량에 상관성을 보였다. 본 연구의 결과는 엽채류 재배에 사용되는 농업용수의 미생물 기준을 설정하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
The purpose of this study was to investigate water quality for irrigation water used in Napa cabbage cultivation. The water samples were analyzed for physiochemical and microbiological quality for a total of 111 samples including surface water (n = 75) and groundwater (n = 36) collected from five di...
The purpose of this study was to investigate water quality for irrigation water used in Napa cabbage cultivation. The water samples were analyzed for physiochemical and microbiological quality for a total of 111 samples including surface water (n = 75) and groundwater (n = 36) collected from five different regions where Napa cabbage is massively grown. As a conclusion, the levels of fecal indicators for surface water were higher than those for groundwater. The numbers of coliform from surface water and groundwater were 1.96-4.96 and 0-3.98 log MPN/100 mL, respectively. Enterococci were detected in 95% (72/75) of surface water samples and 22% (8/36) of groundwater samples. Besides, 97% (73/75) of surface water samples were observed being contaminated with Escherichia coli, and 22% (8/36) of groundwater sample was positive for E. coli. In the case of surface water, E. coli and coliform correlate to T-P, and enterococci showed relevance to the suspended solid (SS) and biochemical oxygen demand (BOD). In groundwater, fecal indicator bacteria showed relevance to the SS and chemical oxygen demand (COD). These results could be provided as fundamental date for establishing microbial standard of water used in leafy vegetables cultivation.
The purpose of this study was to investigate water quality for irrigation water used in Napa cabbage cultivation. The water samples were analyzed for physiochemical and microbiological quality for a total of 111 samples including surface water (n = 75) and groundwater (n = 36) collected from five different regions where Napa cabbage is massively grown. As a conclusion, the levels of fecal indicators for surface water were higher than those for groundwater. The numbers of coliform from surface water and groundwater were 1.96-4.96 and 0-3.98 log MPN/100 mL, respectively. Enterococci were detected in 95% (72/75) of surface water samples and 22% (8/36) of groundwater samples. Besides, 97% (73/75) of surface water samples were observed being contaminated with Escherichia coli, and 22% (8/36) of groundwater sample was positive for E. coli. In the case of surface water, E. coli and coliform correlate to T-P, and enterococci showed relevance to the suspended solid (SS) and biochemical oxygen demand (BOD). In groundwater, fecal indicator bacteria showed relevance to the SS and chemical oxygen demand (COD). These results could be provided as fundamental date for establishing microbial standard of water used in leafy vegetables cultivation.
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문제 정의
따라서 본 연구는 배추 주산단지의 농업용수의 미생물 안전성을 평가하기 위하여 위생지표세균(총대장균군, 대장균, 장구균)을 조사하였으며 이들 위생지표세균과 수질항목과의 상관분석을 통하여 위생지표세균의 발생에 영향을 주는 수질인자의 특성을 조사하고자 수행하였다.
제안 방법
C 배양기에 넣었다. 15분 후 1개씩 꺼내어 DO를 측정하고 나머지 1개는 5일 후 같은 시각에 DO를 측정하였다. 각 수치를 아래의 수식에 대입한 후 결과를 환산하였다.
pH, 전기전도도(EC)는 각각 pH meter (Orion Star A211,ThermoScientific, Waltham, MA, USA), EC meter (K4000-EC, Pnlins. Gyeonggi, Korea)를 이용하여 측정하였다.
이후 정량플레이트에 분주한 후 37oC, 18~24시간 배양하였다. 대장균군 판별은 노란색으로 변한 웰 수를 계수하였고, 대장균은 노란색을 띄고 365 nm에서 형광을 보이는 웰 수를 계수하였다. 이후 MPN 판독표를 이용하여 100 mL 속의 균수를 환산하였다.
대장균군과 대장균 분석은 농업용수를 원액, 10배, 100배 희석한 후 각 농도별 100 mL을 취하여 멸균병에 넣은 후 Colilert 18 (IDEXX Laboratories, Westbrook, ME, USA)을 첨가하고 혼합하였다. 이후 정량플레이트에 분주한 후 37oC, 18~24시간 배양하였다.
지표수는 멸균된 용기를 활용하여 채취한 후 무균채수병에 옮겨 담았다. 또한 지하수는 5분 이상 흘려내린 다음 무균채수병에 채수하여 아이스박스에담아 실험실로 이송하고 18시간 내에 분석하였다.
본 연구는 2016년 8월부터 11월까지 배추 주산단지 5지역을 대상으로 배추재배에 활용되는 농업용수를 각 지역의 수확 시기에 채취하여 위생지표세균(총대장균군, 대장균, 장구균)과 이화학성분을 조사하였다. 수집된 시료는 Table 1에서 보는 바와 같이 지표수 75점, 지하수 36점을 수집하였다.
대상 데이터
본 연구는 2016년 8월부터 11월까지 배추 주산단지 5지역을 대상으로 배추재배에 활용되는 농업용수를 각 지역의 수확 시기에 채취하여 위생지표세균(총대장균군, 대장균, 장구균)과 이화학성분을 조사하였다. 수집된 시료는 Table 1에서 보는 바와 같이 지표수 75점, 지하수 36점을 수집하였다. 농가에서 활용하고 있는 물은 지표수와 지하수이며, 지표수는 지역에 따라 활용하는 수원에 차이가 있었다.
용존산소(DO)는 DO meter (YSI Model 58, Mettler Toledo, Greifensee, Switzerland)를 이용하여 분석하였고 BOD는 시료를 BOD병 2개에 나누어 적정 농도로 희석하여 담고, 기포를 제거한 후 20oC 배양기에 넣었다. 15분 후 1개씩 꺼내어 DO를 측정하고 나머지 1개는 5일 후 같은 시각에 DO를 측정하였다.
데이터처리
p < 0.05 수준에서 처리효과가 유의적인 경우에는 Duncan’s Multiple Range test를 이용하여 평균간 다중비교를 하였다.
모든 실험은 3반복으로 수행되었으며 관찰된 실험결과의 지역 간 차이는 SAS 통계 프로그램(version 9.1, SASInstitute, NC, USA)의 분산분석(ANOVA procedure)을 이용하여 분석하였다. p < 0.
위생지표세균간, 위생지표세균 수에 영향을 미치는 수질인자를 알아보기 위하여 위생지표세균수와 수질항목에 대한 상관분석을 실시하여 Pearson 상관계수를 구하였고, 양쪽 유의성 검정을 실시하였다.
이론/모형
농업용수의 이화학성 분석은 ‘농업용수 수질분석 실무 매뉴얼’에 따라 분석하였으며 각 항목별 분석법은 아래와 같다.
성능/효과
농업용수로 이용되는 지표수의 경우 BOD 8 mg/L 이하,COD 9 mg/L 이하로 제시하고 있으며, 본 연구에서 조사된 농업용수에서는 BOD의 경우 평균 1.29 mg/L으로 기준을 충족하고 8 mg/L 이상을 넘는 지역은 없었다. 그러나 COD의 경우 평균 5.
농업용수에서 위생지표세균간의 출현에 대한 지표수, 지하수 모두 포함하여 Pearson 상관분석을 실시한 결과, 총대장균군수와 대장균수의 상관계수는 0.868(p < 0.01), 총대장균수와 장구균수의 상관계수는 0.788(p < 0.01)로 조사되었다(Table 3).
미현대화법의 기준과 비교해보았을 때,농업용수로 이용되는 지표수는 대장균이 126 CFU/100 mL이하로 정하고 있으며, 작물에 직접 닿는 농업용수의 경우 불검출/100 mL로 정하고 있다21). 배추 주산단지에서 농업용수로 이용되는 지표수 중 I지역과 III지역의 모든 지표수가 미현대화법 기준에 부적합하고, 그 외 지역의 지표수는 기준에 부합하는 것으로 나타났다. 이는 동물의 유입 빈도가 높을수록 토양와 수질의 위생지표세균이 증가한다고 보고된 바 있어, 이들 지역이 야생동물의 출입이 자유로운 산악지역이기 때문에 농업용수에 위생지표세균이 높은 것으로 추측된다22,23).
배추재배 농업용수에서 위생지표세균을 조사한 결과는 Table 2와 같다. 본 연구를 위해 수집된 배추재배용 지표수에서 모두 총대장균과 장구균이 검출되었으며, 대장균의 경우도 II지역의 1 농가를 제외한 지표수에서 모두 검출되었다(data not shown). 지하수의 경우 V지역을 제외한 농가 중 6 농가에서 대장균군이 검출되었으며, 대장균의 경우 I지역 2 농가에서 검출되었다.
상수도, 지하수, 지표수, 폐수 순으로 미생물 오염도가 높아진다8). 본 연구에서 수집된 배추에 재배에 이용되는 농업용수는 지하수와 지표수, 2가지 타입이며, 위 연구들과 유사하게 지하수보다 지표수에서 위생지표세균 검출빈도와 검출수준이 높았다.
이러한 결과 농업용수를 이용되는 강우로 인한 토양유실이나 동물의 직접적인 접촉이나 분변의 오염으로 농업용수의 SS, BOD, COD, T-P등의 이화학성분과 총대장균군, 대장균, 장구균등의 위생지표세균 밀도가 증가 할 수 있으며, 이들이 서로 상관관계가 있다고 판단된다.
지표수와 지하수간에 위생지표세균(총대장균군, 대장균,장구균)에 대한 오염 수준을 보면 지표수의 경우 총대장균군 2.33~4.94 log MPN/100 mL, 대장균은 불검출 ~3.75 log MPN/100 mL, 장구균은 불검출 ~3.53 log MPN/100 mL수준으로 대부분의 농가가 2.0 log MPN/100 mL 이상으로 검출되었다. 지하수의 경우 총대장균군은 불검출 ~3.
배추주산단지의 지표수와 지하수간 이화학성분의 차이는 T-P와 COD를 제외하고는 유의적인 차이가 없었다(Table4). 지표수의 경우 pH, EC, COD, DO, BOD에서 지역 간 차이가 있었으며, 이중 pH를 제외한 이화학성 성분들이 IV과 V지역이 높은 수치를 나타내었다. 지하수의 경우 pH,EC, DO, BOD, T-P가 지역 간 차이가 있었다(Table 5).
지표수의 경우 대장균군과 T-P가 상관성을 보였으며, 대장균은 T-P (0.44,p < 0.03), 장구균은 SS (0.42, p < 0.04), BOD에 상관성을 보였다.
본 연구를 위해 수집된 배추재배용 지표수에서 모두 총대장균과 장구균이 검출되었으며, 대장균의 경우도 II지역의 1 농가를 제외한 지표수에서 모두 검출되었다(data not shown). 지하수의 경우 V지역을 제외한 농가 중 6 농가에서 대장균군이 검출되었으며, 대장균의 경우 I지역 2 농가에서 검출되었다. 장구균의 경우 I지역과 III지역의 농가 중 3 농가에서 검출되었다(data notshown).
후속연구
Wilkes 등26)의 연구에서는 캐나다 온타리오주에 위치한 사우스네이션 강의 수질을 검사한 결과, 분원성대장균, 대장균, 장구균, Clostridium perfringens가 상관관계를 가진다고 보고하였다. 대장균이나 장구균이 수원에 존재하면 병원성미생물의 발생빈도가 높은 것은 아니지만 대장균의 발생은 분변유래의 지표이기 때문에 분명 지표로서는 가치가 잇고 향후 위생지표세균이 배추에서 생존, 사멸 연구를 통하여 국내 농업용수의 기준을 설정하는 것이 필요하다고 판단된다.
이는 수질에 대해 다양한 인자들이 관여하며, 특히 이화학적 매개변수 및 생물학적 매개 변수 이외에도 수원의 특징, 기후 변화, 환경 등 다양한 매개 변수들 직간접적으로 관여하기 때문이다36). 이에 대한 연구도 향후 반드시 이루어져야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
김치로 인해 식중독이 발생한 예시는?
하지만 김치는 제조 공정에 멸균과정이 없는 비살균 자연발효식품이기 때문에 충분히 발효가 되지 않으면 김치에 오염된 식중독세균을 제어하기가 어렵다1,5). 이러한 이유로 2008년, 2011년에는 Clostridium perfringens에 2012년에는 장응집성 Escherichia coli (enteroaggregative E. coli)에 2013년에는 장병원성 대장균(enteropathogenic E. coli)에 2014년에는 장독소원성 대장균(enterotoxigenic E. coli)에 의한 식중독이 발생하였다1). 김치의 안전성을 확보하기 위해서는 원재료의 안전성 확보가 가장 중요하며, 그 중에서도 김치 주요 원료인 배추의 안전성이 가장 중요하다.
김치란 무엇인가?
김치는 배추와 여러 부재료들이 어우러져 유산균에 의한 젖산발효작용을 통하여 독특한 맛과 영양을 지닌 한국의 전통적인 채소발효식품으로1) 2001년 국제식품규격(CODEX) 목록에 등록되었고, 2006년 ‘Health’에서 세계 5대 건강식품으로 선정 되어 전세계적으로 높은 관심을보이고 있다2,3). 또한 경제발전과 단체급식의 증가 등으로인하여 국내에서는 상품김치의 수요가 증가하고 있다4).
김치 제조 시 생길 수 있는 문제점은?
또한 경제발전과 단체급식의 증가 등으로인하여 국내에서는 상품김치의 수요가 증가하고 있다4). 하지만 김치는 제조 공정에 멸균과정이 없는 비살균 자연발효식품이기 때문에 충분히 발효가 되지 않으면 김치에 오염된 식중독세균을 제어하기가 어렵다1,5). 이러한 이유로 2008년, 2011년에는 Clostridium perfringens에 2012년에는 장응집성 Escherichia coli (enteroaggregative E.
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