초록 ▼

Ⅳ. 연구 결과

- 전국 지하수 중 노로바이러스 등 미생물 오염실태조사(1세부과제)

◎ 본 과제에서는 조사 시기(1∼3월)를 고려하여 총 80개소(경기도 22개소, 강원도 13개소, 경상북도 및 경상남도 16개소, 충청남도 및 충청북도 8개소, 전라남도 및 전라북도 7개소, 인천광역시 8개소, 부산광역시 3개소, 대전광역시 및 세종특별자치시 3개소)를 선정하여 1회씩 조사를 실시하였다. 관정 선정 기준에 있어서는 통계분석을 위한 노로바이러스 양성 데이터를 보완하는 한편 겨울철 자료를 보완하기 위하여 분원성

Ⅳ. 연구 결과

- 전국 지하수 중 노로바이러스 등 미생물 오염실태조사(1세부과제)

◎ 본 과제에서는 조사 시기(1∼3월)를 고려하여 총 80개소(경기도 22개소, 강원도 13개소, 경상북도 및 경상남도 16개소, 충청남도 및 충청북도 8개소, 전라남도 및 전라북도 7개소, 인천광역시 8개소, 부산광역시 3개소, 대전광역시 및 세종특별자치시 3개소)를 선정하여 1회씩 조사를 실시하였다. 관정 선정 기준에 있어서는 통계분석을 위한 노로바이러스 양성 데이터를 보완하는 한편 겨울철 자료를 보완하기 위하여 분원성 오염가능성이 높은 관정, 또는 오염이 일어났던 관정의 주변 관정을 우선적으로 선정하여 노로바이러스와 분원성 지표세균, 주변오염원 및 관정제원 조사를 수행하였다.

◎ 조사 대상 지하수 관정의 세균지표들의 검출빈도는 조사된 지하수의 음용 또는 비음용 여부에 상관없이 모두 먹는 물 수질기준을 적용하였으며, 일반세균의 경우 100 CFU/mL가 초과되어 분석된 지점이 2개소(2.5 %), 총대장균이 검출된 지점이 15개소(18.7 %), 대장균이 검출된 지점은 8개소(10.0 %)로 조사되었다. 또한 노로바이러스 양성을 보인 관정은 총 5개소(6.3 %)로 조사되었으며 이들의 유전자형은 모두 GII.4로 밝혀졌다. 총대장균군과 대장균의 지역별 오염도는 부산, 전라도, 경상도, 강원도 및 경기도 순으로 높았다.

◎ 노로바이러스 검출과 다른 변수들과의 상관성을 확인하기 위한 통계 분석 결과, pH와 온도가 노로바이러스 검출 유무에 영향을 줄 수 있다고 판단되었다. 분석 결과에 따르면 노로바이러스 오염이 확인된 시료는 2015년 1월에 채취한 시료이며, 노로바이러스 불검출 시료에 비해 상대적으로 낮은 수온(평균 7.8 ℃)과 낮은 pH(평균 6.6)를 보였다.

◎ 전년 과제에 이어 본 과제에서 수행한 겨울철 노로바이러스 오염 실태 조사의 목적은 이전까지 부족했던 겨울철 시료에 대한 자료를 보완하는 한편, 2014년 식약처 과제와 Ayukekbong et al. (2013)의 연구에서도 확인하였던 계절성을 참고하여 노로바이러스 검출률이 높을 것으로 예상되는 겨울철 자료를 확보하는 것이었다. 2007년부터 확보된 총 시료 수는 약 1,500개이며, 본 과제와 전년도 과제에서 분석한 겨울철 시료는 200개가 채 안될 정도로 상대적으로 적다. 따라서 앞으로 조사 시료 수의 증가와 겨울철의 조사 시기, 노로바이러스 오염 우려 관정의 꾸준한 모니터링, 그리고 노로바이러스 검출방법의 개선이 이루어진다면 노로바이러스 예측 인자의 확실한 선별을 위한 통계분석에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 판단한다.

- 지하수 중 미생물 조사결과 분석 및 유전자형 분포특성 평가

◎ 2007년부터 2015년까지의 노로바이러스 실태조사 과제 관련 자료를 종합하여 지하수 중 노로바이러스 등 미생물 조사결과를 분석하고 노로바이러스 분포특성을 평가하였다.

◎ 노로바이러스의 검출과 가장 상관관계가 유의한 환경변수는 대장균 파지의 개체수였다. Somatic phage의 경우 가장 유의하고 높은 오즈비(odds ratio)를 보이는 결과를 보였다 (coefficient＝0.005, p＝0.0002). Male-specific phage의 경우, 그 다음으로 높은 상관도를 보였다 (coefficient＝0.001, p＝0.008). 통계적 상관도는 대체로 대장균 파지의 개체수가 매우 높은 지하수 수체에서 노로바이러스가 검출된다는 점이다. 그러나 대장균 파지의 개체수가 다소 높은 경우에도 노로바이러스가 검출되지 않는 경우와 노로바이러스의 검출에도 불구하고 대장균 파지가 검출되지 않는 경우도 있어, 대장균 파지는 노로바이러스의 출현 지표로 고려될 수 있지만, 방법론적인 보완이 필요할 것으로 사료된다.

◎ 조사된 환경 및 수질 항목들 중, 관정이 위치한 시설의 용도가 노로바이러스의 출현과 유의한 관계를 보였다. 관정을 이용하는 사람이 가장 적은 경우는 개인 주택으로 볼 수 있는데, 개인주택에 비하여 공원과 목욕장을 제외하면 모든 다중 이용시설은 높은 빈도의 검출률을 보였다(t-test, p＜0.05). 특히 관리가 어려운 경작지 주변과 숙박이 가능한 녹지에 인접한 수련원 등의 숙박시설에서 높은 빈도를 보였다. 이는 많은 인구에 의한 이용으로 오염빈도가 높고 관리가 용이하지 않기 때문에 관정이 위치한 시설 자체가 오염원으로 작용하기 때문으로 볼 수 있다.

◎ 염기서열 자료 수집을 통하여 약 30,000개의 염기서열을 확보하고 BLAST 데이터베이스 형태로 DB를 구축하였다. 충분한 자료가 수집된 염기서열 자료는, GI과 GII를 마커로 하는 바이러스 검출에서 수집된 경우였다. GI의 경우 4개 유전자형이 빈번하게 출현하였고, 유전자형 내의염기서열 변이가 매우 적게 나타나 숙주의 면역성에 의한 변이도의 제한이 있는 상황에서 여러출처를 통하여 다양한 유전자형이 공급되고 있는 양태를 보였다. 시간에 따른 유전자형의 천이를 다변량분석법인 canonical correspondance analysis법으로 분석한 결과, 연도별 천이가 60 %,계절별 천이가 26 % 일어나는 유전학적 군집구조 변화를 설명할 수 있었다. 그러나 연도별 염기서열 판독의 오차율의 차이가 시간적 염기서열 차이에 포함되어 있어, 시간에 따른 천이는 과대평가된 경향이 있었다. 시간변수 이외에 노로바이러스 유전자형의 변동과 유의한 관계를 보인변수는 격자셀의 지리적 차이였다. 광역시/도, 시군구, 읍면동으로 구분되는 행정단위 중, 시군구의 차이가 유전자형의 차이와 상관관계가 있었다 (p＝0.049). 한편, 노로바이러스 검출률과 상관도를 보인 토지피복과 토지이용 형태는 유전자형의 차이와 유관하지는 않았다 (p＝0.77).

◎ 본 연구에서 얻어진 로지스틱 회귀분석의 결과로, 100 ml 당 대장균 파지의 검출량을 x 로 할 때, p=1-1/1+e^{(0.005X-1.868)} 의 확률로 노로바이러스 검출률이 유의하게 예측되었다. 노로바이러스의 검출률이 50 % 이상이 되는 영역은 대장균 파지의 농도가 370 PFU/100mL인 영역이었다. 대장균 파지를 370 PFU/100mL의 농도 수준으로 지하수의 분변성 오염을 관리한다면, 노로바이러스에 대한 지하수 이용자의 노출을 절반으로 줄일 수 있음을 시사한다고 볼 수 있다. 다만, 100 PFU/100mL 이하의 대장균 파지의 분석법을 기존보다 민감도를 높이는 쪽으로 개선할 수 있다면 노로바이러스에 대한 노출을 관리할 수 있는 좋은 지표로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

(출처:요약문 p.5)

Abstract ▼

In the 1st subject of this study, the survey of designated microorganisms and human noroviruses (hNoV) in groundwater was conducted at 80 sites during last winter. As a result, the following detection rates were identified in 80 untreated groundwater samples: heterotrophic bacteria(>100 CFU/ml) (2.5

In the 1st subject of this study, the survey of designated microorganisms and human noroviruses (hNoV) in groundwater was conducted at 80 sites during last winter. As a result, the following detection rates were identified in 80 untreated groundwater samples: heterotrophic bacteria(>100 CFU/ml) (2.5%), total coliforms (18.7%), E.coli (10.0%), somatic phage (16.3%), male-specific phage (16.3%) and hNoV (6.3%). Although hNoV detected in recent years have not been deeply correlated with detection targets, accumulation of additional winter season data in future studies will provide more correct correlationship between hNoV and other environmental factors.

In the 2nd subject, statistical and genetic analyses were carried out on microbiological and environmental variables collected together with norovirus prevalence since 2007. Prevalence of norovirus in ground waters was high where surface waters are used forirrigation purposes or abundant by natural causes, implying that the level of contamination of surface water is a crucial determinant factor for ground watercontamination. Strong correlation between coliphage abundance and norovirus prevalence suggested potential use of coliphages as indicator of norovirus presence in ground water. The types of norovirus in the contaminated ground water appears to be determined by migration of human host, as the genotypes of norovirus in ground water showed succession over time while differing among districts. Based on the results, the model for norovirus occurrence in ground water can be modeled with sinks including ground water and contaminated food stuffs, and links of human migration.

(출처:Abstract p.8)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2요 약 문 ... 4Abstract ... 8목차 ... 9표목차 ... 10그림목차 ... 11제 1 장 서 론 ... 12제 2 장 연구내용 및 방법 ... 18 1절 연구내용 ... 18 2절 연구방법 ... 19 1. 전국 지하수 중 노로바이러스 등 미생물 오염실태조사 (제 1 세부과제) ... 19 2. 지하수 중 미생물 조사결과 분석 및 유전자형 분포특성 평가(제 2세부과제) ... 28제 3 장 연구결과 및 고찰 ... 30 1절 전국 지하수 중 노로바이러스 등 미생물 오염실태조사(제 1 세부과제) ... 30 1. 지하수에서의 바이러스 및 지표세균의 오염 실태조사 결과 ... 30 2. 지하수에서의 수화학 이온종 분석 ... 37 3. 상관성 분석 ... 38 4. 본 과제 관련 이전 연구결과 ... 40 5. 금년도 노로바이러스 등 미생물 오염실태조사 고찰 ... 41 2절 지하수 중 미생물 조사결과 분석 및 유전자형 분포특성 평가(제 2세부과제) ... 43 1. 관정별 특성 분석과 영향지역 격자 DB 구축 ... 43 2. 지하수 중 미생물 조사결과 분석 및 유전자형 분포특성 평가 고찰 (지하수 중 노로바이러스의 출현) ... 52제 4 장 결 론 ... 54제 5 장 기대성과(활용방안) 또는 향후계획 ... 56제 6 장 참고문헌 ... 58끝페이지 ... 61