초록 ▼

4. 연구 결과 및 결론
4-1. 유해세균의 분포 특성 조사
- 물환경에서의 유해세균의 분포를 조사한 결과, 기후변화 예측 시나리오에 의해 구분된 지역에서의 수온변화에 따른 유해세균의 검출 경향은 명확히 구분되지 않음. 그러나 연구기간 동안 대상 지역에서 유해세균 중 E. coli O157:H7, S.entrica 및 L. pneumophile 등이 검출되고 있는 반면 S. sonnei, C. jejuni 및 V. cholerae는 대부분 검출되지 않는 것으로 조사됨.

4-2. 기후변화에 따른 유해미생물 관리

4. 연구 결과 및 결론
4-1. 유해세균의 분포 특성 조사
- 물환경에서의 유해세균의 분포를 조사한 결과, 기후변화 예측 시나리오에 의해 구분된 지역에서의 수온변화에 따른 유해세균의 검출 경향은 명확히 구분되지 않음. 그러나 연구기간 동안 대상 지역에서 유해세균 중 E. coli O157:H7, S.entrica 및 L. pneumophile 등이 검출되고 있는 반면 S. sonnei, C. jejuni 및 V. cholerae는 대부분 검출되지 않는 것으로 조사됨.

4-2. 기후변화에 따른 유해미생물 관리를 위한 자료수집 및 평가
- 최근 10년간의 자료를 환경부 수질측정망으로부터 확보한 자료를 대상으로 통계학적으로 분석한 결과, 각 지점에서 수온의 변화는 유의하게 나타남. 기후변화에 따른 아열대 예외지역 (소양호), RCP 4.5 지역 (한강 및 금강), RCP 8.5 지역 (주암호) 및 현재 아열대로 구분된 지역 (낙동강, 물금)으로 구분하여 지역에 따른 차이를 검정한 결과에서도 수온은 RCP 4.5와 8.5 지역은 유사하였고, 아열대 지역은 유의한 수준으로 수온이 높게 분석됨. 금강, 한강 및 소양호는 유사한 것으로 나타났으며, 아열대 지역으로 구분된 낙동강은 주암호에 비하여 수온이 높은 것으로 분석됨.
- 특히 낙동강 (물금) 지역은 BOD, COD, 부유물질량, 총질소, 용존질소, 질산성 질소, 총인, 용존인, 인산염인 및 엽록소-a 등 대부분의 환경요인이 다른 지역에 비하여 유의한 수준으로 높게 분석됨. 그러나, 지표세균인 분원성대장균군과 총 대장균군은 한강 (구의)이 다른 지역에 비하여 유의하게 높은 것으로 분석됨. 호소와 하천 등 수자원형태로 구분하여 차이점을 검정한 결과, 대부분의 조사항목에서 호소보다 하천이 높게 나타나고 있음을 확인할 수 있었음.
- 이러한 현상은 대상지역 호소의 위치가 대부분 오염원의 유입이 적은 지역에 위치한 반면, 하천은 대도시 등 다양한 지역을 통과하면서 수질오염물질의 유입이 상대적으로 높았던 것 때문으로 추론되며, 이에 따라 하천 지역에 대한 유해 미생물의 오염이 증가될 수 있어 지속적인 관리가 필요할 것으로 사료됨. 또한, 장기적인 모니터링을 통하여 지속적인 연구와 데이터베이스의 축적이 필요할 것으로 사료됨.

4-3. 유해바이러스의 분포 특성 조사
- 유해바이러스의 경우, 전 지점에서 노로바이러스와 C형 로타바이러스는 검출되지 않았으나, 금강지역에서 A형 간염바이러스가 1회 (2013년 8월) 검출되었으며, 국내에서 검출사례가 다수 보고된 유전형 IB형으로 분류됨. 주암호에서는 엔테로바이러스가 2회 (2013년 8월 및 2014년 2월) 검출됨. 나주 영산강의 하수처리장 방류수 유입지역에서 엔테로바이러스가 1회 (2013년 8월) 검출됨. 그러나 계성천의 하수처리장 방류수 유입지역에서는 수온이 낮은 계절에 노로바이러스 GI과 GII가 각각 2회 (2013년 12월 및 2014년 2월) 검출됨. 계통학적 분석결과, 노로바이러스 GI은 G1-2 및 GI-4였으며, 노로바이러스 GII는 GII-2와 GII-6로서, 국내 물환경에서 검출된 사례가 있는 유전형으로 확인.
- 금번 연구기간동안 유해 바이러스의 검출 빈도는 낮았으나, 하수처리장 방류수 유입지역에서 유해 바이러스가 검출되었으며, 기후변화와 관련한 물 환경에서 유해바이러스에 대한 자료가 매우 부족한 현실을 감안할 때, 향후의 기후변화에 대응하여 유해 바이러스의 관리대책 마련을 위한 지속적인 분포 정보의 확보가 필요할 것으로 사료됨. 물리화학적 환경요인과 지표세균에 대한 통계학적 분석에서도 하수처리장 방류수 유입지역이 유의하게 높게 나타나고 있어, 관리의 필요성을 더욱 강조할 수 있음.

4-4. 항생제 저항성균의 분포특성 조사
- 장기모니터링 지점에 대한 ampicillin 및 tetracycline 2종의 항생제에 대한 저항성 세균의 분포를 조사한 결과, 국내 물환경에서 ampicillin 저항성 세균은 광범위하게 분포하는 것으로 나타났으며, 유전자 분석결과 Pseudomonadaceae과와 Aeromonadaceae 과의 분포가 높은 것으로 분석됨. 그러나 tetracycline 저항성 세균의 검출은 미미하게 나타남. 그러나 하수처리장 방류수 유입지역을 포함한 정밀조사 지역에서 상류 및 하류 지역에 비하여 하수처리장 방류수 유입지역에서 항생제 저항성 세균의 분포가 높아지는 것을 확인할 수 있어, 하수처리장이 항생제 저항성 세균의 잠재적인 오염원이 될 수 있음을 짐작할 수 있음.
- 항생제 저항성 세균의 제어를 위하여 염소, 오존 및 UV을 이용한 대장균의 소독효과를 분석한 결과, 2 log (99%) 제거를 위한 CT 값이 다소 높아지는 것으로 분석되었으며, 이 결과들은 물환경 뿐 아니라 하수처리장 방류수에서 항생제 저항성 세균의 분포조사가 광범위하게 이루어져야 하며, 실제 하수처리장 소독에서의 제어경향 파악도 필요할 것으로 사료됨.

4-5. 정밀조사 지역 분포 특성
- 한편 강우 등 기상이변이 발생할 경우, 유해 미생물의 변동추이를 추정하기 위해 정밀조사 지역을 대상으로 강우 전후의 미생물 분포를 분석한 결과, 강후 1일 후 대장균 등 분변오염 지표세균이 급격하게 증가하였으며, 14일 후에는 강우전과 유사한 분포로 회복되는 것으로 나타남. 또한 C. jejuni 등 일부 유해세균도 강우 1일 후 검출되는 것이 확인되었으며, 통계학적 분석에서도 강우 1일후는 유의하게 지표세균 및 환경요인들이 높게 나타나고 있음.

4-6. 기후변화 모식 microcosm을 이용한 미생물 분포특성 기초자료 확보
- 기후변화 모식 microcosm 운전결과, 수온의 변화에 따라 미생물의 우점 순위가 미미하게 변화하였으며, 수온의 변화가 진행됨에 따라 대조군과 실험군의 유사도가 변화하는 것을 확인함.
- 이러한 결과는 장기간의 변화가 나타날 경우 미생물의 군집변화가 발생할 수 있는 가능성이 높음을 짐작할 수 있었으나, 지속적인 연구가 진행되어야 할 필요성이 요구되어짐.

( 출처 : 요약문 7p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 10
• 표목차 ... 12
• 그림목차 ... 15
• 1. 서론 ... 17
• 1-1. 연구의 배경 및 필요성 ... 17
• 1-2. 연구 목적 ... 26
• 2. 연구내용 및 방법 ... 27
• 2-1. 연구 내용 ... 27
• 2-1-1. 상수원 또는 하천 등 주요지점 선정 및 장기모니터링 ... 27
• 2-1-2. 국내 기후변화 예상지역의 미생물 정밀조사 및 특성평가 ... 52
• 2-1-3. 기후변화 모식 microcosm을 이용한 미생물 분포특성 기초자료 확보 ... 53
• 2-1-4. 효율적인 관리대책 추진방향과 대안을 제시하기 위한 기초자료 제공 ... 53
• 2-2. 연구 방법 ... 54
• 2-2-1. 장기모니터링 및 정밀조사 지점 선정 및 조사 주기 ... 54
• 2-2-2. 물리화학적 환경요인 ... 55
• 2-2-3. 지표미생물 ... 55
• 2-2-4. 유해세균 ... 57
• 2-2-5. 유해바이러스 ... 59
• 2-2-6. 항생제 저항성 세균 ... 67
• 2-2-7. 기후변화 모식 microcosm 연구 ... 76
• 3. 결과 및 고찰 ... 79
• 3-1. 상수원 또는 하천 등 주요지점 선정 및 장기모니터링 조사 ... 79
• 3-1-1. 조사대상 지점별 모니터링 결과 ... 79
• 3-1-2. 기후변화 예측 시나리오에 따른 지역별 특성 비교 ... 155
• 3-2. 국내 기후변화 예상지역 미생물 정밀조사 및 특성평가 ... 164
• 3-2-1. 기후변화 예상지역에 대한 정밀조사 ... 164
• 3-2-2. 기상이변에 따른 미생물 분포특성 ... 184
• 3-2-3. Pyrosequencing ... 204
• 4. 결론 ... 209
• 4-1. 상수원 또는 하천 등 주요지점 선정 및 장기 모니터링 ... 209
• 4-1-1. 조사대상 지점 및 유해미생물의 선정 ... 209
• 4-1-2. 장기모니터링 지점에 대한 수온 및 지표세균의 분포 ... 209
• 4-1-3. 장기모니터링 지점에 대한 유해세균의 분포 ... 210
• 4-1-4. 장기모니터링 지점에 대한 유해 바이러스의 분포 ... 211
• 4-1-5. 장기모니터링 지점에 대한 항생제 저항성 세균의 분포 ... 212
• 4-2. 유해미생물 관리를 위한 수질측정망 자료의 확보 및 통계학적 분석 ... 213
• 4-3. 국내 기후변화 예상지역 미생물 정밀조사 및 특성 평가 ... 213
• 4-3-1. 기후변화 예상지역에 대한 미생물 정밀조사 ... 213
• 4-3-2. 기상이변에 따른 미생물 분포특성 ... 215
• 4-4. 환경 중 항생제 저항성세균의 특성 및 소독효과 ... 216
• 4-4-1. 항생제 저항성 세균의 유전자 다양성 및 다재 저항성 ... 216
• 4-4-2. 항생제 저항성 세균의 소독능 및 항생제 저항성 유전자의 형질전환율 ... 217
• 4-5. 기후변화 모식 microcosm을 이용한 미생물 분포변화 분석 ... 218
• 5. 기대성과 및 활용방안 ... 219
• 5-1. 기대성과 ... 219
• 5-2. 활용방안 ... 219
• 6. 참고문헌 ... 221
• 끝페이지 ... 233