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[Bioaerosol] 산과 바다에서 부유세균, 부유진균 특징은?

 

오늘 소개할 연구는 산과 바다에서 공기 중 부유세균과 부유 진균의 차이 연구입니다. 산과 바다에서 부유세균은 어떤 차이가 있을지 살펴보겠습니다.

 

 

 

샘플링은 오대산, 경포대, 강릉 버스터미널에서 2월에서 4월 사이에 진행했습니다. 이렇게 세 곳에서 샘플링하여 산 vs. 바다 vs. 도심을 비교했습니다.

 

연구결과를 살펴보겠습니다. 부유세균, 부유 진균 농도가 산 > 도심 > 바다 순으로 분석됐습니다. 산에서 농도가 도심보다 매우 크게 나타났고, 도심은 바다보다 약간 높았습니다. 

 

그리고 산에서 부유 진균 농도는 바다보다 약 9배, 부유세균 농도는 약 7배 높았습니다. 하지만 직경이 5um 이하 공기 중 파티클의 수는 바다가 산보다 약 2배 정도 더 많았습니다. 미세먼지가 10um 이하, 초미세먼지가 2.5um 이하인 것을 감안하면 바다의 미세먼지 농도가 산보다는 높다는 것을 추축해 볼 수 있겠네요. 그리고 미세먼지 농도에 바이오 에어로졸의 농도가 주된 요소가 아니라는 사항도 간접적으로 알 수 있습니다.

 

 

우리나라 일부 지역에서만 측정한 것으로 이러한 결과를 일반화 하기에는 아직 제한점이 있습니다. 하지만 바다와 산의 공기 중 바이오 에어로졸의 특성이 다르다는 사실은 꼭 알면 좋을 것 같습니다. 

 

 

 

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[초등학교 실내환경] 주변환경에 영향을 받는 초등학교 실내공기질

 

오늘은 재밌는 연구결과가 있어 소개하려고 논문을 리뷰하려고 합니다. 주요한 내용은 서울 내 초등학교 116곳의 실내공기질을 측정 및 분석한 결과입니다. 논문은 2015년에 발표되었고, 실내공기질을 분석한 기간은 2013년 9월부터 11월입니다.

 

 

강동구 22곳, 강서구 30곳, 강남구 30곳, 강북구 34곳에서 실시했습니다. 분석항목은 온도, 습도, 폼알데하이드, 총휘발성유기화합물, 미세먼지 (PM10), 이산화탄소, 일산화탄소, 총부유세균, 이산화질소를 측정했습니다. 

 

우선 첫 번째 결과로 과학실과 교실과의 차이를 보여줬습니다. 과학실은 실험을 하면서 위험물은 아니지만 그래도 화학약품 등을 보관하고 있고, 교실은 항상 학생들이 있어 학생들이 뛰어다니는 등으로부터 발생되는 오염물질이 많이 일어날 것입니다.

 

역시나 폼알데하이드와 총휘발성유기화합물은 과학실에서 높았고, 미세먼지, 이산화탄소, 총부유세균은 교실에서 높게 나타났습니다. 어린이들은 워낙에 또 활기차서 정말 열심히 뛰어다니기 때문에 미세먼지, 이산화탄소, 총부유세균 등이 높게 나타납니다. 이럴 때는 모두들 아시다시피 환기가 가장 중요합니다.

 

두 번째 결과는 주변 환경에 따른 학교 실내공기질 차이였습니다. 저는 이 부분이 정말 재밌게 느껴졌습니다. 주변 환경에 따라서 세 분류로 나누었는데 1. 산 주변 (주변에 산이 존재) / 2. 주거시설 근처 (아파트 등 고층 주거시설 근처) / 3. 도로 근처 (주변에 큰 도로)로 나누었습니다. 당연히 이것만 봐서는 '1번 산 주변'에 있는 공기질이 좋겠고, '3번 도로 근처'가 나쁘겠군 이라고 생각을 했을 것입니다. 하지만 연구결과는 그 반대를 보였습니다. '3번 도로 근처' 초등학교에서 미세먼지, 총부유세균 농도가 낮게 나오고, '1번 산 주변', '2번 주거시설 근처'에서 농도가 높게 나왔습니다. 다들 이 결과에 의아해하실 수도 있습니다. 이 논문에서는 이렇게 나온 결과의 가능성을 아래와 같이 설명했습니다.

 - 도로가 근처에 있다는 것은 학교 주변을 막는 건물 등이 없어 공기가 멀리서부터 와서 학교를 통과하면서 환기를 시킴

 - 즉, 환기가 매우 잘됨

 - 아파트 등 고층빌딩의 경우 오염된 공기가 멀리 날아가지 못하고 건물에 갇혀있어 환기를 해도 오염된 공기가 다시 유입됨.

 - 산의 경우 오염물질이 산을 넘어가야 하지만 산이 높아 넘어가지 못하고 다시 밤의 기온 때문에 하강하여 다시 내려옴.

 

위와 같은 이유로 위의 결과가 나왔을 가능성을 보였습니다. 우리의 예상과는 많이 다른 결과를 보였지만, 충분히 가능성 있는 연구라고 생각합니다. 오염물질이 멀리 퍼져가야 하는데 고층 빌딩과 같이 공기의 흐름을 방해하여 오염물질이 계속 근처에 남아있는 것입니다. 

 

이건 저의 생각인데 산의 경우는 조금 다른 가능성도 있을 것이라고 봅니다. 산은 흙, 나무 등으로 덮여있어 수많은 미생물들의 집합소인데 여기서 나오는 미생물들의 영향이 있을 수도 있다고 생각합니다. 

 

이 결과는 서울을 대상으로 단기간으로 측정한 것으로 일반화를 하기에는 아직까지는 제한점이 있습니다. 정확한 모델링이나 날씨, 계절, 기후 등 모든 조건을 따져봐야지 정확한 결과를 알 수 있을 것 같습니다.

 

저는 이 결과를 보면서 신기했는데 다들 어떠셨나요? 주변에 큰길이 있어 자동차가 많이 다닌다고 공기질이 나쁘다고만 판단할 것은 아니라고 생각합니다. 그리고 공기질 농도가 높다고 건강에 유해하다고만 판단하기에도 뭔가 찜찜한 점이 느껴집니다.

 

그럼 다음에도 재밌는 연구결과 보게 되면 보여드리도록 하겠습니다.

 

 

 

 

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[Bioaerosol] 논문리뷰 (어린이집 바이오에어로졸)

 

 

오늘 볼 논문은 PLOS ONE 저널에 나온 어린이집 바이오 에어로졸에 관한 논문입니다. 바이오 에어로졸이란 공기 중에 있는 에어로졸 중 생물체 물질입니다. 예를 들면, 부유세균, 부유 진균, 바이러스 등입니다. 현재 바이오 에어로졸 중 부유세균, 부유 진균을 검사하는 방법은 공기를 배지로 빨아들인 후 배양시켜 자란 세균을 카운팅 하는 방법을 사용하고 있습니다. CFU (Colony Forming Unit)을 세는 것으로 측정하고 있습니다.

 

얼마 전까지만 해도 부유세균만을 실내공기질 기준으로 두었다가, 어린이집/의료기관/산후조리원 등 민감계층 시설에서 공기 중 곰팡이 농도에 대한 기준이 실내공기질 관리법에 추가되었습니다. 정확한 것은 실내공기질 관리법 시행규칙 별표 3을 보시면 자세한 기준을 알 수 있습니다. 이처럼 바이오 에어로졸은 질병을 일으킬 수 있는 위해성이 있다는 것을 알 수 있으며, 이를 위해 정부에서는 법으로써 관리하고 있습니다. 부유세균과 부유 진균을 관리해야 한다는 것에 대해서는 어느 누구도 반박할 사람은 없습니다.

 

하지만 많은 연구자들 사이에 논의되는 사항은 과연 현재 기준대로 관리를 하는 게 옳은 것인가에 대한 문제입니다. 특정 장소에서 몇 군데 측정위치를 잡아 공기를 배지에 빨아들이고 배양을 시키고 배양된 미생물을 카운팅 하는 것의 문제점에 대한 의문을 낼 수 있습니다.

 

다양한 의견은 아래와 같습니다.

1. 과연 공기 중 모든 미생물이 정해진 배지에서 잘 자랄 수 있는 미생물인가??

2. 배지에서 자랄 수 있는 살아있는 미생물만 측정하는 것인데 죽은 미생물 등도 건강에 영향을 미치지 않을까?

3. 프로바이오틱스로 유산균을 먹기도 하는데, 과연 공기 중 세균이 많다고 나쁘다고만 할 수 있을까?

4. 환경에 영향을 많이 받는 미생물이 측정만으로 기준 삼을 수 있는가?

 

 

1번 문제에 대해서는 배양을 했을 때와 실제와는 다른 분포를 보인다는 연구는 이전부터 되어왔기 때문에 다양한 결과들이 있습니다. 2번은 죽은 미생물이라고 하기에는 조금 과하지만 공기 중 미생물에서 나오는 물질이 건강에 영향을 더욱 크게 미친다는 연구도 되어있습니다. 나머지 의문에 대해서는 다양한 연구자 분들이 연구를 진행 중입니다.

 

서론이 길었지만, 이 연구에서는 배양 기반이 아닌 시퀀싱 기반으로 분석하였습니다. NGS 장비인 Roche 454를 이용했습니다. 요새 Omics 연구가 대세인데 그중 Metagenomics 분석이 많이 연구가 되고 있습니다. 장내 마이크로바이옴 연구와 함께 찾아보면 재미있을 것 같습니다.

 

이 논문에서 공기 샘플링은 2013년도에 실시하였고, 논문은 2015년도에 게재되었습니다.

 

이 논문의 결과를 보면, 세균의 경우 실내와 실외 유의한 차이를 보이는 커뮤니티를 구성하지만, 곰팡이의 경우 실내외 차이가 없는 것을 볼 수 있습니다. 그리고 실내에 Micrococcus라는 균이 제일 많이 존재합니다. Micrococcus의 관한 설명 및 병원성 등에 대한 내용 링크입니다. (https://en.wikipedia.org/wiki/Micrococcus)

 

곰팡이의 경우 실내외 상관없이 Hyphodontia와 Thanatephorus 가 제일 많이 존재합니다. 관련 링크 달아 드립니다. 궁금하시면 한번 가보셔도 좋을 것 같습니다. (Hyphodontia: https://en.wikipedia.org/wiki/Hyphodontia), (Thanatephorus: https://en.wikipedia.org/wiki/Rhizoctonia_solani). 또한, 알레르기를 유발하는 곰팡이 4종 (Aspergillus, Alternaria, Cladosporium, Penicillium) 은 각각 약 1~5% 정도를 차지하고 있습니다.

 

모든 세균과 곰팡이가 100% 건강에 나쁜 영향을 미친다고 하기에는 아직 미생물에 대해서는 밝혀지지 않은 내용들이 많아서 단정 짓기에는 어려움이 있습니다. 하지만 공기 중 병원성 미생물을 관리하는 것은 어느 정도 필요할 것 같습니다.

 

논문을 보시면 아시겠지만, 10개 기관에서 측정한 데이터로 이 결과로 성급한 일반화를 하면 안 되겠지만, 현재 관리의 문제를 제시할 수는 있는 결과로 이용될 수 있을 것 같습니다. 또한, 미래의 실내공기질 관리 방향에 대한 기초자료로서 사용이 될 수 있을 것 같습니다.

 

 

 

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