서
론
상수에 존재하는 병원성 미생물에 의한 발병 사례가
─ ─ 127 ──
오존
,
자외선
,
감마선을 이용한
Bacillus subtilis spores
의
살균 및 재증식 연구
김해연∙이오미∙김태훈∙이면주∙유승호* 한국원자력연구원 방사선과학연구소
Disinfection and Regrowth Potential of Bacillus subtilis spores
by Ozone, Ultraviolet Rays and Gamma Irradiation
Hae Yeon Kim, O Mi Lee, Tae Hun Kim, Myun Joo Lee and Seungho Yu*
Radiation Research Division for Industry & Environment, Korea Atomic Energy Research Institute, Jeongeup 580-185, Korea
Abstract -- Chlorination has been the most commonly adopted disinfection process for the treat-ment of drinking water. However, Cryptosporidium parvum oocysts and Giardia lamblia cysts were not treated effectively by the common chlorine-based disinfectants. Additionally, the regrowth of pathogenic microorganisms is associated with hygienic and aesthetic problems for the consumers of drinking water. Study on alternative disinfection processes such as ozone, UV-C, VUV and gamma irradiation were conducted. Bacillus subtilis spores have been used as a surrogate micro-organism for Cryptosporidium parvum oocysts and Giardia lamblia cyst. Inactivation efficiency by ozone was from 30% to 96% within the range of 5 min to 120 min exposures. Inactivation effi-ciencies by UV-C and VUV were 95.18%, 95.07% at 30 sec, respectively. Inactivation efficiency at gamma irradiation dose of 2 kGy was 99.4%. Microbial regrowths after ozone, UV-C, VUV and gamma irradiation disinfections were also evaluated for 4 days. Bacillus subtilis spores after ozone treatment for 120 min exposure at the rate of 1.68 mg∙min--1showed 96.02% disinfection
effi-ciency and significant microbial regrowth. Bacillus subtilis spores after UV-C (99.25% disin-fection efficiency) and VUV (99.67% disindisin-fection efficiency) treatments for 5 min showed gradual regrowth. However, inactivation efficiency of gamma irradiation at dose of 1 kGy was 98.8% and the disinfected sample showed no microbial regrowth for 4 days. Therefore, gamma irradiation is the most effective process for the disinfection of pathogenic microorganisms such as oocysts of protozoan parasites among four disinfection process.
Key words : Bacillus subtilis spores, Gamma irradiation, Disinfection, Ozone, UV-C, VUV
* Corresponding authors: Seungho Yu, Tel. +82-63-570-3341, Fax. +82-63-570-3348, E-mail. [email protected]
미국과 영국 등에서 보고되고 있어 전세계적으로 병원 성 미생물 제어의 중요성에 대한 인식이 확대되어가고 있다. 특히 상수에 존재하는 병원성 미생물 중에서 원생 동물인 Cryptosporidium parvum oocysts와 Giardia
lamb-lia cysts에 의한 발병사고가 전 세계적으로 증가되고 있
다고 보고되었다 (김 등 2000). Cryptosporidium parvum 은 수중에 존재하여 경구 섭취로 전달된 후 설사증을 유발하는 수인성병원체의 하나로써 90년대 지표수나 오 염된 지하수로 인해 집단적인 크립토스포리디움증 (Cry-ptosporidiosis)의 원인이 된 바 있고, Giardia lamblia 역 시 집단적인 수인성 설사증의 원인으로 빈번하게 보고 되어온 병원성 미생물이다. 우리나라에서는 아직 이들로 인한 집단질병이 보고된 바 없지만, 1993년 국내 한 대 학병원의 외래환자를 대상으로 조사한 결과, 약 20%이 상이 감염된 것으로 나타났고 사람이나 가축의 감염사 례에 대한 국내결과가 잇따르고 있다 (김 등 2002, 정 등 2002). 실제로 최근 한강이나 금강 등의 지표수, 하수처 리장 방류수 등에서 이들의 존재와 분포가 보고되기도 하였다. 따라서 먹는물 수질 기준에서 2004년 7월부터는 정수장에서 Giardia cyst와 같은 원생동물의 99.9% 제거 를 의무화 하고 있다 (환경부 2002). 현재 가장 많이 사 용되고 있는 염소 소독의 경우, 염소 잔류성에 의한 수 생식물 및 생태계에 미치는 영향이 증가하고 염소가 물 속의 유기물과 반응하여 발암성을 가진 염소계 소독부 산물 (트리할로메탄)을 발생시키는 문제점을 가지고 있 다. 특히 병원성 미생물의 경우, 기존의 염소 처리에 강 한 내성을 갖기 때문에 살균이 거의 이루어지지 않고, 미국을 비롯한 일본, 영국 등의 선진국에서는 염소 소독 에 대한 재검토가 이루어지고 있다. 이에 강력하면서도 소독부산물 생성이 적고, 염소내성 병원성 미생물의 불 활성화에 탁월한 효과를 가진 대체 소독처리공정이 필 요하다. 또한 살균처리공정에서 처리 수준은 수중에 존 재하는 미생물의 농도에 따라 달라지기 때문에 지속적 으로 수중에 존재하는 지표미생물의 모니터링이 필요하 다. 현재 Cryptosporidium oocyst 및 Giardia cyst 등 원생 동물을 분석하기 위해 다양한 분석 기법이 개발 되었으 나 숙련된 분석 기술이 요구되고 분석에 비용이 많이 드 는 단점이 있어 실 정수장에서 원생동물의 불활성화를 평가하는 데 어려움이 있다. 이에 살균공정에 대한 평가 는 일반적으로 비 병원성 미생물이고 오존 및 염소와 같 은 소독제에 대한 저항력이 비교적 강하며, Cryptospori-dium parvun oocyst 및 Giardia lamblis cysts와 유사한 살 균효율을 보이는 미생물을 사용하여 살균공정 특성을 평 가해야 한다. 독일의 독일연방기술자협회 (DVGW)에서 제시한 자외선 소독 규정은 자외선에 대한 민감도가 다
른 대장균 및 Bacillus subtilis spore (B. subtilis spore)를 권 장하며 (German association on gas and water. 2000), 미국 EPA에서 지표 박테리아는 B. subtilis spore이고, 지표 바 이러스로 MS2 Phage를 사용할 것을 제시하고 있다 (U.S EPA 2003). 또한 B. subtilis spore가 Cryptosporidium
par-vum oocyst와 같이 단백질로 구성된 외벽이 세포를 둘
러싸고 있어 Cryptosporidium parvum oocyst와 유사한 소독능을 가지고 있음을 보고하였다 (Facile et al. 2000). 따라서 1) 병원성 미생물에 강력한 살균효율을 지닌 오 존, UV-C, VUV, 그리고 고이온화 에너지를 이용한 감마 선 살균공정 효율을 B. subtilis spores를 이용하여 평가 하고 2) 살균처리 후 미생물의 재증식 실험을 통해 정수 처리장에서 병원성 미생물의 살균 특성을 평가하였다.
재료 및 방법
1. 대상미생물 선정 본 연구에서는 온도 및 수질의 특성에 큰 영향을 받 지 않고, 상대적으로 분석이 빠르고, Cryptosporidium parvun oocyst 및 Giardia lamblis cysts와 같은 원생동물 에 대한 소독 효과 평가 시 대체 미생물로 사용된 비병 원성인 B. subtilis spores (ATCC 6633)를 대상 평가미생 물로 선정하여 오존, 자외선, 감마선을 이용한 불활성화 특성과 재증식 실험을 하였다.2. 오존 실험장치
오존 실험장치는 오존 발생기 (lab2b, Ozonia, France), 유리로 제작한 직경 11 cm, 높이 15 cm의 원통형 오존 접촉조로 구성되었으며, 오존발생을 위한 주입가스로 순 산소 (순도 99.9% 이상)를 사용하였다. 오존 살균공정에 서는 기체상 오존 농도가 1.68 mg∙min-1로 유지되도록
주입하였고, 오존발생기에서 발생하는 기체상 오존 농도 측정은 요오드 흡수법 (KI absorption method)을 이용하 여 측정하였다.
3. 자외선 조사장치
본 실험에서 B. subtilis spores의 UV-C, VUV에 의한 살균효율을 측정하기 위하여 재질은 자외선 투과율이 좋은 석영관을 이용하여 반응용액의 용량을 1 l로 제작 하였으며 UV-C를 조사하기 위하여 주파장이 254.8 nm 인 UV-C 램프 (Philips, TUV G6T5, 6W)와, 185 nm와 254
nm의 혼합 파장을 발생시키는 VUV 램프 (UV Nature,
였고, 반응기내의 시료 혼합을 위하여 교반기를 설치하 고 조사시간을 달리하여 상온에서 B. subtilis spores의 살균효율을 알아보았다. 4. 감마선 조사장치 감마선 조사는 한국원자력연구원 (Jeongeup, Republic of Korea) 내 방사능이 1.47×1017Bq (397949 Ci)인 고준 위 60CO source (MDS Nordion, Canada)를 이용하여 상온 (20�C)에서 수행하였으며, 감마선 조사에 사용한 시료는 15 ml conical tube에 준비된 시료를 완전히 채운 후 흡 수선량 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.7, 1, 2 kGy (1 kGy==1 KJ∙
kg-1)로 각각 달리하여 조사하였다.
5. Baciliius subtilis spores 배양 및 분석
B. subtilis spores의 배양 및 정량은 U.S EPA에서 제시 한 방법을 참고하여 수행하였다 (U.S EPA 2003). 냉장보 관 상태의 B. subtilis spores를 백금이를 이용하여 멸균 한 영양액체배지 (nutrient broth)에서 접종하여 24시간 동안 37�C에서 shaking incubator에 배양한 후 영양평판 배지 (nutrient agar)에 접종하여 37�C에서 5일 동안 배양 하였다. 5일 동안 형성된 spores는 평판배지에 멸균한 1
mM phosphate buffered saline (PBS) 5 ml를 주입하고 균 주는 백금이를 이용하여 회수하였다. 회수된 균은 4,000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 상등수를 버리고 멸 균된 1 mM PBS 10 ml로 3번 세척하였다. 여기서 얻어진 cell pellet은 1 mM PBS 5 ml로 현탁시켰다. 현탁된 균은 포자 외의 살아있는 미생물을 멸균하기 위해 80�C에서 30분 동안 열처리한 후 사용하였다. 생성된 포자의 개수 를 파악하기 위해서 영양평판배지에 접종하여 37�C에서 24시간 배양하여 평판배양법을 이용하여 측정하였다. 생 성된 포자의 농도는 약 106CFU∙mL-1정도임을 확인 하고 실험을 하였다 6. 미생물 표면 분석 각기 다른 살균공정으로 처리한 B. subtilis spores를 8,000 rpm에서 15분 동안 원심분리한 후 원심분리된 균 에 2.5% glutaraldehyde을 넣고 4�C에서 2시간 동안 고 정한 후 멸균한 1 mM PBS로 3번 세척한다. 세척된 균을 1% osmium tetroxide을 넣고 1시간 동안 4�C 보관한 후 원심분리하여 상등액을 제거한다. 그 다음 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100% ethanol (EtOH)를 이용하여 순차적으로 탈 수시킨 후 200 mesh copper grid에 고정시킨 후 투과전자 현미경 (Tecnai F20, FEI Asia Co, Japan)을 이용하여 분석
하였고, 이후 isoamyl acetate : 100% EtOH==0.5 : 1.5,
iso-amyl acetate : 100% EtOH==1 : 1, isoamyl acetate : 100%
EtOH==1.5 : 0.5 비율로 섞어 만든 용액에 순차적으로 넣 고 각각 15분 동안 반응시킨 후 마지막으로 100%
iso-amyl acetate에 처리한 후 주사전자현미경 (JSM-6390,
JEOL, Japan)을 이용하여 분석을 하였다.
결과 및 논의
1. Bacillus subtilis spores 불활성화Fig. 1에 각각의 살균 후 B. subtilis spores 개체수의 변 화를 조사한 결과를 나타냈다. UV-C와 VUV를 다양한 조사시간에 따른 B. subtilis spores 개체수 확인 결과, 초기 B. subtilis spores는 2.4×106CFU∙ml-1이었고, 30초 동
안 처리한 시료에서는 각각 1.17×105, 1.2×105CFU∙ ml-1이고 각각의 불활성화율은 95.18%, 95.07%이었다. 1 분에서 10분까지는 개체수의 큰 변화가 없었으나 그 이 후 조사시간이 증가할수록 개체수는 감소하여 90분 이 후부터 log 5 이상 살균효율을 확인할 수 있었다. 일반적 으로 정수처리 공정에서의 원생동물 불활성화 목표기준 인 log 3 (99.9%) 이상 불활성화를 달성하기 위해서는 254.8 nm인 UV-C에서 90분 이상의 살균이 필요하다.
Ozone을 이용한 실험결과 초기 B. subtilis spores는
2.61×106CFU∙ml-1이고 90분 살균 후 개체수가 2.44× 105CFU∙ml-1이었고, 최대 살균효율은 120분 조사시간
에서 96.02%로 이때 B. subtilis는 spores 1.04×105CFU∙ ml-1이었다.
감마선 흡수선량에 따른 실험 결과 초기 B. subtilis
spores는 2.45×106CFU∙ml-1이었고, 2 kGy에서 B. sub-tilis spores는 평균 7.37×103CFU∙ml-1로 살균효율이 99.70%로 확인되었다.
2. Bacillus subtilis spore 재증식 가능성
각각의 살균장치에서 ozone은 120분, UV-C, VUV는 각각 5분, 감마선은 1 kGy 처리 후 4일 동안 재증식 실 험결과를 개체수와 살균효율로 Fig. 2에 나타내었다. Ozone을 이용하여 120분 동안 살균 후 4일 동안 미생 물 재증식 실험한 결과, 차츰 살균효율이 감소하면서 4 일 후의 살균효율은 96.0%에서 72.4%로 감소하였고, UV-C, VUV의 재증식 결과는 각각 99.3%에서 77.7%로, 99.7%에서 78.47%로 살균효율이 각각 감소하였다. 반면 에 감마선 1 kGy에서 살균 4일 후의 살균효율은 98.8% 에서 94.8%로 다른 살균공정에 비해 재증식이 일어나
지 않은 것을 확인할 수 있었다. 미생물 개체수 변화에 서 알아볼 수 있듯이 UV-C는 35배 VUV는 77배 증가 하였으나 감마선은 5배의 증가를 보여 다른 처리보다 미생물 재증식 가능성이 낮은 것으로 판단되었다. 이는 UV-C, VUV를 이용하여 처리한 경우, 초기 반응시간은 짧으며 살균효율은 비교적 높으나 처리 후 상온에서 장 기간 노출될 경우, 미생물 개체수가 지속적으로 증가할 가능성이 있다는 것을 의미한다. 그러므로 자외선이나 오존처리를 이용할 경우 살균효율이 높아 정수 시설에 서는 수질 기준을 만족하나 급수관로를 통하여 먹는물 로 공급되는 동안 원수의 미생물학적 특성으로 적정 수 질을 확보하지 못하게 되거나, 하수 살균 시 하천에 방 류된 후에 병원성 미생물의 빠르게 성장하는 경우가 발 생 될 것으로 판단되었다. 미생물 살균에 효과적인 자외 (A) Time (min) 0 0.5 1 2 3 4 5 Disinfection eff. (%) 0 20 40 60 80 100 120 Log cell (CFU ml -1) 1.00e+ 0 1.00e+ 1 1.00e+ 2 1.00e+ 3 1.00e+ 4 1.00e+ 5 1.00e+ 6 1.00e+ 7 Disinfection eff. (%) Cell (CFU ml-1) Time (min) 0 0.5 1 2 3 4 5 Disinfection eff. (%) 0 20 40 60 80 100 120 Log cell (CFU ml -1) 1.00e+ 0 1.00e+ 1 1.00e+ 2 1.00e+ 3 1.00e+ 4 1.00e+ 5 1.00e+ 6 1.00e+ 7 Time (min) Disinfection eff. (%) 0 20 40 60 80 100 120 Log cell (CFU ml -1) 1.00e+ 0 1.00e+ 1 1.00e+ 2 1.00e+ 3 1.00e+ 4 1.00e+ 5 1.00e+ 6 1.00e+ 7 0 5 10 15 30 60 90 120 Dose (kGy) Disinfection eff. (%) 0 20 40 60 80 100 120 Log cell (CFU ml -1) 1.00e+ 0 1.00e+ 1 1.00e+ 2 1.00e+ 3 1.00e+ 4 1.00e+ 5 1.00e+ 6 1.00e+ 7 0 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0 2.0 (B) (C) (D) Disinfection eff. (%) Cell (CFU ml-1) Disinfection eff. (%) Cell (CFU ml-1) Disinfection eff. (%) Cell (CFU ml-1)
Fig. 1. The disinfection efficiencies of Bacillus subtilis spores by (A) UV-C, (B) VUV, (C) ozone, (D) gamma irradiation.
Time (days) 0 1 2 3 4 Cell (CFU ml -1) 2.00e+ 5 4.00e+ 5 6.00e+ 5 8.00e+ 5 1.00e+ 6 UV-C 5 min VUV 5 min Ozone 120 min Gamma irradiation 1 kGy
Time (days) 0 1 2 3 4 Disinfection dff. (%) 60 80 100 120 UV-C 5 min VUV 5 min Ozone 120 min Gamma irradiation 1 kGy
선은 200~265 nm의 파장대이며 (Jagger et al. 1975), 자 외선에 의한 미생물의 불활성화는 미생물 내부의 RNA나 DNA를 광산화시켜 미생물의 DNA에 티민 (Thymine)이 서로 이중 결합 (Dimerization)을 형성하게 된다. 이중결 합이 형성되면 DNA의 복제, 단백질 합성을 방해하여 성장 및 분열을 저해되고 생명체로의 기능이 정지되고 미생물의 불활성화가 이루어진다 (Chii et al. 2009). 미생 물 회복(reactivation or repair)은 UV조사에 의해 DNA가 손상된 미생물이 정상으로 돌아가는 것을 의미하여 광 회복과 암회복으로 나뉜다. 광회복은 310~490 nm의 빛 이 에너지로 작용하여 손상된 DNA를 혼합 광에너지에 의하여 회복시키는 것이다. 이에 반해 암회복은 빛이 조 사되지 않은 조건에서도 효소 등의 영향에 의해 DNA 손상이 회복되는 현상이 발생된다고 보고되었다 (Mat-tews et al. 1986). 이에 자외선 조사에 의한 살균은 미생 물의 불활성화가 되더라도 세포의 대사 작용 (metabo-lism)과 다른 기능은 그대로 남아 있기 때문에 충분한 자외선이 조사되지 않은 경우, 손상된 DNA가 회복되어 다시 정상으로 돌아와 미생물의 재증식 현상이 나타나 므로 세포의 내부 구조에 직접적으로 손상될 수 있는 정 도의 강도를 조사할 필요성이 있다. Oguma et al. (2001)은 Cryptosporidium으로 실험을 수행한 경우, DNA 회복 현 상이 관찰되었다고 보고하였기에 UV를 이용한 B.
subti-lis spores 살균공정에서도 DNA나 RNA의 이중결합이
어느 수준 이상 되지 않은 경우에는 광회복이 일어날 수 있다. 본 감마선을 이용한 살균실험에서 조사된 B. subtilis spores은 조사 4일 후에도 개체수의 증가를 보이지 않았 는데, 이는 감마선 조사시 받았던 damage가 회복을 일 으키지 않을 만큼 DNA에 충분한 손상을 주었다고 판 단할 수 있다. 그러므로 UV 조사가 된 미생물이 일정시 간이 지나면 광회복을 진행하게 되어 다시 활성을 가지 게 되는 반면 감마선 살균공정은 살균 후 미생물의 재 활성으로 인한 병원균의 위험으로부터 벗어날 수 있을 Fig. 3. Scanning electron microscope pictures of Bacillus subtilis spores after UV-C, VUV, ozone, and gamma irradiation.
Control Control Control Control
것으로 판단된다.
3. 살균처리 후 Bacillus subtilis spore의 변화
살균공정에 의해 미생물이 불활성화 되는 데 있어 가 장 중요한 미생물의 구조적 특성은 미생물의 내∙외부 구조와 관련이 있다. 이에 각각의 살균처리 후 B. subtilis spore의 변화를 주사전자현미경 (SEM), 투과전자현미경 (TEM)으로 촬영한 결과를 Fig. 3과 Fig. 4에 나타내었다.
Fig. 3과 Fig. 4에서 확인할 수 있듯이 spore가 시간이 지날 경우, 포자 표면과 외벽층이 가장 큰 손상을 입었 으며, 내부에도 부분적으로 파괴된다는 것을 확인하였 다. 이는 살균공정에 따라 미생물의 세포벽에 영향을 주 어 세포가 손상되어 대사활동 등의 세포 고유의 기능에 손상을 일으켜 사멸되는 것으로 확인되었다. 포자를 형성하는 미생물의 경우 포자 껍질 (spore coat) 이 오존과 같은 기본 소독제에 대한 방어벽(barrier)임을 제안하였고 Bacillus와 Clostridium을 오존을 이용하여 처리할 때 포자가 존재하지 않을 경우 미생물의 불활성 화가 빨라지는 것을 입증한 바 있다 (Foegeding et al. 1986). 특히 TEM을 이용하여 ozone 처리에 따른 B.
sub-tilis spores의 변화를 확인할 수 있고, 오존처리 시 다양 한 내∙외부 구조가 파괴된 것을 증명하였다 (Khadre and Yousef 2001). 즉 기존의 연구에서 보고된 바와 같이 각각의 살균공정에서는 미생물 내부뿐만 아니라 세포 표면의 파괴, 세포막을 통과한 소독제가 내부의 핵산이 나 단백질과 같은 다양한 요소를 파괴하는 것을 확인 할 수 있었다. UV-C 살균공정의 경우 30초에서 살균효 율은 95.17%이었으나, TEM을 관찰한 결과 UV-C가 조 사되지 않은 초기 상태와 유사한 형태를 확인할 수 있 었다. 이는 미생물의 표면파괴 메카니즘에 의한 미생물 의 불활성화가 상대적으로 적은 양만이 일어나기 때문 으로 추정되고, UV-C 살균에서의 불활성화 메카니즘은 대부분 DNA dimerization에 의한 것으로 확인되며, VUV Fig. 4. Transmission electron microscope pictures of Bacillus subtilis spores after UV-C, VUV, ozone, and gamma irradiation.
Control Control Control Control
UV-C 30 sec VUV 30 sec Ozone 5 min Gamma Irradiation 1 kGy
살균공정에서는 같은 30초 반응시간 동안 UV-C 살균공 정보다는 미생물의 표면과 내부 파괴에 의한 영향이 더 있는 것으로 판단된다. 오존 살균공정에서는 미생물의 표면 파괴에 의한 영향이 대부분이나 본 실험의 결과 B. subtilis spores의 아주 강하고 빈틈없는 포자 껍질 (spores coat) 등의 표면 구조로 이루어져 있기에 약간의 표면 파괴만 나타났다. 반면에 SEM과 TEM의 분석 결 과에서 알 수 있듯이 감마선을 이용한 살균공정에서 다 양한 내∙외부 구조가 파괴되는 것을 확인하였다. 살균공정 메카니즘은 미생물 표면 파괴뿐만 아니라 소독제의 확산도 일정 부분 존재하는데, 미생물 표면 구 조 파괴와 미생물 내부의 생존에 필수적인 구성 성분들 과 반응하여 미생물 불활성화가 상승하는 효과를 나타 낼 수 있는 감마선을 이용한 살균공정이 효율적인 것으 로 판단된다.
결
론
본 연구에서는 정수처리에 가장 저항성이 큰 원생동 물 시스트를 대상으로 정수처리공정에서 제어 방안을 연구하고자 원생생물의 지표 미생물인 B. subtilis spores 을 여러 가지 살균장치를 이용하여 살균 및 재증식 실 험을 평가한 결과, 자외선 살균은 손상된 미생물이 복구 활성화되어 미생물의 재증식 잠재력이 높으며, 오존의 경우 120분 살균효율이 96%로 실험결과 확인되었다. 최 근 오존이나 자외선 공정의 적용이 증가하고 있으나 실 험결과와 같이 반응시간이 길어 유지비용이 증가 할 것 으로 판단되고, 자외선을 이용한 살균공정은 30초의 짧 은 반응시간 동안 불활성화는 95% 이상을 확인하였으 나 재증식 실험결과 초기 미생물의 개체수보다 35배에 서 크게는 77배 증가하는 것을 확인하였다. 감마선을 이 용한 살균처리기술은 화학약품을 처리하지 않고 미생물 을 거의 완전 사멸시키며 4일 동안 재증식에 대한 잠재 력은 상대적으로 낮은 것으로 확인되었다. 이에 다른 바 이러스나 박테리아의 경우는 오히려 쉽게 감마선에 의 해 불활성화될 것으로 판단되며, 정수처리장이나 하수방 류수 처리에 있어서 기존설비시설은 미생물 증식이라는 2차적인 문제가 발생할 수 있으므로 감마선이 미생물 재증식을 최대한 억제할 수 있는 살균처리공정으로 판 단되었다. 현실적으로 감마선과 살균 메카니즘이 유사하 며 현장 운전 및 사후 관리가 용이한 E-beam은 실제 정 수처리시설에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 감마선이 나 E-beam 등은 흡수선량에 따라 살균 설비의 규모나 유지비용에 큰 영향을 미치게 되므로 국내 수질 특성이 맞는 살균 장치를 개발하기 위해서는 실제 상수처리장 이나 하수처리장에 대한 적용성 평가가 추가적으로 필 요할 것으로 사료되었다.사
사
본 연구는 과학기술부에서 시행하는 원자력중장기 연 구개발사업의 지원으로 수행되었습니다.참 고 문 헌
김이호, 오현제, 김이택, 서진숙. 2002. 수자원의 염소내성 병 원성 미생물 처리기술 개발. 연구 보고서. 김혜선, 윤제용, 염철민. 2000. 국내 상수원수 및 하수에서 Cryptosporidium과 Giardia 포낭 검출. 한국물환경학회 지. 16(5):585-594. 정현미, 박상정, 정원화, 정영희, 김대균, 박준수, 오상헌, 장영 진, 김은정. 2002. 정수장의 원생 동물 시스트 제어 연구. 국립환경연구원. 환경부, 2002년 개정. 먹는물 수질 기준. 환경부, 2003년 개정. 하수도법 시행규칙.Barbeau B, Boulos L, Desjardins R, Coallier J and Prevost M. 1999. Examining the use of aerobic spore-forming bacteria to asses the efficiency of chlorination. Water Res. 33(13): 2941-2948.
Cho M, Chung HM and Yoon JY. 2003. Quantitative evalua-tion of the synergistic sequential inactivaevalua-tion of Bacillus
subtilis spores with ozone followed by chlorine. Environ. Sci. and Technol. 37(10):2134-2138.
Facile N, Barbeau B, Prevost M and Koudjonou B. 2000. Eval-uating bacterial aerobic spores as a surrogate for Giardia and Cryptosporidium inactivation by ozone. Water Res.
34(12):3238-3246.
Foegeding PM. 1985. Ozone inactivation of Bacillus and
Clo-stridum spore populations and the importance of the spore
coat to resistance. Food Microbio. 2(2):123-134.
German association on gas and water. 2000. UV system for disinfection in drinking water supplies-requirements and testing. DVGW. pp. 36-37.
Jagger J, Fossum T and McCaul S. 1975. Ultraviolet irradia-tion of suspensions of microorganisms : Possible errors involved in the estimation of average fluence per cell.
Pho-tochem. Photobio. 21(5):379-382.
Khadre MA and Yousef AE. 2001. Sporicidal action of ozone hydrogen peroxide : A comparative study. Int. Food Sci.
Technol. 71(1-2):131-138.
subtilis spores with ozone and monochloramine. Water Res. 37(4):833-844.
Mattews RW. 1986. Photo-oxidation of organic material in aqueous suspensions of titanium dioxide. Water Res. 20(5) 569-578.
Oguma K, Katayama H, Mitani H, Morita S, Hirata H and Ohgaki S. 2001. Determination of pyrimidine dimers in
Escherichia coli and Cryptosporidium parvum during UV
light inactivation, photoreactivation and dark repair.
Appli-ed and Environ. Microbiol. 67(10): 4630-4637.
Shang C, Cheung LM, Ho CM and Zeng M. 2009. Repression of photoreactivation and repair of coliform bacteria by TiO2-modified UV-C disinfection. Applied Catalysis B: Environ. 89(3-4):536-542.
U.S. EPA. 2003. Ultraviolet disinfection guidance manual. EPA 815-D-03-007. 335-340.
Manuscript Received: June 24, 2009 Revision Accepted: June 29, 2009