Chemical and Microbiological Hazard Analysis of Floor-Settled Dust in Elementary School Classrooms in Korea

J Environ Health Sci, 2011: 37(4): 279-288

국내 일부 초등학교 바닥먼지 내 화학적 및 생물학적 유해인자의 분석

김지영·정세영·김수정·김진아·시지연·조연우·조경덕·고광표^†

서울대학교 보건대학원 환경보건학과

Chemical and Microbiological Hazard Analysis of Floor-Settled Dust in Elementary School Classrooms in Korea

JiYoung Kim, Se-Young Jung, Su-Jung Kim, Jin-Ah Kim, Jiyeon Si, YeonWoo Jo, KyungDuk Zoh, and GwangPyo Ko^†

Department of Environmental Health, Graduate School of Public Health, Seoul National University, Seoul, Korea

ABSTRACT

Objectives: This study investigated the levels and components of floor-settled dust in two elementary schools located at different sites (one near the Shihwa industrial complex and the other in a rural area) in order to evaluate the amounts of trace metal elements (As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) and microorganisms.

Methods: Over twenty settled-dust samples were collected from the two elementary schools. Trace metal elements were extracted from the dust using hydrochloric acid and nitric acid, and the amounts were measured by ICP-OES. Microbiological analysis was performed by bacterial culturing using R2A medium and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE).

Results: The results showed that the amounts of three metal elements (Cr, Pb, and Zn) were significantly different between the schools ( α =0.05, p<0.04). In addition, microbial communities in each school were highly correlated with one another. Among the identified microorganisms, a number of potentially opportunistic microorganisms, including antibiotic-resistant bacteria such as

Acinetobacter baumannii

, were found.

Conclusions: This study will provide preliminary data for assessing levels and types of chemical and microbiological agents in elementary schools and for further evaluating human health risks associated with the agents.

Key words: Bacterial antibiotic resistance, Denaturing gradient gel electrophoresis, Dust, Heavy metals, Shihwa industrial complex

I. 서 론

사람은대부분의시간을 실내에서보내므로실내 환경은인체건강에큰영향을미친다

.

^1,2)실내환경은 실외환경등의 다양한 지역적

,

환경적 요인에따라

영향을받는것으로알려져있으며

,

^{3,4)이에따라실}

외및실내공기질의요소에따라인체건강에영향 을미치는요인을찾는것은매우중요하다

.

실내환 경의중요한요인들중에

floor settled dust(

이하바 닥먼지

)

는

,

상대적으로긴시간에걸쳐침적된것으

†

Corresponding author: Department of Environmental Health, Graduate School of Public Health, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea, Tel: +82-2-880-2731, Fax: +82-2-745-9104, E-mail: [email protected]

Received: 21 March 2011, Revised: 20 August 2011, Accepted: 22 August 2011

[ 원 저 ]

로침적되기전공기중에부유되어있던미생물이나 화학적인자들을나타내는지표가될수있으며

,

⁵⁾이 러한바닥먼지는 호흡기

,

소화기 및피부접촉등을 통하여 인체에 노출이 되어 질병을 야기할 수 있 다

.

그러므로바닥먼지의화학적 및생물학적구성 성분을연구하는것은

,

실내환경에서건강유해인자 를평가하는데중요하다

.

⁶⁾

안산

/

^{시화지역은서울의인구및산업 분산시책의}

일환으로도시 전체가계획적이고인공적으로개발 된전원주택및공업도시가복합적으로존재하는도 시이다

.

또한 수도권의대표적인 공업도시중의하 나로써다른지역에비해상대적으로공업지역을오 염원으로 하는 각종 중금속 등의 유해인자가 높을 것으로사료된다

.

최근의시화·반월공단유해대기 오염물질

(HAPs)

조사결과에따르면

,

납

(Pb)

은대기 환경기준

(0.5

µ

g/m

³

)

이내로 조사되었으나

,

카드뮴

(Cd)

등의다른 중금속 평균농도는 전반적으로 공

단지역이 주거지역보다 높게 나타났으며 공단지역 에서배출되는여러 가지유해물질은 실외공기질 은물론실내환경에도영향을미치는것으로알려 져있다

.

⁷⁾

본 연구에서는 안산

/

시화지역의 초등학교를 대상 으로교실의바닥먼지를채취하여화학적

,

미생물학 적유해인자를측정및평가함으로써교실실내환 경에서바닥먼지의 어린이건강에대한 환경보건학 적진단의기초자료로활용하고자 하였다

.

II. 연구방법

1.대상학교의선정 및 시료 채취

본연구에서는 공단의영향을 고려하여시화공단

에서반경

1.5 km

이내에 위치하여

,

상대적으로 공

단의 영향이 클 것이라고 생각되는 경기도 시흥의

A

초등학교와 공단 지역 및 안산 시내로부터 약

35 km

떨어진 외곽에 위치하여 상대적으로 영향이

적을것이라예상되는경기도안산의

B

초등학교를 선정하여 바닥먼지 시료를 채취하였다

.

학급은

A

초등학교에서

12

학급

, B

초등학교에서

8

학급을 선 정하여총

20

^{개의 시료를채취하였다}

.

^{시료채취는}

2010

년

7

월

6

일

(A

초등학교

), 7

일

(B

초등학교

)

의

2

일에 걸쳐이루어졌고

,

채취 당시날씨는 양일모 두맑았으며평균 기온은

7

월

6

일

24.5

^o

C, 7

월

7

일

25.5

^o

C

^이었다

.

바닥먼지는가정용청소기

(DOR-761SD,

최대흡입 력

510W, Daewoo electronics, Korea)

를 이용하여 한 교실 당

5

구역의

1.5 m

² 면적에서각

2

분씩 총

10

분간전용먼지필터에수집하였다

.

⁶⁾먼지필터는학 급별로 교체하였으며 클린지퍼백

(LDPE, 25 cm

×

30 cm)

^{에 밀봉하여}

4

^o

C

^{냉장상태로실험실로운반}

하였다

.

^{청소기를이용하여수집한 먼지는큰 입자}

의불순물을제거하기위하여체

(#40 U.S. Standard Testing Sieve, 425

µ

m Nominal opening size)

에거 르고⁶⁾ 무게를 정량한 후

, 60 mm Petri-dish (SPL, Korea)

에담아밀봉하여

4

^o

C

에보관하였다

.

체거름 후평균무게는

A

초등학교의경우

7.804 g

그리고

B

초등학교는

3.301 g

이었다

.

2. 바닥먼지 내 미량금속원소의 분석

1)

시료의전처리및미량금속원소분석

청소기를이용한바닥먼지시료를체로거른후에

,

분석 가능한 중량이확보된 시료

(A

^초등학교

10

^학

급

, B

^초등학교

4

^학급

)

^{를대상으로각}

1-1.5 g

^의시

료를 취하여

,

실온조건의

clean bench

에서

1

주일간 자연건조하였다

.

건조된시료는표준망체

(100

µ

m, ChungGye Industrial MFG. Co., Korea)

를이용하여

100

µ

m

이하로분리하였고

,

학급별로

0.5-1 g

의시 료를미량금속의원소분석에사용하였다

.

^8-10)시료는 실온에서 충분히 자연건조 하였으므로 분석농도에 수분함량을보정하지않았다

.

^염산

-

^{질산추출법을통}

한분석을위하여

,

시료를

20 m l

^의

glass vial

에옮 기고

2: 2: 2 HCl-HNO

3

-H

2

O

혼합 산 용액

(HCl, HNO

3

: Trace metal grade

시약으로 유해금속측정 용

, H

2

O:

크로마토그래피용

) 6 m l

을 가한 후

COD reactor (Hach, USA)

를 이용하여

100

^o

C

에서

2

시간 동안 추출한 용액을 방냉하였다

.

^{방냉 후}

syringe filter (0.45

µ

m pore size)

를이용하여여과하고탈이 온수인

3

차증류수를가하여최종액량을

25 m l

이되 도록하였다

.

전처리 과정을거친시료는유도결합 플라즈마 방출분광광도계

(ICP-OES, DV-3100V, Perkin Elmer, USA)

를 이용하여사람에게건강 상 의위해를 일으킬수 있으며

,

^{주변 공단에 의해대}

기중으로방출될수있는미량금속원소중총

8

개 원소

(As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn)

을 대상으로 분석을실시하였다

.

2)

^{시료의농도값검증및통계처리}

시료의 방법 검출한계

(Method Detection Limit, MDL,

이하 검출한계

)

는 미국 환경 보호청

(United States Environmental Protection Agency,

이하

USEPA)

에서 제시하는 방법을 바탕으로 산출하였

다

.

¹¹⁾즉

,

기기가 반응하는최소한의농도를검량선 에서확인한후

,

^{이 농도의표준편차의}

3

^{배 값으로}

산정하였다

.

^{또한 시료분석방법인 염산}

-

^{질산추출법}

에의한원소성분농도값의신뢰성검증을위해캐 나다 국립 연구회의

(National Research Council

Canada)

에서제조된토양및침적물미량원소분석

용 표준물질인

MESS-3

을 이용하였고

,

표준물질에 대한공인농도를

Table 1

^{에 제시하였다}

.

^{이러한 표}

준시료

0.5-1 g

을취하여실제시료와동일한방법

으로 전처리 후 분석하여 표준물질에 제시된 절대 농도와 비교하는 회수율 실험

(Recovery Test)

을 수 행하였고

,

이에대한회수율을

Table 1

에함께제시 하였다

. A

초등학교와

B

초등학교의미량금속원소 의농도비교를위한

T-test

^{및원소간의상관성분석}

에는

Microsoft Excel

^®

2007 (Microsoft Corp., USA)

과

SAS

^®

version 9.2 (SAS Institute Inc., USA)

를이 용하였다

.

3. 배양법을이용한 총 세균 분석

먼지 내 세균을 용출하기 위하여

50 m l conical tube

^{에체 거름후의먼지 시료}

50 mg(

^{최대질량이}

50 mg

^{미만인시료는전량을모두사용하였음}

, A3:

10 mg, B1: 33 mg)

을

Extraction buffer(0.15% peptone, 0.05% NaCl, 0.01% Teen80) 30 m l

에넣고 충분히

vortex

한후

10

분간실온에보관하였다

.

¹²⁾다음으로

25

^o

C

에서

220 rpm

으로

10

분간

shaking

하고다시실 온에서

15

분 간 정치 후

,

상층액을 취하여 실험에 사용하였다

.

용출된시료는 동일한

buffer

를 이용하 여

10

⁰

~10

⁶배로

serial dilution

한후

1.5

×

Agar R2A medium (Difco, USA)

에

100~150

µ

l

도말하여

25

^o

C

에서

7

^{일간배양후생성된세균집락을계수하였다}

.

4. 바닥먼지 내 유해미생물분석

1)

시료의총

DNA

의추출 및

16S rRNA

유전자 증폭

DGGE

를 이용한 유해미생물 분석을위하여 시료

0.25 g

^를

Ultra Clean Soil DNA isolation kit (MO BIO Laboratories)

^{를 이용하여 총}

DNA

^를

40

^µ

l

^로 추출하였고실험수행전까지−

20

^o

C

에보관하였다

.

¹³⁾

추출한

DNA

는환경시료의단점을보완하는

nested PCR

방법을통하여

16S rRNA

유전자의

V3

영역을 증폭하였으며

, 1st PCR

에는

universal primer

인

27F

와

1492R

를사용하였고

, 2nd PCR

에는

40bp

의

GC clamp

를포함한

341F-GC (5'-CGC CCG CCG CGC GCG GCG GGC GGG GCG GGG GCA CGG

GGG GCC TAC GGG AGG CAG CAG-3')

와

518R (5'-ATT ACC GCG GCT GCT GG-3')

을 사

용하였다

.

^14,15)

1st PCR

은

95

^o

C

에서

2

분간

pre-

denature

^하고

94

^o

C

^에서

30

^초

, 45

^o

C

^에서

30

^초

, 72

^o

C

에서

90

^{초의 세단계를}

40 cycle

^반복한후

72

^o

C

^에

서

5

분간

final extension

하였고

, 2nd PCR

은

1st

의

PCR

산물을이용하여

94

^o

C

에서

45

초간

pre-denature

후

94

^o

C

에서

45

초

, 55

^o

C

에서

45

초

, 72

^o

C

에서

50

초 의 세 단계를

30cycle

반복한 후

72

^o

C

에서

6

분간

final extension

하였다

. PCR

산물은

1% agarose gel

에 전기영동한 후

233 bp

^의

band

^{를 확인하였고}

, QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen, USA)

^로정제

한후

DGGE

분석에사용하였다

.

2) DGGE(Denaturant Gradient Gel Electrophoresis)

분석

DGGE

는같은길이의

DNA fragment

가염기서열 이 가지는

Tm

^{값의 차이에 의해핵산의 이동속도}

가달라져전기영동시

gel

의변성제의농도구배에

따라각각다른위치에서

band

를형성하게되는점

Table 1. Description for certified metals concentration (mg/kg) of standard reference material (MESS-3) and recovery rate (%)

As Cd Cu Cr Co Ni Pb Zn

Conc.

(S.D.) 21.2

(±1.1) 0.24

(±0.01) 33.9

(±1.6) 105

(±4) 14.4

(±2.0) 46.9

(±2.2) 21.1

(±0.7) 159

Recovery rate 75 54 120 69 75 73 83 (±8) 91

을 이용하는 것이다

.

^{16) 본 실험에서는}

Universal Mutation Detection system (Bio-Rad Laboratories, USA)

을 사용하였고

, Urea

와

Formamide

를 포함한

35-65%

의

gradient

를가지는

Denaturing gradient gel

에

PCR amplicon 1000 ng

을사용하여

1

×

TAE buffer

에서

60

^o

C, 60 V

로

900

분간전기영동하였다

.

¹⁷⁾전기 영동후에

gel

^은

EtBr

^로

20

^{분간 염색}

, 30

^분간탈색

과정을거친후

UV

^로

band

^{양상을확인하고총}

54

개의

band

를

gel

에서잘라내었다

. DNA

는잘라낸

gel

에

TE buffer 50

µ

l

을넣고

4

^o

C

에서

24

시간에걸쳐 용출하였다

. DGGE band

패턴분석은

Bionumerics version 5.1 (Applied Maths NV, Sint-Martens- Latem, Belgium)

을이용하여실시하였다

.

3) DGGE band

의염기서열분석

DGGE

를통해얻은

band

의

DNA

는 클로닝을통

한 염기서열 분석을 위하여

GC-clamp

를 제외한

341F (5'-CCT ACG GGA GGC AGC AG-3')

와

518R primer

를 이용하여

PCR

을 수행하였다

. PCR

산물은

1 % agarose gel

^{에서전기영동하여}

193 bp

의 증폭을 확인하였고

, QIAquick PCR purification kit (Qiagen, USA)

를통하여

40

µ

l

로정제하였다

.

정 제된

DNA

는

pGEM-T easy vector (Promega, USA)

로클로닝하였다

. Competent cell

은

Escherichia coli DH5

α를 사용하였으며

, X-Gal

과

IPTG

를 포함하는

LB ampicillin

^{배지에서하얀색을띠는}

colony

^를선

택하여액체배지에배양하였고

, M13 primer

^를이용

한

colony PCR

을 통해 확인한 후 배양한 시료의

Plasmid DNA (Plasmid mini prep kit, Labopass,

Korea)

를 추출하여 염기서열 분석을 의뢰하였다

(Cosmo Genetech Corp., Seoul, Korea).

분석된 시 료의염기서열은

NCBI BLAST

를통하여비교분석 하였다

.

III. 결 과

1.바닥먼지내 미량금속원소 농도

14

개의학급에서채집한바닥먼지에서미량금속원 소농도를 분석한결과비소

(As),

카드뮴

(Cd),

코발 트

(Co)

는두학교에서모두검출한계미만으로측정 되었으며 그 외 구리

(Cu),

니켈

(Ni),

납

(Pb),

아연

(Zn),

크롬

(Cr)

은

A

초등학교에서더높은농도로나

타났다

(Fig. 1).

^{분석기기의 신뢰성 검증을위해 표}

준물질을바탕으로실시한회수율 실험에서는각각 의원소별로

54 (Cd)~120 (Cu) %

의 회수율을보

였고

(Table 1),

이러한회수율시험결과를 보정하여

원소별농도를 산출하였다

.

시료를채취한두학교사이의농도분포의분석결 과각원소들의농도분포별표준편차및분산치는 서로 상이하였다

.

^따라서

,

^{이들 농도분포간 통계적}

유의성을검정하기위하여이분산가정의

t-test

를수

행한결과α

= 0.05

의유의수준에서납

(Pb) (p = 0.004),

아연

(Zn) (p = 0.024),

크롬

(Cr) (p = 0.04)

이 통계적 으로유의한차이를 나타내었다

.

바닥먼지내미량금속원소들간의상관관계를보 기위하여

A

^{초등학교에서검출한계이상으로측정}

된

5

개 원소

(Cr, Cu, Ni, Pb, Zn)

에 대하여 상관성 분석을 실시한 결과

(Table 2),

유의수준 α

= 0.05

에

Fig. 1. Concentrations of trace metal elements in floor

settled dust: school A (a), school B (b).

서

Cr

과

Cu

를제외한나머지원소들간에서통계학 적으로유의한양의상관관계

(p<0.05)

를나타내었다

.

2.배양법을이용한 총 세균 농도분포

R2A

^{배지를이용하여교실내바닥먼지에존재하}

는총세균 농도를정량한결과

,

^{두학교간비슷한}

농도를가지는것을확인할 수있었다

. A

초등학교 의평균농도는

8.515E+10 CFU/g, B

초등학교의평

균농도는

8.794E+10 CFU/g

로 수치상으로도 큰 차

이를보이지않았으며

,

최대농도와최소농도값의차 이도

10

배내외로지역에따른농도차이는확인할 수없었다

(Fig. 2).

3. DGGE를이용한 미생물 군집분포 분석

DGGE

결과는

Bionumerics version 5.1 software

를이용하여

band

패턴을

multi-dimensional scaling (MDS)

와

dendrogram

으로 분석하였고

, dendrogram

은

unweighted-pair group method using arithmetic average (UPGMA)

와

Dice coefficients

를 설정하여 구하였다

.

분석 결과 전체 시료는

48%

의 유사성

(similarity)

를 나타내었으며

,

학교 별로

clustering

이 되는것을 확인할수있었다

(Fig. 3).

4. 바닥먼지 속 유해미생물분석

DGGE

후

cloning

을통하여얻어진

54

개의

colony

를 분석한 결과 인체에 유해하다고 알려진

Acinetobacter baumannii, Pseudomonas, Neisseria

Table 2. Correlation coefficients among trace metal elements in floor settled dust for school A

Cu Ni Cr Pb Zn

Cu 1.000 Ni 0.665* 1.000 Cr 0.566* 0.971* 1.000 Pb 0.771* 0.900* 0.892* 1.000

Zn 0.604* 0.798* 0.861* 0.823* 1.000

*Statistically significant at α = 0.05.

Fig. 2. Concentration of culturable bacteria in floor settled dust: school A (

○

), school B (

●

).

Fig. 3. Dendrogram derived from UPGMA cluster

analysis using Dice coefficient (a) and Multi-

dimensional scaling (MDS) analysis (b) by DGGE

fingerprinting data. Yellow : school A (n = 12),

blue : school B (n = 8).

mucosa

등총

16

종의 미생물이발견되었다

(Fig. 4, Table 3). A

초등학교에서는 분석한

36

개의

colony

중

13

개

, B

초등학교는

18

개의

colony

중

3

개가발 견되어상대적으로

A

초등학교에서더많은유해미 생물이검출된것을 확인할수있었다

.

IV. 고 찰

미량금속원소농도의분석결과두학교에서통계 적으로유의한 차이를보인 납

(Pb),

아연

(Zn),

크롬

(Cr)

은 자연적 발생원보다는 산업 활동이나 화석연 료

,

도료

(

페인트

)

사용과같은인위적발생원에의해 실내 외환경매체에 광범위하게 배출되는원소로¹⁸⁾ 상대적으로시화공업단지에근접해있는

A

초등학 교가공단의영향을 받은것으로생각되며이는예 상했던연구결과와상당히부합한다고사료된다

.

또 한

A

초등학교에서크롬

(Cr),

구리

(Cu),

니켈

(Ni),

납

(Pb),

아연

(Zn)

의농도가서로유의한양의상관관계 를나타내었고이원소들이

B

초등학교에비하여높 은농도가검출된것임을고려해볼때

5

개 원소는 동일하거나상관관계가있는배출원을가진다고사 료된다

.

미량 금속원소농도의 결정은 시료 처리방법

,

분 석용 시료의 입자크기

,

시료 추출과정그리고 시료 채취지점별 배출 원의 특성 및강도 등 복잡한요 인에의해 그결과가서로상이하게나타난다고알

려져있다

.

^19,20) 그러므로주택 및실내먼지속의미

량금속원소성분을평가한다양한선행연구와직접 적인비교는어렵지만간접적인비교는의미가있다 고본다

.

본연구에서공단의영향을받을것이라고

Table 3. Identification of potentially harmful microorganisms by DGGE analysis

Excised band Genbank accession no. Identified microorganism Percent identity

1-3 HM629807.1

Acinetobacter

spp. 100%

1-6 GU374045.1

Streptococcus

spp. 94%

1-7 HM629807.1

Acinetobacter

spp. 98%

1-13 DQ066447.1

Gardnerella vaginalis

strain 100%

1-19 EU239155.1

Pseudomonas

spp. 98%

1-21 GQ203292.1

Neisseria mucosa

strain 100%

2-2 HM629807.1

Acinetobacter

spp. 99%

2-8 FN994922.1 Uncultured

Pseudomonas

spp. 97%

2-10 HM584008

Acinetobacter baumannii

strain 96%

2-12 FN994922.1 Uncultured

Pseudomonas

spp. 97%

2-16 HM566077.1

Acinetobacter

spp. 100%

2-21 GQ203292.1

Neisseria mucosa

strain 96%

2-22 HM222637.1

Enterococcus faecium

strain 98%

2-23 HM579796.1

Kocuria

spp. 100%

2-23 AJ871427.1

Enterococcus mundtii

95%

2-25 AB377155.1

Haemophilus influenzae

100%

Fig. 4. DGGE band patterns and specific bands for

subsequent DNA sequencing in this study. Each

number indicates an excised band listed in Table 3.

생각한

A

^{초등학교의바닥 먼지속미량 금속원소}

를선행연구를바탕으로국내외도시지역실내먼지

에서의 값과비교한 결과를

Table 4

에 정리하였다

.

그 결과 검출한계이상으로검출된 구리

(Cu),

니켈

(Ni),

납

(Pb),

아연

(Zn),

크롬

(Cr)

의

5

개원소는다른 지역의농도에비해작게는

1/3

배

,

크게는

1/70

배수 준으로낮았다

.

이러한결과는 바닥먼지내 미량금속원소는어느 정도는 공단의 영향을 받으나 이는 매우 미미하며 인체에 영향을 줄 정도의 수준은 아니라고 여겨진 다

.

바닥먼지의 미량 금속원소 오염은 도시형성의 특성및지리적특성

,

기후조건

,

대기오염배출원의 특성등에 따라 원소성분 별로 상이한 차이가 존 재한다고알려져있다

.

^{8,9)또한본연구를수행한여}

름은상대적으로높은습도와많은강수일로인하여 대기상의부유먼지및건식침적

(dry deposition)

에의 한육상에서의오염영향이상대적으로적다고알려 져있다

.

²¹⁾이러한요인들을고려해볼때

,

위의 제 시한다양한영향인자들을고려한추가연구가필요 하다고사료된다

.

침적된 먼지시료에는 다양한 미생물이 존재하고

,

이러한미생물은번식가능 여부및생존여부에관 계없이인간에게노출되어여러가지건강장해를일 으키는데 기여할 수 있어 세균의 농도를 측정하는 것은노출평가에있어서큰장점이될수있다

.

²²⁾그 러나본연구에서는두학교

20

개학급간의총세 균농도는비슷하게측정되었다

.

^전국

100

^여개초등

학교와유치원을대상으로한낙하세균과부유세균 의농도를측정한선행연구에서도교실의난방방법

,

건축 년도

,

^보수현황

,

^온도

,

^{습도의차이가 총세균}

의 농도에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났 다

.

²³⁾본결과는교실바닥먼지는교실의위치

,

학년 및청소상태에따라먼지의양의차이는존재할수 있으나먼지내세균의농도는전반적으로유사하다 고할수있다

.

DGGE

를통한 분석에서는두학교별로

clustering

이 되는것을확인할 수 있었고

(Fig. 3)

^이는지역

적특성뿐만아니라학교의건립시기

,

시료채취당 시교실의 온도

,

습도

,

교실 내 바닥재질 등의 환 경적 영향이 관여했을 것이라 생각된다

. A

초등학 교의 교실 내 바닥재는전학급 나무재질이었으며

, B

초등학교는타일

,

콘크리트등학급별로다양하였 다

.

^{또한학급인원은}

10

^명내외의

B

^{초등학교에비}

하여

A

초등학교는평균

35

명으로높았다

.

기존선 행연구에서는건물구조및환기상태가 비슷한농촌

지역의두건물에서바닥먼지내세균의

diversity

를

조사 한 결과 계절 및 건물에따라 유의한 차이를 보였으며특히건물에따른차이가더크다고보고 된바있다

.

^{24)본연구에서도건물에따라}

clustering

이 되는 것을 확인할 수 있었으나 연구대상이었던 두초등학교는지역적특성뿐만아니라그외의영 향요소가많이존재하여정확한원인을 파악하기에 는제한점이 있다

.

본연구에서가장흔하게검출된

Acinetobacter

는 다재내성균으로 특히병원을통한감염이가장많 은 것으로도알려져 있다

.

^{25) 건강한 사람에게는유}

해한영향을미치지않으나면역력이저하된환자에 서병원감염

,

기회감염및 항생제내성을 나타내는

Table 4. Mean concentrations of trace metal elements in floor settled dust

*Units: mg/kg (country) City No. of

samples Cr Cu Ni Pb Zn Sample digestion

(instruments) Reference Siheung

(Korea) 10 3.49 10.5 1.7 10.8 21.9 HCl+HNO

3

(ICP-OES) This Study Daegu

(Korea) 48 44 433 71 64 626 HCl+HNO

3

(ICP-AES) 9

Incheon

(Korea) 16 - 176.2 - 138.7 919.8 HCl

(ICP-AES) 30

Cincinnati

(USA) 37 145 - 110 360 64 HNO

3

(ICP-AES) 31

Sydney

(Australia) 82 84 147 27 389 657 HNO

3

(ICP-AES) 32

중요한병원균이라할 수있다

.

^{26,27)항생제내성 균}

은최근국내에서도여러매체에서

‘

슈퍼박테리아

’

로그위험성을다루었고

,

일본에서는

Acinetobacter

감염에 의한 사망도 보고된 바 있다

.

교실은 많은 인원의학생들이모여 생활하는공간으로개개인의 건강상태는 편차가클 수 있으나

,

상대적으로노출 에 민감한 어린이의 경우 면역력이 저하된 시기에

Acinetobacter

^{에 감염된다면 심각한 결과를 초래할}

수있으므로효율적인먼지제거와정기적인건강검 진이필요할 것이다

.

두 초등학교에서모두검출된

Pseudomonas spp.

도 항생제 내성균으로 자연적으 로이러한성질을가지고 있기도하나유전자변형 을통하여새로운항생제에대한내성을갖기도한 다

.

²⁸⁾병원을통한감염이주를 이루지만학교역시 집단의 모임이므로

Pseudomonas spp.

에의한감염 가능성을간과할수없겠다

. Neisseria spp .

는인간 의상부호흡기에상주하는균으로써그위험성은크 지않으나

Neisseria mucosa

의경우극히드물게심 내막염을일으킬 수있다

.

^29)또한

Neisseria mucosa

에의해심내막염에걸린경우

,

^{페니실린에대한저}

항성이각기 달라

fluoroquinolone

계의 항생제를투 여한사례가있어주의가 필요할것이다

.

A

초등학교와

B

초등학교의바닥먼지에서검출된 유해미생물은대부분건강한사람에게는위험하지 않으나면역력이낮은 환자들에게감염을일으키는 병원균이었다

.

^{하지만발견된병원균은대부분이항}

생제내성균으로이는감염시처방될수있는 약 의 부재를의미한다

.

슈퍼 박테리아의 등장으로항 생제내성의우려가급증하는요즘

,

초등학교에서항 생제내성균이발견되었다는것은면역능력이완전 히 발달하지 않은 초등학생들이보다 높은 위험에 노출될수있음을의미하므로 이에따른적절한조 치가필요할것이다

.

V. 결 론

본연구에서는시화공단인근

A

초등학교와공단 외곽지역의

B

초등학교의교실바닥먼지내에존재 하는화학적

,

^{생물학적위해 요소를측정하기위하}

여미량금속원소및유해미생물의존재를확인하였 다

.

그 분석결과는다음과같다

.

첫째

,

미량금속원소는검출한계이상으로측정된

5

^{종의모든원소}

(Cr, Cu, Ni, Pb, Zn)

^에서

A

^초등학

교가

B

초등학교보다높은농도값이측정되었고유 의수준 α

= 0.05

에서 납

(Pb),

아연

(Zn),

크롬

(Cr)

은 통계적으로높았다

(p < 0.05).

그러나 기존 연구보다는 전반적으로낮은 농도분 포를보여 공단의영향은매우미비한것으로추정 되며

,

^{인체건강에 크게 영향을 끼치는수준은 아니}

라고판단된다

.

^{하지만계절적인자등에의해공단}

의영향이과소평가되었을가능성이있으므로앞으 로 추가적인연구가 요구된다

.

또한

A

초등학교의 미량 금속원소간의상관분석을 실시한 결과

,

검출 한계이상으로측정된모든원소농도간에 유의한 양의상관관계를 보였다

.

둘째

,

총세균은평균적으로

B

초등학교

8.794E+10 CFU/g, A

초등학교

8.515E+10 CFU/g

로비슷한농 도를보였으며

, DGGE

의

band pattern

을통하여미 생물 군집분포를분석한 결과학교 별로

clustering

되는것이관찰되었다

.

이러한결과는교실내의세 균의농도는비슷하나그구성성분은두초등학교에 서차이를 보임을알 수있었다

.

^{기초 역학자료등}

의부족으로

clustering

의 정확한원인은 확인할수

없었지만

,

환경 및 인체의 요인이복합적으로 작용 되지않았나추정하고있다

.

셋째

, A

초등학교에서

13

종

, B

초등학교에서

3

종 의유해세균

( Acinetobacter spp., Pseudomonas spp, Neisseria mucosa, Enterococcus faecium

^등

)

^을확인

하였다

.

^{발견된대부분의세균은병원감염을일으키}

고항생제내성을지니는균으로많은인원이함께 생활하는초등학교에서면역능력이저하된어린이의 인체위해성의가능성이크므로

,

교실내 청결한위 생관리가필요한것으로 사료된다

.

감사의 글

본 연구는 서울대학교 보건대학원 환경보건학과 실습교과목인지역사회보건실습을목적으로수행된 연구로서지원해주신서울대학교및초등학교관계 자여러분들께감사드립니다

.

참고문헌

1. Perez-Padilla R, Schilmann A, Riojas-Rodriguez H.