경기지역환경기술개발센터 명지대학교 환경생물공학과 김경주, 정향희, 이기세* A-45 정수처리장 원생동물 제거효율 진단 경기지역환경기술개발센터 명지대학교 환경생물공학과 김경주, 정향희, 이기세* 경기환경센터 – KENTEC-

연구의 배경 Giardia 와 Cryptosporidium: 자연계에 (oo)cyst 형태로 존재. 수인성 감염. 사람 및 가축의 장내에서 번식하며 수인성 이질 등을 일으키는 기생성 원생생물 원수가 원생생물로 심하게 오염되어 있거나 정수과정에서 제거가 원활하지 않으면 대형 수인성 식중독의 원인이 될 수 있음. Giardia cyst(8-15 μm)와 Cryptosporidium oocyst(4-6 μm)의 크기로 정수처리시 침전, 여과 단계에서 제거가 완전하지 않을 수 잇으며 강직한 세포벽으로 인하여 통상적인 염소소독에 대해서도 면역성을 가지고 있다. 미국 EPA에서는 1996년 바이러스와 원생동물에 대한 정보수집규정(ICR)을 제정하여 정수장 관리 지침으로 활용하기 시작. 원생동물에 대해서는 Method 1622 및 Method 1623 등을 통하여 지속적으로 효율적인 검출방법을 개선하고 표준화해오고 있다. 2002년부터 시행하는 정수처리기준 수준은 virus 99.99%, Giardia 99.9% 이상을 제거 목표로 탁도 제거와 소독을 수행하도록 하고 있다. 경기환경센터 – KENTEC-

연구의 목적 원수 및 정수처리 각 단계에서 원생생물 제거율을 파악 및 진단할 필요가 있으며 이를 바탕으로 취약한 단계 파악 및 운전조건 조정방안을 제시하기 위한 자료로 활용 경기도 관내 특정 정수시설을 대상으로 원수 및 각 단위공정별, 월별 원생생물 분석: Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum 원수, 응집침전처리수, 여과처리수, 소독처리수 등 대상 미국 EPA의 Method 1623 (2001년 4월 개정)을 사용하여 분석 원생생물 제거효율을 향상시킬 수 있는 개선된 운전조건의 제시 경기환경센터 – KENTEC-

원생동물 정제 및 검출 시료채취, 회수, 검출방법: 미국 EPA Method 1623 (2001년 4월 개정) 방법에 의거 대상 정수장: 남부 경기도 소재 OO정수장 시료채취: 채수된 원수, 응집침전조 방류수, 여과탑 방류수, 소독처리수가 해당된다. 시료는 20 liter 이상 채취 (월 1회) 여과 및 탈리: Envirocheck PES capsule filter. 시료 10 - 20 L를 2 LPM 유속으로 여과. Laureth-12 탈리용액과 wrist action shaker로 탈리. IMS(immunomagnetic separation) 정제: antibody-coated paramagnetic microsphere 사용 염색, 면역형광 분석, 현미경 분석: ① IFA(immunofluorescence assay): FITC-mAb 사용 ② DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole) 분석: viability 확인 ③ DIC(differential interference contrast) 분석: 형태 확인 경기환경센터 – KENTEC-

검 출 절 차 시료채취 여 과 탈리 (elution) IMS 현미경분석 10 liter 이상 여 과 탈리 (elution) IMS 현미경분석 Envirocheck PES capsule filter. 여과유속: 2 LPM 10 liter 이상 Laureth-12 탈리용액. wrist action shaker Immunomagnetic separation with antibody-coated paramagnetic microsphere ① IFA(immunofluorescence assay): FITC-mAb 사용 ② DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole) 분석: viability 확인 ③ DIC(differential interference contrast) 분석: 형태 확인 경기환경센터 – KENTEC-

Giardia lamblia cyst in light microscopy Cryptosporidium parvum oocyst Stained with FITC (green) 시료 여과장치 set 탈리용 wrist-action shaker 경기환경센터 – KENTEC-

분석결과 (중간보고) 4 9/6 4/4 1/1 0/0 5 138/19 1/0 0/0 0/0 6 5/2 0/0 1/0 0/0 월 원수 응집침전수 여과수 소독수 4 9/6 4/4 1/1 0/0 5 138/19 1/0 0/0 0/0 6 5/2 0/0 1/0 0/0 7 3/3 0/0 0/0 0/0 (n/n : Giardia cysts / Cryptosporidium oocysts) 경기환경센터 – KENTEC-

결 과 중 간 정 리 1) 4개월(4-7월) monitoring 결과 원수에서는 정도차이는 있으나 항상 검출됨 2) 응집침전 단계를 지나면서 대부분 제거 3) 일부 사여과 후에도 검출되는 경우도 있음 4) 현재까지는 염소소독 후에는 검출되지 않음. 5) 별도의 실험결과 상기 방법을 때른 전과정에서 (oo)cyst 회수율은 평균 70-80%임 경기환경센터 – KENTEC-