분변 오염

사람이나 동물의 배설물 즉 분과 뇨에 의힌 토양, 하천 및 저수지 등의 오염을 의미하며, 물이나 식품의 오염여부를 검사하는 지표가 된다. 분변오염 유무를 확인하기 위한 방법으로는 총대장균군, 분원성 대장균군 및 대장균을 지표세균으로 검출한다. 

분변오염(출처: GettyImages-521509946)

목차

인간과 동물의 장내 박테리아는 대부분 분변을 통해 외부환경으로 배출되므로 인간의 건강과 환경의 보존을 위해 식품과 식수의 잠재적인 분변 오염을 모니터링 하는 일은 매우 중요하다. 분변 오염 지표세균으로 분변성 대장균 박테리아는 포유류와 조류, 농업 및 생활 하수도에서 나오는 폐기물을 통해 강으로 유입될 수 있다. 또한 애완동물 및 야생동물들의 배설물들은 지표수 오염의 원인이 될 수 있다. 도로, 주차장, 뜰에서 유출된 동물의 배설물은 하수구를 통해 하천으로 운반될 수 있고, 새들도 분변성 대장균 박테리아의 중요한 원천이 될 수 있다. 특히 습지대, 호수, 연못, 강에서는 백조, 거위, 갈매기 그리고 다른 수중 동물 등도 박테리아 수를 증가시킬 수 있다. 가축을 수역 근처에서 방목하도록 허용하는 것과, 습한 시기에 밭에 비료로 퇴비를 뿌리는 것, 그리고 하수 슬러지를 사용하는 것, 그리고 가축을 방목하여 하천의 물을 이용하는 것과 같은 농업 행위의 모든 것은 분변성 대장균 오염을 일으킬 수 있다. 일반적으로 분변성 대장균의 수치가 높아지면 수처리 실패, 분배 시스템의 완전성 저하, 병원균 오염 가능성에 대한 경고를 제공한다. 또한 수치가 높으면 수인성 위장염의 위험도 높아 질 수 있다. 수생 환경에 분변성 대장균이 존재한다는 것은 물이 인간이나 다른 동물의 배설물로 오염되었음을 나타내는 것일 수 있다. 우리나라에서도 소의 분변에서 병원성 E. coli O157: H7이 분리된 사례가 있고 오염된 토양에서 Salmonella 또는 L. monocytogenes 등의 식중독 원인균에 오염될 가능성이 있으므로 분변에 의해 오염되지 않도록 주의해야 한다. 장내 박테리아에 의해 발생되는 질병이 사회집단 및 국가적으로 급증한 것은 비정상적인 항원형(serotype)의 대장균 박테리아를 조사하여 환경오염의 근원으로 검출하는 것이 어렵기 때문이다. 또한 대장균 박테리아의 근원에 대한 발생원인과 사회 지식의 정보 부족은 분변 오염의 위험성에 대한 잘못된 인식을 줄 수 있다.

동물의 배설물은 분변 오염의 원인 중 하나다. (출처: GettyImages-977811040)

장내 박테리아에 의해 발생되는 질병이 급증하는 것은 비정상적인 항원형의 대장균 박테리아를 조사하여 분변 오염의 인한 근원을 검출하는 것이 어렵기 때문이다. 또한 분변오염의 지식과 정보 부족으로 인한 위험성을 인식하지 못하는 경우가 많다. 분변성 대장균 박테리아는 토양 및 물 속에 병원균이 존재할 수 있으며 환경에 따라 다르다. 특히 개인위생수준 및 사회기반 시설이 낙후 등으로 인하여 세균성이질, 장티푸스 및 콜레라 등의 수인성 감염병의 발생빈도가 높다. 반면에 개인위생 수준향상 및 생활수준이 향상된 지역은 식생활 양상의 변화로 인해 오염된 식자재 및 식품 섭취에 의한 설사 환자 발생이 증가하는 추세로 변화한다. 병원성대장균은 특성과 작용 기전에 따라 장출혈대장균(enterohemorrhagic E. coil, EHEC), 장독성대장균(enterotoxigenic E. coli, ETEC), 장병원성대장균(enteropathogenic E. coli, EPEC), 장침습성대장균(enteroinvasive E. coli, EIEC)으로 구분된다. 분변성 대장균 오염과 동시에 발생할 수 있는 수인성 병원성 질환으로 이질, 장티푸스, 바이러스성 및 박테리아성 위장염, A형 간염 등이 있다. 또한 분변성 대장균을 함유한 미처리 유기물은 환경에 유해할 수 있다. 이 물질의 호기성 분해는 강이나 수로로 방출되어 용존산소함량을 낮출 수 있으며, 이는 물고기와 다른 수생 생물을 죽일 정도로 산소 수준을 감소시킬 수 있다. 배수에서 분변성 대장균군을 감소시키려면 염소(chlorine) 및 기타 살균 화학 약품의 사용 또는 UV 살균 처리가 필요할 수 있다. 이러한 처리는 분변성 대장균과 질병 박테리아를 죽일 수 있으며, 수생 환경의 적절한 균형에 필수적인 박테리아를 죽임으로써, 박테리아에 의존하는 종들의 생존을 위협한다. 따라서 분변성 대장균의 수치가 높을수록 더 높은 수준의 염소가 요구되며, 수생 생물을 위협한다. 또한 분변의 오염으로 인한 하천수나 토양에 질소와 인을 과다 공급되어 발생하는 것을 부영양화(eutrophication)라 한다. 이는, 저수지나 호수에 흘러 들어와 질소와 인을 이용하는 조류가 번성하여 물속에 녹아있던 산소가 소모되어 물고기나 다른 생물체가 산소부족으로 죽게 되면 물이 탁해지고 색깔이 변화하여 상수로서의 이용가치가 떨어진다. 또한 바다에서도 질소와 인의 과잉공급으로 인하여 부영양화 현상이 발생하는데 이때 발생하는 것을 적조라고 하며 대량의 적조가 발생하면 어패류가 떼죽음을 하는 등의 환경오염 등을 발생하고 있다. 

총대장균군, 대장균, 지표세균, 식중독, 병원성, 바이러스, 박테리아, 용존산소함량, 호기성, 부영양화(eutrophication), 적조

이상석/순천대학교

김근필/중앙대학교

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