제주특별자치도보건환경연구원(원장 이창환)은 2019년 한 해 동안 도민의 건강증진과 청정한 제주를 지키고 보존하기 위해 추진한 연구결과들을 모아 「보건환경연구원보 제30권」을 발간했다.

연구과제는 보건환경연구원 운영위원회의 심의를 거쳐 최종 선정된 과제로써 중간 보고회 및 평가보고회를 통하여 개선·보완하여 완성된 결실이다.

주요내용은 ‘제주 서부지역 지하수 오염실태 및 병원성세균 특성’ ‘환경오염원 신속추적을 위한 안정동위원소 특성 연구’등을 비롯한 연구논문 8편과, 제주지역 인플루엔자 발생 및 유행특성, 제주지역 하천수 수질조사 등을 비롯한 연구초록 15편이 수록됐다.

보건환경연구원보 제30권 수록 연구논문 주요내용으로는 ▲SFTS 매개 참진드기 바이러스 감염률 조사 ▲제주 서부지역 지하수 오염실태 및 병원성세균 특성 ▲해안에 폐기되는 보라성게 껍질 활용 방안 조사 ▲유통 농․수산물 방사능 및 잔류동물용의약품 오염실태 조사 ▲환경오염원 신속추적을 위한 안정동위원소 특성 연구 ▲가축분뇨 액비의 농경지 활용방안 연구(시설하우스 상추재배지를 중심으로) ▲제주시 대기 중 PM2.5의 발생특성 및 인체 위해성 평가 연구 ▲한림지역 지하수의 질산성질소 변화에 따른 수질특성이다

▲SFTS 매개 참진드기 바이러스 감염률 조사

• 목적 : SFTS 병원체 감염률을 조사하여 참진드기 매개체 분포특성 및 SFTS 바이러스 감염 실태 등을 분석하여 방역대책 수립 및 매개체 감염병 예방관리를 위한 기초자료로 활용하고자 함.

• 결과 : 참진드기 13,040개체(총 785 pools)에 대한 SFTS 바이러스 유전자 보유 검사결과 2개 지역 3 pools에서 유전자가 확인되었고, 전체적인 최소감염률(MIR)은 0.02%로 나타났다. 지역별 검출률은 잡목림 지역에서 채집된 204개체(20 pools) 중 2 pools에서 바이러스가 검출되어 최소감염률 0.98%, 초지 지역에서 1,143개체(79 pools)에서 1 pool이 검출되어 최소 감염률 0.08%를 나타내었다. 검출된 SFTSV 유전자 염기서열을 분석한 결과 2018년 결과와 동일하게 B genotype 으로 확인되었음.

▲제주 서부지역 지하수 오염실태 및 병원성세균 특성

• 목적 : 제주 서부지역(한림읍)을 중심으로 지하수 오염실태를 파악하고 분자유전학적인 방법을 이용하여 지하수 중의 병원성세균을 분리 동정하고 분리 균의 특성을 연구함으써, 서부지역 지하수 오염저감 방안 및 처리대책 강구를 위한 기초자료로 활용하고자 함

• 결과 : 서부지역 265개 관정, 445건을 검사한 결과, 병원성대장균 25주, 살모넬라 4주를 분리 동정하였으며, 병원성세균 33주에 대한 PFGE 검사 및 분석 결과 병원성대장균 4주와 살모넬라균 2주가 과거 유행균주와 같은 유형으로 확인되어 수인성매개질환의 역학적 상관관계 가능성을 보여 주었다.

2018년도에 이어 2019년에도 지속적으로 병원성세균이 검출되는 것으로 보아 지하수 오염이 지속되고 있음을 알 수 있었고, 수질개선을 위해 노후된 관정시설의 개선, 오염원의 지속적인 감시 및 관리 등 체계적이고 종합적인 관리시스템을 구축하여야 할 것 으로 사료됨

▲해안에 폐기되는 보라성게 껍질 활용 방안 조사

• 목적 : 본 연구에서는 수산폐기 이용 자원 중 해안지역 환경오염의 원인이 되고 있는 보라성게 껍질의 활용방안을 조사하기 위하여 일반성분 및 무기질과 보라성게껍질 추출물의 8종의 식중독균에 대한 항균성, 항산화 및 tyrosinase 억제 활성 등을 살펴보았음.

• 결과 : 보라성게 껍질의 주요 무기질 성분은 칼슘, 마그네슘으로, 칼슘이 29.98~ 30.82 g/100g으로 가장 높은 함량을 보였고, 납, 카드뮴, 비소 등의 중금속은 미량 검출되었으며, 8종의 세균 중 B. cereus, S. parauberis이 보라성게 껍질 80% 메탄올 추출물에서 생육이 저해되었음. DPPH 자유라디칼 소거활성은 6.25 mg/mL에서 32.9~72.52%, ABTS+ 소거능은 1.0 mg/mL에서 17.2~31.8%, tyrosinase 억제 활성은 10 mg/mL 농도에서 16.24%~29.49%로 나타났음.

보라성게 껍질 추출물은 어병에 질병을 일으키는 S. parauberis에 항균효과를 보여 양식장에서 어병사료 첨가제 활용 및 항산화, 미백활성으로 화장품 등의 원료 사용이 기대되며, 앞으로 보라성게 껍질의 항균성 및 항산화 성분에 대하여 추가적인 연구가 필요하다고 보여짐.

▲유통 농․수산물 방사능 및 잔류동물용의약품 오염실태 조사

• 목적 : 일본 후쿠시마 원전사고로 식품 중 방사능 오염에 대한 불안감이 증폭되고 있음에 따라 도내 유통 농‧수산물의 인공방사성 핵종 (131I, 134Cs, 137Cs)의 오염실태와 자연방사성 핵종(40K)의 농도 파악으로 방사능 오염 영향을 감시하고, 유사시 오염 정도를 평가할 수 있는 방사능 안전성 관리 방안 기초자료를 확보하고자 함. 또한 해양환경의 항생제 축적 영향을 파악하기 위해 수산물에 대해 잔류동물용의약품 오염실태를 조사하였음.

• 결과 : 인공방사성핵종의 오염 영향은 방사능오염이 가장 우려되는 수산물 모두 최소검출 가능농도(MDA) 이하였고, 137Cs이 검출된 농산물 22건도 미량검출 수준으로 제주도내 유통 농수산물은 안전하다고 판단됨. 그러나 국내외 방사능 사고로 인한 잠재된 위험성은 항시 내포되어 있고, 후쿠시마 원전 사고의 영향은 현재도 진행형이며, 특히 제주의 경우 일본과 가장 인접해 있는 위치에 있으므로 제주 연근해 수산물 및 농산물에 대한 지속적인 방사능 모니터링 및 도내 유통 양식어류 등에 대한 잔류동물용의약품 모니터링도 추가적으로 필요할 것으로 생각됨.

▲환경오염원 신속추적을 위한 안정동위원소 특성 연구

• 목적 : 본 연구에서는 하천수 및 해안변 용천수의 물 함양지역을 조사하기 위해 고도별 강우의 수소(δ2H)와 산소(δ18O) 동위원소비를 분석하고 질소오염원을 추적하기 위해 매질별 질산염의 질소(δ15N)와 산소 (δ18O) 동위원소비 분석과 기여율을 조사함.

• 결과 : 강우에 대한 안정동위원소비는 고도상승에 따라 100m당 δ18O -0.56~0.00‰, δ2D –3.0~-0.3m 낮아져 대상지역의 하천수와 용천수는 고도 800m이상에서 함양된 것으로 분석됨. 오염원별 안정동위원소비를 보면 가축분뇨 액비의 δ15N, δ18O는 각각 22.99±20.11‰, -2.82±16.79‰이고, 개인오수 7.59±2.24‰, 0.9±2.70‰, 하수방류 15.39±6.90‰, 2.27±3.76‰, 하수유입 13.73±4.46‰, -10.35±6.13‰, 화학비료 -18.37±17.24‰, 14.6 ±9.31‰, 양식장배출수 4.43±0.53‰, 1.91±1.65‰으로 분석됨. 도내 하천수에 대한 질소오염원의 기여율은 오염원 중 개인오수의 기여율이 59~61%, 하수에 의한 기여율이 20~21%로 전체의 80% 이상 차지하는 것으로 나타남.

▲가축분뇨 액비의 농경지 활용방안 연구(시설하우스 상추재배지를 중심으로)

• 목적 : 시설하우스 상추재배지에서 1모작 동안 양돈장에서 숙성된 가축분뇨 액비를 이용하여 질산성질소와 중금속(아연, 구리)의 가축분뇨 액비 시비에 따른 재 배 토양내 시비량별, 깊이별 잔류 특성 및 상추 재배에 따른 영향을 분석함으로써 가축분뇨 재활용을 극대화하기 위한 액비의 적정사용 방안을 제시하고자 함.

• 결과 : 가축분뇨 액비 원액을 시비한 토양의 질산성질소 잔류 농도는 원액을 희석하여 시비한 토양들(표준시비량이나 50배 희석액)보다 4∼10배까지 높았고, 중금속(아연, 구리)은 표면 토양층(2 cm 이내)에서 표토층(0∼15 cm), 심토층(30 cm 이상) 보다 높게 잔류하는 특성을 보임. 상추 생장시 영양분인 질산성질소와 중금속(아연, 구리) 영향은 표준시비량을 초과한 질산성질소 공급량은 상추 생장에 거의 영향을 주지 않았고, 중금속(아연, 구리)은 저농도일 경우 상추 생장에 영향을 주지 않지만 고농도일 경우 상추 생장억제에 큰 영향을 주는 것으로 분석됨.

종합적으로 가축분뇨 액비를 유기질 비료로서 시설하우스 상추 재배지에 적용할 때 지하수 오염 방지 차원에서 표준시비량 수준 이하로 사용하는 것이 바람직하며 중금속(아연, 구리)은 원액비의 잔류 농도를 고려하여 사용하는 것이 바람직하다고 판단됨.

▲제주시 대기 중 PM2.5의 발생특성 및 인체 위해성 평가 연구

• 목적 : 제주도의 대표적 도심지역인 제주시 연동에서 대기 중 PM2.5의 화학적 구성성분에 대한 분석자료를 바탕으로 수용모델을 적용하여 오염원을 추정하고, PM2.5의 노출로 인한 인체 위해성을 평가하고자 함.

• 결과 : 제주시 도심지역에서 2018년부터 2019년까지 2년 동안 총 279개 시료를 채취하였고, 측정기간 동안 PM2.5 질량농도는 15.14±9.53 ㎍/㎥이었으며, 겨울, 봄, 여름, 가을 순으로 높은 농도분포를 보임. PM2.5에 함유된 구성성분은 이온성분 54.7%, 탄소성분 17.5%, 원소성분 5.9%로 나타남.

PMF 모델을 이용하여 PM2.5의 오염원과 기여도를 추정해 본 결과, 황산염과 질산염 등 2차 생성 에어로졸과 연료의 연소 등과 관련된 오염원이 약 87.3%를 차지하고 있는 것으로 나타남.

PM2.5에 함유된 미량원소성분들 중 As, Cd, Pb의 농도는 고농도일의 경우 평상시에 비해 2.7배 정도 높은 농도를 보였으며, 고농도일의 As에 대한 발암위해도는 1.27×10-5 (100,000명당 1.27명이 암에 걸릴 확률)이었고, Cd과 Pb에 대한 발암위해도는 10-5 보다 낮은 것으로 나타남.

▲한림지역 지하수의 질산성질소 변화에 따른 수질특성

• 목적 : 제주도내 지하수의 수질오염도가 가장 높은 한림지역에 대해 수질특성을 파악하고, 인위적 오염원의 지표로 알려진 질산성질소의 등농도선 지도 를 작성하여 수질오염평가를 실시하였음.

• 결과 : 한림지역의 질산성질소 농도는 평균값 6.1 mg/L, 최고값 22.6 mg/L로 검출되었으며 대부분 200m 이하 지역에서 수질오염이 진행되고 있었음.

질산성질소와 동물성유기물질과는 고도가 높아짐에 따라 밀접한 관계를 가지고 지하수에 영향을 미치고 있었고, 질산성질소 등농도선 지도에서 해안 가까이에 있는 고도가 낮은 곳과 200m이상의 높은 곳에서 질산성질소 농도가 낮았으며, 그 사이 지역에서는 높은 농도를 보여 다른 지역과 대비되는 오염특성을 가지고 있었음.

따라서 지하수의 질산성질소 농도 저감을 위해 동물성유기물질에 대한 감시를 강화하고 오염원을 추적하여 제거함으로써 깨끗한 지하수 보전을 위해 필요하다고 생각됨.

이창환 보건환경연구원장은 “다양한 보건‧환경분야의 연구결과들이 제주도의 보건·환경 정책 수립 기초자료 및 현안문제 해결을 모색하기 위한 유용한 자료로 활용될 수 있기를 기대한다”며 “앞으로도 보건환경연구원에서는 도민들이 청정한 환경 속에서 건강한 삶을 영위할 수 있도록「사람과 자연이 공존하는 청정제주」를 만들어 가기 위해 현장중심의 실용 연구기관으로써의 책임과 역할을 다할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.