1.서 론

전 세계적으로 산업화의 가속 및 생활수준의 발달로 현대인은 하루 시간 중 80% 이상의 시간을 실내에서 생활하고 있기 때문에 건강과 관련하여 실내 환경에 대한 관심이 높아지고 있다(Kang and Chang, 1999). 실내 환경에서 공기질의 중요성이 인식되면서 세균, 진 균, 바이러스와 같은 부유미생물 오염에 대한 보건학적 관심도 증가하고 있다(Lee et al., 2005). 특히 진균은 실내환경에 존재하는 대표적인 생물학적 유해인자로서 알려져 있으며 공기 중에 부유하여 인체의 호흡기, 점 막부위, 피부 등에 접촉할 경우 호흡기성 질환, 과민성 질환, 감염성 질환, 알레르기성 질환, 아토피 피부염 등 을 유발시킬 수 있다(Bush et al., 2006; Shin et al., 2008). 또한 공기 중에 부유하지 않아도 실내의 어느 장소에 서식할 경우 악취와 미관훼손 그리고 mVOC (microbial volatile organic compounds) 물질을 발생시 켜 두통과 불쾌감을 유발하고 집중력 저하와 더불어 작업에 대한 의욕을 감퇴시킬 수 있다(KOSIE, 2014).

이렇듯 실내에서 진균은 단순히 한 가지 유형으로만 사람의 건강에 영향을 미치지 않고 다양한 유형으로 영향을 미친다. 그리고 실내에서 어디에 존재하느냐에 따라 미치는 영향이 다를 수 있다. 따라서 실내환경에 서 진균 측정 방법은 어떤 용도로 오염을 측정하려고 하는지 그 목적에 따라 방법이 결정되어야 한다. 측정 방법은 측정의 정확성과 재현성에 대한 신뢰를 위해 표준화되어야 하며 실제 현장 적용을 위해서는 범용적 인 측정기기나 장비가 수반되어야 보편적으로 측정방 법 적용을 할 수 있게 된다. 캐나다 브리티시콜럼비아 주에서는 실내공기 중 곰팡이 측정을 위해서 보건성에 서 제시된 가이드라인을 확인하는 조사를 수행하였고 공기 중 곰팡이 측정 방법으로 Andersen 샘플러, surface air system (SAS) 샘플러, reactive oxygen species (ROS) 샘플러, air-O-cell 샘플러 등 4가지 측정방 법을 비교하였다(Lee et al., 2004). 이 조사에 따르면, 비 거주 빌딩 75개 지점에서 조사한 결과 Andersen 샘 플러를 사용한 방법이 가장 안정적이고 일정한 곰팡이 농도 측정 결과를 보이는 방법으로 추천되었다(Lee et al., 2004). 국내에서는 충돌법에 기초한 ROS 샘플러, SAS 샘플러, Slit 샘플러, single stage 샘플러, Andersen 샘플러 등이 공기 측정에 주로 사용되어왔고 임핀저방 법은 간헐적으로 사용되어 왔다(Lee et al., 2007). 최근 국제표준화기구(International Organization for Standardization, ISO)에서 제정한 공기 중 진균 측정방법 (Table 1)으로서 여과법인 ISO 16000-16 (ISO, 2008) 와 충돌법인 ISO 16000-18 (ISO, 2011) 등이 KS 규격 으로 제정되면서 국내에서 이들 방법을 이용한 진균 측정을 권장하고 있다. 국내의 경우 환경부 실내공기질 관리법에 따른 총부유세균 측정 방식이 충돌법이기 때 문에 향 후 부유진균의 측정 또한 충돌법을 이용하기 가 용이할 수 있다. 그러나 아직 국내의 환경에서 진균 측정을 위해 사용할 장비의 적정성에 대한 의구심이 존재 하는 바 ISO 16000-18을 적용하여 보편적으로 사용 하기 위해서는 이용 가능한 장비에 대한 비교 평 가가 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 충돌법 을 준용하기 위해서 사용되는 장비로서 국내에 많이 보급되어 있는 Andersen 샘플러와 MAS-100NT 샘플 러에 대하여 국내 환경 측정에 적합성을 알아보고자 다양한 조건에서 실험을 수행하여 비교 하였다.

2.연구방법

2.1.시료 포집

2014년 3월부터 5월까지 충청남도 천안시, 아산시, 경기도 안성시, 평택시, 광주시에 위치한 가정집 20 곳 을 방문하여 총 3개의 장소(거실, 방, 실외)의 가운데 지점에서 진행하였고 높이는 1.3 m 높이에서 수평을 맞추어 3회 반복 수행하였다(Fig. 1). 공기 포집 후 cooler에 보관하여 실험실로 가져와 25°C 배양기에서 5일간 배양하였다.

2.2.항생제 검토

배양배지에 사용하는 항생제의 종류에 따라 세균의 억제능력을 확인하고자 3종류의 항생제를 malt-extract agar (MEA, Difco, Detroit, MI, USA)에 첨가하여 제 작하였다. 항생제로는 클로람페니콜(chloramphenicol) 50 μg/mL, 암피실린(ampicillin) 100 μg/mL, 스트렙토 마이신 (streptomycin) 50 μg/mL 를 사용하였다(Table 2). 이들 항생제는 Sigma-Aldrich Co. LLC., USA로부 터 구입하였다. 항생제가 첨가된 배양배지는 Andersen 샘플러(Single Stage Ambient Viable Sampler, Model 10-880; Tisch Environmental, Cleves, OH, USA)를 사 용하여 28.3 L/min 유량으로 3분 간 포집 하였다 (Andersen, 1958). 뿐만 아니라 비교를 위하여 항생제 가 첨가되지 않은 MEA 배지를 이용하여 동일방법으 로 공기 포집을 수행하였다.

2.3.배양배지 간 비교

샘플러를 이용하여 공기를 포집할 때 사용하는 배양 배지에 따라 차이점이 존재하는지 알아보고자 ISO 16000-18 방법에 존재하는 MEA와 dichloran-glycerol agar (DG-18, ME cell, Korea)를 사용하여 포집 하였 다. DG-18 배양배지에는 기본적으로 클로람페니콜과 클로르테트라사이클린(chlortetracycline) 항생제가 첨 가되어 있으며, MEA와 DG-18 배양배지 모두 암피실 린 항생제를 100 μg/mL 첨가하여 사용하였다.

2.4.샘플러 간 비교

샘플러 간의 차이를 알아보고자 동일한 배양배지를 사용하였으며, 배양배지로는 암피실린(ampicillin)을 100 μg/mL 농도로 첨가한 MEA 배지를 사용하였다. 채집에 사용한 샘플러로는 Andersen 샘플러와 MAS- 100NT 샘플러를 각각 2대씩 사용하였으며(Table 3), Andersen 샘플러는 28.3 L/min 유량으로 3분 간 포집 하였고, MAS-100NT 샘플러는 100 L/min 유량으로 1 분 간 포집 하였다.

2.5.집락계수 및 통계학적 분석

각 조건하에서 채집한 배양배지를 25°C에서 5 일간 배양 후 형성된 집락을 직접 계수 후 ISO 16000-17 (ISO, 2008^b)에 의하여 농도를 계산하였다. 집락 계수 는 집락계수기를 이용하여 2 차례 계수 후 평균을 구 한 값을 사용하였다. 통계학적 분석을 위하여 SPSS (version 20.0) 통계프로그램(IBM, USA)을 이용하였으 며 두 군간의 평균 비교를 위해 독립표본 t-test를 통해 p-value가 0.05 이하일 때 유의하다고 판정하였다(Wisplinghoff et al., 2004).

3.결과 및 고찰

3.1.항생제 배지에서의 진균 포집 검토

동일한 배양배지에 각기 다른 항생제를 첨가하여 두 가지 샘플러를 이용하여 공기를 포집 한 결과 Fig. 2와 같은 결과를 얻었다. 검은색으로 나타난 집락은 진균의 집락으로서 모든 항세균용 항생제가 첨가된 3종의 배 지와 무첨가 배지(대조군)에서 나타났다. 항생제가 첨 가된 배지에서 진균의 집락 형성은 생장에 영향 없이 모두 잘 형성되었다. 이는 3개 항생제 모두 진균 측정 배지에 사용 할 수 있음을 보여준다. 한편 세균의 집락 형성과 관련하여 비교 하였을 경우 세균의 집락은 대 조군과 비교하였을 때 3종류 항생제가 첨가된 배지 모 두에서도 세균 집락이 형성되었다. 세균 집락은 진균의 집락과 비교하여 투명하며 크기가 작았다. 진균 중에 효모 모양으로 자라는 진균의 경우 세균의 집락과 유 사 할 수 있으므로 세균 집락을 모두 현미경으로 검경 한 결과 모두 세균 집락이었다. 이에 따라 어느 항생제 가 첨가된 배지에서 세균 집락 형성이 적은지 비교 하 였다. 우선 항생제가 첨가되지 않은 배지인 대조군에 비하여 3가지 종류의 항생제가 첨가된 배지 모두에서 세균의 집락이 적게 형성되었다. 이는 3가지 항생제 모 두 세균의 집락 형성을 억제하는 기능이 있음을 보여 준다. 이들 3가지 항생제의 알려진 세균 생육 억제 기 작은 Table 2에 제시하였다. 즉 단백질 합성과 세포벽 합성을 저해 함으로서 진균 배지에서 집락 형성을 억 제한 것으로 사료된다. 배지간 비교를 하였을 때 암피 실린이 첨가된 배지에서 진균의 집락이 다른 두 종류 의 항생제에 비해 세균의 집락이 적게 생성 되었다. 이 는 본 실험에서 측정한 공간의 공기중에 존재하는 세 균의 경우 암피실린에 민감한 세균 종이 더 많이 존재 하였을 것임을 시사한다. Table 2에서 나타나듯이 암피 실린은 다른 두 종류와 다르게 세균의 세포벽 합성을 억제하는 특성을 가지고 있다. 암피실린은 수용성이라 서 배지 조제시 첨가하기 쉬우며 상온에서 장기간 항 생효과의 안전성을 보이기 때문에 여러 곳의 다수의 측정을 수행 할 때 항생제 첨가배지의 안전성을 확보 할 수 있어서 부유 진균 측정배지에 보편적으로 사용 할 수 있는 항생제로 사료된다. 물론 포집하는 환경에 따라 존재하는 세균의 종이 다르고 항생제에 대한 민 감성도 다를 수 있으므로 필요에 따라 적절한 항생제 를 선택하여 사용하는 것이 용이할 것으로 사료된다. 이를 위해서는 앞으로도 국내의 다양한 환경에서 진균 을 측정 하면서 항생제의 효과에 대한 보다 폭넓은 조 사가 이루어져야 할 것이다. 특히 병원, 노인요양시설 등 항생제를 빈번히 사용하는 빌딩에서 항생제 다제내 성균이 출현하고 있는 바(Kang, 2013; Kim et al., 2015) 향 후 부유 진균 측정을 위해서 다양한 실내 환경에서 실내공기에 존재하는 세균을 대상으로 다각적인 항생 제 내성 연구가 필요하다고 사료된다. 이러한 연구 자 료는 생활 환경과 특수환경 등에 존재하는 부유미생물 의 유해성을 밝히고 새로운 수퍼세균이나 수퍼진균 처 럼 다제내생균주의 출현을 탐색하는 기초가 됨은 물론 다양한 환경에서 서로 다른 약제내성을 지닌 균의 존재 로 말미암아 발생 할 수 있는 측정 오차를 줄이는 데도 유용한 정보이기 때문에 시급히 자료 축적이 요구된다.

3.2.배양배지 간 비교 결과

두 종류의 샘플러를 이용하여 공기 포집에 사용되는 배양배지간의 차이를 알아보았다. Andersen 샘플러를 사용하여 포집 후 동일한 온도와 기간 동안 배양 한 결 과는 Fig. 3과 같다. MEA 배지에 비하여 DG-18 배지 에서 자라난 진균에서 포자 형성이 우수하였고 집락의 크기도 뚜렷하고 크게 나타났다. 그러나 집락을 계수 후 농도를 비교한 결과 DG-18 배지에서는 평균 1107 cfu/m³, MEA 배지에서는 평균 1147 cfu/m³이었다(Fig. 5). Andersen 샘플러를 사용할 때 두 배양배지 간에 포 집 농도에 차이가 있는지 유의성을 확인을 위하여 ttest를 수행한 결과 95% 수준에서 유의하여 통계학적 으로 차이가 없음을 알 수 있었다. MAS-100NT 샘플 러를 사용하여 동일한 온도와 기간 동안 배양 한 결과 는 Fig. 4와 같다. 자라난 진균의 집락 형성 모습은 Andersen 샘플러를 사용했을 때와 유사하였다. 포집 농도를 비교한 결과 DG-18 배지에서는 평균 1048 cfu/m³, MEA 배지에서는 평균 984 cfu/m³이었다(Fig. 5). MAS-100NT 샘플러를 사용할 때 두 배양배지 간 의 유의성을 확인을 위하여 t-test를 수행하였으며 95% 수준에서 유의함으로 이 역시 통계적으로 두 배지간에 포집 농도는 차이가 없음을 알 수 있었다. 이상의 결과 로 볼 때 DG-18 배지를 사용하여 공기 포집 하였을 때 진균의 포자 형성이 우수하고 집락의 크기가 뚜렷 하여 진균의 분리할 때 사용하기에는 좀 더 용이한 배 지라고 사료된다. 그렇지만 총부유진균의 농도를 측정 하는 시험에서는 ISO 16000-18에 명시된 것처럼 DG- 18 배지와 MEA 배지 중 어느 것을 사용해도 무방하다 고 사료된다.

3.3.샘플러 간 비교 결과

본 실험에 사용한 두 가지 진균 샘플러에 대한 재원 비교는 Table 3와 같다. 동일한 배양배지를 사용하였을 때 이 들 샘플러 간의 측정 차이가 존재하는지 알아보 고자 공기를 포집한 것을 비교하였다. MEA 배지를 사 용하고 Andersen 샘플러를 사용하였을 때 배지의 전체 면적에 진균 집락을 형성하였으며(Fig. 3), MAS- 100NT 샘플러를 사용하였을 때는 배양배지의 중앙에 조밀하게 진균 집락을 형성하였다(Fig. 4). 집락을 계수 후 포집 농도를 비교한 결과 Andersen 샘플러는 평균 1148 cfu/m³, MAS-100NT 샘플러는 평균 1048 cfu/m³ 이었다(Fig. 5). 표면상으로 진균의 농도는 Andersen 샘플러에서 조금 더 높게 측정되는 성향이 있었다. 그 러나 MEA 배양배지를 사용할 때 두 샘플러 간의 유 의성을 확인을 위하여 t-test를 수행한 결과 95% 수준 에서 유의함을 알 수 있었다. 따라서 MEA 배지 이용 측정에서는 두 샘플러 간의 측정 결과는 통계적으로 차이가 없음을 알 수 있었다. DG-18 배지를 사용했을 때도 MEA 배지를 사용했을 때와 유사한 형태로 진균 집락을 형성하였다. MEA 배지를 사용했을 때와 같이 계수 후 농도를 비교한 결과 Andersen 샘플러는 평균 1107 cfu/m³, MAS-100NT 샘플러는 평균 984 cfu/m³이 었다(Fig. 5). DG-18 배지에서도 MEA 배양배지처럼 표면상으로 진균의 농도는 Andersen 샘플러에서 조금 더 높게 측정되는 성향이 있었다. DG-18 배지를 사용 할 때 두 샘플러 간의 유의성을 확인을 위하여 t-test를 수행한 결과 이 또한 95% 수준에서 유의하여 두 샘플 러 간의 진균 농도 측정 결과는 통계적으로 차이가 없 음을 알 수 있었다. Andersen 샘플러를 사용하였을 때 는 MAS-100NT 샘플러를 사용하였을 때 보다 배양배 지의 전체면적에서 집락을 형성하기 때문에 좀 더 다 양한 진균을 순수분리하는 실험을 진행할 때에는 더 사용하기에 편리하다고 사료된다. 그러나 총부유진균 의 농도를 측정하는 시험에서는 Andersen 샘플러와 MAS-100NT 샘플러 중 어느 것을 사용해도 무방하다 고 사료된다. 다만 본 연구를 수행 중 비용적인 면에서 Andersen 샘플러가 저렴 하였으며 유량이 적어 스위치 를 켜고 끄는데 있어서 포집 시간에 대한 오차를 좀 더 최소화 할 수 있는 장점이 있었다. 따라서 샘플러를 처 음 사용하면서 발생하는 오차를 줄이기 위해서 사용자 의 샘플러 사용에 대한 숙지가 요구된다고 할 수 있다. 국내의 경우 충돌법을 이용한 경우로서 BUCK 사의 샘플러도 일부 도입되어 사용한 사례(Shon et al., 2014)가 있으나 이 경우 본 연구에 사용된 배지와 다른 배지를 사용하였기에 향 후 다른 샘플러의 활용을 위 해서는 보다 확대된 비교 실험이 필요하다고 사료된다.

4.결 론

ISO 16000-18을 적용하여 보편적으로 사용 하기 위 해서는 이용 가능한 장비에 대한 비교 평가가 요구되 고 있어서 국내의 환경에서 충돌법을 이용한 진균 측 정을 위해 사용할 장비의 적정성에 대한 기초 자료를 마련 하고자 배지와 항생제 그리고 샘플러에 대한 연 구를 수행하였다. 클로람페니콜, 암피실린, 스트렙토마 이신 3종 항생제 모두 진균배지에서 세균 집락 형성 억제에 효과를 나타내었고 진균 생장에는 영향이 없었 다. 항생제 3종 중에서는 암피실린의 효과가 조금 더 우세하였다. MEA 배지와 DG-18 배지 간에 포집 농도 차이는 없었다. 집락의 형태적 특징은 DG-18 배지에 서 좀 더 뚜렷하였다. 진균 농도 측정에 Andersen 샘플 러와 MAS-100NT 샘플러에 모두 유용하였다. 본 연구 결과는 향 후 국내의 부유진균 측정에 대한 기본 자료 로서 유용하게 활용 될 것으로 기대된다.