1. 서 론
행정안전부에 속한 국가기록원은 국가기록물을 수집, 보존, 관리하고 있다. 수집된 대통령기록물, 공공기록물, 해외기록물 등 다양한 종류의 기록물이 이 기관에 소장 및 보관되어 있다. 일반적인 기록물들의 보존 기간은 30년 이상이므로 장기간 보존을 위해서 보관 서고에 입고하기 전 소독 처리함으로써 유해생물에 의한 기록물의 손상을 방지해야한다. 2019년 말 기준으로 종이 재질의 문서류는 전체 기록물의 68.1%로서 기록물의 대부분을 차지하고 있다(Noh et al., 2021). 셀룰로즈(Cellulose), 헤미셀룰로즈(Hemicellulose), 리그닌(Lignin) 등의 섬유질과 각종 화학 첨가제로 구성 되어 있는 종이 재질은 화학적, 물리적, 생물학적 손상을 받을 수 있다. 이 중 생물학적 손상은 해충, 쥐, 미생물에 의해 발생할 수 있다. 특히 미생물과 해충은 기록물을 먹이로 사용하면서 갉아서 훼손하거나 분해하면서 쉽게 손상시킨다(Kim et al., 2018). 또한 이들이 생명활동 과정에서 만들어내는 대사물질(분변, 효소 등)도 기록물의 손상, 색소 침착 등 복원이 불가능하게 하는 피해를 주기도 한다(Kim et al., 1998). 따라서 기록물의 피해 예방을 위해서는 보관 서고, 기록물들의 청결상태 등의 주기적인 점검이 필요하고, 공기 중 부유균이나 미세먼지의 측정 및 제어, 오염된 기록물의 서고 반입 전 소독 등이 요구된다.
현재 국가기록원에서 서고 환경에 보관할 미소독 기록물을 전부 소독하기에는 너무 분량이 많기 때문에 실질적으로 전량의 소독은 불가능한 실정이다. 이에따라 외관상 오염된 기록물을 선별하여 소독처리를 하는 방안이 이용되고 있다. 미생물 오염이 심각한 기록물은 색소 침착 및 진균이 자란 것이 육안으로 확인이 되지만 대부분의 표면 부착미생물의 경우는 육안으로 보이지 않아 오염 여부를 판단하기가 쉽지 않다. 따라서 기록물의 눈으로 보이지 않는 미생물 오염을 파악하려면 기록물의 표면에서 시료를 채취 후 미생물 배지에 직접 배양하여 확인하는 방법을 사용하기도 한다. 이 배양확 인법은 살아 있는 미생물의 오염이 존재하는지 확인하는 최적의 방법이다. 그러나 배양을 위해 3~7일 정도 기일이 걸리는 단점이 있다.
최근 물체 표면에서 미생물의 오염 정도를 확인하기 위해 현장에서 바로 검출하는 비배양 방법으로서 ATP luminescence법이 널리 사용되고 있다(Efremenko et al., 2022). 이 방법은 kits에 포함된 Luciferin이 Luciferase에 의해 oxyluciferin으로 전환되는 과정에서 발생한 빛을 ATP luminometer를 이용하여 상대적 광 단위(Relative Light Unit, RLU)로 측정하여 ATP의 양을 알 수 있도록 하는 방법이다(Chen and Godwin, 2006). RLU를 측정하는 기기는 소형으로 가벼워 현장에서 누구나 쉽게 미생물 오염 정도를 20초 이내의 짧은 시간에 간이적으로 측정할 수 있다. 이러한 편의성으로 인해 ATP luminescence 법은 위생 상태 검증에 머물지 않고, 생물의학과 독성학 분야의 연구, 환경 기술 개발 및 활용, 항균제 및 생물학적 보호제 개발 등에 사용되고 있다(Stannard and Wood, 1983; LaRocco et al., 1986; Stanley et al., 1989; Griffiths, 1993; Kim et al., 2010; Efremenko et al., 2022).
종이 표면은 수분을 흡수하거나 미생물이 섬유 조직 사이로 들어갈 수 있어 표면 스왑(Swab) 효율이 떨어질 수 있다. 또한, 종이 제조 시 사용된 화학 물질이나 유기물 잔류물이 ATP 측정값에 간섭을 일으킬 수도 있다. 또한 종이 재질에 따라 표면 거칠기가 다르고 흡수하는 특성도 다를 수 있다. 이에따라 최근 본 연구팀은 기록물에 자주 사용되는 여섯 가지 종이류에 대해 세균 오염시 ATP luminescence 법의 적용 가능성을 파악하여 일정 농도 이상 오염시에는 검출이 가능함을 보고하였다(Cho et al., 2023). ATP luminescence 법을 이용한 국가기록원 미소독 기록물에 대한 초기 조사는 2017년(Kim et al., 2018)에 극히 부분적으로 있었지만 양지, 도면(섬유), 도면(지류)에 한정하여 조사되었다. 따라서 종이 재질에 대한 구체적 비교 검토가 없고, 사용하는 검출 장비에 대한 비교가 없어서 범용적인 사용을 위한 정보 자료가 필요한 실정이다. 이에따라 본 연구는 미소독 기록물에서 종이 재질과 ATP 측정 측정 장비에 따른 미생물 오염도를 측정 분석하여 미소독 기록물의 미생물 오염파악에 ATP 측정법 활용 가능성을 검토하고자 수행하였다.
2. 재료 및 방법
연구 수행은 국가기록원 성남분원의 미소독 기록물 서고(NF101, NF105, NF210, NF501, MNF603)에서 각각 소장된 기록믈을 대상으로 진행하였다. 종이 재질 별 조사를 위해 국가기록원측에서 구별한 6가지 종이 재질인 백상지(Fine-print paper), 박엽지(Thin paper), 신문지(Newsprint paper), 갱지(Ground paper), 중질지(Medium-quality paper), 트레이싱지(Tracing paper)로 구성된 기록물 61권과 더불어 임으로 선택된 미소독 기록물 100권을 대상으로 측정하였다.
미생물 오염도 측정은 ATP Luminometer인 Lumitester smart PD-30 (PD-30) (Kikkoman Biochemifa, Japan) 와 3MTM Clean-TraceTM LM1(LM1) ATP System (3M, USA)을 이용하여 수행하였다. 시약과 시료 샘플링 및 채집된 시료 처리는 회사에서 제공한 설명서에 따랐다. 종이 재질별 측정은 각 기록물 내지 표면의 10 × 10 cm2의 면적을 회사의 ATP luminometer kits에서 제공하는 측정 면봉을 돌려가면서 여러차례 스왑한 뒤, 제공된 기질 시약에 넣고 흔들어 반응시켰다. 혼합된 반응 시약은 일정 시간 후 각 luminometer에 넣어 RLU를 측정하였다. 미소독 기록물 100권에 대한 측정은 두 장비 간의 차이를 확인하기 위하여 각 기록물의 서로 마주보고 있는 페이지의 10 × 10 cm2의 면적을 대상으로 시료를 채집 후 측정하였다.
3. 결과 및 고찰
6종류의 종이 재질별 기록물에 대한 측정 결과 측정한 모든 기록물 RLU 값이 측정되었다(Table 1). 중질지에서 평균 RLU값이 높게 측정되었으며 박엽지에서 가장 낮게 측정되었다. 두 장비 간에 측정값 차이가 존재 하였으나 공통적으로 6종류의 종이 재질별로 기록물에서 오염도가 높고 낮은 검출 성향은 대체로 유사하였다. RLU 값은 중질지, 트레싱지, 백상지 순으로 2개 장비에서 동일하게 오염도 감소 경향이 나타났다. 그 외 박엽지(습자지 포함), 신문지, 갱지에 대해서는 RLU 값이 100 이하의 수치 차이로 큰 차이를 나타내지 않았다. 이는 기록물 중 중질지, 트레이싱지, 백상지로 제작된 기록물이 갱지, 박엽지, 신문용지로 제작된 기록물 보다 오염도가 다소 더 높음을 시사한다. 하지만 측정된 시료수가 극히 적으므로 향후 이런 성향이 일반적인 지는 좀 더 많은 시료를 대상으로 비교하는 것이 필요하다.
2개의 장비를 사용하여 기록물 페이지의 마주한 표면을 측정한 결과는 Table 2에 나타내었다. PD-30과 LM1의 평균 RLU 값은 각각 1,035와 60으로 나타났고 (Table 3) 전반적으로 PD-30의 RLU 측정값이 LM1의 값보다 높게 나타났다(Table 2). 선행 연구(Cho et al., 2023)에서 종이 재질 별 2가지 ATP 측정 장비의 종이 표면 세균 검출 정도를 보았을 때, RLU 값이 1,000 수준이면 105~106 CFU/4 cm2 정도의 매우 높은 세균 오염도를 나타내는 것으로 사료되었다. 이에따라 1,000 RLU 값보다 높게 나온 미소독 기록물은 LM1으로 측정하였을 때 1권, PD-30으로 측정하였을 때 23권으로 나타났다. 500 이하의 RLU 값을 가지는 미소독 기록물은 전체 100권 중에서 PD-30으로 측정한 결과에서는 61권, LM1으로 측정한 결과에서는99권이었다(Table 3). 500 초과 1,000 미만의 RLU 값을 가지는 미소독 기록물은 PD-30으로 측정한 결과에서는 16권, LM1으로 측정한 결과에서는 0권으로 나타났으며 1,000 이상의 RLU 값을 가지는 미소독 기록물은 각각 PD-30으로 측정한 결과에서는 23권, LM1으로 측정한 결과에서는 1권이었다. 연도별로 살펴 보았을 때 1111년도의 오래된 도면의 기록물과 1831년 기록물에서도 RLU 값이 측정되었다. 1900년도 초기인 1904년과 1911도 기록물에서도 RLU 값이 존재하였다. 1922년도 기록물은 RLU 값이 3,639와 2,662로서 2개 장비 모두에서 높은 측정값을 보여 미생물 오염도가 매우 높음을 보여주었다. NF501 서고에 보관된 도면에서의 RLU 값은 7~57(LM1 측정)과 64~524(PD-30 측정) 로 분포하였다. Table 2에 나타난 종이 재료의 기록물에 대한 측정 결과는 오래된 기록물부터 2003년에 이르기까지 미 소독 기록물에 미생물 오염도가 낮은 수준부터 매우 높은 수준까지 존재함을 보여준다.
종이 표면을 스왑하여 ATP를 측정한 결과 RLU 값이 표출되면 미생물 오염이 있다고 생각할 수 있다. 그러나 측정 장비나 세균의 종류에 따라 그 측정값에 차이가 생길 수 있다(Cho et al., 2023). 3가지 ATP 측정 장비를 이용하여 Micrococcus luteus 세균을 대상으로 한 측정시험에서 세균이 없는 control 측정에서 PD-30은 18.33 ± 1.53 RLU, LM1은 17.33 ± 0.58 RLU를 각각 나타내었고, A4 인쇄용지 표면에 3종의 세균 Bacillus subtilis, Escherichia coli, Micrococcus luteus를 각각 농도별로 접종하여 측정하였을 때 1 × 105 cells/100 cm2 농도까지는 RLU 값이 LM1은 38~60, PD-30은 44~63 을 나타내었다. 이러한 보고를 바탕으로 6종류의 종이 재질로 된 기록물을 LM1 장비로 측정한 Table 1의 결과를 볼 때, 전체적으로 미생물 오염이 높은 수준(>106 cells/100 cm2)으로 나타난 것은 전체 61권의 기록물 중에 트리이싱지의 기록물 48번과 중질지의 기록물 27과 28 등 총 3건 뿐임을 알 수 있다. 그러나 PD-30으로 측정한 결과를 보면 미생물 오염이 높은 수준은 백상지에서 7건, 박엽지에서 8건, 신문용지에서 9건, 갱지에서 10건, 중질지에서 10건, 트레이싱지에서 8건 등 총 52건이다. 이는 장비간에 종이 표면 측정값에 차이가 있 음을 보여준다. 이러한 성향은 Cho et al. (2023)이 보고한 3가지 ATP 측정 장비의 비교 시험에서도 PD-30이 LM1 보다 감도가 더 높은것으로 나타난 결과와 일치한다. 이러한 차이는 PD-30의 측정 방식은 ATP/ADP/ AMP를 통합적으로 검출하는 3A 검출 방식(Bakke and Suzuki, 2018)이나 LM1의 경우는 ATP만 검출이 가능하기 때문에 PD-30의 측정 값이 더 높게 나타나는 결과로 보여진다.
따라서 어떤 장비를 사용하는냐에 따라 측정 값이 가지는 의미를 잘 해석할 필요가 있다. 세균의 세포수 기준으로 RLU 값을 볼 때는 1개 세포당 어느 수준으로 RLU 값이 분포 할지를 고려함으로써 오염도를 분석하는 것이 바람직하다고 볼수 있다. 세균 세포 내에 AMP, ADP, ATP는 세균의 대사나 증식단계에서 그 비율이 다르기 때문에 이들 3가지 물질에 모두 반응하여 나타난 것을 표준화하여 미생물 수에 비교하기에는 어려움이 있다. 이런 측면에서는 ATP만 검출하는 방법이 좀 더 적합할 수가 있다고 사료된다. 과다하게 측정되어 달리 해석되는 오류를 줄일수 있기 때문이다. 반면 AMP, ADP, ATP를 모두 검출하는 방법은 감도를 높일수 있어서 오염 여부를 좀 더 정밀히 판별하는 데는 유리할 것으로 사료된다. 결과적으로 기록물 소독 기준을 운용하기 위하여서는 사용하기에 적합한 장비의 선정에 이러한 장비 간의 측정 편차가 고려되어야 할 것이다.
본 연구 결과를 종합해 봤을 때, 국가기록원에 보관된 미소독 종이 기록물의 재질별 특성과 측정 장비의 검출 방식 차이가 RLU 수치에 영향을 미침을 알 수 있다. 특히 ATP/ADP/AMP를 통합 검출하는 3A 방식은 오염도를 과다 측정할 수 있으므로, 다수의 미소독 기록물을 취급하는 국가기록원의 소독 선별 업무 같은 경우에는 ATP만을 특이적으로 검출하는 장비의 운용이 추천된다. 이러한 정밀 검출 체계의 구축은 미생물 오염에 의한 기록물의 생물학적 손상을 사전에 방지할 뿐만 아니라, 불필요한 소독 처리를 줄임으로써 소독 과정의 효율성과 기록물의 보존성을 극대화하는 데 기여할 것으로 생각된다. 다만 본 연구는 대상 기록물의 수가 한정적이었다는 한계가 있는 바, 향후 다양한 보존 환경과 제작 연대를 고려한 대규모 후속 측정을 통해 데이터의 보편성을 확보하고 이를 바탕으로 한 표준화 연구가 필요할 것으로 사료된다.
