[환경과학] Microbiological investigation of bathing water(1) - 수질 조사를 위한 준비 단계

 

여름철이 되면 많은 사람들이 더위를 쫓기 위해 강, 호수, 시내로 가 멱을 감는다. 사람들이 수영을 하거나 몸을 담그는 물을 bathing water(발음 주의)라 한다. 헌데 이 물이 더럽다면? 물과 직접적으로 접촉한 많은 사람들이(혹은 마시기도 할테지) 병균에 감염될 위험에 노출된다. 그래서 이를 막기 위해 사전에 이들 물에 대한 사전 조사가 이루어져야 한다. 이 물이 사람들이 수영하고 놀기에 적합한지 아닌지를 판단하는 조사 말이다. 스웨덴의 국민 보건 기구(?)는 각 지방 자치 단체에 속한 수괴들의 수질을 조사하게 하는 권한과 의무를 가진다. 이런 수질 조사의 기준은 세균수이다. 우유나 마실 물의 품질 검사에도 세균수가 기준이 되듯이 말이다. 

스웨덴의 경우, 수질 검사의 척도로 intestinal enterococci와 Escherichia coli를 이용한다. 두 세균 모두 인간의 장에 서식하며, oral-fecal contamination을 통해 사람에게 감염한다. 즉, 배설물이 물로 흘러 들어가면 세균이 물에 퍼져 나가고, 그 물을 마시는 사람은 물 속의 세균에 감염되는 식이다. 이들 균은 종에 따라 다양한 소화계통 질병을 일으키는데, 주로 면역력이 약한 사람들이나 어린 아이에게 질병을 일으킨다. 이들 균들이 치명적인 균은 아닌데다가 E. coli와 같은 일부 종들은 사람 몸에 없으면 안 되는 장내공생균이므로 왠만큼 세균이 번식하거나 사람이 약해지지 않는 한 그리 문제가 되지는 않는다. 하지만 역시 많은 세균이 물에 존재한다면 더 많은 사람들이 쉽게 감염되겠지.

수질 검사는 일괄적으로 표준화 된 샘플링 가이드와 매뉴얼을 따라 이루어진다. 모든 곳에서 공통적인 방법으로 조사가 이루어져야 훨씬 명확하고 일관적인 결과를 얻을 수 있기 때문이다. Bathing water에 대한 조사는 물을 직접 채취하는 것에서 시작해서 membrane filtration method를 이용한 세균수 측정으로 이어지며, 이 두 과정 사이에는 대상이 되는 수괴의 주변 환경에 대한 조사(오염원이 존재하는지, 식생과 온도 등은 어떤지)와 표본을 실험실로 옮기기까지의 과정 등이 포함된다.

그럼 수질 검사를 하기 위해 먼저 표본부터 채취해보자. 주변에서 수질 검사의 대상이 될 호수나 강, 시내 등을 찾았다면 그 곳을 찾아가 우선 그 지역이 어떤지를 살펴본다. 물의 맑기는 어떤지, 조류나 물풀들이 많은지, 흙은 어떤 상태인지, 주변 식생은 어떤지를 살피고, 인위적인 오염원(오일, 타르, 폐수가 나오는 하수관 등)이 주변에 있는지도 함께 살핀다. 어떤 요소가 세균수에 영향을 끼쳤는지를 찾기 위해서는 주변 환경에 대한 조사가 꼭 필요하다.

 

 

 

 

린셰핑 주변의 작은 강. 이름은 잊어버렸다. 스웨덴은 물이 많은 동네라 그런지 우리가 개울, 시내, 강 이런 식으로 부르는 것처럼 얘네도 강을 크기에 따라 다양하게 부르던데, 까먹었다... River는 아니었고 훨씬 작은 강을 이르는 말이었는데. 여하튼, 여기는 수생식물도 많고, 물은 다소 탁한 편이었다. 주변에 큰 나무들과 풀들도 꽤 자라 있었고 오리도 보였다! 주변에 주차장과 식당이 있어 그쪽에서 오염물이 유출될까 싶기도 했지만 식당에서 바로 물을 내보내지는 않을 것 같고, 주차장의 오염물질은 장내세균들의 증식을 촉진하는 데에는 영향이 없게 느껴진다.

주변 상태를 체크했다면 이제 물을 직접 채취할 차례다. 물의 깊이에 따라 존재하는 세균의 수도 다르므로 수면으로부터 30cm 깊이의 물을 채취하도록 하며, 이 부근의 수심은 1m 이상이어야 한다. 아마 얕으면 부유물이나 흙의 영향을 더 받고 온도도 쉽게 변하니까 그러려나... 내 추측이다. 물을 채집하기 위한 유리병은 이미 오토클레이브로 멸균되어 준비되어야 한다. 물론 뚜껑도 함께 말이다.

(1)우선 뚜껑과 알루미늄 호일로 막힌 유리병을 물속에 담가 강물로 병을 한 번 헹궈낸다. 
(2)뚜껑을 다시 닫은 후 1.5m의 막대 끝에 유리병을 고정시키고, 물 속에 내려 뚜껑을 열고 물을 담는다. 수면에서부터 뚜껑을 열고 들어가면 수면의 biofilm이 한꺼번에 유입되어 세균수가 크게 증가할 수 있으므로 뚜껑은 물 속에서 연다(하지만 우리는 그렇게 하지 않았지).
(3)물을 담고, 물 속에서 뚜껑을 닫은 다음 물 위로 건져올리면 채집 끝.

채집한 물의 세균 수를 조사하는 것이 우리의 목적이므로 세균이 더 이상 번식하거나 죽는 등 큰 변화를 일으키게 하지 않기 위해 재빨리 쿨링백에 병을 넣어야 한다. 어떤 샘플이던 낮은 온도에 보관하여 생명체의 생명활동이나 화학 작용 등을 막는 것이 기본이다. 이 상황에서도 얼음팩이 든 보온 가방에 병을 넣엇지만 사실 얼음이 가득 들어있지 않아서 이게 잘 보관되는 게 맞는지는 잘 모르겠더라... 뭔가 매뉴얼대로 착실히 따라가긴 하는데 어정쩡하게 모든 스텝을 밟는 느낌이었다;; 여튼, 이렇게 채집한 물을 실험실에 가지고 간 후 membrane filtration method를 이용해 세균 수를 측정한다.

Membrane filtration method를 같은 글에서 설명하려 했으나 글이 심하게 길어졌다. 주저리주저리 너무 많다.... 고로 랩에서 이루어지는 다음 단계들에 관한 설명은 다음 글에서.