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상하수도이슈 기획연재② 비상! 노로바이러스 식중독국립환경과학원 환경기반연구부 상하수도연구과 김정명 연구사/이학박사
  • 국립환경과학원 상하수도연구과 김정명 연구사
  • 승인 2018.04.30 16:01
  • 호수 104
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김정명 연구사/이학박사

전 세계가 물로 인한 갈등이 심각하다. 이러한 심각성은 지역별 국지전쟁으로도 발전할 가능성을 키우고 있다. 물은 지구상 대체재가 없는 유일한 자원이자 우리의 모든 일상과 매우 밀접하게 연결돼 있기 때문이다. 그래서 우리에게 물은 충분하고도 안정적으로 공급되고 처리돼야 하며, 우리가 안심하고 사용할 수 있도록 품질이 보장돼야 한다. 이런 까닭에 상하수도분야는 일반 사람들이 생각하는 것보다 무척 다양한 내용과 과학적 방법으로 연구가 진행되고 있다. 그 가운데서도 수질과 관련해 어떤 다양한 연구가 있는지 국립환경과학원 환경기반연구부 상하수도연구과와 함께 알아본다. <편집자 주>

 

- 글 싣는 순서 -
1. 미세플라스틱 2. 노로바이러스 3. 미규제유해물질 4. 총유기탄소(TOC) 5. 수처리제 6. 정수기

* 일부 추가 또는 변경될 수 있음

 

<그림1> 노로바이러스의 전자현미경 사진(한국환경정책평가연구원, 2008)

평창 동계올림픽의 불청객, 노로바이러스

지난 2월 초 동계올림픽이 열릴 평창에서 노로바이러스에 감염된 보안업체 직원들의 집단 식중독 사태가 발생해 환경부를 포함한 관계 당국을 긴장하게 만들었다. 인체의 비세균성 장염 원인 중 가장 높은 비율을 차지하는 노로바이러스는 1968년 미국 오하이오주 노워크 지역(Norwalk, Ohio)의 초등학교에서 발생한 집단 식중독 환자의 대변에서 처음 발견됐다. 초기에는 발견지역의 이름을 따서 노워크바이러스, 사막방패바이러스, 하와이바이러스 등 다양하게 명명됐지만 2002년 국제 바이러스명명위원회에 의해 노로바이러스로 통일됐는데 이들은 직경이 약 27-40nm이며 RNA를 유전물질로 가진 구형 바이러스이다<그림1>.

국내에서 노로바이러스에 대한 국민적 관심은 2006년 수도권에서 발생한 대규모 급식에서의 집단 식중독 사고를 계기로 증대되기 시작했고, 이에 질병관리본부에서는 2006년 6월 노로바이러스를 법정전염병으로 지정했다. 미국 연방환경청(US EPA)에서는 2008년 2월에 노로바이러스를 우선 후보 오염물질 목록(Contaminant Candidate List, CCL)으로 등재해 관리하고 있다.

 

<그림2> 노로바이러스에 의한 집단발병 보고 사례(2009-2012, 미국 질병관리본부[CDC])

 

노로바이러스의 특성, 진단 및 감염원

앞서 평창의 사례와 같이 겨울철 식중독의 주범으로 노로바이러스가 다수 보도돼 왔는데, 이것은 통계적으로 겨울철 식중독이 노로바이러스에 의한 감염에 의한 것으로 나타난 경우가 많기 때문이다<표1>. 미국의 경우도 평균적으로 1년에 800여명이 노로바이러스에 의한 급성 장관계 염증으로 사망하며, 집단 발병은 주로 겨울철에 다수 보고된 것으로 나타났다<그림2>. 보통 식중독을 유발하는 병원성 세균과 바이러스는 기온이 높고 습한 날씨에 유행하지만 노로바이러스는 영하 20도에서도 생존하고 60도에서 30분간 가열해도 살아 있을 정도로 생존력이 강한 것으로 알려져 있다. 이러한 노로바이러스는 다양한 연령층에서 발병을 일으키고 10개의 바이러스만 유입돼도 쉽게 증상을 일으킬 정도로 감염력이 강하다. 감염자의 흔한 증상은 구토, 설사이며 오심, 복통, 발열 및 두통 등이 발생하기도 한다.

일반적으로 노로바이러스에 대한 항체는 사람의 인체에서 흔히 발견되나, 면역학적 저항성은 나타나지 않는 것으로 알려져 있다. 왜냐하면 인체의 면역학적 저항성은 바이러스의 유전자형(genotype)에 따라 다르고, 매우 다양하기 때문이다. Caliciviridae과에 속하는 노로바이러스는 단일가닥 RNA 바이러스로 변이가 자주 발생해 현재까지 총 7개의 유전자형(genotype, G_I~G_VII)으로 분류되고 있으며, 이중 주로 G_I 및 G_II 유전자형의 노로바이러스가 사람에게 감염돼 식중독을 일으키는 것으로 알려져 있다. 그러나 노로바이러스 G_I과 G_II 유전자형은 분자생물학적, 역학적 특성이 다르고, 염기서열에 따라 31가지의 아형으로 분류돼 있어 표준진단법을 개발하는 데 어려움을 겪어 왔다.7) 국내에서는 G_I 및 G_II 유전형을 지닌 노로바이러스를 검출하기 위한 conventional RT PCR을 표준방법으로 사용하고 있는데 이것은 현재까지 가장 민감하고 신뢰성이 높은 진단결과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 국립환경과학원은 2007년 5월 ‘지하수 중 노로바이러스 분석지침’을 마련해 지하수의 시료채취, 전처리(탈리 및 농축), 유전자분석에 대한 시험방법을 제공하고 있다.

<그림3> 노로바이러스 감염경로(국립환경과학원, 2016)

노로바이러스 식중독은 감염된 환자의 분변에 의해 다른 환자가 발생하는 순환고리(fecal-oral route)를 형성하고 있으나, 미국에서는 지하수가 노로바이러스를 포함하는 수인성 질환의 주요 전파경로로 알려졌으며, 국내에서도 노로바이러스로 인한 질병의 주요 오염원 중의 하나로 지하수 오염이 추정돼 왔다<그림3>. 일반적으로 수돗물을 생산하는 정수장의 경우, 병원성 미생물에 대한 먹는물 안전성을 확보하기 위해 정수처리기준을 운영하고 있으나 소규모 수도시설의 경우에는 노로바이러스 등의 오염에 취약하므로 지속적인 관리가 필요하다.

 

국내 노로바이러스 실태조사! 이렇게 진행되고 있다

국내에서 정책지원을 위해 수행된 지하수 노로바이러스 오염조사는 2007년 전국 20개소 지하수의 원수 39개 시료를 대상으로 시행한 시범조사로 출발했으며, 이 조사에서는 지역적 편차가 존재하나, 약 20%가 넘는 노로바이러스 오염이 확인됐다. 이후 2008년에 환경부에서 수질오염 우려가 높은 전국 600개의 지하수 관정에서 검사를 실시했으며, 이중 17.3%에 해당하는 104개의 관정에서 노로바이러스가 검출됐다. 이후 소규모 지하수 관정에 대해 각 지자체는 소형 염소소독제제와 자외선 살균장치를 보급해 관리를 했으며, 예방법을 적극 홍보했다. 그 결과 2009년과 2011년의 지하수 검사에서는 노로바이러스 오염이 0.60-0.86%로 크게 감소했고, 2013년에는 0.05%에서만 검출됐다. 현재 국립환경과학원은 2014년부터 4대강 물환경연구소와 함께 취약급수시설의 소규모 지하수를 대상으로 노로바이러스 감시망을 운영하고 있으며 매년 대상 시설을 운영하는 마을에 지하수 관리지침과 노로바이러스 예방매뉴얼을 배포하며 안전한 지하수를 위해 지속적으로 관리하고 있다.

 

생활에서의 실천으로 해결할 수 있다

노로바이러스는 감염 후 하루에서 이틀 정도의 잠복기를 거쳐 증상이 나타나며 12시간 또는 하루 또는 이틀 만에 증상이 사라진다. 다만 증상이 사라진 후에도 2주 가량은 구토물이나 배설물에 바이러스가 존재할 수 있으니 주의가 필요하다.

보다 근본적으로는 노로바이러스 증식과 전파를 효과적으로 제어할 수 있는 백신이나 치료약물의 개발이 필요한 실정이다. 그러나 노로바이러스의 숙주 세포친화성(cellular tropism)은 주로 바이러스 표면 단백질과 숙주의 수용체간의 상호작용에 의해 결정되지만 실제 생체에서의 작용과 결정요인은 현재까지도 명확하지 않다. 지금까지 배양이 가능한 쥐 노로바이러스를 이용한 간접적인 연구가 진행돼 왔지만 최근 사람 노로바이러스에 대한 세포배양법이 개발됨에 따라 인체의 노로바이러스 감염에 대한 실제기전이 밝혀지고 있으므로 향후 백신 및 치료제 개발이 이뤄질 것이다. 그러나 현재까지는 노로바이러스 식중독을 막는 최선의 길은 예방뿐이다<표2>.

 

노로바이러스뿐만이 아니다

국립환경과학원은 이러한 노로바이러스뿐만 아니라 현재 규제대상은 아니나 간헐적으로 검출되고 식중독을 일으키는 것으로 알려진 로타바이러스, 사포바이러스, 아스트로바이러스 등 수인성 식중독을 야기할 수 있는 바이러스를 검출하기 위한 시험법 개발연구를 수행하고 있다. 이 연구는 바이러스에 의한 오염사고가 발생 시 신속하게 바이러스를 검출해 원인을 파악하기 위한 것으로 주요 12종의 수인성 바이러스를 대상으로 하고 있다. 과학원은 계속해서 지하수, 하천수 등 물환경에서 비롯되는 식중독 바이러스를 효율적으로 검출하고 제어하기 위한 방안 마련에 노력을 기울이고 있으며, 이를 통해 국민의 먹는물 안전에 만전을 기하고 있다.

 

국립환경과학원 상하수도연구과 김정명 연구사  eco@ecofuture.co.kr

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