[해외연구보고서] “하수처리장도 가끔 감기에 걸릴 수 있다”

스웨덴 샬머스공대 오스카 모딘 교수팀, “하수처리장 박테리아도 바이러스에 감염 가능”

예테보리 등 4개 하수처리장서 배출된 바이러스 입자 농도 측정 및 유기탄소 양 비교 결과

과학 학술지 『Water Research X』8월호에 연구논문 발표

 

스웨덴 샬머스 공과대학교 오스카 모딘 교수팀은 룬드(Lund), 말뫼(Malmoe), 칼마르(Kalmar), 예텐부리(Gothenburg) 지역의 있는 4개 하수처리장에서 배출된 바이러스 입자의 농도를 측정해 동시에 배출된 유기탄소의 양과 비교한 결과에 따르면 하수처리장 박테리아도 가끔 바이러스에 감염될 수 있다는 것을 알아냈다. 스웨덴 리아버킷(Ryaverket) 하수처리장 전경. [사진출처(photo source) = 샬머스 공과대학교 / 에멜리 아스플룬드(Emelie Asplund)]

 

바이러스가 학교, 직장, 그리고 공공장소에 퍼지는 감기와 독감의 계절이 왔다. 하지만 감기에 걸릴 수 있는 것은 사람뿐만이 아니다. 

스웨덴 에테보리에 소재한 샬머스 공과대학교(Chalmers University of Technology) 건축토목공학부 물환경기술과 오스카 모딘(Oskar Modin) 교수 연구팀이 과학 학술지 『Water Research X』  8월호에 발표한 논문에서는 하수처리장의 박테리아도 가끔 감기에 걸릴 수 있다고 밝혔다.

‘하수처리장 배수의 박테리아 파지와 유기탄소와의 관계(A relationship between phages and organic carbon in wastewater treatment plant effluents)’라는 제목의 논문에서 오스카 모딘 교수는 “하수처리장에서는 박테리아가 오염물질을 분해하고 물을 정화하는데 사용되는 생물학적 과정을 수행하는 경우가 많다. 박테리아처럼 바이러스는 우리 주변 어디에나 있으며, 사실은 박테리아가 다른 생물들과 마찬가지로 바이러스에 감염될 수 있다”고 말한다.

샬머스 공과대학교 건축토목공학부 물환경기술과 오스카 모딘 교수 연구팀은 ‘하수처리장도 감기에 걸릴 수 있다’는 논지를 실험했다.

오스카 모딘 교수는 “큰 하수처리장에는 활성슬러지(activated sludge)라고 불리는 처리 과정에서 작동하는 수십억 개의 박테리아가 있다”며 “박테리아 공동체는 그들을 감염시키는 바이러스에 지속적으로 노출되기 때문에 우리가 스스로에게 물어본 것은 그 과정이 주기적으로 더 많이 노출될 수 있는 지와 그 때 무슨 일이 일어나는 지였다”고 말했다. 

오스카 모딘 교수와 동료 연구진은 스웨덴의 룬드(Lund), 말뫼(Malmoe), 칼마르(Kalmar), 예텐부리(Gothenburg) 지역의 있는 4개 하수처리장에서 배출된 바이러스 입자의 농도를 측정해 동시에 배출된 유기탄소의 양과 비교했다.

우리가 물 속의 바이러스 입자를 측정했을 때, 우리는 바이러스와 유기탄소(organic carbon) 사이의 연관성을 발견했다. 더 많은 바이러스가 있을 때, 나가는 물에도 더 많은 유기탄소가 있었다.

생물학적 과정을 제어하는데 중요

하수에서 용해된 유기탄소를 제거하는 것이 중요하다. 그렇지 않으면 정화된 물이 배출되는 곳에서 산소 소비가 증가하여 인근 수중 환경에 영향을 미치기 때문이다. 하수처리장의 가장 작은 작업자가 감기에 걸리고 결과적으로 성능이 더 나빠질 수 있다는 사실은 추가 조사가 중요하다.

특히 증상을 예방하거나 완화하여 박테리아의 효과를 극대화할 수 있어야 한다. 그러나 꿀이 들어간 차나 생강과 레몬이 들어간 가정 요법은 박테리아에 관한 한 효과가 없을 것이다.

바이러스는 종종 특정 종에 특화되어 있는데, 이것은 인간과 박테리아가 같은 바이러스에 감염될 수 없다는 것을 의미한다. 하수처리장의 바이러스 수에 영향을 미치는 한 가지 가능한 방법은 처리장의 작동 방식을 조정하는 것일 수 있다.

“우리는 연구에서 하수처리장 사이의 차이를 보았는데, 이는 생물학적 처리 과정의 설계나 통제와 관련이 있을 수 있다고 믿는다”라고 오스카 교수는 말한다.

연구자들은 아직 감기가 박테리아에서 어떻게 나타나는지, 그리고 바이러스가 정화 과정에 어느 정도 영향을 미치는지 정확히 알지 못한다.

오스카와 그의 동료들은 바이러스와 박테리아가 상호 작용하는 다른 시스템에서 이 문제를 계속 조사하고 있으며, 더 긴 기간과 계절, 온도 및 다른 요소들이 중요한지 여부를 조사하기를 희망한다.

샬머스 공과대학교 건축토목공학부 물환경기술과 오스카 모딘 교수 연구팀은 스웨덴 4개 하수처리장에서 ‘하수처리장도 감기에 걸릴 수 있다’는 논지를 실험했다. [사진출처(photo source) = 샬머스 공과대학교]

 

연구 정보

2022년 8월 『Water Research X』에 ‘하수처리장 배수의 박테리아 파지와 유기탄소와의 관계(A relationship between phages and organic carbon in wastewater treatment plant effluents)’라는 논문이 발표되었다. https://doi.org/10.1016/j.wroa.2022.100146

이 연구 프로젝트는 스웨덴 룬드(Lund), 말뫼(Malmoe), 칼마르(Kalmar), 예테보리(Gothenburg) 지역의 있는 4개 하수처리장인 VA 테크니크 소드라(VA Teknik Sodra)를 통해 스벤스크 바텐(Svenskt Vatten )이 자금을 조달했다.

[원문보기]

New research shows even a wastewater plant can catch a cold

 

- Autumn is here and the season for colds and flu has arrived, when viruses spread through schools, workplaces, and public spaces. But it’s not only humans that can catch a cold. A recently published paper shows that bacteria in wastewater treatment plants can also catch a cold every once in a while.

- In wastewater treatment plants, the work is often done by bacteria, who carry out biological processes used to break down the pollutants and purify the water. Like bacteria, viruses are everywhere around us, and the fact is that bacteria just like other living things can be infected by viruses. 

Oskar Modin, Professor at the Water Environment Technology Division, Department of Architecture and Civil Engineering, has tested the thesis that a wastewater treatment plant can catch a cold.   

- A large treatment plant has billions of bacteria that work in a treatment process called activated sludge.Oskar Modin

The bacterial communities are constantly exposed to viruses that infect them, so the question we asked ourselves was whether the process can periodically be more exposed and what happens then, says Oskar Modin.   

Oskar and fellow researchers measured the concentration of virus particles that were released from four different wastewater treatment plants in Sweden and compared it with how much organic carbon was released at the same time.   

- When we measured virus particles in the water, we found a connection between viruses and organic carbon - when there were more viruses, there was also more organic carbon in the outgoing water. 

 Important to control the biologial processes

Removal of dissolved organic carbon from wastewater is important as it would otherwise lead to increased oxygen consumption where the purified water is discharged, affecting the aquatic environment nearby. The fact that the treatment plant's smallest workers can catch a cold and as a result perform worse, is important to investigate further. 

Not least to be able to prevent or relieve the symptoms and thereby maximise the effectiveness of the bacteria. But tea with honey, or home remedies with ginger and lemon won’t do when it comes to bacteria.   

- Viruses are often specialised in a certain species, which means that humans and bacteria cannot be infected by the same virus. One possible way to influence the number of viruses in treatment plants could be to adjust the way the treatment plant is operated. 

We saw differences between the treatment plants in the study, which we believe may be related to the design or control of the biological treatment processes, says Oskar.   

Researchers do not yet know exactly how the cold manifests itself in the bacteria and to what extent the virus affects the purification processes. 

Oskar and his colleagues continue to investigate the question in other systems where viruses and bacteria interact, and hope to look at a longer period of time and whether season, temperature and other factors have any significance.   

About the research

The paper “A relationship between phages and organic carbon in wastewater treatment plant effluents” was published in Water Research X in August 2022: https://doi.org/10.1016/j.wroa.2022.100146    

The research project was financed by Svenskt Vatten through VA Teknik Sodra, an involved wastewater treatment plants in the Swedish municipalities of Lund, Malmoe, Kalmar and Gothenburg. 

[출처 = 샬머스대학교(https://www.chalmers.se/en/departments/ace/news/Pages/Even-a-wastewater-plant-can-catch-a-cold.aspx) / 2022년 10월 28일]

[연구논문수록 = Water Research X

(https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2589914722000160?token=BB4B067BF6EE2ECA017ED71551E88358E7159EB78CE949C5DF19CFF64A230C5F2FA8E765D18E71D064F27CC45AB598B4&originRegion=us-east-1&originCreation=20221030001727)]