| [미국] 깊은 우물물을 오염시키는 하수로부터 나오는 바이러스들
인간 병원균들이 이전에 보호되고 있다고 생각했던 지하 대수층을 빠르게 침입하고 있다.
과학자들은 한때 병원균들이 깊은, 보호된 지하수 대수층에 있는 식수 우물에 도달할 수 없다고 생각했었다. 그럼에도 불구하고, 지난 세기 동안에, 연구자들은 미국과 유럽에서 몇 곳의 깊은 기반암 우물 위치에서 설사를 일으키는 바이러스들을 확인했었다. 이제, 위스컨신 메디슨에 있는 연구자들이 이 병원성 바이러스들이 어디서 유래했을지를 보고했다. 이 바이러스들은 하수도관으로부터 스며나와서 식수 우물로 빠르게 투과해 들어간 것으로 보인다(Environ. Sci. Technol., DOI:10.1021/es400509b).
미국 환경보호국은 식수에서 바이러스의 존재를 규제하지 않고, 그래서 많은 공공 식수 시스템들은 바이러스를 일상적으로 시험하지 않는다. 2007년 한 연구에서, 미국 농업국 미생물학자인 Mark Borchardt와 메디슨에 있는 위스컨신대(University of Wisconsin-Extension)의 수문지질학자인 Kenneth Bradbury를 포함하는 연구팀이 진흙이나 이판암의 두꺼운 층 아래에 갇힌 대수층의 상태를 조사했다(Environ. Sci. Technol., DOI: 10.1021/es071110+).
지하수 모형은 표면 오염물들이 이들 대수층에 있는 우물에 도달하는데 수십 년에서 수백 년이 걸릴 것이라고 예측했는데, 이것은 보통 700피트 이상 지하에 있다. 비록 병원균이 지하수로 가는 길을 찾더라도, 그 정도 시간이 지난 후에 그것들은 죽을 것이다. “그러나, 메디슨에서 우리가 표본을 채취한 모든 우물에서 인간-특이적인 바이러스들?그것들 중 일부는 여전히 감염성을 가졌다?을 발견했을 때 우리는 놀랐다”고 Bradbury가 말했다.
이 그룹과 이 영역의 다른 이들은 새는 하수도가 그 원천일것이라고 의심했고, 그래서 과학자들은 병원균들이 어떻게 우물들로 들어가는지 알아보기 위해서 표본 채취 프로그램을 개시했다. 2주 또는 4주마다, 연구팀은 도시의 하수처리장에서 하수를, 그리고 살균 전에 여섯 곳의 우물들로부터 펌프해낸 물을 표본으로 취했다. 그들은 실시간 정량성 중합효소 연쇄 반응을 사용해서 그 표본들에서 바이러스들을 확인했고 농도를 측정했다.
바이러스들은 한 달 주기로 인간 군집에서 나타나거나 사라지고, 이는 연구자들이 하수와 우물물에서 그것들의 존재를 추적할 수 있게 해줬다고 Borchardt가 말했다. 연구팀이 하수에서 바이러스들을 탐지한 후에, 같은 바이러스들이 몇 주 후에, 보통 비나 눈이 녹은 후에 여섯 개의 우물물 모두에서 동시에 나타났다. 이 과학자들은 병원균들이 우물물에 나타났을 때 하수 시스템에서 그것들의 등장과 연관시킬 수 있었다.
더욱이, 이 과학자들은 우물들로부터 나온 바이러스들을 배양해서 그것들이 여전히 전염성을 가진다는 것을 보였다. 그 연구에서 발견된 것과 비슷한 바이러스 농도는 구토나 설사를 일으키기에 충분하다고 Borchardt가 말했다. 그러나 "메디슨이 그 물을 염소살균하기 때문에, 아무도 아프게 되지 않는다"고 Bradbury가 덧붙였다.
Bradbury는 하수도관 아래에 위치한 우물들을 가진 어는 도시에서든 문제가 일어날지도 모른다고 생각했다. 147,000개 이상의 공공 수도 시스템들이 미국에서 1000만 명의 사람들에게 지하 대수층으로부터 나온 식수를 공급하지만, 이 시스템들 중 3분의 2가 그 물을 살균하지 않는다고 Borchardt가 덧붙였다.
호주의 뉴사우스웨일즈대(University of New South Wales)의 미생물학자인 Nick Ashbolt는 이번 연구를 칭찬하고 그것이 “한정된 대수층이 병원균의 영향으로부터 안전하다고 생각하는 사람들에게 경고가 될 것”이라고 말했다. 그는 공공 수도 시스템들이 오염에 대한 취약성을 평가하고 정기적으로 바이러스를 시험해야 할지를 결정하도록 권장했다.
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Viruses From Sewage Contaminate Deep Well Water
Scientists once thought that pathogens could not reach drinking water wells sunk into deep, protected groundwater aquifers. Nevertheless, over the past decade, researchers have identified diarrhea-causing viruses at a handful of deep bedrock well sites in the U.S. and Europe. Now, researchers in Madison, Wis., report where these pathogenic viruses may have originated. The viruses appear to seep from sewer pipes and then swiftly penetrate drinking water wells ( Environ. Sci. Technol., DOI: 10.1021/es400509b). The U.S. Environmental Protection Agency does not regulate the presence of viruses in drinking water, so many public water systems do not routinely test for them. In a 2007 study, a team of researchers, including Mark Borchardt, a microbiologist with the U.S. Department of Agriculture, and Kenneth Bradbury, a hydrogeologist at the University of Wisconsin-Extension, in Madison, investigated the integrity of aquifers confined beneath a thick layer of clay or shale ( Environ. Sci. Technol., DOI: 10.1021/es071110+). Groundwater models predicted that surface contaminants would require tens to hundreds of years to reach wells in these aquifers, which typically sit more than 700 feet underground. Even if pathogens did find their way to the groundwater, they should be dead after that amount of time. “But we were shocked to find human-specific viruses—some of which were still infectious—in every well we sampled in Madison,” Bradbury says. This group and others in the field suspected that leaking sewer pipes were the source, so the scientists launched a sampling program to determine how the pathogens got into the wells. Every two to four weeks, the team sampled sewage at the city’s waste treatment plant and water pumped from six wells prior to any disinfection. They identified viruses and measured their concentrations in the samples using real-time quantitative polymerase chain reaction.
Viruses appear and disappear in the human population on a monthly cycle, which allowed the researchers to track their presence in sewage and well water, Borchardt says. After the team detected viruses in the sewage, the same viruses appeared simultaneously in all six wells a few weeks later, usually after rain or snowfall melt. The scientists could correlate when the pathogens popped up in the well water with their appearance in the sewage system.
What’s more, the scientists cultured the viruses from the wells and showed that they were still infectious. Virus concentrations similar to those found in the study are sufficient to cause vomiting and diarrhea, Borchardt says. However, “because Madison chlorinates its water, no one has become sick,” Bradbury adds.
Bradbury thinks that the problem probably occurs in any city with wells located under sewage pipes. Over 147,000 public water systems supply drinking water from underground aquifers to 100 million people in the U.S., yet two-thirds of these systems don’t disinfect the water, Borchardt adds.
Nick Ashbolt, a microbiologist with the University of New South Wales, in Australia, applauds the study and says it “should be a warning flag to those who think that confined aquifers are safe from the impact of pathogens.” He recommends that public water systems assess their vulnerability to contamination and decide whether they should test for viruses on a routine basis.
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