이산화염소의 해산어류 병원세균 살균효과
양식어류는 자연에 서식하는 것과는 달리 폐쇄된 환경 내에 고밀도로 수용하여 인위적인 사육과정을 통해 성장하므로 사육환경이 양식생물에 미치는 영향은 자연수계에 비해 보다 더 직접적이며 크다고 할 수 있다. 양식과정에 사용되는 사육용수는 감염성 질병과 관련되는 병원체들의 서식처 및 감염 경로로 이용되기 때문에 다양한 병원체와 양식생물 간의 접촉을 차단하기 위한 방법으로 오존, 자외선 및 화학소독제 처리 등에 의한 사육용수 관리가 시도되고 있다(Pascho et al., 1995; Yoshimizuetal ” 1995 ; Oh et al ” 1999 ; Ann and Rimstad , 2001) .
최근 들어 국내 수산 양식장의 양식어류에 각종 질병이 빈발하면서 사육용수와 양식 기구의 살균을 목적으로 이산화염소(ClO2 )를 위시하여 차아염소산 (HOCl)류와 같은 free chlorine 수용제 사용이 증가하는 추세에 있다.
ClO2는 수용성과 산화력이 강하고,가수분해가 일어나지 않아수중에서 거의 100% 분자 상태로 존재하며,자연광에 노출되면 쉽게 분해되는 화학적 특성을 가져 음용수의 살균 소독과 식품 표백제로 많이 활용되고 있다(American Public Health Association, 1995; Junli et al” 1997b). 특히,수용액내에서 분자상태인 ClO2는 쉽게 세균 세포막을 투과하여 세포막과 원형질의 단백질을 산화시키는 기작에 의해 강력한 소독력을 나타내며(Junli et al., 1997b), 인간에게 질병을 유발하는 세균,바이러스 및 미세 조류와 동물 플랑크톤을 대상으로 소독효과를 조사한 바 ClO2는 free chlorine 수용액에 비해 살균력이 훨씬 뛰어난 광범위 소독제로서 보고되었다(Junli et al., 1997a). 더우기 차아염소산과 같은 free chlorine 수용액은 소독 처리시에 가수분해되면서 유기물과 반응하여 chloroform과 같은 trihalomethane(THM)을, 용존 암모니아나 질소화합물과 반응하여 발암성 물질인 chloramine을 생성하는 등 환경적 위해성이 많은 것으로 알려져 있다.
미국 환경보호청 (U.S. EPA)에서는 음용수의 염소처리 및 발전소의 antifouling agent로서 ClO2 사용을 권장하고 있으며,음용수내 ClO2의 표준치는 0.06 mg/L, 그리고 chlorite와 chlorate는 각각 0.007 mg/L이 되도록 추천하고 있다(Chanda, 1998). 따라서 수산 양식생물은 궁극적으로 모두 식품으로 소비되어 지고,양식
과정에서 질병 예방과 수질정화를 목적으로 화학물질을 이용한 사육수 살균에는 양식생물 체내에 유해물질의 축적 우려가 적은 소독제를 사용함으로서 식품으로서의 안전성 역시 고려되어야 할 사항이라 할 수 있다.
Junli et al. (1997b}& Staphylococucs aureus에 대해 유효 염소농도 2.5 ppm에서 pH 및 반응시간에 따른 ClO2와 free chlorine의 살균효과를 비교 조사한 실험에서 C1O2는 pH 3.0-9.0 범위와 반응시간 1~2분 사이에 98% 살균되었으나 free chlorine에 서는 pH 7~8에서 반응시간은 2.5~3.5 분이 소요됨을 확인하였다. 그리고 C1O2 농도가 0.75 ppm이고,온도가 5~32°C 범위인 조건에서 Bacillus 균체에 대한 살균능은 온도가 10°C 증가 할수록 살균시간은 1/2로 줄어들어 고수온에서 살균효과가 훨씬 강화되는 것을 보여 주었다.
본 실험은 pH 7.0, 온도가 20°C 전후인 실온조건에서 4종류의 어병세균을 대상으로 C1O2의 살균능을 조사한 결과 Staphylococcus sp.는 0.455 ppm, V. anguillarum과 E. tarda는 0.246 ppm, Streptococcus sp는 0.129 ppm의 이산화염소에서 30초 동안 처리하였을 때 사멸되었다. 저농도 0.129ppm에서는 반응시간이 10분으로 길어질수록 V anguillarum에서는 생잔균의 증식은 관찰되지 않았으며,E. tarda는 생잔균의
증식이 현저하게 지연되는 것이 확인되었다.
이상의 내용에서와 같이 ClO2 는 넓은 범위의 pH에사 살균효과가 높고,직사광선이 없는 암소 조건에서는 잔류시간이 길며,chlorination 과정에 유기물 및 질소화합물과 반응하여 trihalomethane이나 chloramine을 생성하지 않는 등 환경적 위해성이 적은 화학 소독제인 것으로 여겨진다 . 따라서 수산양식장의 사육원수에 대한 살균처리,기구의 표면소독,오염된 유출수의 처리를 비롯한 양식장 사육관리상의 살균제로서 이산화염소 처리법은
유용하게 사용되어질 수 있을 것으로 사료된다.
요약
이산화염소(ClO2) 처리에 의한 어병 세0균의 살균 효과를 조사하기 위하여 감염어 유래 분리주인 Vibrio anguillarum, Edwardsiella tard, Staphylococcus sp. 및 Streptocoddus sp를 대상으로 ClO2 휴효농도 0.455, 0.246 및 0.129ppm에 30초, 1분, 3분, 5분 및 10분간 처리하여 ClO2의 살균효과를 조사하였더니, V anguillarum, E. tard는 ClO2 0.246ppm에서 30초 이상의 처리에 의하여 세균의 증식이 완전히 저해되었다.
그러나 상대적으로 저농도인 0.126ppm에서는 5분이상의 처리조건이 필요하였다.
Staphylococcus 는 실험에서 사용된 어변 세균 중 ClO2 살균능이 가장 낮은 것으로 나타났다. 0.455ppm에서 Staphylococcus 는 30초 반응 후 그 증식이 완전히 저해되었고, 0.246ppm과 0.129ppm의 ClO2에서는 각각 배양 3시간, 8시간 이후부터 그 생잔에 의한 증식이 확인되어졌다.
Streptocoddus sp.는 본 실험에서 설정한 최저농도인 0.129ppm에 30초간의 반응으로 균이 사멸됨으로서 실험에 사용돈 세균 중 ClO2에 가장 민감한 것으로 나타났다.
그러므로 Staphylococcus sp.는 0.455ppm Vibrio anguillarum, Edwardsiella tard는 0.246ppm, Streptocoddus sp.는 0.129ppm의 농도로 30초 전후로 처리하는 조건이 가장 효과적임을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다.
출처 : 한국양식학회지 (Jaunal of Aquaculture) Vol. 16 2003