조류독성 사전경보 좀 더 민첩해진다-간이측정 ELISA 분석 원수검사에 적용

[환경경영신문]

조류독성 사전경보 좀 더 민첩해진다

간이측정 ELISA 분석 원수검사에 적용

EPA는 표시한계 0.3, 국내기준도 마련한다.

                                                                       마이크로시스틴

조류독성물질인 마이크로시스틴이 원수가 아닌 정수에서 나온다는 부경대 이승준교수팀의 분석방식이 사회적 파장을 일으키고 있다. 이교수가 측정한 ELISA 분석은 단순한 스크리닝 분석으로 신뢰성은 떨어지지만 원수 조류물질 사전경보에는 적용할 수 있다는 한화진 환경부 장관의 답변에 지자체들이 부산한 움직임을 보이고 있기 때문이다.

코로나19의 경우 간이용 키트로 단순반응을 살펴보고 양성가능성이 의심되는 경우 PCR정밀검사를 하여 코로나 감염 유무를 확정하고 있다.

이교수의 마이크로시스틴 분석에 사용한 ELISA 분석은 발광형광물질의 정도로 측정하는 간이식 분석방법으로 코로나 분석과 비교하게 된다.

부경대 이승준교수가 분석한 ELISA 분석법은 미국 EPA에서 제시하고 있는 조류독소분석법 중 하나지만, 표시한계(Reporting Level)가 0.3㎍/L로서 0.3 미만의 값은 신뢰도가 낮아 검출량을 산정하는 자료로 활용하지 않고 있다.(EPA, 미규제 오염물질 모니터링규칙)

ELISA 분석법은 분석 소요시간이 짧고 비용이 적게 드는 반면 정확도가 낮아, 주로 조류독소의 유무를 신속히 판단하기 위한 스크리닝 목적으로 사용하는 방법이다.

따라서 스크리닝에서 유무가 의심되면 환경부 고시로 먹는물 수질감시항목 운영에 관한 시험법인 정밀한 고성능액체크로마토그래피법과 같은 기기로 분석하여 그 결과치와 ELISA 분석치를 동시에 제출하거나 비교해야 신뢰성을 가질 수 있다.

이승준 교수팀은 대구시 정수장 정수물에서 매곡은 0.281 ㎍/L, 문산 0.268㎍/L, 고산 0.226㎍/L 가 검출되었다고 발표했다.

ELISA 분석법에 의한 분석수치로 EPA에서 제시한 표시한계인 0.3 ㎍/L이하인 검출값으로 사실상 무시될 수 있는 수치이다.

그러나 국내 기준이 없는 상황에서 이교수는 표시한계를 0.2㎍/L로 주장하고 있어 향후 국내 표시한계점에 대한 공방이 이어질 전망이다.

그러나 보편적으로 정수에서의 조류독소는 응집·침전·여과, 소독(염소, 오존 등) 활성탄 등 정수처리과정에서 단위공정당 제거율이 99%이상이며 국내에서는 현재까지 수돗물에서 조류독소(마이크로시스틴)가 검출된 사례는 보고되지 않고 있다.

고산은 표준처리만 하는 정수장이며 문산과 매곡은 고도처리하는 정수장이지만 고산정수장은 운문댐물이고 매곡과 문산은 낙동강을 원수로 하고 있어 조류발생자체도 차별점이 있는 원수의 특성을 지니고 있다.

따라서 이번 조류독성물질 검출이 정밀한 분석기기를 거쳐 나온 결과였다면 국내 정수장에서 실행하고 있는 모든 정수처리방식에 대해 전면적으로 재검토해야 하는 상당히 충격적인 결과값이다.

낙동강지역의 조류가 극심해지는 상황에서 이 교수가 제기한 ELISA 분석법에 대해 국회 환경노동위원회에서 이수진,이은주의원이 병행할 필요성에 대한 질문에 한화진장관은 ELISA법을 공개적으로 검증한 후 분석시간이 짧은 ELISA법의 장점을 살려 원수에 대한 사전 모니터링으로 활용하는 방안을 적극 추진하겠다고 답변했다.

이와 유사한 사례로는 지난 3-4년 동안 목욕용 단순 부직포필터를 장착한 정수필터가 가정에 보급되면서 수돗물 이물질이 필터를 변색시키는 과정을 소비자들이 색감으로 확인하면서 수돗물의 안전성에 대해 매우 민감한 반응을 보여주고 있다.

이에 환경부와 국립환경과학원은 필터시험법에 대한 표준화(안)을 만들기도 했다.

환경부는 국립환경과학원 낙동강물환경연구소에서 ‘22.8.2일 대구·부산·경남지역 정수장 5곳(대구 문산,매곡,부산 화명,덕산, 경남 함안칠서정수장)의 수돗물을 대상으로, 시민단체에서 활용한 ELISA법과 대구시에서 측정한 LC-MS/MS법으로 마이크로시스틴을 분석했다.

그 결과 환경단체의 분석과 시기가 달라 동일한 수돗물을 가지고 분석하지 못했지만 ELISA법과 LC-MS/MS법 2가지 방법 모두 마이크로시스틴이 검출되지 않았다.

국립환경과학원에서는 ’13년부터 마이크로시스틴 중 독성과 출현 빈도가 가장 높은 마이크로시스틴-LR을 먹는물 감시항목(정수기준 : 1.0µg/L)으로 지정하여 정수장에서 모니터링하고 있다.

’14년부터는 정수처리가 완료된 수돗물을 대상으로 마이크로시스틴-LR을 4,500여건 분석한 결과 모두 불검출되었다.

또한, 관리대상이 아닌 마이크로시스틴-RR 등 5종(RR, YR, LA, LF, LY)의 조류독소에 대해서도 353건을 분석한 결과 5종 모두 검출되지 않았다.

그러나 ‘20년 6월부터 10월까지 총 8회에 걸쳐 4대강 수계 9개 지점(한강(강상, 원주), 낙동강(상주1, 성주, 금곡), 금강(현도, 부여2), 영산강(광주1, 영산포1)의 144개 하천수 원수(정수과정을 거치기 전의 물)를 대상으로 마이크로시스틴 8종( Microcystin-LR, RR, LA, YR, LF, LW, LY, WR)에 대해 분석한 결과, 마이크로시스틴-LR과 마이크로시스틴-RR 2종만이 검출되었다

학계에 보고된 마이크로시스틴은 279종이나, WHO 보고서에 따르면, 실제 환경에서 발견되는 종은 마이크로시스틴-LR, RR, YR 3종이 대부분을 차지하며 국내에서는 6종이 95%를 차지하고 있는 것으로 보고되고 있다.

결과적으로 원수와 정수에 대한 조류독성물질에 대한 분석연구가 좀더 치밀하게 이뤄져야 할 필요성이 있으며 조류 예경보 시스템에 ELISA법도 활용하므로서 빠른 사전 대응을 할 수 있고 의사결정권을 신속하게 할 수 있다.

그러나 이에 대한 조류분석관련 인력들의 증원이 필요한 숙제를 안고 있다.

사실상 국내 지자체의 분석요원중 조류와 관련된 분석을 하는 인력은 상당수가 부족한 현실이다.

또한 ELISA분석기기는 2천만원 정도 하지만 시료웰(1백만원정도)의 경우 1회 사용 후(1회 사용시 시료액 30-40여종 동시분석)폐기해야 하므로 낭비성이 심하다는 문제가 있다. 분석시간은 3-4시간이 소요된다.

따라서 조류는 일단 육안으로도 관찰되므로 극심한 시기와 지점을 선택하여 ELISA분석법을 활용할 필요가 있다.

2022년 8월 현재 전국의 녹조 상황은 전국 29개소 조류경보제 지점 중 낙동강 유역은‘관심’ 2개소, ‘경계’ 3개소가 발령 중이며, 한강 유역은 ‘관심’ 1개소가 발령 중이다.

관심지역은 진양호(7.21∼), 강정·고령(7.28∼), 횡성호(7.27∼)이며 경계지역은 물금·매리(6.23∼), 칠서(6.30∼), 해평(7.21∼)등이다.

낙동강 유역의 경우 과거 5년(‘17～’21) 대비 2주 빨리 조류경보 ‘경계’를 발령하고, 남조류 발생량도 예년 대비 5.5배 수준(평균 37,788 세포/mL)으로 녹조가 심한 상황이다.

반면 한강·금강·영산강 유역은 예년 수준으로 녹조가 발생했으며, 모든 조류경보제 지점에서 관심 단계 수준 이하에 머물고 있다.

조류중 마이크로시스틴은 상수도연구기관협의회가 조사한 자료에 의하면 한강에서는 전체조류중 0.7%정도이며 낙동강지역에서는 매곡정수장주변에서 지속적으로 출현하며 섬진강수계에서는 동복호에서 봄에서 가을에 출현하나 출현빈도는 낮은 것으로 보고하고 있다.

분포지역은 팔당호,한강상수원,낙동강,회동호,공산댐,가창댐,운문댐,회야댐,사연댐,대곡댐,동복호,주암호등이다.

(환경경영신문, ww.ionestop.kr,박남식 전문기자)