UV 조사에 의한 물 중 Poliovirus 불활성화 연구

Abstract

[한글]

먹는 물 중 바이러스 불활성화방법으로 지금까지 소독 공정에서는 염소소독법을 많이 사용하여 왔다. 그러나 본 연구에서는 소독처리비용이 저렴하며 Poliovirus 제거율이 높은 UV소독방법에 중점을 두었다. 현재 UV조사에 의한 바이러스 불활성화 연구는 많이 진행되고 있으나 UV 조사시에 영향을 주는 탁도와 입자에 관한 연구는 별로 없다. 이에 UV 조사시 바이러스 불활성화에 영향을 주는 탁도와 입자도 고려하였다.

따라서 본 연구는 정수처리에서 바이러스 관리를 위하여 UV dose에 따른 바이러스 불활성화 정도를 파악하였으며, 바이러스 불활성화를 위한 UV 조사시 탁도와 입자가 미치는 영향을 정량적으로 알아보고자 하였다. 정수와 상수원수를 취하여 실험실적으로 시료들을 탁도에 의해 구분하였다. 저 탁도(A) 시료는 0.08 NTU과 0.09 NTU를 갖는 정수로, 21 NTU과 28.30 NTU를 갖는 중탁도(B) 및 42 NTU와 56.6 NTU를 갖는 고탁도(C) 시료는 지표수로 선정하였다. 대조 군으로는 3차 증류수를 사용하였다. 실험에 사용된 UV lamp는 살균력이 강한 254㎚파장을 방사하는 9W용 수은 저압 UV lamp(Philips 제품)이였다. UV dose는 UV 강도 2㎽/㎠에 시간(9, 11, 15, 18, 20초)을 주어 18, 22, 30, 36 그리고 40mJ/㎠로 만들었다. 또한 시료매질의 깊이는 0.37㎝과 8㎝로 실험특성에 따라 조정하였다. 바이러스 분석은 plaque 분석방법을 사용하여 수행하였으며, 본 연구결과는 다음과 같다. UV

로 Poliovirus를 3-log 불활성화시키는데 UV dose가 30mJ/㎠이였으며, 40mJ/㎠의 UV dose는 최대 5-log까지의 불활성화를 보여주었다. 두 결과의 UV dose로 원충류인 C. parvum oocysts와 giardia cysts에 UV 조사하면 그 이상의 불활성화가 일어남을 예측할 수 있었다. 탁도가 높아짐에 따라 불활성화가 낮아짐을 알 수 있었다. 또한 UV dose 30mJ/㎠일 때 0.37㎝와 8㎝의 시료매질간에 약 1-log 불활성화정도의 차이를 있었으며, 8㎝의 매질일 경우에 18mJ/㎠과 30mJ/㎠의 UV dose간의 불활성화차이가 약 0.6-log 임을 보여주었다.

입자 크기와 Poliovirus 불활성화간의 상관성에서 1㎛미만의 입자는 Poliovirus 불활성화와 상관성이 낮지만, 1∼200㎛의 입자와 Poliovirus 불활성화관계에서는 입자가 증가함에 따라 불활성화가 감소되는 뚜렷한 경향을 보였다. UV투과와 탁도 및 총 입자 수간의 관계에서 UV 투과에 탁도가 주는 영향보다 총 입자 수가 미치는 영향이 더 많음을 보여주었다.

결론적으로 UV 처리시 탁도와 입자의 정도에 위해 Poliovirus 불활성화에 영향을 준다는 것을 확인하였다. 그러므로, 정수처리 과정에서 탁도의 제거뿐만 아니라 입자 수의 최소화에 대한 방안과 UV 처리 시설 및 방법에 대한 연구 개발이 필요하다.

[영문]

Chlorine has been generally used to inactivate viruses in drinking water. And for drinking water disinfection, chlorine have been debated on their advantages and disadvantages in practically and economically. UV irradiation could be one of

alternatives for disinfect to remove bacteria and to inactivate virus/Hence, UV disinfection with low-cost and high removal rate of Poliovirus has become a focus as a new treatment method. Besides, turbidity and particle to effect on UV disinfection demand consideration.

This study has been designed to grasp degree of virus inactivation by UV dose for a virus management at drinking water treatment and to understand quantitative influence of virus inactivation to effect of turbidity and particle on UV

disinfection.

Samples were selected for turbidity test from finish water and surface water.

Finish water was identified to sample of low-turbidity (A) and surface water to sample of Middle(B)

High-turbidity(C). Distilled water was used to compare with samples. All of the samples were sterilized by autoclave. UV lamp with low-pressure lamp of 9W that emits maximum energy out at a wavelength of 254㎚ with strong germicidal effect. UV dose(18, 22, 30, 36, 40mJ/㎠) was made by combination of UV intensity(2㎽/㎠) and time(9, 11, 15, 18, 20s). And, depths of samples were fixed on 0.37㎝ and 8㎝. Virus assay was performed for plaque assay. Counts were expressed as plaque- forming units(PFUs) per ㎖.

The results are as followed;

Correlation of between UV transmission and Cuml. particle count was high than those of UV transmission and turbidity.

UV doses of 30mJ/㎠ and 40mJ/㎠ resulted in 3-log and 5-log decrease of virus. It was enough for this doses(30mJ/㎠ and 40mJ/㎠) to inactivation for protozoa, cryptosporidium parvum oocysts and giardia cysts.

With a increasing turbidity, Inactivation of Poliovirus by UV treatment in UV dose(18mJ/㎠ and 30mJ/㎠) and depth(8㎝) were decreased. Moreover, Difference of inactivation for depth of 0.37㎝ between 8㎝ at samples with UV dose of 30mJ/㎠ was 1-log. In addition, difference of inactivation for UV dose of 18mJ/㎠ between 30mJ/㎠ with depth(8㎝) of samples was 0.58-log.

In the particle size under 1㎛, paticle size and inactivation of viruses were have a low tendency. However, R2 of UV dose of 18mJ/㎠ and 30mJ/㎠ of UV dose for particle size(1∼200㎛) was to toward of 0.54 and 0.63, respectively.

Finally, we identified effect of turbidity and particle on virus inactivation by UV disinfection. Therefore, we must develop a plan for removal of turbidity and minimum of particle count in drinking water treatment process. Also, we must develop a new design for UV treatment facility.