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[환경공학, 수처리, 유해세균] 레지오넬라균

레지오넬라균- 목 차 -1. 서론2. 국내외 발생예3. 원인균4. 임상적 특성 및 역학5. 감염경로6. 예방 및 대책7. 진단8. 치료9. 냉각탑수에서의 균분리1. 서 론* 1976년 미국 필라델피아주 한 호텔에서 있었던 재향군인회모임에 참석자와 인근 지역주민 221명에게 열성 폐렴환자가 발생하여 34명이 사망한 것이 계기가 됨* 이듬해 미국 CDC에서 이 질환으로 사망한 환자의 폐로부터 원인균을 처음 분리함.* 1978년 Morris등이 환경가검물에서 Legionella pneumophila 를 분리하여 냉각탑수와 증발형 콘덴서가 중요한 요인임을 증명함.* 미국에서는 매년 10,000 - 15,000명의 환자가 발생하는 것으로 추정되고 있음.* 특히 최근에는 면역기능이 현저히 저하된 환자들에게서 발생하는 병원내의 감염에 대한 보고가 증가하는 추세임.2. 국내외 발생예* 1976년 미국 필라델피아주 재향군인회 모임에서 참석자와 인근주민중 221명의 환자가 발생, 34명 사망.* 1985년 영국의 한 종합병원 주위 10 Km이내에서 158명의 환자 발생, 36명 사망* 1988년 영국의 한 방송국본부 건물에서 58명의 환자발생, 3명 사망* 1988년 미국 켈리포니아주 한 호텔의 로비 분수가 오염되어 근처에서 식사한 사람의 71-94%에서 환자 발생.* 1988년 영국 스코트랜드의 한 레져시설에서 과류욕(whirl pool)을 하였던 어린이 2명중 170명의 환 자 발생 * 1994년 일본 동경 한 회사 건물 내에서 45명의 환자 발생 color=red* 2000년 호주 Melbourne 수족관에서 91명의 환자 발생, 3명 사망* 국내의 경우 1984년 서울의 모 종합병원 중환자실에서 23명의 환자가 발생3. 원인균* 원인균은 Legionella 속에 속하는 균으로 L. pneumophila 외 13종의 균이 사람에게 병을 일으키는 것으로 알려짐.* 호기성이고 포자와 협막이 없는 그람음성의 간균* 크기는 0.3∼0.9 ㎛ X 2∼50 ㎛* L-cysteine이 함유된 BCYEα에 접종하여 35∼37℃에서 배양함.* 최적 수소이온 농도는 6.8∼7.0임.* 2.0 M HCl의 실온 환경에서 30분, 50℃ 30분의 열처리에서도 생존 가능함.* 레지오넬라균은 상수 중에서 364-369일간 생존할 수 있음.* 인공배지에서의 세대기간은 4∼6시간이며 72시간만에 작은 집락을 형성함.* 발육된 균 집락은 360 nm의 파장에서 청백색 또는 적색 형광을 발함.* 현재까지 총 39개의 종과 61개의 혈청형이 확인됨.* 수온이 58-60℃시 레지오넬라균은 검출되지 않으나 45℃전후의 온수에서는 증식이 잘되 샤워나 수도꼭지에서도 aerosol과 함께 비산, 전파됨.4. 임상적 특성 및 역학* 레지오넬라증은 재향군인병으로 불리우는 레지오넬라 폐렴형 과 유행성 감기와 같이 비교적 경미한 증상을 보이는 폰티악열 로 나뉘어짐.▶레지오넬라 폐렴1) 잠복기는 2∼10일로서 갑작스런 고열(39∼40℃), 마른기침, 전신권태감, 두통, 근육통을 호소하며 48시간이내에 중증에 이르는 경우가 많음.2) X선 관찰시 뚜렷한 폐렴증상과 병증의 급속한 진전이 있고 객담은 없거나 극히 소량 있음.3) 적절한 치료가 없을 경우 치명률이 15-25%에 이르나 발병률은 0.5∼5%임.▶폰티악열1) 30∼40시간의 잠복기를 거쳐 권태감, 근육통, 발열, 오한, 두통을 동반하며 독감증세를 보임.2) 일반적으로 2∼5일 이내에 자연 치유되며 사망예는 드믐.3) 발병률은 90%정도이나 X선 관찰시 폐의 병증을 볼수 없슴.* 사람에게서 사람으로의 감염은 일어나지 않음.* 7월과 9월사이의 발생이 많으며 산발적으로 6월, 10월, 11월에 높은 발병률을 보임.* 여름철에 발생하는 레지오넬라증은 주로 가벼운 감기증상을 보이는 폰티악열이며 이는 냉방기의 냉각탑수에 서식하고 있는 레지오넬라균이 원인으로 알려져 있음.* 오염된 냉각탑수이외에 음용수 분무기, 가습기와 관련이 있으며, 면역 억제제 투여자들에게 발병률이 높음.* 특히 여름철 냉각탑의 물은 하천수에 비하여 10만배나 더 오염되어 있는 것으로 보고되고 있으며 물의 온도는 20-30℃, pH 8.0, 일반세균수는 10 4∼106CFU/㎖, 원생동물 수는 102∼103CFU/100 ㎖로 레지오넬라균의 증식을 위한 서식조건을 충분히 갖춘 장소임.* 조류의 생성물이 균의 성장을 촉진시키는 것으로 의심되고 있으며 원생동물에 기생하여 그곳에서 증식하는 것으로 알려져 있음.* 냉각탑수에서 분리되는 L. pneumophila 는 원생동물 등 다른 미생물의 내부에서 증식하고 있어 한천배지에서 자라는 균보다 염소 소독에 대한 저항성이 높음.5. 감염 경로* 토양에 서식하던 균이 흙먼지와 함께 날아올라 냉각탑의 냉각수에 들어가 증식* 냉각수에서 증식하던 균이 aerosol을 통해 사람에게 호흡기를 통하여 감염을 일으킴.* 레지오넬라균은 냉각탑수에서 뿐만 아니라 상수도, 온수탱크, 샤워기 꼭지 등의 인공적 환경 및 호수, 토양 등의 자연환경에서도 균이 검출되고 있으며 증식된 균이 공기중에 aerosol 상태로 되어 사람의 호흡기를 통하여 폐포까지 들어가기 위해서는 aerosol의 발생이 있어야만 함.* 환기를 위하여 외부 공기를 흡입하는 통기구를 통해 건물내로 들어가 실내공기를 오염시켜 감수성이 높은 사람에게 병증을 일으킴. * 감염원의 역할을 하는 냉각탑은 대형 건물의 증가에 따른 냉각탑 수의 증가와 대형화에 비례하여 레지오넬라증 환자발생건 수도 증가하고 있슴.6. 예방 및 대책* 에어콘 설비의 냉각수계에서 레지오넬라속균이 증식되는 경우 냉각탑의 위치, 에어콘의 외부공기를 흡입하는 입구와의 거리, 풍향에 의하여 냉각탑이 중요한 감염원이 되므로 냉각탑의 근처 즉, 바람에 물방울이 비산하는 위치에 거실의 창이나 사람의 왕래가 있는 경우에도 건축 계획상 주의를 해야함. * 6월부터 9월말까지의 냉각수의 수온은 15-34℃이며 주로 상수도수가 사용된다. 절수를 위하여 배관의 물은 제외한 냉각탑의 물만 교환, 가동하면 유기물질 등이 농축되기 때문에 레지오넬라균을 포함한 미생물의 증식에 알맞게 됨.* 일반적인 검출 방법으로 검출 가능한 최저 균수는 10 CFU/100 ㎖이기 때문에 불검출이 라는 것은 처음 물 100 ㎖당 10개 미만의 균수를 의미하며 반드시 균이 없다라는 것은 아니다. 따라서 냉각탑의 청소 및 소독후 레지오넬라속 균이 검출되지 않았어도 방치하여 두면 10일 전후에서 청소 및 소독전의 균수로 되돌아감. * 냉각탑수와 기타 인공환경수에서 레지오넬라속 균수와 사람의 발병과의 인과관계는 사람을 대상으로 실시한 실험이 없을 뿐만 아니라 집단발생이 확인된 시점에서의 측정 결과가 집단 발생시의 상황을 반영할 수 있는지의 여부가 명확하지 않다. 그러나 1987년의 오스트렐리아에서의 집단발생시에는 냉각탑수중 레지오넬라속 균수가 2 X 10 5 CFU/100 ㎖ 인점등과 지금까지의 역학조사의 결과로부터 판단하여 다음의 표를 참고로 균수 억제에 노력한다면 레지오넬라증의 방지에 기여할 수 있다고 생각됨.* 현재까지 냉각탑수에서 레지오넬라균의 검출균수에 대한 기준은 국내외 모두 설정하고 있지 않으며 따라 균에 대한 검출 기준은 없슴. 이는 사용되는 냉각탑과 공조시설의 구조와 종류가 다양하여 레지오넬라균의 생존 조건이 각기 다르며, 주로 외부환경에 설치되어 있는 냉각탑은 주변환경의 청결도, 공기오염 등의 영향에 따라 레지오넬라균의 검출 정도가 다르기 때문임.* 이는 우리나라 뿐만 아니라, 외국의 경우에도 마찬가지이며, 건물주의 협조하에서 소독효과를 보기 위하여 냉각탑수를 검사하고 그 결과를 알려줌으로써 냉각탑의 관리를 위한 소독과 청결을 유지하도록 권장하고 있으며 그에 대한 단속 또는 규제의 의미를 두지는 않고 있음.* 미국환경보호국(USEPA)은 냉각탑수에서 레지오넬라균이 검출되었다 하더라도 건강에 위험을 줄 수 있는 지의 여부가 불확실하기 때문에 감수성이 많은 사람이 거주하는 장소에서 레지오넬라균의 증식을 방지하는 것이 더 타당하다고 결론을 내리고 있음.* 따라서 냉각탑을 가동하는 6월에서 9월 사이에 실험실내에서 레지오넬라균 검출검사를 하였을 때 105 CFU/100 ㎖이라는 의미는 소독을 요망한다는 권장 사항이지 그에 대한 기준은 아님.

공학/기술| 2004.11.25| 6페이지| 1,000원| 조회(475)

냉각수, 수처리, 레지오넬라균, 에어콘

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[멸균, 살균, 소독법, 살균기전] 멸균과 소독

멸균과 소독- 목 차 -1. 용어 정의2. 멸균법3. 소독법4. 살균기전1. 용어 정의? 멸균(Sterilization): 강한 살균력을 작용시켜 병원균, 비병원균, 아포 등 모든 미생물을 멸살시키거나 제거하는 조작? 소독(Disinfection) : 비교적 약한 살균력을 작용시켜 병원체를 파괴하여 감염의 위험성을 제거하는 조작? 소독제(Disinfectant): 병원체를 죽여 감염의 위험성을 없게 하는 모든 물질- 아포는 죽이지 못한다- 피부손상 없게 적정농도로 희석해서 사용- 살균제(Germicide, Bactericide) 와 동의어? 정균성(Bacteriostatic): 세균의 증식을 저지하는 성질로 그 물질을 제거하면 증식을 재개한다? 살균성(Bactericidal): 세균을 죽이는 성질, 비가역적반응? 부패성, 패혈증성(Septic): 생체조직속에 병원성미생물이 존재하고 있는 것? 무균(Asepsis) : 미생물이 존재하지 않는 상태? 항패혈증(Antisepsis): 생활조직 내에서 병원균의 발육을 예방하기 위하여 모든 세균을 멸살 또는 억제하는 모든 과정, 의학분야에서는 잘 안쓰인다. 식료품이나 혈청제품에 정균제(Bacteriostatic agent)를 첨가해서 부패를 방지하는 방부의 뜻으로 사용? 잔존자 (Survivor) : 살균제의 작용시간의 어느 시점에 있어서 아직 살아남아 있는 잔존상태의 미생물2. 멸 균 법1. 습열(Moist heat)? degrade nucleic acid, denature enzyme or protein, disrupt cell membrane1) 자비소독(Boiling)? Schimmerbusch 소독기 이용? 끓는 물에서 최소 10분? 주사기, 바늘, 핀셋등 소독? 영양형 세균, 진균, 대부분의 바이러스는 60 - 70℃에서 수분 내 사멸? 아포, 간염 바이러스, 원충의 cyst는 죽지 않는다 → 멸균이 아니라 소독2) 증기멸균? 고압멸균기(Autoclave) 사용? 121℃ (15 lb/in2), 15 - 20ents? 건열멸균기(Hot air sterilizer) 사용? 160 - 170℃, 2 - 3 시간? 조직배양 등에 사용되는 유리기구, 파라핀, 기름 종류, powder 멸균3. 방사선? 자외선, 전리방사선(X, ray)? 자외선: 자외선은 핵산에 흡수되어 2개의 polynucleotide strand의 같은 쪽이나 반대쪽의 서로 이웃하는 pyrimidine의 교차결합을 초래하여 pyrimidine dimer를 형성하여 DNA 복제를 방해한다.? 전리방사선: 전리방사선은 전리작용에 의해 이온대를 형성하는데 이 이온화는 직접 표적분자에서도 일어나나 먼저 포적 주변의 물이 이온화되어 그 결과 생긴 2차생성물 특히 -OH 나 -H가 표적을 공격한다. 이때 주요표적은 genome DNA이다.1) 자외선? 260 - 280 nm 에서 살균력 나타낸다? 투과성 약하다 ? 유리나 물에는 흡수된다? 물소독: 15W lamp, 10 cm, 10 min? 물체표면, 외과수술실, 무균실내 공기 멸균에 사용? 아포에는 효과 낮다? 피부, 눈에 장애2) Gamma ray? 60℃ ? 보통 2.5 M rad ? 항생제, 호르몬, 플라스틱 기구류, 식품 멸균3) X ray4) Beta ray4. 기계적방법1) 여과(Filtration)? 열에의해 쉽게 변질 또는 파괴되는 액체성물질을 여과기를 통과시켜 미생물을 분리, 제거한다? serum, enzyme, antibiotics,vitamin 멸균에 사용a) Depth filterBerkefeld 여과기 ? 규조토Chamberland 여과기 ? kaolin 및 규사Seitz 여과기 ? 석면b) Membrane filterMillipore 여과기 ? cellulose acetate or cellulose nitrate여과공 크기 선택 사용 가능공기멸균Surgical mask and cotton plugBiological safety cabinetHEPA(high efficiency particulate air) filter99.97% of 4,000배의 살균효과? 투과성 나쁘고 carciogenic3. 소 독 법1. Phenol 류(Phenolics)? disnature protein, disrupt cell membranea) Phenol? 최초의 소독제? 3 - 5% 농도 → 실험대, 의류, 용기 오물소독? tuberculocidal? 조직에 대한 독성(괴사) 있다 → 현재 사용 안한다? 소독제의 기준(석탄산계수)으로 사용된다b) Cresol? 3종의 이성체가 있다 ? o, m, p ? 살균효과는 큰 차이 없다? 같은 양의 alkali비누액과 섞어 cresol비누액으로 사용? phenol 보다 2배의 소독력? 영양형세균, 결핵균에 효과 있다? 바이러스, 아포에는 효과 없다? 1% 농도 ? 손, 피부소독? 2% 농도 ? 기구, 천소독? 3% 농도 ? 객담, 오물 소독c) Hexachlorophene(G-11)? 0.1% 농도? 독성이 낮고 국소자극성 적다 → 비누에 사용? 황색포도구균에 유효 ?외과영역 피부소독에 좋은효과? 그람음성균, 결핵균, 아포, 바이러스에는 효과 없다? 경피적 독성 ? 신생아 뇌장애 → 1972년부터 화장품에 사용금지(미국)d) Cresote? 2,000배 희석농도에서 살균효력 나타내고 자극성은 약하다? 장내 이상발효 억제 목적으로 내복약으로 사용 : 정로환(征露丸)2. Alcohol 류? denature protein, dissolve membrane lipid? 살균력은 탄소수가 많을 수록 증가하나 수용성은 떨어진다? 피부, 손, 치료기구? 아포는 못 죽임a) 70% Ethyl alcohol? 현재 60 - 95% 범위내에서는 살균력의 차이가 없다b) 30 - 50% Isopropyl alcohol? ethanol보다 살균력 강하고 휘발성 적어 효과적이나 눈자극성, 흡입독성을 나타낸다3. 계면활성제? 용액중의 용질이 그 용액의 표면에 흡착해서 표면의 성질을 변화시키는 경우 이 용질은 계면활성이 있다고 하고 이러한 물질을 계면활성제라 한다. 계면활성제는 미생물이나 효피부같은 기름 성분 있는 표면에서 먼지, 세균제거 능력이 크다? 매독균에 대해 효율적 살균작용c) Nonionic detergentTween 80, Polyglycerol soap등이 있으나 청정제로서 가치는 없다d) Amphoteric detergentTego-51 ? 결핵균에 유효 → 객담소독4. Halogen 화합물(산화소독제)? Oxidize cell constituents, Iodinating cellular protein? iodine(I2), chlorine(Cl2)가 중요a) Iodine tincture? iodine 을 KI, alcohol 에 녹여 만들어 사용? 5 - 10% 농도로 수술부위나 창상소독? skin damage, strain 남고 allergy유발 가능b) Modified Lugol solution? Lugol solution + glycerine → 자극성 없앰? 인두염, 편도선염시 도포제c) Iodophor? iodine을 nonionic detergent와 결합시켜 물에 녹인 복합체? 영양형세균(결핵균 포함), 아포, 진균, 바이러스에 효과? preoperative degerming in hospital? disinfecting in laboratory and in hospital? Betadine , Wescodyned) Chlorine(Cl2)? 부식성 강해 일반소독 안함? 상수도 소독: 1 ppm 가해 잔류염소로서 상수중에 0.1 - 0.2 ppm 있어야 한다e) Calcium hypochlorite (CaOCl2, Chlorinated lime, 표백분)? 물속에서 발생기 염소내어 살균? 자극성 강해 의료용으로는 사용 안한다? 음료수, 수영장물 소독? 0.01%비율로 가한다f) Sodium hypochlorite (NaOCl, 차아염소산나트륨)? 용액중에서 발생하는 염소원소에 의해 살균작용? 분해되기 쉬우나 최근에는 안정제를 첨가하여 분해 방지하여 살균제로 실용화되고 있다 ? 시판품은 4 - 6%의 유효염소 함유? Brillant green ? triphenylmethane 계? G(+)균에 살균력 나타냄c) Gentian violet? 진균류에 작용? 1% 농도 → oral thrush(아구창) 치료 ? 1주일 이상 연속 사용 금지7. 산화제? 효소단백의 -SH기를 산화시켜 disulfide결합으로 변화시켜 대사를 불활화a) 3% H2O2? 구강, 인후, 창상 소독b) 0.02 - 0.5% KMnO4? 요도소독 → 착색성? 1 : 5,000 희석 → oozing Tinea pedis 치료8. Aldehyde 류? 가스, 용액 → 살균력 나타낸다? 단백, 핵산의 -NH2, -OH기와 결합하여 이들을 불화화시킨다? 자극성 강하다a) 37% Formaldehyde(약전 formalin, HCHO)? 5% formalin alcohol로 수술용구, 피부 소독 → 아포도 죽인다? 1 - 1.5%수용액 ? 일반 소독용b) formaldehyde gas? 실내, 책 소독c) glutaraldehyde(CHOCH2CH2CH2CHO)? 영양형세균, 아포, 바이러스에 유효? 보통 10분내 효과 나타나나 모든 아포를 죽이는데는 12시간이 걸린다? 수술용구, 마취용구소독? pH 8.6 의 2%용액 ? 간염바이러스에 유효9. Acid and alkalia) Boric acid(H3BO3)? 1 - 5% 수용액 ? 구강, 안결막 소독? 살균력은 약하다b) Acetic acid(CH3OOH)? boric acid보다 살균력 강하다c) Quicklime(CaO)? 20%유제로 하여 변소, 하수,오물 등에 1/5양 이상 가해 소독d) Trisodium phosphate(Na3PO412H2O)? 기구, 병, 식기 소독소독약의 이상적 조건a. 높은 석탄산 계수b. 안정성c. 융해성 높을 것d. 조직에 대한 독성 낮을 것e. 부식성, 표백성 없을 것f. 침투력 강할 것g. 가격이 쌀 것h. 방취력이 있을 것i. 사용이 용이할 것소독제의 검정석탄산 계수(Phenol coefficiency)소독약의 살균력손상

공학/기술| 2004.11.25| 11페이지| 1,000원| 조회(3,080)

살균, 멸균, 소독법, 산균기전

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[환경공학, 환경관리, 위생학] 세계 환경주요 사건

세계 환경주요 사건- 목차 -1. 러브 커넬 사건2. 제임스강 오염3. 멕시코시티 대기오염4. 과테말라 적조5. 런던 스모그6. 이탈리아 세베소시7. 레만호 오염8. 아스완 댐9. 사헬 사막화10. 미나마타 사건11. 이타이이타이 사건12. 고엽제 사건13. 걸프전 환경 테러14. 체코 블루 베이비 사건15. 드리마일 사건16. 체르노빌 사건1. 러브 커넬 사건미국과 캐나다의 국경에 위치한 나이가라 폭포는 세계에서 가장 큰 폭포로서, 그 장엄함으로 널 리 알려져 있다. 북미 대륙의 오대호 중에서 애리호와 온타리오호를 연결하는 이 폭포는 85미터 에 달하는 두 호수 수면의 고도 차이로 인하여 낙차가 매우 크다. 또한 이 폭포가 없다면 미국 중부 대륙에서 대서양을 연안까지 선박이 자유롭게 운항을 할 수 있다.이 점에 착안하여 1892년 윌리암 러브(William T. Love)라는 야심많은 사업가가 이곳에 7마일 (약 10킬로미터)에 상당하는 운하를 건설하여 선박을 운항하고 발전소를 세우는 계획을 추진했다.운하가 1마일 정도 만들어져 갈 무렵 이 회사의 재정적 어려움으로 러브는 길이 1마일, 너비 15 야드, 깊이 10～40피트의 러브커넬(Love Canel)이라 불리는 불명예스런 웅덩이만 남기고 1910년 사업을 중단하고 말았다. 1940년대에 들어와 후크케미칼이라는 화학회사에서 인수하여 공장에 서 버리는 화학 물질을 이 운하에 매립한 후 1953년에 이 주변의 땅과 함께 시교육위원회에 기증 하였다. 몇 년 후 이 땅이 초등학교와 주택지로 사용하였다. 1970년대에 연못이나 토양에서는 유해한 화학 물질이 다량 검출되고 이 지역의 주민들은 두통과 피부병이 발병하였고 신체의 통증 을 호소하였다.그러나 학교나 시 당국에서는 아무런 조치를 취하지 않았다. 한 학부모가 아들의 질병이 화학 물질이라고 생각하고 전학을 요구했으나 무시당하자 학교의 폐쇄를 청원하기로 결심하고 학생들의 건강 상태를 조사한 결과 아이들이 각종 질병에 시달리고 있음을 알게 되었다. 또한 유산율도 타장에 유입되어 미생물을 죽게 해서 더 이상의 하수 처리를 불가능하게 만들었으며, 하수와 더불어 인근 제임스강에 흘러들어 하류 100킬로미터는 생물이 살 수 없는 죽음의 강으로 만들었다. 정화를 위한 연방 환경처의 많은 노력에도 불구하고 쉽게 분해되지 않는 화학 물질인 키폰이 하천 바닥에 퇴적되어 지금도 퇴적물에서 검출되고 있다. 우리나라의 경우도 공장을 설립할 때는 환경에 미치는 영향을 검토하고 있기는 하나 폐쇄나 이전시의 적정한 환경 관리는 제대로 이루어지지 않고 있다.3. 멕시코시티 대기오염1987년 2월 멕시코시티 상공에서 수천 마리의 새가 떨어져 죽은 사건이 일어났다. 죽은 새를 검사한 결과 극심한 대기 오염으로 인한 납, 카드늄, 수은 등 중금속으로 인한 것으로 나타났다. 멕시코시티는 해발 2,240미터의 분지에 위치에 있으며 인구 2,000만이 넘고 자동차를 비롯해 3만 5천여 개의 공장에서 나오는 중금속이 섞인 먼지가 하루 40톤이나 떠다니는 실정이다. 세계보건 기구의 조사에 따르면 이곳 시민들은 두통, 무기력, 불면증, 구토 등 고통을 겪는가 하면 환각과 호나청 증세를 호소하고 있다. 이들은 독일과 미국에 비해 20배의 중금속을 체내에 함유하고 있어서 아기에게 모유를 먹이지 말도록 경고 받은 바 있다. 지난해 세계 보건기구는 서울을 멕시코시티 다음으로 대기 오염이 심한 곳으로 보고했다. 우리는 멕시코시티의 오염을 교훈으로 환경 을 기초로 하는 도시의 성장과 관리를 위해 최선의 노력을 기울여야 하겠다.4. 과테말라 적조1987년 바다에 서식하는 독성해 조류가 생산해 내는 맹독성 물질을 섭취한 바다 물고기와 조개류를 먹은 주민 26명이 사망하는 사건이 일어났다. 적조 현상이 그 원인이다. 육지로부터 하천을 따라 유입된 오염 물질이 원인이 되어 일시에 대량 번식하게 된 독성 해조류가 해안의 넓은 지역 을 뒤덮어 붉은 빛을 띠는데, 이것을 적조라고 부른다. 적조는 세계 전해역에 걸쳐 발생 빈도가 크게 증가하고, 우리나라의 경우 남해안 일대에서 매년 발생사망했고 그후 만성 폐질환으로 8천 명이 추가 사망 하여 1만2천 명이 대기 오염으로 인하여 생명을 잃었다. 런던시는 이 사건 후 가정 난방 연료를 석탄에서 천연가스로 대처하여 비교적 깨끗한 공기를 유지하고 있는 것으로 보고되고 있다. 흔히 들 대기 오염이라 하면 공장이나 자동차에서 나오는 매연을 우선 연상하지만 가정에서 나오는 난 방 연료 또한 수천 명을 살상하는 대기 오염을 유발할 수 있다는 사실을 알아야 한다.6. 이탈리아 세베소시1976년 7월 10일 이탈리아 세베소시의 한 화학 공장에서 실수로 다량의 유독성 화학 물질을 대기 로 15분 동안 방출하였다. 화학 물질 속에 함유된 염소로 인해 5킬로 이내의 마을에서 수백 마리 의 동물이 죽고 많은 사람들이 피부병에 걸리고 특히 어린이들이 심각한 피해를 오염시켰다. 주민은 대피하였고 대기가 회복된 후에도 토양에 잔류하는 다이옥신 때문에 세베소시는 여전히 폐쇄 된 마을로 남아 있다.이 사건으로 인해 처음으로 다이옥신이 서식 생물과 인체에 미치는 영향에 관하여 연구가 되었다. 다이옥신은 자연계에서 쉽게 분해되지 않음은 물론 태워도 고온에서 산화되지 않기 때문에 매우 위험한 유해 물질이다. 생물 체내에서도 분해되지 않고 고농도로 농축되며, 미량으로도 암을 유발할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 현재 다이옥신의 생산과 사용을 금지하고 있으나 여러 경로를 통해 자연계로 방출되어 환경 문제를 일으키고 있다. 생활 쓰레기를 소각할 때 PVC와 같은 염화비닐 물질에서 발생하고, 제초제에 불순물로서 포함되기도 하고 제철 및 제련소, 석탄을 연료 로 사용하는 발전소의 배출 가스에도 함유되어 있는 것으로 보고되고 있다. 우리나라의 경우 다 이옥신의 오염 현황에 대한 조사조차 아직 이루어지지 않고 있다.7. 레만호 오염알프스산의 레만호는 스위스를 대표하는 호수이다. 1950년초 스위스와 프랑스에서는 전후 복구 작업으로 도시가 재건되었으며 농업과 공업이 다시 살아나기 시작하였다. 그러나 스위스에서 가 장 큰 레만호의 많은 물이 점점 오리는 데는 많 은 시간과 엄청난 비용이 든다.8. 아스완 댐이집트의 나일강 하류는 기후가 온난하고 땅이 비옥하여 인근 연안의 어획량이 많아 인류 문명 이 시작된 지역이다. 이집트는 나일강 상류에 댐을 건설하면 홍수를 방지하고 하류의 더 많은 농토를 사용할 수 있고 막대한 양의 전력을 생산할 수 있다고 생각하여 구 소련으로부터 자금과 기술을 지원받아 댐을 건설하기 시작하였다. 1960년에 시작하여 1971년에 준공하였다. 댐의 건설 로 생겨난 낫세르 호수는 세계에서 가장 크고 넓은 인공호수로써 이집트의 모든 경제력을 투입 한 사업이었으며 국력의 상징이 되었다. 높이는 111m이고 낫세르 호수의 길이는 480km이다.그러나 막상 댐이 완성되고 저수가 시작되었을 때 예상하지 못했던 환경 문제가 발생하였다. 호 수에는 해충의 범람으로 인해 부근 지역에서는 말라리아와 그 밖의 여러 가지 전염병의 발병율 이 크게 높아졌다. 또한 홍수시 상류로부터 내려오던 토사가 더 이상 퇴적되지 않음으로써 하류 지역의 토양이 척박해지고 염분도가 증가하여 농산물 생산이 크게 감소하였다. 또한 바다의 경 우 나일강에서 내려오는 영양 물질이 부족하여 물고기의 먹이인 식물성 플랑크톤 양이 줄고 이 로 인해 어획량이 크게 감소하였다. 호수에서 많은 양의 물이 증발함으로써 물의 염분도가 높아지게 되었으며, 이곳의 물로 관개되는 토양은 더욱 척박해졌다.또한 낫세르 호수에 저장된 물의 무게가 인근 지역의 지진 발생을 유발한다고 믿어지고 있는데 실제 1981년에 5.3리히터 강도의 지진이 발생하였다고 한다. 아스완 댐의 건설은 나일강 유역 강우량의 절반가량을 지하로 스며들게 하거나 대기로 증발하게 함으로써 그 동안의 비옥했던 토양 과 풍부했던 어획량 대신 전염병만 크게 증가 하였다.세계 곳곳에서는 대규모 개발 사업이 끊이지 않고 추진되고 있다. 이러한 개발 사업들은 산업의 터전을 만들고, 도시를 건설하고, 새로운 자원을 발굴하는 등 좀 더 풍요한 삶을 목표로 한다. 그러나 불행하게도 많은 경우 아스완 급속히 늘어나는 인구를 지탱하고 자원을 공급하기 위하여 과도한 경작과 산림 훼손으로 토양을 황폐하게 하고 지역의 기후를 변화시켰다. 현재 지구 면적의 19%인 3 천만 평방킬로미터가 사막화되어 가고 있으며 1억5천만 명이 사막화로 인해 생존을 위협받고 있다.우리나라의 경우 심각한 사막화 경향은 나타나지 않고 있으나 도시, 도로, 공업 단지, 골프장 등의 조성으로 많은 산림이 훼손되고 있으며 비옥한 토양이 강우에 유실되고 과도한 경작으로 인 해 지력이 쇠퇴하고 있다.10. 미나마타 사건1950년대초 일본 규수에 있는 미나마타라는 작은 어촌에서 이상한 질병이 나타났다. 하늘을 날 던 물새가 갑자기 땅에 떨어지고 고양이들이 미친 듯이 뱅뱅 돌며 입에서 거품을 내품는 등 기이 한 일이 이 마을에서 일어나기 시작한 것이다. 이것을 처음에는 '춤추는 고양이 병'이라 불렀 다. 주민들도 손과 발이 마비되고 통증과 오한. 두통. 시각 장애. 언어 장애 등이 나타났다. 아 기들은 사산되거나 기형아로 태어났다. 이 사건으로 43명이 사망하고 111명이 치유 불능의 마비 증상과 고통으로 일생을 보내게 되었다. 또 19명의 어린아이들이 심각한 기형 증상을 가지고 태어났다.조사결과 원인이 신일본 질소비료의 미나마타 공장에서 배출되는 폐수에 포함된 수은 중독에 의 한 것으로 나타났다. 수은은 바다물에서 희석되지만 미생물에 의해 더욱 유독한 물질로 변형되어 생물들의 체내에 농축되었고 이것을 먹은 물새, 고양이, 사람들에게서 독성이 더욱 크게 나타 난 것이다. 1957년 7월 오랜 연구 끝에 원인이 규명되었고, 이 병은 미나마타병으로 이름 붙여졌다.11. 이타이이타이 사건일본 도야마현 진쯔강 유역에 사는 주민들 1910년경부터 허리와 관절에 심한 통증을 느끼고, 심 한 경우 팔, 늑골, 골반, 대퇴골 등에 골절 현상이 일어났다. 뼈의 위축으로 키가 20센티미터 이 상 줄은 사람도 있다. 이 병에 걸린 사람들이 심한 통증을 호소한다고 하여 일본말로 ‘아프다, 아프다'하여 이타이이타이병으로있다.

공학/기술| 2004.11.26| 7페이지| 1,000원| 조회(502)

환경오염, 환경사고, 세계주요환경사고

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[소독] 자외선을 이용한 소독 및 유기물 제거기술

자외선을 이용한 소독 및 유기물 제거기술- 목 차 -1. 자외선의 정의2. 자외선의 작용3. UV램프의 종류 및 원리4. 자외선 조사량 측정방법5. 자외선의 소독효과6. 자외선의 유기물 제거효과7. 자외선공정의 적용사례8. 결론1. 자외선(Ultra Violet)의 정의자외선(Ultra Violet)은 태양으로부터 지구에 도달하는 빛의 일부분으로서 자연의 균형과 조화에 한 부분을 감당해 왔다. 근대에 와서야 사람들은 자외선의 가치를 깨닫고 자외선을 여러 가지 용도로 사용해오고 있는데 최근에는 환경분야에서 자외선의 효과와 경제성이 입증되어 몇 가지 분야에서 두각을 나타내고 있다.이러한 자외선은 자연에 이미 존재했던 것으로서 더 이상의 가치를 논할 수 없고 자연을 모방하는 것이야말로 환경문제를 해결하는 최상의 선이라는 것을 보여주는 대표적인 예라고 생각된다. 최근들어 수질오염에 따른 미생물에대한 소독 및 유기물의 제거에 자외선이 활발히 응용되고 있으나 실제 자외선의 특성 및 이에 대한 인식부족으로 효율적 이용이 절실히 요구되고 있는 실정이다.1.1 자외선의 범위자외선은 그림 1과 같이 가시광선보다는 짧은 파장을 갖고 있으며 X-광선보다는 긴 파장을 갖고 있다. 자외선은 파장에 따라 UVA, UVB, UVC, 진공자외선(Vaccum UV)으로 구분되는데 이러한 구분은 각 영역별 특성이 매우 다르기 때문이다.(그림 1) 빛 스펙트럼파장별 자외선의 특성을 살펴보면 다음과 같다.(1) UVA(320∼400nm)Black Light라고도 하며 실내에서 썬팅(Suntanning)을 하거나 푸른 조명을 할 때 사용된다. 또한 TiO2 등의 광촉매가 활성화될 수 있는 에너지원으로 사용할 수 있어 최근에는 광촉매를 이용한 수처리, 대기처리에 사용되고 있다.(2) UVB(280∼320nm)Dorno선이라고 부르며 비타민 D를 형성하거나 피부에 홍반작용을 일으킨다.(3) UVC(200∼280nm)살균(Germicidal)선이라고 하며 DNA와 단백질 그리고 오존(Ozone)이 잘 흡 사실이다.240∼310nm 파장의 자외선은 눈의 각막상피에 흡수되며, 수정체 전면에 까지 도달하는 에너지량은 매우 적다. 3.5Ev(3600)의 광전자 에너지는 수정체를 흥분 시키거나 방수(Aqueous Humor) 또는 유리체액(Vitreous Humor)에 형광을 발하게 하여 시력이 흐려지고 눈의 피로를 초래하게 한다. 이와 같은 안구내에서의 형광발생현상은 일시적인 것으로 아무런 장애를 남기는 일 없이 회복한다.전기용접 작업자와 자외선살균 등의 취급자는 전광성 안염으로 급성각막염(Photokeratitis)이 발생한다. 잠복기는 자외선의 흡수량에 따라 다르지만 보통 30분내지 24시간이다. 눈에 모래가 들어간 것 같은 이물감이 있고 눈이 몹시부시다. 눈의 충혈이 심하고, 눈물이 많이 나며, 안검경련(Blephelospam)을 일으킨다. 이 안검경련은 눈을 감아서 손상된 각막을 보호하기 위한 반사 작용이다. 자외선은 눈의 각막, 결막 및 수정체(Lenzse)에서 흡수되며, 나이가 많을수록 흡수량이 많아져 백내장을 일으킨다.320nm이하(주로 280)의 파장을 가진 자외선에 의해서 체내 지방의 일종인 7-Dehydro Cholesterol 또는 이와 비슷한 Steroid 물질이 광화학적 반응을 일으켜 진피층에서 비타민 D를 형성한다. 자외선이 부족한 지역에서는 비타민 D 결핍증으로 구루병 환자가 발생한다.(1) 살균작용UVC가 살균자외선으로 특징되어지는 것은 그림 2에서와 같이 세포내에 존재하는 DNA가 UVC를 잘 흡수하기 때문이며 그 중에서도 253.7nm(2537)의 파장이 DNA에 가장 잘 흡수되기 때문에 자외선살균램프는 253.7nm의 파장을 가장 효과적으로 방사할 수 있도록 설계되어 있다. 그러나 바다나 산과 같이 공기가 맑은 곳에서도 UVC 파장을 거의 감지할 수 없는 것은 UVC파장이 너무 짧아 투과력이 약하기 때문이고 지구 대기권에 존재하는 오존층이 철저하게 이를 막아주기 때문이다.지구의 오존층이 얇아지거나 구멍이 나는 것을 우려하는 기사가 독일의 WEDECO社가 이 램프를 생산하고 있고 저압/저출력 램프보다 효율이 좋고 단위 cm당 자외선 밀도가 4∼5배 높아 대용량의 처리가 가능하다. 따라서 대용량(약 100ton/hr 이상)으로 처리하여야 할 System에서는 저압/저출력 램프를 사용한 장치보다 초기투자비나 유지비에서 유리하다.(3) 중압/고출력램프(Medium Pressure/High Intensity)이 램프는 다파장(Multiwave)라는 특수성이 있으며 185nm에서 약 600nm까지의 다파장을 갖는 램프이다. 또한 자외선 밀도가 저압램프에 비해 수십배 크기 때문에 반응시간이 짧고 아주 협소한 곳에 적당한 램프이며 집중된 에너지 때문에 램프의 표면 온도가 600∼800℃에 이른다.그러나 램프의 수명이 짧고 에너지 손실이 크기 때문에 특수한 목적이 아니면 경쟁력이 없다. 하지만 향후 램프 제조기술의 발달에 의해 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.3.2 자외선램프의 특징 비교다음 표 1에서는 앞서 언급된 세 종류 램프의 특성을 나타대었고, 그림 3과 4 에서는 이들 램프의 파장별 특성을 비교하여 나타내었다. 재래식 자외선 램프와 아말감 램프비교표Lamp TypeLow Pressure UV LampAmalgam UVLampMedium PressureUV LampSpectrum254nm254nm>200nmDischarge Length150cm150cm50cm (MAX.200cm)Power Consumption0.5W/cm2.1W/cm50∼100W/cmEfficiency40%41%15%Operating Temperature40℃110℃600∼900℃(그림 3) 저압저출력 Vs. 고출력램프(그림 4) 저압고출력 Vs. 중압램프(1) 자외선램프의 성능에 대한 변수본체와 자외선램프에서 방출되는 자외선에너지가 피조사물에 도착하기까지에는 여러 가지 변수가 있는데 보통은 이러한 조건을 감안해 설계하며 사용자들도 이를 알아두면 같은 설비라도 효과적으로 사용할 수 있다.(2) 점등회수자외선 램프의 피조사체 간의 거리인데, 광원이 점이 아니고 선의 개념을 갖는 램프이기 때문에일반적으로 광도나 광량은 거리제곱에 반비례하기 때문이다.수처리에 UV를 이용할경우 물에 흡수된 UV 강도(Intensity)는 실제 공정 설계인자에 중요한 영향을 미친다. 특히 탁도나 색도 등이 높은 하·폐수에 적용시 투과도에 영향을 받아 실제 물 속에 조사되는 양은 상당히 줄어들게 된다. 또한 반응기의 구조에 따라 물에 실제 흡수되는 UV 강도가 변하게 된다.UV 강도를 측정하는 방법은 3가지 방법이 있는데 먼저 기계적 센서에 의해 측정하는 방법이 있다. 이는 물 속에 UV 강도를 측정할 수 있는 센서를 부착하여 강도를 측정하는 방법으로 간단하면서 연속적인 모니터링이 가능하며 온도에 큰 영향을 받지 않는 장점이 있으며 실제 면적당 유효조사량을 알 수 있다. 반면 장시간 측정시 센서에 이물질이 부착하여 측정기능을 저하 시키므로 이에 대한 유지보수가 필요하다. 따라서 실제 공정에서는 센서를 이용하여 강도를 모니터링하고 UV램프의 교체시기를 판단할 수 있다.또한 UV Intensity는 과산화수소가 UV에 의해 분해되는 분해수율과 분해속도를 실험적으로 측정함으로써 산출할 수 있는데, 과산화수소 Actinometry법에 의하여 산출된 UV Intensity는 실제 반응기내에 흡수된 UV에너지의 양이다.1)과산화수소가 UV에 의해 분해되는 제거속도식은 다음 식 (1)과 같이 표현될 수 있다....(1)과산화수소의 농도가 높을 경우 지수항은 영(Zero)에 근접하며 다음 식(2)로 정리될 수 있다........(2)여기서 과산화수소의 총 분해수율값는 1이므로2) 과산화수소의 시간에 대한 변화율이 곧 Io라 할 수 있다. 따 있는가를 고민하는 것이 더 의미가 있다.자외선으로 소독을 하던 산화를 시키던 일정한 수준의 에너지가 연속적으로 피조사체에 조사되어야 하는데 이때 결정적으로 조사량에 영향을 주는 것이 있다면 그것은 투과력과 온도이다. 자외선은 파장이 매우 짧기 때문에 투과력에 제한을 받는다. 또한 물질에 따라서는 선택적으로 투과하기 때문에 어떤 재료를 사용하느냐에 따라 성공과 실패를 가늠할 수 있다. 실제로 깨끗한 물보다 공기가 투과력이 낮을 수 있는데 그것은 먼지와 습기에 의한 자외선의 흡수와 산란 때문이다. 또한 주변온도가 너무 높거나 낮으면 조사량이 떨어 지는데 표준램프를 사용한다면 설계시 꼭 고려 하여야 할 변수 이다.다음 그림 6은 각 미생물들이 99.99% 불활성화되기 위해 필요한 UV 조사량을 비교하여 나타내었다.(그림 6) 미생물별 살균선량(99.99% 불활성화 기준)또한 각 Virus종들의 제거효율별 UV 조사량을 표 2에 나타내었는데, 이중 Adenovirus의 경우 다른 종류의 Virus에 비해 많은 자외선조사량이 요구됨을 알 수 있다. 제거효율에 따른 각 VIRUS별 자외선 살균선량구 분제거효율(자외선조사량(mJ/cm2))Virus 종류2-LOG3-LOG4-LOGAdenovirus405990121Adenovirus415080-Coxsackievirus1421-Hepatitis AHM-17504∼0511∼1316∼22Poliovirus Type108∼1115∼1923∼29Reovirus Type102∼05--Rotavirus WA25∼3235∼4650∼70Rotavirus SA-11192536Surrogate : MS-225∼3938∼6350∼93표 3에는 일반적으로 적용되고 있는 소독방법들에 대한 특징을 비교하여 나타내었다. 소독제별 장·단점 비교구 분염 소염소+탈염소자외선오 존이산화염소일반적 내용염소를 주입하여 HOCl 및 OCl-의 소독능을 이용?염소시설 후단에 반응조를 설치하여 Sulfur Dioxide를 첨가(혼합)하여 잔류염소를 환원시켜 제거하는된다.

공학/기술| 2004.11.25| 17페이지| 1,000원| 조회(877)

소독, 자외선, 유기물제거

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