다계열 항생제 동시분석법을 통한 축산분뇨처리시설의 잔류 항생제 검출특성 조사

Analysis of multi-class antibiotics and detection characteristics at a livestock wastewater treatment plant

항생물질은 축산농가에서 가축의 각종 질병 치료, 감염예방 및 생산량 증대를 목적으로 사료와 함께사용되고 있다. 한국동물약품협회의 보고에 따르면 2017년 국내 항생제 판매량은 1,026톤 이었다. 2015년부터 2017년까지 소, 돼지, 닭을 대상으로 5톤 이상 판매된 항생제는 총 12개 계열 27종으로 조사되었다. 이러한 항생제는 다양한 경로를 통해 토양 및 하천의 오염과 생태계 교란 등 잠재적인 위해를 야기할 수 있다. 환경부에서 고시한 가축분뇨실태조사 방법에는 가축분뇨, 하천 등에서 주기적으로 잔류 항생제의 농도 측정을 하도록 권유하고 있으나 그에 대한 세부 항목과 시험방법이 제시되지 않고 있다. 본 연구에서는 국내에서 사용량이 많고 LC-MS/MS로 동시분석이 가능한 17종의 다계열 항생제를 선정하였고, 제시된 분석방법을 기초로 축산폐수처리시설에 유입되는 원수와 생물학적처리수, 방류수 및 슬러지에 잔류하는 항생제거동을 파악하였다. 분석방법을 확립하기 위하여 직선성과 방법검출한계, 정량한계, 추출효율에 따른 회수율을 실험하였다. 그 결과 0.99 이상의 직선성을 나타내었고, 방법검출한계는 (0.030 ~ 2.448) μg/L, 정량한계는 (0.097 ~ 7.795) μg/L으로 나타났다. 추출효율을 평가하기 위하여 추출 용매 종류와 pH조건, 고상추출용리액과 탈착용량에 대한 회수율 평가를 하였다. 그 결과 (78.6 ~ 127.6)% 회수율을 나타내는 조건을 얻을 수 있었다. 사용된 시료는 액상의 경우 1 μm로 여과하였고 슬러지의 경우 건조된 것을 사용하였다. 본 연구에서 확립한 17종 항생제 분석방법을 적용하여 축산폐수처리시설에 유입되는 원수와 생물학적처리수, 방류수 및 슬러지에 잔류하는 항생제의 거동을 파악하였다. 축산폐수처리장 A1의 유입원수, 생물학적처리수, 방류수 및 슬러지의 잔류 항생제 농도는 각각 (198, 10, 4)μg/L 및 57 μg/kg으로 검출되었다. A2는 (1,585, 7, 0.3)μg/L 및 269 μg/kg으로 검출되었고 A3는 (76, 7, 0.9)μg/L 및 130 μg/kg으로 검출되었다.