박테리오파지와 차아염소산나트륨 병용 처리를 통한 하수처리 내 항생제 내성균 억제 연구 = Combined treatment of bacteriophages and sodium hypochlorite demonstrates inhibition of antibiotic-resistant bacteria in sewage treatment

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 하수처리 과정에서 분리된 항생제 내성균(Antibiotic Resistant Bacteria, ARB)을 제거하기 위해 박테리오파지와 차아염소산 나트륨(NaClO)을 결합한 병용 처리 기술을 응용하였다. ARB를 감염시키는 용균성 박테리오파지는 폐수 샘플에서 성공적으로 분리되었다.
이러한 박테리오파지와 NaClO를 순차적으로 적용한 결과, 5시간 이내에 ARB를 상당히 감소시킬 수 있었다. 환경 안정성 평가에서는 분리된 박테리오파지가 온도, pH, 독성 물질에 대한 노출 등 다양한 조건에서도 효과를 유지하는 것으로 나타냈다. 또한, 실험실 규모의 반응기 실험을 통해 단독 염소 소독과 비교했을 때, 결합 처리가 ARB를 효과적으로 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 박테리오파지와 차아염소산 병용 처리는 유기물, 질소(N), 인(P)과 같은 영양소 제거 효율에 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과는 박테리오파지를 기반으로 한 생물학적 제어법과 기존의 소독 방식을 결합하여 폐수 처리 공정(WWTP)에서 효과적인 항생제 내성 박테리아 제어 방안을 제시할 가능성을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study investigated a combined treatment approach using bacteriophages and sodium hypochlorite (NaClO) to remove antibiotic resistant bacteria(ARB) isolated from wastewater treatment processes. Lytic bacteriophages infecting ARB were successfully isolated from wastewater samples. Sequential application of these bacteriophages and NaClO achieved significant ARB reduction, with bacterial inactivation occurring within 5 h. Stability tests demonstrated that the isolated bacteriophages remained effective under various conditions, including changes in temperature, pH, and exposure to toxic substances.
Furthermore, laboratory-scale reactor experiments confirmed that the combined treatment provides effective mitigation of ARB, compared to sole chlorination. Phage treatment did not affect efficiency for nutrient removal(organics, N and P). The results highlight the potential of integrating bacteriophage-based biocontrol with conventional disinfection in WWTP.