실내 중에 존재하는 부유세균은 재실자들의 호흡기나 피부를 통해 감염성 질환이나 알레르기 염증, 천식, 폐부종 등의 질병을 유발한다. 따라서 환경부 실내공기질 관리법 시행규칙과 교육부 학교보건법에서 부유세균을 800 CFU/m3 이하로 유지하도록 규정하고 있다. 학생들이 생활하는 학교현장에 대한 접근이 제한되어 있으므로 포괄적인 조사가 이루어지지 못하고 있지만, 본 연구에서는 초등학교 18 개교, 중·고등학교 6 개교의 총 42개 교실에서 실내공기질 공정시험기준에 따른 충돌법으로 부유세균 농도를 측정하였다. 고찰 결과, 수업내용, 학생 활동도, 환기 유무에 따라 부유세균 농도가 248.2±204.9 CFU/m3 로 기준치보다 낮게 나타났다. 학생들이 없는 등교 전의 부유세균 농도는 171.71±204.08 CFU/m3, 학생들이 재실 했을 경우에 해당하는 하교 직후의 농도는 379.41±265.87 CFU/m3 로 나타났다. 실내 부유세균에 영향을 주는 요소인 미세먼지 입자, 온도, 습도, CO2 및 재실자 수에 대한 영향인자별 상관분석을 실시한 결과, 부유세균에 대해 습도(r=.433**), 재실자 수(r=.419**), CO2(r=.252*), PM10(r=.205*), 온도(r=.119), PM2.5(r=.084) 순으로 습도와 가장 높은 상관관계를 보였다.
또한, 학교 교실(15개 교실)과 병원(33개 수술실), 다중이용시설(어린이집, 교회 등)에서 실내공기질 공정시험방법에 준하는 충돌법에 의해 부유세균을 채취하여 현황을 파악하고, DBD(Dielectric Barrier Discharge) 장치로부터 발생하는 활성이온을 살포하여 저감효과를 고찰하였다. DBD는 반응성이 높은 활성이온을 생성하여 미생물의 표면에 부착하여 세포를 산화시킴으로써 부유세균을 제거하는 것으로 알려져 있다 (Kim et al., 2018). 실제 활성이온에 의한 부유세균 저감효과를 관찰하기 위하여 실험실에서 500 mm×500 mm×600 mm 규모의 배양기에 E.coli를 배양하여 이온에 의한 사멸효과를 고찰하였다. 각 시험 조건별로 따라 시료를 채취하여 E.coli를 희석한 후, TSA 배지에 접종하고 도말하는 방법을 사용하였다. 활성이온에 대한 노출시간(0-60 min)을 변화시키면서 E.coli 농도 감소율을 관찰하였다.
측정한 학교의 15개 교실에서 학생들이 활동하는 일과시간(8시-15시) 동안 활성이온을 공급한 결과 교실의 환경 여건에 따라 차이가 나지만 평균적으로 61.2 %의 부유세균 감소효율을 나타냈다. 학생들이 재실 중인 일과시간에 공기분자이온을 공급하면 부유세균의 농도는 345.53±198.14 CFU/m3 에서 113.23±29.38 CFU/m3 로 감소한 것을 관찰하였으며, 이는 활성이온이 부유세균을 사멸시키는 효과가 있는 것으로 판단하였다.
33개 중소형 병원의 수술실에서 각각 2-4 시간 동안 이온을 공급하며 관찰한 결과, 평균 41.5 %의 살균효율을 나타냈다. 기타 다중이용시설에 대한 실험에서는 활성이온 공급에 의하여 부유세균 감소율은 음식점 21.2 %, 어린이집 48.7 %, 교회 53.0 %, 하수처리장 79.6 %으로 나타났다. 계속해서 이온효과의 지속성을 관찰하기 위하여 실시한 실험 결과, 이온공급을 중단하고 10-20 분 후의 부유세균 감소율은 음식점 66.4 %, 어린이집 75.9 %, 교회 4.8 ％로 나타났다. 음식점과 어린이집의 경우 교회에 비해 좁은 공간으로 실내 공간에 활성이온이 일정 농도로 균일하게 확산되기까지 소요되는 시간이 짧기 때문에 이온 공급을 중단하여도 높은 부유세균 제거효율을 보였다.
현장측정을 통해 실내공간에 오존이 검출되지 않을 정도의 낮은 전압조건에서도 활성이온(#2,000-#100,000 /cc)은 부유세균 농도를 감소시키는데 기여하는 것을 알 수 있었다. E.coli균을 대상으로 실시한 Lab test 결과, 활성이온에 노출되는 시간이 증가할수록 높은 사멸율을 나타냈다. 이는 현장에서의 실내 부유세균 감소 현황을 뒷받침하는 결과이다. 따라서, 활성이온의 공급은 미생물뿐만 아니라 학교, 병원 및 기타 공공시설의 실내 환경의 부유세균 통제에 일정부분 기여할 수 있음을 확인하였다.

Bioaerosols present in indoor environments cause infectious diseases, allergic inflammation, asthma, and pulmonary edema by penetrating human respiratory tract or skin. Therefore, the Enforcement Regulations of the Indoor Air Quality Management Act of the Ministry of Environment and the School Health Act of the Ministry of Education stipulate that indoor bioaerosols should be maintained below 800 CFU/m3. However, a comprehensive survey has not been conducted because school access has been strictly limited. Thus, in this study with the aid of the ministry of Education, the concentration of bioaerosol was measured in 42 classrooms (18 elementary schools and 6 middle and high schools) by the collision method according to the Indoor Air Quality Test Standards. The results showed that the bioaerosol concentration was 248.2±204.9 CFU/m3, which was lower than the standard value depending on the different types of class contents, student activities, and ventilation. The concentration of bioaerosol before going to school without students was 171.71±204.08 CFU/m3 while the concentration right after leaving school with students was 379.41±265.87 CFU/m3.
Correlation analysis was conducted for each environmental factor that affect indoor bioaerosol such as on PM10, PM2.5, temperature, humidity, CO2 and the number of occupants. It was discovered that humidity is the factor that has the highest correlation with bioaerosol in the order of humidity (r=0.433**), (r=0.419**), CO2 (r=0.252*), PM10 (r=0.205*), temperature (r=0.119) and PM2.5 (r=0.084).
In order to determine the current status, bioaerosol samples were collected from school classrooms (15 classrooms), hospitals (33 operating rooms) and multi-use facilities (daycare centers, churches, etc.) according to the ‘Indoor Air Quality Test Method’. Thereafter, the effect of active air ions on bioaerosol reduction was investigated using a DBD(Dielectric Barrier Discharge) reactor. Active ions generated from DBD attach to the surface of microorganisms and oxidize cells (Kim et al., 2018). To closely observe the undermining effect of active air ions on bioaerosols, E.coli was cultured in a lab-scale incubator and exposed to air ions.
The average reduction efficiency in school classrooms during class was 61.2% (345.53±198.14 CFU/m3 and 113.23±29.38 CFU/m3 without and with active air ions, respectively). The average sterilization efficiency by ion supply for 2 to 4 hours in operating rooms was 41.5%. For multi-use facilities, the mitigation rates of suspended bacteria were 21.2 % for restaurants, 48.7 % for child care centers, 53.0 % for churches and 79.6 % for sewage treatment plants. The sterilization effect differed depending on the ion spraying time and site conditions at each facility. Field tests revealed that active ions (#2,000-#100,000 /cc) contributed to the reduction of bioaerosol concentration with low level of ozone in indoor spaces.
The lab tests showed a similar trend in that the sterilization rate increased with time in an ion atmosphere. It therefore could be concluded that active ions can be one of plausible measures to control aerated microorganisms in public indoor spaces.