기후 및 서식지 특성에 따른 종합적 모기 관리 방안 연구 :Study of integrated mosquito management method based on climatic and habitat characteristics

나수미

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자료유형: 학위논문

저자정보: 나수미 (서울여자대학교, 서울여자대학교 일반대학원)

지도교수: 이창석

발행연도: 2023

저작권: 서울여자대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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초록· 키워드

지구 온난화는 온실가스의 증가로 인해 점점 심각해지고 있다. 국내의 경우 온난화·도시화가 전 지구 평균보다 빠르게 진행되고 있다. 지구온난화에 따른 매개체 발생 분포 확대 및 해외 유입 매개체의 유입 가능성 증대로 토착성 질환(말라리아, 일본뇌염 등)의 발생이 증가하고 있고, 해외감염성질환(뎅기열, 웨스트나일열 등)의 유입 가능성이 증대되고 있어 전국적이고 장기적인 조사감시를 통해 기후 및 환경변화에 따른 매개체 전파 질환의 유입 및 확산에 대처할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 국내 수도권에서 수행한 모기 연구를 종합하여 수도권 모기의 발생 예측 및 방제법을 제언하고자 하였다.
첫 번째 장은 질병관리청 권역별 기후변화 매개체 감시 거점센터 연구의 일환으로 수행되었다. 연구 지역은 서울 및 수도권이다. 모니터링은 일일 밀도 감시, 모기 종 및 밀도 감시, 트랩 효율성 분석, 병원체 검사로 나누어 수행되었다. 연구 지역은 4지점으로 나누었으며, 일일 밀도 감시는 St. 1(도심)과 St. 2(농촌)으로, 트랩 효율성은 St. 3(도심)과 St. 4(철새도래지)로 선정하였다. 모기 종 및 밀도감시와 병원체 검사는 모든 지점에서 채집된 모기를 대상으로 수행하였다. 수도권의 모기 밀도는 4월을 기점으로 모기 개체수가 증가하였으며, 7월경 1차 폭증하였다. 8월 경 태풍과 폭우로 인해 개체수가 급감을 한 후 9월경 재 증가 하여 2차 피크를 기록하였고, 10월을 기점으로 급감하였다. 수도권의 모기 종을 분석한 결과 2021년 당시 6,789개체 7속 14종이 채집되었으며 빨간집모기가 4,216개체로 (30.33±4.72, 79.67%)가 우점종으로 나타났으며, 한국숲모기가 461개체로(10.72±3.42, 8.71%) 뒤를 이었다. 모든 지점에서 빨간집모기(St. 1 : 95.89%, St. 2 : 55.00%, St. 3 : 63.25%, St. 4 : 84.31%)가 우점종으로 나타났다. 트랩별 채집 결과는 BG-Sentinel 트랩이 LED 트랩에 비해 2.1배 채집 효율이 높은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 채집된 모기의 Flavivirus 보유 여부를 RT-PCR 검사하였으나, 모두 음성으로 확인되었다. 그러나 감염병매개종인 작은빨간집모기, 흰줄숲모기, 얼룩날개모기류, 빨간집모기, 금빛숲모기, 등줄숲모기가 서식이 확인되어 수도권 감염병매개체 감시의 중요성이 대두되며, 본 연구결과는 질병 발생 예측 및 유행 예방에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
두 번째 장은 서울시 자치구인 구별로 모기 모니터링을 위한 장비를 설치하여 과거 년도의 모기 개체수와 기상자료 및 공간자료를 통해 예측 산식을 개발하여 시민들에게 당해 연도의 모기 발생 정도를 예보하기 위한 목적으로 수행되었다. 모기 개체수 예측 산식 도출을 위해 2015년부터 2021년까지의 모기 개체수 데이터와 기상요인 및 공간정보요인을 수집하였다. 모기개체수 데이터는 서울시 각 구별로 2대씩 설치되어있는 DMS 데이터를 사용하였으며, 기상요인 데이터는 기상청의 ASOS, 공간 정보요인은 토지피복도와 고도데이터를 활용하였다. 또한 모기 개체수 예측산식은 DMS설치 지점에 따라 경관 유형을 수변부, 주거지 지역, 공원지역으로 나누어 산출하였다. 도출된 예측 산식의 예측값과 2022년 실제 채집된 실측값과의 단순회귀분석을 활용한 적합성 분석 결과, =0.756으로 나타났으며, 정확도를 분석한 결과 91.42±6.02%로 나타나 높은 정확성을 보였다. 본 연구를 통해 도출한 모기 개체수 예측 산식은 개체수 예측 뿐만 아니라 모기 방제에 있어 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대되며, 효과적으로 모기 관련 피해를 줄일 수 있을 것으로 예상된다.
세 번째 장은 친환경 모기 방제법인 물리적 방제의 Mass trapping 효과를 증명하기 위한 목적으로 수행되었다. 연구 기간은 약 한 달간(2018년 7월 2일부터 7월 30일까지) 수행되었다. 트랩으로는 연구 지점 외부에 MOS-HOLE PRO 26대와 내부에 DMS 5대를 사용하였다. 연구 결과 연구 기간 동안 MOS-HOLE PRO 트랩으로 포획된 총 모기는 186,899개체로 7속 12종을 확인하였다. 속 구성은 Culex (121,476개체, 65%), Mansonia (35,385개체, 19%), Anopheles (18,926개체, 10%), Aedes (11,112개체, 6%)로 구성되었다. MOS-HOLE PRO 트랩(CO2 방출 속도 600ml/min)과 DMS 트랩(300ml/min)의 평균 모기 개체수를 비교하였을 때, 증가된 CO2 배출 트랩에서 평균적으로 약 2.48배 더 많은 모기가 잡힌다는 것을 확인하였다. 각 연도별 DMS로 채집된 총 모기 개체수를 100%으로 각 월에 채집된 모기 개체수 비율을 분석한 결과 물리적 방제를 실시한 2018년도만 7월에 20%대의 개체수를 보였고, 방제를 실시하지 않은 2017년도와 2019년도는 40~50%정도의 비율을 보여 물리적 방제인 Mass trapping이 외부에서 유입되는 모기 개체수 억제에 효과가 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 MOS-HOLE PRO 트랩을 사용한 물리적 방제의 효율성을 입증하였으며, 외부 발생 모기 유입 차단을 성공하여 Mosquito Free Zone 구축의 가능성을 제시하였다. 물리적 방제 방법은 야외에서 암컷 성충을 적절하게 통제할 수 있는 확실한 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

Global warming is gradually becoming a severe problem due to increase in greenhouse gas. Global warming and urbanization in Korea are progressing faster than the global average. The occurrence of indigenous diseases (Malaria, Japanese encephalitis, etc.) is increasing due to the expansion of the distribution of vectors caused by global warming and the increase in the possibility of inflow of imported vectors, and the possibility of inflow of foreign infectious diseases (Dengue fever, West Nile fever, etc.) is increasing. It is necessary to cope with the inflow and spread of vector-transmitted diseases considering climate and environmental changes through nationwide and long-term surveillance. The purpose of this study was to suggest a method for predicting and controlling the occurrence of mosquitoes in the metropolitan area by synthesizing mosquito studies conducted in the metropolitan area of Korea.
The first chapter was conducted as part of the research on Regional Vector Surveillance Center for Climate Change of the Korea Centers for Disease Control and Prevention. The study site was Seoul and other metropolitan areas. Monitoring was divided into daily density monitoring, mosquito species and density monitoring, trap efficiency analysis, and pathogen testing. The study site was divided into 4 points, and daily density monitoring was performed at St. 1 (Urban) and St. 2 (Rural). The trap efficiency was performed at St. 3 (Urban) and St. 4 (Migratory bird sanctuary). Mosquito species and density monitoring and pathogen testing were performed on mosquitoes collected from all sites. Mosquito density in the metropolitan area increased from April, and the first explosion occurred around July. After a sharp decrease in the population due to typhoons and heavy rains around August, it increased again around September, recording a second peak, and then decreased sharply from October. As a result of analyzing mosquito species in the metropolitan area, 6,789 individuals, 7 genus, and 14 species were collected in 2021, and Culex pipiens were 4,216 individuals (30.33±4.72, 79.67%) as the dominant species, and Ochlerotatus koreicus were 461 individuals (10.72 ±3.42, 8.71%) followed. Culex pipiens (St. 1 : 95.89%, St. 2 : 55.00%, St. 3 : 63.25%, St. 4 : 84.31%) appeared as the dominant species at all sites. The collection results for each trap showed that the BG-Sentinel trap had about 2.1 times higher collection efficiency than the LED trap. The mosquitoes collected through this study were tested for Flavivirus by RT-PCR, but all were confirmed as negative. However, as the habitat of infectious disease vectors, such as Culex tritaeniorhynchus, Aedes albopictus, Anopheles spp., Culex pipiens, Aedes vexans, and Ochlerotatus dorsalis, has been confirmed, the importance of surveillance of infectious disease vectors in the metropolitan area has emerged. The results of this study is highly considered to be able to be in use for disease prediction and epidemic prevention.
The second chapter was carried out for the purpose of providing citizens with a forecast of the mosquito prevalence for the year. It was held by dividing the regions of Seoul into districts, installing mosquito monitoring equipment, and developing a prediction formula based on the mosquito population, meteorological factors, and spatial information factors of the past year. To derive the mosquito population prediction formula, mosquito population data from 2015 to 2021, meteorological factors, and spatial information factors were collected. For mosquito population, data from 2 DMS units installed in each districts of Seoul was used, and for meteorological factor, ASOS of the Korea Meteorological Administration was used, and for spatial information factors, land cover map and altitude data were used. In addition, the mosquito population prediction formula was calculated by dividing the landscape element into riparian, residence area, and park according to the DMS installation location. As a result of the suitability analysis using a simple regression analysis between the predicted mosquito population of the derived prediction formula and the observed mosquito population collected in 2021, was found to be 0.756, and the accuracy was 91.42±6.02%, showing high accuracy. The mosquito population prediction formula derived through this study is expected to have a positive effect on mosquito control as well as population prediction, and is anticipated to effectively reduce mosquito-related damage.
The third chapter was conducted for the purpose of proving the mass trapping effect of physical control, an eco-friendly mosquito control method. The study period was approximately one month (from July 2 to July 30, 2018). 26 units of MOS-HOLE PRO and 5 units of DMS were used each outside and inside the research site. As a result of the study, the total number of mosquitoes captured by MOS-HOLE PRO traps during the study period was 186,899, and 7 genus and 12 species were identified. The genus composition consisted of Culex (121,476 individuals, 65%), Mansonia (35,385 individuals, 19%), Anopheles (18,926 individuals, 10%), and Aedes (11,112 individuals, 6%). Comparing mean mosquito populations in MOS-HOLE PRO traps (CO2 emission rate of 600ml/min) and DMS traps (300ml/min), approximately 2.48 times more mosquitoes on mean in MOS-HOLE PRO traps with increased CO2 emission was confirmed to be caught. The total number of mosquitoes collected by DMS for each year was converted into 100% and the percentage of mosquitoes collected in each month was analyzed. In 2018 alone, when the physical control was operated, the ratio was 20% in July, and in 2017 and 2019, when the physical control was not operated, the ratio was shown to be 40~50%. This suggests that mass trapping, a physical control, is effective in suppressing the mosquito population introduced from the outside. It was demonstrated that the effectiveness of physical control using the MOS-HOLE PRO trap, and proposed the possibility of establishing a Mosquito Free Zone by successfully blocking the inflow of externally generated mosquitoes. It is regarded that physical control methods can be a reliable alternative to properly control adult females outdoors.

서론 1
1. 연구 배경 2
2. 연구 목적 6
1장. 감염병매개체 모기 밀도 및 플라비바이러스속(Flavivirus) 병원체 검사 연구 7
1. 서론 8
2. 재료 및 방법 10
3. 결과 24
4. 고찰 44
2장. 모기 발생 예측 모형 개발 48
1. 서론 49
2. 재료 및 방법 51
3. 결과 82
4. 고찰 104
3장. Mass trapping을 이용한 Mosquito Free Zone 연구 109
1. 서론 110
2. 재료 및 방법 112
3. 결과 121
4. 고찰 131
결론 134
참고문헌 138
부록 151
Abstract 188

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