고병원성 조류인플루엔자(HPAI)의 에어로졸을 통한 공기 전파 예측을 위한 공기유동학적 확산 모델 연구 = Aerodynamic Approaches for the Predition of Spread the HPAI (highly pathogenic avian influenza) on Aerosol

국문 초록 (Abstract)

고병원성 조류인플루엔자 (HPAI, Highly pathogenic avian influenza)는 제 1종 가축법정전염병으로 높은 폐사율과 산란율 저하로 농가에 막대한 경제적 피해를 야기하는 질병이다. 2000년 이후 우리나라에서는 총 4차례 HPAI 가 발생하여 방역비, 보상비, 관련 산업에 막대한 경제적 손실을 야기하였다. 우리나라는 HPAI 가 빈번하게 발생하는 중국 및 동남아와 인접해 있으며 경제, 사회, 문화적으로 매우 친밀한 관계를 유지하며 많은 물자 및 사람의 수송, 철새의 빈번한 이동 등이 이루어지고 있어 국내의 HPAI 의 발생 가능성이 항상 높은 상황에 있다. 특히 HPAI는 변이가 쉬워 근본적인 백신 개발이 불가능하며 확산속도가 매우 빨라 효과적인 초동 방역을 통한 질병의 확산 및 경제적 손실을 최소화하기 위한 노력이 필요하다. 따라서 질병의 확산 요인별 위험도 평가 및 이의 기초 데이터 확보가 필요하며, 이를 통하여 확산 경로를 추적할 수 있는 감시 네트워크 시스템의 개발이 시급하다.
HPAI는 직접적 및 간접적 접촉 또는 공기 중으로 확산될 수 있다. 특히 양계 농장이 주로 산악지역에 밀집되어있는 국내 상황에서 HPAI의 공기 중 전파는 빠른 전파를 야기할 수 있는 위험 요인으로 간주되어야 한다. 질병의 공기 중확산 메커니즘을 연구하기 위한 현장실험은 불안정한 환경 조건과 측정의 어려움으로 인하여 매우 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 최근 다양한 분야에서 활용도가 높아진 전산유체역학(CFD, Computational fluid dynamics) 시뮬레이션을 사용하여 복잡한 지형을 따라 형성되는 기류에 의하여 농장에서 발생하는 HPAI 바이러스를 포함하는 에어로졸의 확산을 분석함으로써 질병의 확산 경향을 예측하고자 한다. 이를 위하여 GIS 수치지형도로부터 농장, 도로망, 관련 시설 및 지형을 추출하여 3차원의 계산 영역으로 설계하였으며, 방풍림, 에어로졸의 퇴적, 풍속 및 난류 경계 조건 등을 UDF(User defined function)으로 적용하여 풍속, 풍향, 발생 농장 등 다양한 환경 조건에 따른 확산을 예측하였다. 이와 같은 데이터는 HPAI의 발생 및 확산을 예방하기 위한 네트워크 모델 개발의 기초 자료로 활용될 수 있다.