2.1 수환경에서 대기로의 미생물 전이 경로

수환경은 미생물의 주요 서식지이자 생물 에어로졸의 중요한 공급원으로 작용하며, 해양 및 내수면에서는 파랑(wave breaking), 버블 버스팅(bubble bursting), 비말 생성, 해무 및 수면 교란과 같은 물리적 과정에 의해 미생물과 유기물이 대기 중 에어로졸 형태로 전이된다(Fig. 1). 이러한 전이 과정의 효율과 농축 특성은 수체 내의 생물학적 상호작용 및 환경조건에 의해 정교하게 조절된다. 우선, 바이러스 매개 세균 용해(viral lysis)와 같은 미생물 군집 내부의 생물학적 상호작용은 전이 효율을 조절하는 중요한 요인으로 보고되고 있다. 바이러스에 의해 파괴되어 세균 세포에서 방출된 용존유기물(dissolved organic matter, DOM)은 해수면 미세층(surface microlayer, SML)의 표면 장력과 점성을 변화시켜, 해수 스프레이 에어로졸(sea spray aerosol, SSA) 내 미생물과 유기물의 농축 계수(enrichment factor, EF)를 극대화하는 역할을 한다^{(Alpert et al., 2015; Hultin et al., 2011)}. 이와 함께 수온, 용존산소, 염도 및 클로로필 a(chlorophyll a)와 같은 생산성 지표를 포함한 물리⋅화학적 환경 조건 또한 미생물의 대기 전이에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다^{(Hultin et al., 2011; Wu et al., 2025)}. 수온은 버블 버스팅 기작을 통한 에어로졸 발생 총량에 직접적인 영향을 미치며, 일반적으로 수온이 상승함에 따라 에어로졸 생성 효율이 감소하는 경향이 관찰된다^{(Hultin et al., 2011)}. 이러한 변동성은 수온 및 용존산소 농도와 역상관관계를 보이는 일주기적(diurnal) 특성을 나타내는데, 이는 주간의 식물플랑크톤 활동에 의한 유기물 배출이 에어로졸 생성을 억제할 수 있음을 시사한다^{(Hultin et al., 2011)}. 한편, 염도는 수환경 기원 미생물의 대기 전이 및 농축을 제어하는 결정적인 물리화학적 인자이다^{(Wu et al., 2025)}. 고염 환경은 수중 기포의 병합을 방해하여 기포 크기를 감소시키고 체류 시간을 증대시키는데, 이는 기포 상승 과정에서의 미생물 포집 효율을 극대화하여 최종적으로 미세 에어로졸 내 미생물 농축 계수의 유의미한 상승을 유도한다^{(Wu et al., 2025)}. 더불어 클로로필 a로 대변되는 일차 생산력과 미생물의 성장률은 서브마이크론(submicron) 영역의 입자 내 미생물 농축과 밀접한 양의 상관관계를 형성하며, 수체의 생물학적 활성이 수-대기 미생물 순환의 주요 조절 기작임을 뒷받침한다^{(Wu et al., 2025)}.

이와 같은 수-대기 미생물 전이 과정의 개별 기작을 정량적으로 평가하기 위해 실험실 및 메조코즘(mesocosm) 기반 연구가 중요하게 활용되어 왔다. ^{Rastelli et al. (2017)}은 해수 표면의 거품 파열을 모사한 실험을 통해, 서브마이크론 해양 에어로졸 입자에서 지질, 단백질, 탄수화물과 함께 DNA, 바이러스 및 원핵생물이 해수 대비 최대 1.4×10⁵배까지 크게 농축될 수 있음을 보고하였다. 그러나 이러한 통제된 환경 하의 연구는 실제 자연환경의 동역학적 특성을 반영하는 데 학술적 한계가 존재한다. 우선, 수천 킬로미터에 이르는 장거리 수송 과정에서 생물 에어로졸이 겪는 대기 화학적 노화(aging)와 자외선 및 건조 스트레스 등에 따른 미생물의 생존성 및 대사 활성 변화를 실험실 규모에서 모사하는 데 제약이 따른다^{(Alsante et al., 2021)}. 또한, 실제 개활 수역(open ocean)에서의 불규칙한 풍속과 파고에 의한 수리역학적 복잡성 및 기포의 물리적 거동을 실험 장치 내에서 완벽히 재현하기 어려우며, 이는 현장 관측 데이터와의 유의미한 격차를 야기하는 원인이 된다^{(Hultin et al., 2011; Zinke, 2023)}. 나아가, 챔버 시스템은 벽면 효과(wall effect)와 같은 장치 자체의 인위적 간섭에 취약할 뿐만 아니라, 고도에 따른 기상 인자의 시공간적 변동성을 충분히 반영하지 못하는 한계가 있다^{(Zinke, 2023)}.

이러한 한계를 보완하기 위해, 현장 기반 연구들은 실험적 기작이 다양한 자연환경에서도 실증적으로 작동함을 제시하고 있다(Table 1). 예를 들어, 담수 기원 호수 스프레이 에어로졸(lake spray aerosol, LSA)은 배출량이 상대적으로 낮음에도 불구하고 장거리 수송을 통해 지역 대기 조성과 구름 형성 과정에 영향을 미칠 수 있음이 모델링 연구를 통해 제시되었다^{(Harb and Foroutan, 2022)}. 또한 하천 및 호수 환경에서는 수면 인접 고도에서의 높은 미생물 농도가 관측되었으며, 고도 증가에 따라 급격히 감소하는 경향을 보여 수면 기원의 국지적 전이 특성을 시사하였다^{(Powers et al., 2018)}. 나아가 극지 해빙 환경에서는 해빙, 눈, 해수 및 SML이 형광성 생물 에어로졸 및 얼음핵 형성 입자(ice-nucleating particles, INPs)의 잠재적 공급원으로 작용함이 보고되었다^{(Freitas et al., 2025)}. 특히 SML은 해수와 대기 사이에 존재하는 수십에서 수백 마이크로미터 두께의 얇은 경계층으로, 수-대기 미생물 전이의 선택성을 조절하는 핵심 매개체로 인식되고 있다. ^{Tastassa et al. (2025)}는 현장 기반 분석을 통해 SML이 종 특이적인 미생물 전이를 유도하며, 일부 세균의 대기 전이를 촉진하거나 반대로 침적을 제한할 수 있음을 보고하였다. 이러한 결과는 수환경에서 대기로 방출되는 생물 에어로졸이 단순한 무작위 집합이 아니라, 수면 경계층에서의 생태학적 특성과 상호작용을 반영한 선택적 집단일 가능성을 시사한다. 요약하면, 수환경에서 대기로의 미생물 방출은 단순한 물리적 비산이 아니라 SML의 생태학적 특성과 바이러스-세균 상호작용이 결합된 선택적 과정이며, 이 과정에서 SML은 특정 분류군의 대기 전이를 촉진하거나 침적을 제한하는 필터 역할을 수행한다. 이러한 기작은 수체의 미생물 조성이 대기 중 미생물 에어로졸의 다양성을 결정하는 핵심 기작임을 시사한다.

Fig. 1. Conceptual framework illustrating microbial emissions from aquatic environments, atmospheric transport, and subsequent deposition, linking water and air systems under the influence of anthropogenic activities and climate change. Microorganisms are emitted from surface waters through physical processes such as wave breaking and bubble bursting, forming sea spray aerosol (SSA) and lake spray aerosol (LSA). These aerosols contribute to primary biological aerosol particles (PBAPs) and particulate matter (PM). The particles undergo atmospheric transport and can act as cloud condensation nuclei (CCN) and ice-nucleating particles (INP) before returning to terrestrial and aquatic environments via wet and dry deposition. Key environmental drivers include air temperature, solar radiation, wind speed, relative humidity (RH), and precipitation.

2.2 생물 에어로졸의 특성과 수-대기 순환

수환경에서 대기환경으로의 미생물 전이 및 대기 과정에 영향을 미치는 주요 요인들을 Table 2에 요약하였다. 수환경에서 선택적으로 전이된 생물 에어로졸은 주로 1차 생물 에어로졸 입자(primary biological aerosol particles, PBAP) 형태로 존재하며, 입자 크기와 물리적 특성은 대기 체류 시간과 장거리 수송 가능성을 결정한다^{(Després et al., 2012)}. PBAP는 수십 나노미터 크기의 바이러스부터 수백 마이크로미터 크기의 꽃가루에 이르기까지 매우 넓은 크기 범위를 가지며, 특히 서브마이크론 크기의 생물 에어로졸은 장거리 수송 및 대기-구름 상호작용에서 중요한 역할을 한다^{(Després et al., 2012; Wu et al., 2025)}. 이러한 생물 에어로졸의 생존성과 군집 구조는 상대 습도, 자외선, 온도와 같은 대기 환경 인자에 의해 강하게 조절된다. 예를 들어, 해양 환경에서는 높은 염도(salinity)와 클로로필 a 농도, 미생물 성장률이 SSA 내 미생물 농축을 촉진하는 주요 요인으로 작용하는 것으로 보고되었다^{(Wu et al., 2025)}. 상대 습도(Relative Humidity, RH)가 50∼60%를 초과하는 고습 환경에서는 자외선에 의한 미생물 비활성화 효율이 현저히 감소하는 경향을 보이는데, 이는 세포의 상태변화와 수적(water droplet)에 의한 광학적 차폐 효과 때문일 수 있다^{(Peccia et al., 2001; Siller et al., 2024)}. 우선, RH가 50% 이상으로 증가할 때 미생물 세포의 수분 흡착량이 급격히 증가하며, 이 과정에서 흡착된 수분이 세포 내의 핵산(DNA)과 세포벽 단백질 등을 수화(hydration)시켜 생체 고분자의 입체 구조를 변화시키는 것으로 나타났다^{(Peccia et al., 2001; Siller et al., 2024)}. 이러한 구조적 변화는 자외선에 의한 DNA 손상에 대한 저항성을 높이는 보호 기작으로 작용하여, 결과적으로 미생물의 대기 중 생존율을 향상시키는 역할을 한다^{(Peccia et al., 2001)}. 더불어 안개와 같이 수분이 과포화된 환경에서는 대기 중의 수적이 지표로 입사되는 유해 자외선 복사 에너지를 직접 산란 및 흡수하여 강도를 약 30%가량 감쇄시키는 물리적 차폐막 역할을 수행함으로써 미생물을 보호하는 것으로 보고된 바 있다^{(Saikh and Das, 2023)}. 따라서 고습 조건일수록 대기 미생물의 확산 범위가 더 넓어질 수 있음을 시사한다.

대기 중 생물 에어로졸은 독립적인 입자로 존재할 뿐만 아니라, 미세먼지(PM₁₀, PM_2.5 등)와 물리⋅화학적으로 결합하여 이동 매체로서의 보호를 받기도 한다^{(Liu et al., 2018)}. 실제로 대기 중 미세먼지 농도의 증가는 총 세균 수 및 병원성 미생물의 검출 빈도와 유의미한 양의 상관관계를 보이며, 특히 표면적이 비교적 큰 입자(PM₁₀ 등)에서 병원균의 풍부도가 더 높게 관찰되는 특징을 보였다^{(Liu et al., 2018)}. 이러한 결합은 미생물이 자외선이나 건조 환경으로부터 직접 노출되는 것을 차단함으로써 대기 중 생존율을 높이고, 결과적으로 더 먼 거리까지 확산될 수 있는 환경적 기회를 제공한다. 미세먼지에 결합한 생물 에어로졸은 단순히 공중에 부유하는 입자에 그치지 않고, 수-대기 간 순환을 통해 생태계 기능과 복합오염 형성에 중요한 역할을 수행한다. 대기 중 생물 에어로졸은 강수, 안개 침적, 중력 침강 등을 통해 수환경과 육상 생태계로 유입되며, 이후 재부유 과정을 거쳐 다시 대기로 이동할 수 있다^{(Rahlff et al., 2023)}. 특히 안개는 생물 에어로졸을 효과적으로 포집 및 전달하는 매개체로 작용하여, 국지적 미생물 침적과 군집 변화를 유도하는 것으로 보고되었다^{(Evans et al., 2019)}. 해양 미생물과 유기물은 구름 응결 핵(cloud condensation nuclei, CCN) 및 얼음 핵 생성 입자(INP)로 작용하여 구름 형성, 강수 과정 및 지구 복사 수지에 영향을 미치며^{(Alsante et al., 2021; Després et al., 2012)}, 육상 기원 병원체의 해양 유입 또한 인간 건강과 생태계 안정성에 중대한 위협으로 작용하고 있다^{(Yu, 2025)}. 결론적으로, 대기 중으로 방출된 생물 에어로졸은 습도와 자외선 등 기상 조건에 의해 생존성이 결정될 뿐만 아니라, 미세먼지와의 결합을 통해 그 위해성이 증폭되고 장거리 수송되는 특성을 보인다. 이는 수-대기 미생물 전이가 단순한 이동을 넘어 환경 보건 및 기후 시스템과도 밀접하게 연계된 통합적 관리 대상임을 시사한다(Table 2).

3.1 연안, 도시 및 산업 환경 연구 사례

인간 활동의 영향이 강한 연안, 도시 및 산업 지역에서는 수환경과 대기환경 간 미생물 전이가 자연적 과정뿐만 아니라 인위적 오염원과 복합적으로 작용하는 양상을 보인다. 이러한 환경에서는 장거리 이동 먼지, 하수 및 산업 배출, 부영양화된 수체 등이 생물 에어로졸 군집 형성과 잠재적 건강 위험에 중요한 역할을 하는 것으로 보고되고 있다.

전 지구적 규모의 관측 연구에서는 63개 지역에서 수집된 370개의 공기 샘플을 분석하여, 대기 중 세균 군집의 구조와 형성 기작을 제시하였다^{(Zhao et al., 2022)}. 연구 결과, 대기 중 세균은 개체수(abundance)는 상대적으로 낮음에도 불구하고, 수환경 및 토양 환경과 유사한 수준의 높은 분류학적 다양성을 보이는 것으로 나타났으며, 공중 세균 군집의 약 46.3%가 주변 수표면 및 토양 등 지표 환경에서 유래하는 것으로 추정되었다^{(Zhao et al., 2022)}. 대기 중 세균 군집은 환경 선택(environmental filtering, 특정 환경 요인에 적합한 분류군이 선택되는 결정론적 과정)보다 발생원으로부터의 거리 및 대기 순환 패턴에 따른 확산 제한(dispersal limitation, 물리적 수송 제약에 의한 확률론적 과정)의 영향을 더 크게 받는 것으로 분석되었다^{(Alsante et al., 2021)}. 이러한 결과는 대기 미생물의 분포가 단순한 환경 적응의 결과가 아니라, 지표면 발생원에서의 방출량과 기단 수송을 통한 확률적 도달 가능성에 의해 결정됨을 시사한다.

도시 지역에서는 인간 활동의 영향으로 식생 기원의 미생물 기여도가 감소하고, 잠재적 병원균의 상대적 출현 빈도가 증가함에 따라 대기 미생물 군집 내 종간 상호작용의 결속력 및 회복력이 약화되고 네트워크가 분절되는 경향이 관찰되었다^{(Zhao et al., 2022)}. 한편, 공기, 하수 및 수표면 시료를 비교 분석한 연구에서는 대기 중 미생물 군집이 수환경보다 더 높은 분류학적 다양성을 보일 수 있다고 보고되었다^{(Dueker et al., 2018)}. 대부분 생물 에어로졸의 유전적 분류 단위(Operational Taxonomic Unit, OTU)는 지역 고유성을 보였으나, 하수 및 육상 기원 세균이 공기와 물 시료 모두에서 공통적으로 검출되었으며, 특히 하수 관련 세균은 공기 시료에서 더 높은 상대적 풍부도를 보였다^{(Dueker et al., 2018)}. ^{Kim et al. (2023)}은 낙동강에서 발생한 남조류 대발생(cyanobacterial bloom) 시 수체와 에어로졸 시료를 동시 분석하여, 수환경 기원 미생물과 독성 물질(Microcystin)이 전이될 수 있음을 실증적으로 제시하였다. 물 시료에서는 평균 960 µg/L, 에어로졸 샘플에서는 평균 2.48 ng/m³의 microcystin이 검출되었으며, 독소 생성 유전자를 보유한 Microcystis가 두 매체 모두에서 우점하였다^{(Kim et al., 2023)}. 특히 에어로졸 시료에서는 Microcystin 생합성 유전자뿐만 아니라 항생제 내성 유전자(Antibiotic Resistance Genes, ARGs)와 병원성 인자(virulence factors, VFs)를 보유한 미생물 군집이 확인되어, 호흡을 통한 새로운 노출 경로 가능성이 제시되었다^{(Kim et al., 2023)}. 또한, ^{Liu et al. (2018)}은 대기 중 미세먼지 농도의 증가가 총 세균 수 및 병원성 미생물의 검출 빈도와 양의 상관관계를 보인다고 보고한 바 있다. 특히 PM_2.5와 같은 미세 입자보다는 PM₁₀ 이상의 거대 입자에서 병원균의 풍부도가 더 높게 관찰되기도 하는데, 이는 입자 표면적이 넓을수록 더 많은 미생물이 부착되어 생물학적 오염을 심화시킬 수 있음을 시사한다^{(Liu et al., 2018)}. 국내에서도 서울 및 수도권 대도시의 미세먼지(PM₁₀, PM_2.5) 농도와 대기 중 미생물 군집 간의 상관관계를 분석한 실증 연구들이 수행된 바 있다^{(National Institute of Environmental Research (NIER), 2016; Yang and Hong, 2017; Yang et al., 2017)}. 특히, 서울 및 경기 지역의 미세먼지 농도가 ‘나쁨’ 수준일 때 ‘보통’ 이하일 때보다 미생물의 분류학적 다양성(OTU)이 유의미하게 증가하였으며, 특히 Sphingomonas와 Escherichia-Shigella 속이 고농도 미세먼지 시기에 공통적으로 우점하는 양상을 보였다^{(NIER, 2016)}. 또한 도심 인근의 산림 토양에서 신종으로 보고된 Pedobacter solisilvae 및 인공 연못 수체에서 분리된 Chitinimonas lacunae와 계통학적으로 밀접한 분류군들이 국내 도심 대기 시료에서 지속적으로 관찰되었다^{(Yang and Hong, 2017; Yang et al., 2017)}. 이러한 결과들은 도심 및 산업 환경의 고농도 미세먼지가 단순한 오염물질을 넘어, 수계 및 토양 기원의 다양한 미생물을 운반하면서 복합적인 건강 위해를 초래할 수 있음을 보여주며, 공중 보건 및 환경 관리 측면에서 중요한 시사점을 제공한다.

3.2 해양 환경 연구 사례

해양은 지구 표면의 약 70%를 차지하는 최대의 미생물 서식지이자, 생물 에어로졸의 핵심적인 공급원이자 동시에 침적지(sink) 기능을 하는 환경이다. 특히 인간 활동의 직접적인 영향을 상대적으로 덜 받는 외해 및 원거리 해양 환경은 수-대기 미생물 전이의 기본 기작과 선택성을 이해하기 위한 기준 시스템으로 활용될 수 있다. 전 지구적 추정에 따르면, 저위도 열대 및 아열대 해양 대기 경계층(Atmospheric Boundary Layer, ABL)에는 원핵생물 약 2.2×10²¹ cells, 진핵생물 약 2.1×10²¹ cells가 존재하며, 이 중 33~68%가 해양 기원으로 분석되었다^{(Mayol et al., 2017)}. 이들 해양 미생물은 평균 3.5~17일 동안 대기 중에 체류하며 수천 킬로미터 이상 장거리 수송될 수 있어, 해양이 국지적 발생원을 넘어 전 지구적 미생물 분산과 생태계 연결성 형성에 핵심적인 역할을 수행함을 시사한다.

해수면에서 대기로의 미생물 전이는 단순한 물리적 비산이 아니라, 미생물의 생물학적 특성과 화학적 조성에 의해 조절되는 선택적 과정(selective transfer)으로 인식되고 있다. SSA 생성 과정에서 서브마이크론 입자에는 지질, 단백질, 탄수화물과 같은 유기물뿐 아니라 DNA, 바이러스 및 원핵생물이 벌크 해수 대비 수십 배에서 수만 배까지 농축되는 것으로 보고되었으며^{(Rastelli et al., 2017)}, 최근 분석에서는 세균이 에어로졸 내에서 해수 대비 9~488배까지 농축될 수 있음이 제시되었다^{(Zinke, 2023)}. 이러한 선택성은 미생물의 소수성, 세포 구조 및 기원 특성이 에어로졸화 효율을 좌우함을 의미한다. 실제로 북태평양 및 남해 연안 연구에서는 Proteobacteria, Firmicutes, Cyanobacteria가 해수보다 에어로졸 시료에서 상대적으로 더 높은 풍부도를 보였으며, Cupriavidus sp.와 Paenibacillus sp.와 같은 분류군이 에어로졸 시료에서 해수에 비해 상대적으로 높은 풍부도를 보이며 우점하는 경향을 나타냈다^{(Jang et al., 2024)}. 이러한 결과는 해양 환경에서도 미생물 고유 특성이 대기 중 생물 에어로졸 조성을 결정하는 핵심 요인임을 보여준다.

해양 환경의 물리⋅화학적 조건과 기후 변화 역시 미생물 전이 과정에 중요한 조절 인자로 작용한다. 염도 변화는 Cyanobacteria의 세포 크기와 형태를 변화시켜 에어로졸화 효율에 영향을 미치며, 외해의 고염 환경에서는 상대적으로 작은 세포 크기로 인해 대기 전이가 촉진되는 반면, 연안의 저염 환경에서는 필라멘트 형성으로 전이가 제한될 수 있음이 제시되었다^{(Jang et al., 2024)}. 생물학적 요인 외에 물리⋅화학적 측면에서도 해수 내 용존유기질소(dissolved organic nitrogen, DON) 농도는 에어로졸 입자 수 및 서브마이크론 모드 직경과 양의 상관관계를 보여, 미생물의 세포 외 배출물(exudates)이 SSA의 화학적 조성과 크기 분포에 복합적으로 기여함을 시사한다^{(Mirrielees et al., 2024)}. 한편, 극지 해양 환경에서는 해빙(sea ice)의 후퇴와 용융이 미생물 전이 기작을 급격히 변화시키고 있으며, 해빙 내부와 표면에 축적된 형광성 생물 에어로졸(fluorescent PBAP, fPBAP)과 얼음핵 형성 입자(INP)가 대기 중으로 대량 전이되는 현상이 관측되고 있다^{(Freitas et al., 2025; Yan et al., 2020)}. 이러한 변화들은 대기 중 생물 에어로졸 조성뿐 아니라 구름 형성 및 복사 수지에도 영향을 미칠 수 있어, 향후 기후 변화 시나리오에서 해양-대기 미생물 전이의 중요성이 더욱 증대될 가능성을 시사한다.

3.3 연구의 공백 및 필요성

본 총설에서 검토한 국내외 선행연구의 특성을 연구 환경, 관측 규모, 분석 기술, 매체 연계성이라는 4가지 학술적 지표에 따라 분류한 결과를 Table 3에 나타내었다. 종합하면, 국제 사례들은 수-대기 미생물 전이가 인간 활동의 강도, 수환경 특성 및 기후 조건에 따라 매우 상이한 양상으로 나타났다. 연안, 도시, 산업 환경에서는 하수, 산업 배출 및 부영양화된 수체가 대기 미생물 군집과 병원체 노출을 증폭시키는 반면, 외해 해양 환경에서는 미생물의 생물학적 특성과 선택적 에어로졸화 기작이 전이를 조절하는 핵심 요인으로 작용한다. 그러나 이러한 국제 연구 성과에 비해, 국내에서는 수환경과 대기환경을 동시에 고려한 미생물 연계 연구가 매우 제한적이며, 특히 연안 산업도시(여수, 인천 등)에서의 체계적인 장기 관측과 정량적 비교 연구는 국내에서 뚜렷한 공백으로 남아 있다.

한국은 삼면이 바다로 둘러싸인 지형적 특성과 함께, 연안을 따라 대규모 산업단지, 항만 및 인구 밀집 도시가 집중되어 있어 수환경 오염원이 대기로 전이된 후 다시 육상 및 수환경으로 재유입될 가능성이 구조적으로 높은 지역이다. 특히 국내 연안은 산업 활동, 항만 운영, 부영양화된 하천 유입 등 다양한 인위적 영향과 해양 기원이 중첩되는 복합 환경으로, 수-대기 간 미생물 전이가 증폭될 잠재성이 크다. 현재 국내 연구는 낙동강 등 일부 담수 환경에서의 남조류 독소 전이 규명에 집중되어 있고, 여수, 인천 등과 같은 대규모 산업단지 인접 연안이나 하수처리장 등 고위험 환경에서의 데이터는 제한적인 실정이다. 대표적인 고위험 환경인 하수처리장의 경우, 폭기 과정에서 발생하는 비말이 병원체 및 항생제 내성 유전자의 강력한 에어로졸 공급원이 될 수 있다. 국내에서는 이에 대한 매체 간 전이량 산정이나 주변 지역으로의 확산 범위에 대한 실증적 조사가 제대로 이루어지고 있지 않다. 국외 실측 연구에 따르면 하수처리장 폭기 과정에서 방출되는 미생물 에어로졸은 보건학적 허용치를 빈번히 상회한다. 중국 시안의 혐기-무산소-호기(Anaerobic-Anoxic-Oxic, AAO) 폭기조는 봄철 최대 1.58×10⁴ CFU/m³의 세균과 139종의 병원균을 방출하여 위해 지수(Hazard Quotient, HQ)를 초과하였으며, 남아프리카공화국 연구에서는 기계식 폭기 시 검출된 병원체의 78%가 위해 등급 2에 해당하는 것으로 보고되었다^{(Poopedi et al., 2025; Zhao et al., 2024)}. 따라서 국제 사례와의 비교를 바탕으로 국내 연안 환경에 특화된 수-대기 미생물 통합 연구가 시급히 요구된다. 특히 폭기 방식에 따라 에어로졸 농도가 최대 100배까지 차이 날 수 있으므로, 국내 연안 산업단지 내 하수처리 시설의 폭기 방식 및 기상 조건에 따른 입체적인 전이량 조사가 매우 시급함을 시사한다^{(Lou et al., 2021; Tian et al., 2022)}.