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문제 정의
- 본 연구에서는 우리 나라 주요 수계 31개 지점에서 서식하고 있는 어류와 양서류에 각각 2종에 대해 내분비계 장애물질로 분류되어 있는 DEHA, carbaryl, amitrole 의 체내 잔류농도 실태를 조사하였다.
- 본 연구에서는 우리 나라의 주요 수계에 서식하는 양서류와 어류를 채집하여 이들 체내에 존재하는 DEHA, carbaryl, amitrole의 분포특성을 조사하였다. 그 결과는 생태계의 위해성을 평가하는 기초자료로 될 수 있을 것으로 기대된다.
제안 방법
- 정량하였으며 이동상의 기울기 용리 조건을 Table 1에 나타내었다. Amitrole 은 플루오레스카민에 의하여 유도체화시켜 액체크로마토그래피-형광검출기를 사용하여 분석하였다. DEHA 는 기체크로마토그래피/질량분석기 (GC/MSD) 를사용하여 분석하였으며 정량이온 (m/z 129)과 확인이온 (m/z 112, 147)을 선택이온으로 하여 표준용액에서 얻어진 크로마토그램상의 피이크와 체류시간이 같고 측정된 선택이온들의 피이크 높이비가 이론상 높이비의 20% 이내에 있는 경우 정량하였다.
- Carbaryl 은 카바메이트 분석시스템을 사용하여 후컬럼 가수분해에 의해 생성된 methylamine 을 OPA (o-phthaldehyde) 및 2-mercaptoethan이과 반응시켜 형광을 띤 iso-indole 유도체를 형성한 후 액체크로마토그래피-형광 검출기를 사용하여 분석.정량하였으며 이동상의 기울기 용리 조건을 Table 1에 나타내었다.
- 검량선 작성은 DEHA는 정량용 표준물질을 10~ 200 ng/kg의 농도 범위에서 5단계로 하여 2 ㎍/kg를 기체크로마토그래프/질 량검 출기 에 주입 하여 내 부표준물질과의 높이비로 검량선을 작성하였고, carbaryl은 10~ 250ng/m2의 5단계, amitrole 은 1~50 ng/m2의 5단계 표준용 액을 사용하여 액체 크로마토그래프/형광검출기에 주입하여 작성하였다. 각각에 대한 검량선은 Fig.
- 대입하여 시료 중의 농도를 구했다. 다섯 개 이상의 시료를 측정하여 얻은 표준편차에서 분석물질의 검출하한 값을 구하였다. 다만 바탕시험액에 의한 바탕시험 값이 있는 경우에는 표준액과 바탕시험액 중에서 큰 쪽의 표준편차를 이용하여 계산하였다.
- 본 연구에서 분석 방법의 전 과정 회수율을 측정하기 위해 바탕시험액, 어류, 그리고 양서류 시료 20 g 에 표준물질을 DEHA와 amitrole은 100 ng/m2 carbaryl 은 150 ng/㎖을 첨가하여 동일한 실험 방법으로 각각회수율 실험을 행하였다. 양서류와 바탕시료는 3회, 어류는 1회에 걸쳐 실험을 행한 결과 Table 5에 나타낸 바와 같이 DEHA 82〜115%, carbaryl 85%, amitrole 90〜93%의 범위로 비교적 양호하였다.
- 본 연구에서는 검출한계 작성을 위한 검량선 작성시 각 분석물질의 정량한계값 부근의 최저 농도 표준액을 분석기기에 주입하여 그 측정값을 구하고 계산식에 대입하여 시료 중의 농도를 구했다. 다섯 개 이상의 시료를 측정하여 얻은 표준편차에서 분석물질의 검출하한 값을 구하였다.
- 여기에 정제수 5 ㎖를 넣어 녹이고 약산성 양이온 교환컬럼에 부하한 후 정제수 50 ㎖로 씻어준다. 암모니아수(2.8%) 35 ㎖로 용출시킨 후 n-프로판 100 ㎖를 넣고 회전 감압 농축기를 이용하여 농축 건고 하였다. 잔유물에 0.
- 감압플라스크를 설치하고 아세토니트릴 : n-헥산(1:100) 100 ㎖를 1 m/min의 속도로 용출시킨다. 용출액을 무수황산나트륨에 통과시킨 다음 30C 이하의 수욕상에서 회전 감압 농축기를 사용하여 약 5 ㎖까지 농축하고 여기에 초고순도 질소기체를 불어넣어 약 0.8 ㎖까지 농축한 다음 내부표준용액 fluoranthene-d10 100 ㎕를 첨가하고 시료의 부피를 1 ㎖로 하여 분석용 시료로 하였다. Carbaryl은 균질화한 시료 20 g을 취하여 250 ㎖ 원심분리관에 넣고 아세토니트릴 50 ㎖를 첨가하여 2시간 동안 흔들어 준 후 3, 000 rpm 에서 15분간 원심분리하여 상등액을 분취하였다.
- 이들 중 극히 적은 수의 개체가 채집되거나 대상종이 서식하지 않는 지역에서는 우점종을 중심으로 대체 종을 선정하였으며 양서류는 산개구리를, 어류는 누치, 줄납자루, 황어, 그리고 끄리 등을 선정하였다. 채취된 시료는 우선적으로 근육부분을 분리한 다음 균질화시켜 냉동보관 하였다.
대상 데이터
- Amitrole 분석에 사용된 표준물질은 amitrole (Dr. Ehrenstofer, 순도 98% 이상)을 사용하였으며 분석에사용된 에탄올, n-프로판을 등의 용매는 Merck사의 특급을, 기타 시약들은 특급 혹은 그 이상의 것을 사용하였다. 정제용 강산성 양이온 교환수지로 무로막 AG50W-X8을, 약산성 양이온 교환수지로는 Amberite IRC-50을 사용하였으며 세정수는 초순수를 헥산으로 세정하여 사용하였다.
- Carbaryl 분석에 사용된 표준물질은 N-methylcarbaryl (Dr. Ehrenstofer, 순도 98% 이상)을 사용하였고, 아세토니트릴, 메탄올, 에틸렌글리콜, o-프탈알데히드, 2-메르캅토에탄올 등의 용매와 수산화나트륨 등의 시약은 Merck사의 HPLC 분석용을 사용하였다.
- DEHA 분석에 사용된 표준물질과 내부표준물질은 각각 di(2-ethylhexyl)adipate(Dr. Ehrenstofer, 순도 98% 이상), fluoranthene-d10(Dr. Ehrenstofer, 순도 98% 이상) 을 사용하였으며 분석에 사용된 헥산, 디클로로메탄, 아세토니트릴 등의 유기용매는 Merck사의 잔류농약분석용을, 무수황산나트륨은 PCB 프탈산 에스텔 시험용, 그리고 기타 시약들은 특급 또는 그 이상의 것을 사용하였다.
- 잔여물에 아세토니트릴 20 ㎖를 넣고 2회 반복 추출하여 상등액을 합한 다음 100 ㎖ 메스플라스크에 넣고 아세토니트릴로 표선을 맞춘다. 아세토니트릴 5 ㎖로 미리 세척해 둔 C-18 역상 카트리지에 추출액 15 ㎖를 통과시켜 용출액의 처음 2 ㎖는 버리고 나머지는 모은다. 에틸렌글리콜 100 ㎕를넣어둔 둥근바닥 플라스크에 카트리지를 통과시킨 용출액 10 ㎖를 넣고 에틸렌글리콜만 남을 때까지 농축시킨다.
- 우리 나라 주요 수계에 서식하는 황소개구리와 참개구리를 주 종으로한 양서류 2종과 붕어와 피라미를주 종으로한 어류 2종을 분석 대상 시료로 선정하였다. 이들 중 극히 적은 수의 개체가 채집되거나 대상종이 서식하지 않는 지역에서는 우점종을 중심으로 대체 종을 선정하였으며 양서류는 산개구리를, 어류는 누치, 줄납자루, 황어, 그리고 끄리 등을 선정하였다.
- Ehrenstofer, 순도 98% 이상)을 사용하였으며 분석에사용된 에탄올, n-프로판을 등의 용매는 Merck사의 특급을, 기타 시약들은 특급 혹은 그 이상의 것을 사용하였다. 정제용 강산성 양이온 교환수지로 무로막 AG50W-X8을, 약산성 양이온 교환수지로는 Amberite IRC-50을 사용하였으며 세정수는 초순수를 헥산으로 세정하여 사용하였다.
데이터처리
- 다섯 개 이상의 시료를 측정하여 얻은 표준편차에서 분석물질의 검출하한 값을 구하였다. 다만 바탕시험액에 의한 바탕시험 값이 있는 경우에는 표준액과 바탕시험액 중에서 큰 쪽의 표준편차를 이용하여 계산하였다. 계산식은 아래와 같다.
성능/효과
- DEHA는 총 10개 지점에서 검출되었으며 양서류에서 최대 농도를 나타낸 지점은 나주이며 황소개구리에서 빈도 2/62, 농도 12.1 ㎍/kg를 보였고, 어류에서 최대 농도를 나타낸 지점은 공주이며 붕어에서 빈도 10/62, 농도 95.5 ㎍/kg 를 보였다.
- 9에 나타내었다. 또한 모든 수계에서 어류에 대한 총 검출 농도의 평균은 40.0 ㎍/kg으로 나타났고, 양서류 시료에 대한 총 평균 농도는 8.90 ㎍/kg으로 어류에 비해 상대적으로 1/5 정도 낮게 나타났다. 수계별 DEHA의 검출백분율은 Fig.
- 이와 같은 특징으로 보아 주변 지역의 공통된 환경적인 요인이 영향을 미친다고 추정된다. 또한, 위의 검출된 10개 중 6개 지점이 농경지였고 나머지는 모두 준도시 지역으로 대도시에서는 검출되지않은 것으로 나타났다.
- 어류에서 모두 검출되었다. 모든 생물종을 포함한 전체 수계별 평균은 금강 수계가 51.9 ㎍/kg으로 가장 높게 나타났으며 낙동강 수계가 5.7㎍/kg으로 상대적으로 낮게 나타났다. 그 결과를 Fig.
- 복하천과 양양지점은 어류 2종에서 모두 검출되었으며, 양서류와 어류에서 모두 검출된 지점은 없었으나 수계별로 살펴본 결과 영산강 수계가 유일하게 양서류와 어류에서 모두 검출되었다. 모든 생물종을 포함한 전체 수계별 평균은 금강 수계가 51.
- 실험을 행하였다. 양서류와 바탕시료는 3회, 어류는 1회에 걸쳐 실험을 행한 결과 Table 5에 나타낸 바와 같이 DEHA 82〜115%, carbaryl 85%, amitrole 90〜93%의 범위로 비교적 양호하였다.
- 70 ㎍/kg였다. 어류는 총 10개 시료에서 검출되었으며 검출 빈도는 피라미에서 높게 나타난데 비해 검출 농도는 붕어가 가장 높게 나타났다. DEHA 가 검출된 지점의 특징을 살펴보면 인근 지역에서 동시에 검출되는 특징을 보였다.
- DEHA가 검출된 수계와생물종은 Table 6에 나타내었다. 전체적인 분석 양상은 양서류에서보다 어류에서 검출 빈도와 농도가 높게 나타났다. 양서류의 경우 영산강 수계의 나주 지역 황소개구리, 그리고 낙동강 수계의 남지 지역 황소개구리에서 각각 12.
후속연구
- 그 결과는 생태계의 위해성을 평가하는 기초자료로 될 수 있을 것으로 기대된다.
- 미치지 않았음을 알 수 있다. 그러나 carbaryl 은 인체에 대한 독성이 다른 농약보다 낮고 분해 속도가 빨라 독성에 대한 안정성이 높은 농약으로 인식됨에 따라 그 사용량이 계속 증가되는 추세이기에 장기간에 걸친 오염의 여지가 있으므로 지속적인 조사를 통한 확인이 필요한 것으로 사료된다.
- 금지 이후, 국내에서는 제조.수입이 되지 않고 있으나 다른 물질로 치환된 형태로 존재할 수 있으므로 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.
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