토양 중 endosulfan과 procymidone의 작물에 대한 흡수.이행 I (실내시험) Uptake of endosulfan and procymidone from arable soil by several vegetables I (green house study)원문보기
시설재배지 토양의 잔류농약모니터링 결과 검출빈도가 높게 나타난 endosulfan과 procymidone을 대상으로 열무, 배추, 무, 당근에 대하여 흡수 이행 정도를 구명하여 수확농산물의 농약안전성을 확보할 수 있는 토양 중 잔류 한계농도를 설정하고자 실내시험을 수행하였다. 양액에 농약을 처리하여 배추를 재배하였을 때 침투이행성인 procymidone은 쉽게 이행되어 endosulfan보다 약 3.8배 높은 농도로 존재하였으며, 양액 중 농약의 농도가 높아질수록 식물체의 생육이 위축됨을 보였다. Endosulfan은 토양처리 최고농도인 10 mg/kg 수준까지 배추, 열무, 무에 대해서는 농약잔류허용량(MRL) 미만으로 이행되었으나 당근의 경우 MRL인 0.2 mg/kg을 초과하지 않는 토양 중 농도는 1 mg/kg으로 조사되었다. Procymidone은 토양처리 최고농도인 10 mg/kg 수준까지 열무에 대해서는 MRL 미만으로 이행되었으나 배추는 적용되는 MRL인 5.0 mg/kg, 무, 당근의 0.2 mg/kg을 초과하지 않는 토양 중 농도는 각각 10, 2, 1 mg/kg이하로 조사되었다. 농약의 작물체내로의 흡수이행정도는 살포 후 시간이 경과되어 농약이 숙성된 토양으로부터가 살포 직후 토양에서보다 낮은 것으로 나타났으며, 두 약제 모두 열무보다는 배추가, 당근보다는 무가 흡수 이행이 잘 되는 것으로 나타났다.
시설재배지 토양의 잔류농약 모니터링 결과 검출빈도가 높게 나타난 endosulfan과 procymidone을 대상으로 열무, 배추, 무, 당근에 대하여 흡수 이행 정도를 구명하여 수확농산물의 농약안전성을 확보할 수 있는 토양 중 잔류 한계농도를 설정하고자 실내시험을 수행하였다. 양액에 농약을 처리하여 배추를 재배하였을 때 침투이행성인 procymidone은 쉽게 이행되어 endosulfan보다 약 3.8배 높은 농도로 존재하였으며, 양액 중 농약의 농도가 높아질수록 식물체의 생육이 위축됨을 보였다. Endosulfan은 토양처리 최고농도인 10 mg/kg 수준까지 배추, 열무, 무에 대해서는 농약잔류허용량(MRL) 미만으로 이행되었으나 당근의 경우 MRL인 0.2 mg/kg을 초과하지 않는 토양 중 농도는 1 mg/kg으로 조사되었다. Procymidone은 토양처리 최고농도인 10 mg/kg 수준까지 열무에 대해서는 MRL 미만으로 이행되었으나 배추는 적용되는 MRL인 5.0 mg/kg, 무, 당근의 0.2 mg/kg을 초과하지 않는 토양 중 농도는 각각 10, 2, 1 mg/kg이하로 조사되었다. 농약의 작물체내로의 흡수이행정도는 살포 후 시간이 경과되어 농약이 숙성된 토양으로부터가 살포 직후 토양에서보다 낮은 것으로 나타났으며, 두 약제 모두 열무보다는 배추가, 당근보다는 무가 흡수 이행이 잘 되는 것으로 나타났다.
We investigated the residual amounts of endosulfan and procymidone taken by vegetables grown in hydroponics culture and field conditions treated with the pesticides in order to evaluate safe cultivation concentration of the pesticides in the vegetables. Endosulfan and procymidone were selected as te...
We investigated the residual amounts of endosulfan and procymidone taken by vegetables grown in hydroponics culture and field conditions treated with the pesticides in order to evaluate safe cultivation concentration of the pesticides in the vegetables. Endosulfan and procymidone were selected as test pesticides because they have been reported to frequently detect in agricultural products at different concentrations. In hydroponic culture, by Chinese cabbage, procymidone was absorbed 3.8 times higher than endosulfan. The higher the pesticide concentration get, the worse the plant grew. In soil treated with 10 mg/kg of endosulfan, the pesticide absorbed by Leafy radish, Chinese cabbage and radish was less then their MRLs. In case of carlot, the residue level in soil which did not exceed its MRL was 1 mg/kg. The concentrations of procymidone in soil which did not exceed the MRLs in Leafy radish, Chinese cabbage, radish and carrot were 10, 10, 2 and 1 mg/kg, respectively Usually aged endosulfan and procymidone residues were less absorbed into crops than the fresh ones. Chinese cabbage absorbed more endosulfan and pocymidone than leafy radish, radish doing more than carrot.
We investigated the residual amounts of endosulfan and procymidone taken by vegetables grown in hydroponics culture and field conditions treated with the pesticides in order to evaluate safe cultivation concentration of the pesticides in the vegetables. Endosulfan and procymidone were selected as test pesticides because they have been reported to frequently detect in agricultural products at different concentrations. In hydroponic culture, by Chinese cabbage, procymidone was absorbed 3.8 times higher than endosulfan. The higher the pesticide concentration get, the worse the plant grew. In soil treated with 10 mg/kg of endosulfan, the pesticide absorbed by Leafy radish, Chinese cabbage and radish was less then their MRLs. In case of carlot, the residue level in soil which did not exceed its MRL was 1 mg/kg. The concentrations of procymidone in soil which did not exceed the MRLs in Leafy radish, Chinese cabbage, radish and carrot were 10, 10, 2 and 1 mg/kg, respectively Usually aged endosulfan and procymidone residues were less absorbed into crops than the fresh ones. Chinese cabbage absorbed more endosulfan and pocymidone than leafy radish, radish doing more than carrot.
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문제 정의
681 mg/ kg로 다른 약제에 비해 높은 것으로 나타났다(이 등, 2000). 따라서 본 연구에서는 우리나라에서 소비되는 채소류 중 높은 비율을 점유하는 몇 종에 대하여 endosulfan과 procymidone의 토양 중 잔류수준에 따른 흡수 이행 정도를 구명하여 수확농산물 중 잔류 되는 농약의 안전성을 확보할 수 있는 토양 중 잔류 한계농도를 확인하고자 본 시험을 수행하였다
배추를 재배하였다. 시험약제의 특성상 endosulfane 물에 대한 용해도가 0.32~0.33 mg/ℓ(2 2℃)정도로 낮으나, 실제 살포되는 유제의 희석액 농도는 507-700 ㎎/ℓ 정도로 차이가 커서 양액중의농도를 용해도 이상으로 높여서 시험해보고자 하였다. 수용액중 농약용액의 초기농도는 평형 상태에서 용해도의 절반을 넘지 않는 농도 이하이어야 한다(US EPA, 1982).
제안 방법
작물별 생육정도를 고려하여 일정간격으로 시료를 채취하였다. 농약살포 후 3개월경과(숙성)된 토양에 대한 시험도 유사한 방법으로 실시하였는데 즉, 40 cm X 3 0 cm x 20 cm 폿트에 약제를 토양과 혼화처리 후 배추는 5엽기 묘를 6주 이식하여 10일 간격으로 1주씩 채취 분석하였으며, 열무는 종자를 파종하여 시험을 실시하였다.
시험약제가 작물체의 뿌리에 직접적으로 노출되었을 때의 흡수이행 정도를 파악하고자 양액재배 조건에서 배추를 재배하였다. 시험약제의 특성상 endosulfane 물에 대한 용해도가 0.
시험약제의 흡수 이행정도를 파악하기 위한 양액재배 시험은 농촌진흥청 표준양액재배법에 준하여 5 엽기 유묘를 3일간 양액에서 순화시킨 다음, 약제별로 물에 대한 용해도를 고려하여 endosulfane 0.05, 0.1, 0.2 mg//의 3수준, procymidonee 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 mg//의 4수준이 되도록 양액에 처리, 액을 교환하여 처리 수준을 계속 유지토록 하였으며, 배추 유묘를 14일 동안 양액 중에서 재배하여 가식부위인 잎을 분석시료로 하였다.
0 ㎎/㎏의 3수준이 되도록 혼화 처리한 후 수분을 가해 2-3일 안정화시켜 배추는 5엽기 묘를 이식하였고 열무, 당근, 무는종자을 파종하여 저면 관수하면서 재배하였다. 작물별 생육정도를 고려하여 일정간격으로 시료를 채취하였다. 농약살포 후 3개월경과(숙성)된 토양에 대한 시험도 유사한 방법으로 실시하였는데 즉, 40 cm X 3 0 cm x 20 cm 폿트에 약제를 토양과 혼화처리 후 배추는 5엽기 묘를 6주 이식하여 10일 간격으로 1주씩 채취 분석하였으며, 열무는 종자를 파종하여 시험을 실시하였다.
토양과 원예용 상토(부농사)를 3 : l(v : V)의 비율로 혼합한 것에 두 약제 공히 1.0, 5.0, 10.0 ㎎/㎏의 3수준이 되도록 혼화 처리한 후 수분을 가해 2-3일 안정화시켜 배추는 5엽기 묘를 이식하였고 열무, 당근, 무는종자을 파종하여 저면 관수하면서 재배하였다. 작물별 생육정도를 고려하여 일정간격으로 시료를 채취하였다.
대상 데이터
표 2와 같다. 또한 분석용 표준품은 a-endosulfan (순도 99.8%), B-endosulfan(순도 98.7%) endosulfan sulfate(순도 97.6%)은 Sigma-Aldrich사 제품을 사용하였으며, procymidone (순도 100%)은 Sumitomo chemical사 제품을 사용하였다.
배추, 열무, 무, 당근은 각각 농우종묘의 '장미', '고향', '백운', '선홍봄5촌' 품종을 대상으로 하였다
본 연구에 사용한 토양은 경기도 수원시 서둔동 소재 농업과학기술원 농업생물부(구 잠업시험장) 포장과수원 시 호매실동 소재 포장에서 표토를 걷어내고 토양 깊이 10-20 cm 지점의 토양을 채취하여 풍건한 후 2 m 체를 통과시켜 균일하게 혼합한 토양을 사용하였으며, 각 토양의 물리화학적 특성은 표 1과 같았으며, 토성은 미국 농무부 분류법에 따라 결정하였다.
시험 농약은 endosulfan의 경우 지오릭스 분제(3%, 한국삼공), procymidonee 스미렉스 수화제(50%, 동방아그로)를 구입하여 사용하였으며, 화학명, 화학구조는 표 2와 같다. 또한 분석용 표준품은 a-endosulfan (순도 99.
시험 약제는 농업과학기술원에서 수행한 시설재배지 토양 중 농약잔류량 조사(이 등, 2000) 결과 검출 빈도가 높았던 endosulfan과 procynddone을 대상으로 하였다. 이 중 endosulfan 원제는 a-, P- 두 가지 입체이성체가 약 7 : 3의 비율로 혼합되어 있는데 모두 비이온성인 난용성화합물이며 (Willis 등, 1982), 물에 대한 용해도는 a-이성체가 0.
이론/모형
잔류량 분석은 시험 연구사업보고서 (농업과학기술원, 1998) 및 일본의 농약잔류분석법(일본 잔류농약 분석법연구반, 1995)을 참고하였으며, 시험약제의 표준품을 acetone에 용해하여 stock solution을 조제하고, 이들 용액을 희석하여 회수율 시험 및 분석에 사용하였으며, endosulfane a-, P- 이성체와 endosulfan sulfate의 합한 값을 잔류량으로 하였다.
성능/효과
농약 살포후 토양에서의 잔존기간의 경과에 따른 식물체 흡수이행정도를 조사하기 위해 농약 처리 직후 토양에 작물을 재배한 것과 처리 후 3개월이 경과된 토양에서 작물을 재배한 결과를 표 6과 7에 나타내었다. 3개월 경과되는 동안 토양에 처리한 농약은 endosulfane 최초 1.8, 18 ㎎/㎏에서 0.17, 2.93 ㎎/㎏ 로, procymidonee 1.6, 3.2 ㎎/㎏에서 0.12, 0.64 ㎎/㎏ 로 감소되었다. 3개월 숙성된 토양 중 endosulfan 0.
64 ㎎/㎏ 로 감소되었다. 3개월 숙성된 토양 중 endosulfan 0.17 ㎎/㎏의 토양 잔류농도에서는 배추로의 흡수 이행은 거의 없었으나 2.93 ㎎/㎏ 토양잔류 농도에서는 이 식후 10~50일 경과시 0.025 -0.043 ㎎/㎏ 범위로 조사시기 동안 거의 일정한 농도를 유지하였다. 종자 파종한 열무로 흡수 이행한 농도는 파종 후 10~60일의 조사 기간 동안 거의 검출되지 않았다.
종자 파종한 열무로 흡수 이행한 농도는 파종 후 10~60일의 조사 기간 동안 거의 검출되지 않았다. 3개월 숙성된 토양 중의 procymidone 0.12 ㎎/㎏의 토양 잔류농도에서는 20일 경과시점의 시료에서 불검출되었으나 전반적인 경향으로 보았을 때 0.013 ~0.025 ㎎/㎏ 정도의 잔류량을 유지할 것으로 추측되었고, 0.64 ㎎/㎏ 토양 잔류 농도에서는 이식후 10~50일 경과되는 동안 0.036 -0.039 ㎎/㎏으로 조사가간 동안 일정한 수준을 유지하여 토양중 잔류농도가 높으면 작물체로 이행되는 농약의 양도 많음을 보였다. 종자 파종한'열무로흡수 이행한 농도는 10~60일의 조사기간 동안 토양 중의 잔류농도와 상관없이 10일 경과될 때까지는 작물 체에서는 검출되지 않았으며 20일 이후부터 작물 체에서 0.
농약을 살포한 직후의 토양과 농약이 숙성되어 있는 토양에서의 작물체내 흡수이행정도를 비교해 보기 위해, 시험 농약이 숙성되어 있는 토양을 채취하여 동시에 같은 조건으로 유리온실에서 포트 재배한 결과, 표 5에 나타낸 바와 같이 두 약제 모두 숙성 토양에서의 작물체내 흡수이행속도가 더 낮은 것으로 조사되었다.
222 ㎎/㎏ 수준으로 MRL 인 L0 ㎎/㎏보다 낮았다. 따라서 수확한 작물이 MRL 을 초과하지 않기 위해서는 토양 중 농약 잔존량이 당근의 경우 1 ㎎/㎏이하이어야 할 것으로 조사되었다. Procymidonee 그림 6에 나타낸 바와 같이 토양 중 농도가 1 ㎎/㎏일 때 무와 당근에 흡수 이행된 농도는 0.
6배 정도 이행량이 많은 경향을 보였다. 또한 작물체의 생육은 양액 중 농도가 0.5 ㎎/㎏인 경우의 생체중이 endosulfan 은 무처리에 비해 74.2%, procymidon 은 59.0% 수준으로 두 약제 모두 처리농도가 높아짐에 따라 점차 위축됨을 관찰할 수 있었으며, a-, P- 이성체만이 7 : 3의 비율로 존재하는 endosulfan 원제를 양액에 처리하였으나, 시험을 완료한 작물체에서는 a P- 이성체와 endosulfan sulfate/} 2 : 2 : 6의 비율로 존재함을 관찰할 수 있었다.
081 ㎎/㎏ 수준이 잔류되었다. 무, 당근에 대한 procynEdone의 MRLe 정해져있지 않으므로 근채류인 양파의 0.2 mg/ kg을 적용하면, 농약잔류로부터 안전한 수확물을 생산하려면 토양 중 잔류량이 무는 2 ㎎/㎏, 당근은 1 ㎎/㎏ 이하로 존재하여야 할 것으로 조사되었다.
열무가 배추에 비해 흡수 이행정도가 낮은 것은 직접 종자를 파종하여 시험기간 동안의 식물체 생육이 더디고 뿌리발육이 왕성하지 못한데서 기인한 것으로 생각되었다. 본 시험결과로 볼 때 살포된 농약이 토양으로 이행되어 시간이 경과되면 될수록 토양에서의 작물체내 흡수이행정도가 낮아질 것으로 판단된다.
생육기간을 서로 상이함을 고려하여 파종 후 무는 60일, 당근 85일째 시료를 채취하여 분석한 결과, 두 성분 공히 수확시기의 생체중이 토양처리농도가 1 mg /kg의 경우 무 338.6 g, 당근 63.4 g으로 생체량 증가가 빠른 무에 비해 생육속도가 더디면서 크기가 작은 당근에서 1.5~23배 많은 양이 검출되었다. 그림 5에서와 같이 endosulfane 토양 중 농도가 1 ㎎/㎏일 때 당근에 잔류되는 양은 0.
278 ㎎/㎏이었다. 엽채류 중 최저기준인 상추의 MRL 5.0 ㎎/㎏을 초과하지 않기 위해서는 배추의 경우에는 토양 중 농도가 10 ㎎/㎏이하가 되어야 할 것으로 조사되었다. 농약 살포후 토양에서의 잔존기간의 경과에 따른 식물체 흡수이행정도를 조사하기 위해 농약 처리 직후 토양에 작물을 재배한 것과 처리 후 3개월이 경과된 토양에서 작물을 재배한 결과를 표 6과 7에 나타내었다.
이상의 결과를 종합해 보면 두 약제 모두 양액 또는 토양 중 농도가 높을수록 작물체로의 흡수.이행되는 양은 많아지는 경향을 보였지만, 등록사항을 준수하여 농약을 사용하였을 때의 토양 투여 농약수준 정도로는 작물체로의 흡수.
재배 후 30일째의 시료를 채취하여 농약 잔류량을 분석한 결과, 그림 3, 4에 나타낸 바와 같이 두 약제 모두 열무보다는 배추에서 잔류되는 양이 높게 나타났으며, Endosulfan의 경우 가장 높은 토양처리농도인 10 ㎎/㎏ 처리구에서 열무에 0.063, 배추에 0.600 mg/ kg 이 잔류되어 각각의 농약잔류허용량 (MRL) 인 1.0, 2.0 ㎎/㎏을 초과하지 않았다. 반면에 procymidonee 식물체로의 이행속도가 상대적으로 빨라 5 ㎎/㎏ 처리 구에서의 열무와 배추 중 잔류량은 1.
039 ㎎/㎏으로 조사가간 동안 일정한 수준을 유지하여 토양중 잔류농도가 높으면 작물체로 이행되는 농약의 양도 많음을 보였다. 종자 파종한'열무로흡수 이행한 농도는 10~60일의 조사기간 동안 토양 중의 잔류농도와 상관없이 10일 경과될 때까지는 작물 체에서는 검출되지 않았으며 20일 이후부터 작물 체에서 0.011-0.056 ㎎/㎏ 수준으로 분포할 것으로 판단되었다. 열무가 배추에 비해 흡수 이행정도가 낮은 것은 직접 종자를 파종하여 시험기간 동안의 식물체 생육이 더디고 뿌리발육이 왕성하지 못한데서 기인한 것으로 생각되었다.
후속연구
이행되는 잔류량은 무시할 수 있는 수준이 될 것으로 사료되었다. 또한 토양 중 잔류하는 농약은 3개월이 경과되면서 급속히 감소되었으며, 동일한 농도일지라도 토양 중에서 일정 기간 숙성되었다면 작물체로의 이행은 낮아지는 경향을 보여 이에 대한 추가적인 연구가 요구된다.
참고문헌 (26)
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