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문제 정의
- 작물간의 잔류량은 작물체의 형태, 재배방법, 성장 속도 등 다양한 요인에 의해 결정되는데 특히 농약이 살포되어 부착되는 작물체 표면의 특성과 비 표면적 및 증체율 등은 농약의 작물 잔류성에 영향을 미치는 중요한 요인들인데, 이들에 대한 연구자료는 부족한 실정이다. 따라서 농약의 작물 잔류성에 미치는 주요 인자를 찾아내어 안전농산물 생산을 위한 기초자료를 생산하여 활용하고 자 본연구를 수행하였다.
제안 방법
- 먼저 과종별 과일의 부피(V)는 메스실린더에 과일이 잠길 정도의 물을 담고 과일을 메스 실린더에 넣어 변화된 물의 부피를 측정하여 구하였다. 과일을 구의 형태라가정 하고, 구의 부피를 계산하는 공식인 V=4/3itr3을 이용하여 반지름을 산출하고 실제 반지름을 측정하여 앞서 계산한 반지름과 비교하여 구형인지를 확인하고 실제 반지름을 구의 표면적을 계산하는 공식인 A=4i护에 대입 하여 표면적을 구하였으며, 여기서 계산한 표면적을 중량으로 나누어 비 표면적을 계산하였다 (권 등 2004).
- 과종별 농약 잔류 양상을 상호 비교. 평가하기 위하여 시험작물별 수확 21일 전을 기준으로 복숭아는 청도 복숭아 시험장 포장을, 포도는 충남 연기의 농가 포장을, 배는 충남 당진의 농가포장을 시험포장으로 하였으며, 복숭아는 7월 15일에, 포도는 8월 5일에, 그리고 배는 9월 12일에 chlorothalonil 53% SC 1, 000배와 hexaconazole 2% SC 2,000배로 희석, 혼용하여 배 부식 분무기로 시험과 수의 지상부에 1회씩 살포하였다.
- 부피를 이용해서 계산한 반지름과 실제로 측정한 반지름 사이의 회귀를 구해 본 결과 상관계수가 0.9 이상으로 커서 배, 포도, 복숭아의 형태를 구로 보고 구의 표면적 공식을 이용하여 표면적을 계산하고 과종별 중량에 대한 표면적 비 인비표면적과 과중은 표 3과 같다. 과일의 크기가 작은 것이 상대적으로 비 표면적이 크게 나타났고 농약 잔류량도 비표면적과 비례하였다.
- 여기에 위의 용해액 2 mL를 가하고 hexane/ dichloromethane (8/2, v/v) 50 mL를 흘려버리고, chlorothalonil 은 hexane/dichloromethane/acetonitrile (45/5 이5, v/v/v), hexaconazolee dichloromethane/acetonitrile (50/ 50, v/v) 혼합용액 50 mL를 가하여 용 출시켜 각 용출액을 받아 이를 다시 감압 농축 후 acetone 2 mL에 녹여 GC/ECD로 정량하였고 분석 조건은 표 1과 같다. 시료 중잔류농도는 크로마토그램상에 나타난 peak 의 높이를 측정하고 검량선으로부터 시료 중 잔류농도를 산출하였다. 회수율 시험은 용매에 녹인 표준품을 각각의 무처리 시료 20 g에 첨가, 혼합하고 30분 이상 방치한 후 상기약제별 분석법과 동일한 방법으로 회수율을 구하여 잔류분석법의 적합성을 검증하였다.
- 연구반, 2002)을 참고하였다. 시험약제의 표준품을 용해도에 따라 acetone에 용해하여 stock solution 을 조제하고, 이들 용액을 희석하여 회수율 시험 및 분석에 사용하였다. 균질화된 시료 20 g을 500 mL 톨비이커에 취하고, 여기에 acetone 100 mL를 넣고 homog函zer로 12,000 ipm에서 2분간 균질화 및 추출하고 Buchner fimnel에 No.
- 평가하기 위하여 시험작물별 수확 21일 전을 기준으로 복숭아는 청도 복숭아 시험장 포장을, 포도는 충남 연기의 농가 포장을, 배는 충남 당진의 농가포장을 시험포장으로 하였으며, 복숭아는 7월 15일에, 포도는 8월 5일에, 그리고 배는 9월 12일에 chlorothalonil 53% SC 1, 000배와 hexaconazole 2% SC 2,000배로 희석, 혼용하여 배 부식 분무기로 시험과 수의 지상부에 1회씩 살포하였다. 약제살포 후 1시간, 3, 7, 14, 및 21일에 시료를 채취하고, 과일의 무게를 조사하였다.
- 35℃ 수욕상에서 감압 농축 하여 여액의 용매를 유거하고 n-hexane 5 mL로 건고물을 용해하여 정제용 시료로 사용하였다. 정제는 1300에서 4시간 이상 활성화된 florisil(60~100 mesh) 5 g을 TEPP stop cock 가 달린 직경 12 mm, 길이 400 mm 정제용 유리 컬럼에충진 한 후 그 위에 무수 sodium sulfate를 약 2 cm 높이로 충진하고 n-hexane 50 mL로 유리 컬럼을 세정하였다. 여기에 위의 용해액 2 mL를 가하고 hexane/ dichloromethane (8/2, v/v) 50 mL를 흘려버리고, chlorothalonil 은 hexane/dichloromethane/acetonitrile (45/5 이5, v/v/v), hexaconazolee dichloromethane/acetonitrile (50/ 50, v/v) 혼합용액 50 mL를 가하여 용 출시켜 각 용출액을 받아 이를 다시 감압 농축 후 acetone 2 mL에 녹여 GC/ECD로 정량하였고 분석 조건은 표 1과 같다.
- 평가하기 위하여 시험작물별 수확 21일 전을 기준으로 복숭아는 청도 복숭아 시험장 포장을, 포도는 충남 연기의 농가 포장을, 배는 충남 당진의 농가포장을 시험포장으로 하였으며, 복숭아는 7월 15일에, 포도는 8월 5일에, 그리고 배는 9월 12일에 chlorothalonil 53% SC 1, 000배와 hexaconazole 2% SC 2,000배로 희석, 혼용하여 배 부식 분무기로 시험과 수의 지상부에 1회씩 살포하였다. 약제살포 후 1시간, 3, 7, 14, 및 21일에 시료를 채취하고, 과일의 무게를 조사하였다.
- 백도는 장택백봉 계통으로 하였다. 포도와 배는 우리나라에서 대표적으로 재배하고 있는 켐벨얼리와신고를 시험 작물로 하여 농약의 잔류성을 비교하였다.
- 시료 중잔류농도는 크로마토그램상에 나타난 peak 의 높이를 측정하고 검량선으로부터 시료 중 잔류농도를 산출하였다. 회수율 시험은 용매에 녹인 표준품을 각각의 무처리 시료 20 g에 첨가, 혼합하고 30분 이상 방치한 후 상기약제별 분석법과 동일한 방법으로 회수율을 구하여 잔류분석법의 적합성을 검증하였다.
대상 데이터
- 복숭아는 과일 표면에 털이 없는 천도와 털이 있는 백도 등 2품종을 시험 작물로 하였는데, 천도는 레드골드, 백도는 장택백봉 계통으로 하였다. 포도와 배는 우리나라에서 대표적으로 재배하고 있는 켐벨얼리와신고를 시험 작물로 하여 농약의 잔류성을 비교하였다.
- 시험에 사용된 농약은 약제간의 화학적 특성이 서로 다른 2종류의 농약을 선정하였는데, 비침투성 농약인 chlorothalonil 53% SC와 침투성 농약인 hexaconazole 2% SC를 사용하였다.
이론/모형
- 농약 잔류량 분석은 시험연구사업 보고서(농업과학기술원, 1998) 및 일본의 농약 잔류분석법(일본 잔류농약 분석법 연구반, 2002)을 참고하였다. 시험약제의 표준품을 용해도에 따라 acetone에 용해하여 stock solution 을 조제하고, 이들 용액을 희석하여 회수율 시험 및 분석에 사용하였다.
성능/효과
- 4%로 가장 높았다 (표 5). 과피와 과육의 농약 잔류 분포율은 표 6에서와 같이과피에만 잔류하고 있었고 과육에는 검출 한계 미만으로 농약이 검출되지 않았다. 또한, 농약의 특성에 따른 부위별 농약분포율에도 차이가 나지 않았는데, 이러한 결과는 앞으로 이 부분에 대해서는 더 많은 연구가 이루어져야 할 필요성을 제시하고 있다.
- 포도는 다른 과일 보다 농약 부착량이 높았는데, 이는 비표 면적 이상 대적으로 크고 여러 개의 포도알이 모여서 포도송이를 이루기 때문에 농약 살포액이 다른 과일에 비해 흘려 내리지 않고 포도송이에 남아 있어서 상대적으로 농약 잔류량이 증가한 것으로 보인다. 따라서 이와 같은 결과를 종합하면 과일 표면의 상태, 비 표면적의 크기, 엽모의 유무, 과일 표면을 구성하고 있는 matrix, 과일의 증체량 등이 농약 부착량 및 잔류량에 영향을 미치는 주요 인자로 추정되었다.
- 따라서 농약 부착 및 잔류에 미치는 요인은 여러 가지가 있지만 그 중에서 비표면적이 농약 부착 및 잔류에 큰 영향을 미치는 중요한 인자로 여겨졌다. 약제 살포 후 경과일수별로 5회 과일의 무게를 조사한 결과, 수확시 복숭아의 과중이 수확전 21일에 비해 털이 없는 천도복숭아는 1.4배, 털이 있는 복숭아는 1.6배 증체되었고, 나머지 과일은 무게가 거의증가되지 않는 것으로 나타났다(표 3). 따라서 복숭아를 제외한 과일은 과중의 증가에 따른 잔류농약의 희석효과는 없는 것으로 사료되었다.
- 일반적인 방법인과도로 박피하여과피와 과육의 중량비를 조사한 결과 과피가 11.3 - 31.4%, 과육이 88.7 - 68.6% 범위에 있었고, 포도가 복숭아나 배에 비하여 과피의 비율이 31.4%로 가장 높았다 (표 5). 과피와 과육의 농약 잔류 분포율은 표 6에서와 같이과피에만 잔류하고 있었고 과육에는 검출 한계 미만으로 농약이 검출되지 않았다.
- 잔류분석법의 적합성을 검증하기 위하여 실시한 회수율과 검출 한계를 조사한 결과는 표2와 같은데, 회수율의 경우 과종간에 다소의 차이는 있었지만 평균 93.1~99.2%의 양호한 결과를 보여 분석 방법으로서 높은 신뢰한계의 범위에 있었으며, 검출 한계는 0.02 ppm으로 과종 간 농약의 잔류양상을 비교. 평가하는데 있어서 별다른 문제점은 없었다.
후속연구
- 과피와 과육의 농약 잔류 분포율은 표 6에서와 같이과피에만 잔류하고 있었고 과육에는 검출 한계 미만으로 농약이 검출되지 않았다. 또한, 농약의 특성에 따른 부위별 농약분포율에도 차이가 나지 않았는데, 이러한 결과는 앞으로 이 부분에 대해서는 더 많은 연구가 이루어져야 할 필요성을 제시하고 있다.
- 이상의 결과를 종합하면 농약의 작물 잔류성은 작물을 구성하고 있는 표면의 상태, 재배방법, 작물체 표면의 굴곡, 융모의 유무 및 증체율 등에 의해 많은 영향을 받는다는 사실을 알 수 있었으며, 또한, 이러한 일련의 연구는 농약의 작물 잔류성을 예측할 수 있는 기초자료가 될 수 있고, 더 나아가서는 농약의 잔류성에기초 하여 작물을 그룹화하여 작물 잔류성을 평가하는데 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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