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문제 정의
- 본 연구는 이러한 농약살포액 조제의 희석용수로 사용하는 하천수나 지하수의 수질 평가에서부터 조제 후 경과시간별 주성분 함량 및 물리성 변화, 제형별 혼용순서에 따른 농약희석액의 이화학성 변화, 그리고 몇가지 농약살포액의 조제 후 경과시간별 병해충방제효과 등을 조사분석하여 희석제농약의 적정사용 방법을 검토하였다.
가설 설정
- a)Pesticides were diluted with standard spray concentration of the pesticide.
- a)The total sunshine duration was 32.4 hrs during the test period of 5 days.
- a)Unifbrmities after stirring of the solutions saturated with salt were very bad.
제안 방법
- Buprofezin , Fenobucarb WP+Isoprothiolane EC 등 벼 및 원예용 농약 22 혼용조합에 대하여, 유제와 수화제의 혼용순서를 달리하여 희석액을 조제한 후 희석 초기, 30분, 2시간, 24시간 후, 그리고 최종 유화안정성에 이르기까지 혼용순서에 따른 희석액의 .유화성, 현수성, free oil량, fixrth량, cream량, 층분리 정도, 재유화성, 재현수성, 최종 유화안정성 등 수화제의 수화시간을 제외한 모든 면에서 동일하였으며, 유제와 수화제의 혼용순서에 의한 살포액의 물리화학적 저하현상은 전혀 관찰되지 않았다.
- F, 1994) 에 따라 250 mL 비이커에 standard water D(342 ppm) 및 3 도 경도수(54 ppm) 를 각각 100 mL씩 넣고, 수화제 5 g을 beaker 테두리 위치에서 일시에 물 표면에 가함과 동시에 stop watch로 농약이 물속으로 완전히 수화될 때까지의 시간(수화시간)을 측정하였다. 같은 방법으로 염농도별 수화성 측정도 병행하여 수행하였다.
- 5, 6, 12, 24, 48, 72시간 후 약제별로 각각 10 mL씩 취하여 약제별 회수율 시험 결과에 따라 동량의 dichloromethane이나 n-hexane 등으로 2~3회 추출 . 농축한 후 GLC/FID 및 HPLC로 그 유효성분을 정량분석하였다.
- 구분하여 측정하였다. 또한 수질 조건이 좋지않은 간척지의 농업용수를 희석용수로 사용하는 것을 고려하여 부안 계화도 간척지 등 국내 5대 간척지의 23개 지점의 농업용수에 대한 경도 및 염농도를 조사하였다.
- 비펜스린 수화제 등 10약제에 대하여 표준희석배수의 농약살포액을 조제한 후 살충제는 목화진딧물과 점박이응애를 대상으로 dipping법으로, 살균제는 도열병 등 4 병해를 대상으로 PDA(Potato Dextrose Agar, Difco) 배지를 이용한 저지원법으로 생물검정을 실시하였다.
- 변화 및 유. 수화안정성을 CIPAC method와 농업과학기술원의 공정분석방법을 기초로 하여 조사하였다.
- 유제와 수화제의 혼용순서에 따른 물리성의 차이를 알아보기 위하여 tricyclazole WP+diazinon EC 등 혼용순서를 달리한 벼농사 및 원예용 농약 22조합에 대하여 표준농도의 희석액을 조제한 후 각각의 물리성 조사방법에 따라 살포액의 현수성과 유화성 등 물리화학성의 변화 및 유. 수화안정성을 CIPAC method와 농업과학기술원의 공정분석방법을 기초로 하여 조사하였다.
- 표준희석배수로 살포액을 조제한 후 자연광 및 실내에 방치하면서 0.5, 6, 12, 24, 48, 72시간 후 약제별로 각각 10 mL씩 취하여 약제별 회수율 시험 결과에 따라 동량의 dichloromethane이나 n-hexane 등으로 2~3회 추출 . 농축한 후 GLC/FID 및 HPLC로 그 유효성분을 정량분석하였다.
- 한강 등 국내 6대 하천수와 전국 52개 지점의 지하수에 대한 경도와 전기 전도도(EC) 등을 갈수기와 만수기로 구분하여 측정하였다. 또한 수질 조건이 좋지않은 간척지의 농업용수를 희석용수로 사용하는 것을 고려하여 부안 계화도 간척지 등 국내 5대 간척지의 23개 지점의 농업용수에 대한 경도 및 염농도를 조사하였다.
- 최소 희석배수로 조제하였다. 희석액의 pH는 산도측정기(ORION 420A)를 이용하여 살포액 조제 0.5, 6, 12시간, 1, 2, 3, 5, 7일 후까지 경시적으로 측정하였다. 표면장력은 살포액을 조제하고 30분 후(조제 직후), 1, 2, 3, 4, 5일차까지 경시적으로 표면장력의 변화를 DuNouy 장력계 (ITOH SEISAKUSHO LTD.
대상 데이터
- 시험에 사용한 농약은 현재 농가에서 사용량이 많은 약제위주로 트리졸수화제 등 유제, 수화제, 액제 등 희석제 농약 27종을 선정하였으며, 시판 농약을 구입하여 사용하였다.
이론/모형
- 수화제 농약의 현수성은 CIPAC MT 15(CIPAC Handbook Vol. F, 1994)에 따라 희석용수의 경도별 및 염농도별로 측정하였다.
- 시험약제중 수화제에 대한 수화성 측정은 CIPAC MT 53(CIPAC Handbook Vol. F, 1994) 에 따라 250 mL 비이커에 standard water D(342 ppm) 및 3 도 경도수(54 ppm) 를 각각 100 mL씩 넣고, 수화제 5 g을 beaker 테두리 위치에서 일시에 물 표면에 가함과 동시에 stop watch로 농약이 물속으로 완전히 수화될 때까지의 시간(수화시간)을 측정하였다. 같은 방법으로 염농도별 수화성 측정도 병행하여 수행하였다.
- 유제농약에 대한 유화성과 유화안정성 평가는 CIPAC MT 36(CIPAC Handbook Vol. F, 1994)의 방법에 따라 각 약제별 4개의 100 mL measuring cylinder에 30 °C 의 standard water A(20 ppm) 와 C(500 ppm)로 각각 2개씩 95 mL 표선에 맞춘 후 유제농약 5 mL(30℃)를 조심스럽게 물 표면에 가한 다음 즉시 마개를 하고 cylinder를 1회 2초 간격으로 1회 180° 도립하여 정치시킨 후 경과시간별로 CIPAC 기준에 따라 조사하였다.
- 5, 6, 12시간, 1, 2, 3, 5, 7일 후까지 경시적으로 측정하였다. 표면장력은 살포액을 조제하고 30분 후(조제 직후), 1, 2, 3, 4, 5일차까지 경시적으로 표면장력의 변화를 DuNouy 장력계 (ITOH SEISAKUSHO LTD., Japan)의 Ring method를 이용하여 측정하였다.
- 하천수 및 지하수의 수질분석은 수질오염공정시험방법(환경부, 2000)에 의거하여 경도 측정은 EDTA법을 이용하였으며, 전기전도도는 전기전도도 측정기(ORION 162A)를 이용하여 측정하였다.
- 희석용수는 물리성 검정의 기본이 되는 CIPAC MT 18(CIPAC Handbook Vol. F, 1994) 따라 제조한 standard water A, C, D와 국내 농약공정분석방법 (농업과학기술원, 2004)에서 주로 사용하는 3도 경도수를 검정 항목에 맞게 선택적으로 사용하였으며, 특정 경도수가 요구되지 않는 시험에는 농업과학기술원 농산물안전성부 지하수를 이용하였다.
성능/효과
- 유화안정성은 Table 6, 7, 및 8과 같다. 각 표에서 보는 바와 같이 경도 20 ppm인 standard water A에서는 시험 농약 중 dichlorvos의 24시간 후 유화안정성만이 개선을 요하는 수준이었으나, 최종 유화안정성이 양호한 것으로 나타나 경도 20 ppm에서의 유화안정성은 모두 양호하였다.
- 농약 살포액 조제 후 경과시간에 따른 pH와 표면장력의 변화를 알아보기 위해, acephate WP 등 수화제 13종, diazinon EC 등 유제 10종, glyphosate SL 등 액제농약 3종과 2종 혼용조합 2종에 대해 시험한 결과, 살포액의 경시적 pH 변화는 혼용여부에 관계없이 주로 희석용수의 pH 변화에 좌우되었으며 희석 3~5일차까지 0.81-1.69 정도 점차 높아졌으나 그 이후로는 거의 변화가 없었다. Glyphosate 액제(SL)의 경우 pH가 5.
- 잿빛곰팡이균에 대한 procymidone의 균 저지효과는 조제 1일차까지 100%로 매우 우수하였으며, 2일차 이후로는 무처리의 균총직경이 시험 petri dish의 최대치에 이르러 저지효과를 계산할 수 없었다. 다만 잎집무늬마름병균에 대한 pencycuron의 균 저지효과는 살포액 조제 후 경과일수가 늘어날수록 오히려 더 우수하였는데 방제가로 환산할 경우 희석당일의 방제효과가 1.8%에 불과한데 비해 조제 5일 후에는 90.8%이상으로 점점 높아졌다. 이것은 Yamada 등(1987)의 연구에서 보듯 살포액중의 유효성분인 pencycuron이 작물체중에서 거의 대사되지 않는 대표적인 접촉형 살균제로 지속성과 낮은 이동성에 의한 약효지속성이 긴 자체 특성과 더불어 수화제의 부재인 광물질과 강력히 결합되어 있어 살포된 농약주성분이 수중 및 작물체에서 곧바로 용출되지 않고 매우 느린 속도로 용출되어 서서히 지속적으로 약효를 나타내기 때문인 것으로 판단되었다.
- 저지효과는 Table 14와 같다. 도열병과 탄저병균에 대한 tricyclazole과 chlorothalonil의 저지효과는 조제 5일 후까지 각각 100%와 50.5%로 조제 당일과 차이가 거의 없었다. 잿빛곰팡이균에 대한 procymidone의 균 저지효과는 조제 1일차까지 100%로 매우 우수하였으며, 2일차 이후로는 무처리의 균총직경이 시험 petri dish의 최대치에 이르러 저지효과를 계산할 수 없었다.
- 분석한 결과는 Table 9와 같다. 살포액 조제 후 시간이 지남에 따라 희석액에 침전이 형성되는 tebuconazole EC, fenarimol EC가 조제 후 3일차까지 14 ~18.4%의 분해율을 보였으나, 육안으로 뚜렷한 물리적 저하현상이 관찰되지 않은 나머지 약제에서는 약제의 혼용여부에 관계없이 5% 이내의 주성분 분해율을 보여 살포액 조제 후 3일이 경과하여도 살포액의 물리성과 병해충 방제효과에는 영향이 없을 것으로 판단되었다.
- 점박이응애에 대한 방제효과를 조사한 결과는 Table 13과 같다. 살포액을 조제하여 3일 후에 살포한 경우에도 목화진딧물에 대한 방제효과는 4약제 모두 97.7% 이상으로 매우 우수하였으며, 점박이응애에 대한 방제효과도 희석 후 바로 살포한 경우와 대비하여 다소 떨어지기는 하였으나, 96.5 -97.9% 수준으로 비교적 높은 방제효과를 유지하였다.
- 시험약제 중 수화제에 대한 희석용수의 경도별(54,342 ppm) 수화성은 약제간의 차이는 있었으나 희석용수의 경도와는 상관관계가 없었으며, 수화시간이 4.9 8~28.85 sec/5g으로 시험농약 모두 양호하였다. 염농도별 수화성은 Table 4에서보는 바와 같이 염농도 1.
- .유화성, 현수성, free oil량, fixrth량, cream량, 층분리 정도, 재유화성, 재현수성, 최종 유화안정성 등 수화제의 수화시간을 제외한 모든 면에서 동일하였으며, 유제와 수화제의 혼용순서에 의한 살포액의 물리화학적 저하현상은 전혀 관찰되지 않았다. 유제와 수화제의 혼용순서에 따른 농약희석액의 현수성 변화를 측정한 결과는 Table 11과 같다.
- 0 dS/m에서는 피해가 약하게 나타나며 그 이상에서는 피해가 심하게 나타나는 것으로 보고하였다(FAO, 1994). 이러한 각기관의 해석으로 미루어 보면 우리나라의 하천수 및 지하수의 수질은 전기전도도 측면에서는 매우 양호한 편이었으며, 간척지의 전기전도도도 건기 때임을 감안하면 벼농사용 일반 농업용수로는 물론, 농약의 희석용수로서도 우려할 수준은 아니었다.
- 혼용순서에 따른 살포액 자체의 물리성 차이는 전혀 없었으나, 액제나 유제를 수화제보다 먼저 희석할 경우 수화제의 수화시간이 물에 희석할 때 보다 다소 늘어났는데 이것은 주로 1차 희석액 조제시에 발생한 fioth에 의한 것으로 주로 유제, 액제 중에 함유되어 있는 계면활성제의 영향으로 판단된다. 이러한 시험결과로 미루어 농약살포액의 조제는 수화제 (WP>WG>SC)>유제>액제 순으로 희석하는 것이 희석액의 조제작업 측면에서보다 더 용이하다는 것이 입증되었으며, 이는 McCarty (1995, 2003) 등이 권장하는 농약의 일반적인 제형별 적정 혼용순서와 일치하였다.
- 이상의 결과를 종합해 볼 때 농약살포액을 조제하고 일정기간이 지난 후 침전이라든가 혹은 교반 후 육안으로 뚜렷한 물리적 저하현상이 관찰되지 않는 한 희석액 중 농약의 주성분이 비교적 안정하다는 것을 의미하는 것으로 조제 후 상당기간 지난 후에도 약효를 발현할 수 있음을 나타내고 있어 조제 2~3일 이내의 희석액의 재활용 가능성은 충분한 것으로 판단되었다.
- 5%로 조제 당일과 차이가 거의 없었다. 잿빛곰팡이균에 대한 procymidone의 균 저지효과는 조제 1일차까지 100%로 매우 우수하였으며, 2일차 이후로는 무처리의 균총직경이 시험 petri dish의 최대치에 이르러 저지효과를 계산할 수 없었다. 다만 잎집무늬마름병균에 대한 pencycuron의 균 저지효과는 살포액 조제 후 경과일수가 늘어날수록 오히려 더 우수하였는데 방제가로 환산할 경우 희석당일의 방제효과가 1.
- 지하수의 경우는 평균 경도가 95 ppm으로 전국적으로 5—324 ppm의 분포도를 보여 지역에 따라 상당한 차이를 보였으며 특히 충북의 단양과 제천지역, 강원 영월지역의 석회암지대 지하수의 경도와 전기전도도가 높았다. 이 중 단양의 시멘트공장 주변마을 지하수의 경도와 전기전도도값이 각각 324 ppm과 1.
- 표면장력은 모든 시험약제에서 시간이 지남에 따라 조제직후보다 다소 낮아지는 경향으로, 조제 5일 후 표면장력이 0.3~4.0 정도 낮아졌는데, 이러한 결과는 Butler Ellis 등(2001)의 시험결과와 일치하였으며, 낮아지는 정도의 크기는 액제<수화제<유제 순이었다. 이는 농약이 물에 친화되는 속도의 차이에서 비롯되는 것으로 추정된다.
- 측정한 결과는 Table 12와 같다. 혼용순서에 따른 살포액 자체의 물리성 차이는 전혀 없었으나, 액제나 유제를 수화제보다 먼저 희석할 경우 수화제의 수화시간이 물에 희석할 때 보다 다소 늘어났는데 이것은 주로 1차 희석액 조제시에 발생한 fioth에 의한 것으로 주로 유제, 액제 중에 함유되어 있는 계면활성제의 영향으로 판단된다. 이러한 시험결과로 미루어 농약살포액의 조제는 수화제 (WP>WG>SC)>유제>액제 순으로 희석하는 것이 희석액의 조제작업 측면에서보다 더 용이하다는 것이 입증되었으며, 이는 McCarty (1995, 2003) 등이 권장하는 농약의 일반적인 제형별 적정 혼용순서와 일치하였다.
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