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Kinetic models에 의한 딸기 중 농약의 생물학적 반감기 비교와 생산단계잔류허용기준 설정
Field tolerance of pesticides in the strawberry and comparison of biological half-lives estimated from kinetic models 원문보기

농약과학회지 = The Korean journal of pesticide science, v.9 no.3, 2005년, pp.231 - 236  

박동식 (강원대학교 농업생명과학대학 생물환경학부) ,  성기용 (국립농산물품질관리원 안전성 분석과) ,  최규일 (국립농산물품질관리원 안전성 분석과) ,  허장현 (강원대학교 농업생명과학대학 생물환경학부)

초록
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본 연구는 생산단계의 딸기에 4가지 살균제(tolclofos-m, folpet, procymidone, triflumizole)를 수확 10일전 안전사용 기준량으로 처리한 후 잔류량을 파악하였고, 이것을 근거로 6 가지 kinetic models(first order, zero order, second order, power function model, elovich model, parabolic model)에 따른 반감기를 비교하였다. 최적의 모델로 판명된 first order kinetic model로부터 구한 반감기를 이용하여 생산단계잔류허용기준(field tolerance)을 설정, 제시하였다. 잔류분석법의 적합성 판단을 위한 회수율 실험에서는 $85.1{\sim}105.0%$ 범위를 보였으며, 4 가지 약제 모두 약제 처리 5일 후 평균 73% 이상 소실되었다. 잔류량과 시간과의 상관관계는 first order kinetic model에서 가장 높은 결정계수값을 보였으며, 이를 이용하여 산출한 반감기로 생산단계 잔류허용기준(안)을 설정하였다. 이와 같은 결과는 최적의 kinetic model로 반감기를 산출해야 한다는 이론적 근거를 제시하는 것이며, 수확 후 또는 유통 중의 잔류허용기준뿐만 아니라 생산단계에서도 허용기준을 마련하여 부적합 품목을 사전에 차단할 수 있는 기준설정의 예로서 안전 농산물 공급과 농가소득에 크게 기여할 수 있는 기초자료가 될 것이라 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was conducted to determine the amounts of pesticide residues after treatment of criterion dose with 4 pesticides(tolclofos-m, folpet, procymidone, and triflumizole) under cultivated period and to compare the biological half-life of pesticides with 6 kinetic models(first, zero and second o...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 딸기는 농약 살포 2시간 경과 후를 0일차로 하고 그 후 1, 2, 3, 5, 7 및 10일차에 발육상태가 균일한 시료를 각 처리구당 2 ㎏ 이상씩 채취하여 세절한 후 식품공전에 따라 가식부위만을 취한 후 골고루 혼합하였다. 혼합된 시료는 -40℃ 이하의 냉동고에 보관하며 분석하였다.
  • 본 연구는 딸기 재배과정 중 농약의 안전사용기준과 유통 딸기의 농약잔류허용기준(maximum residue limit; MRL)이 설정되어있는 살균제 4종에 대해 재배단계에서 살포된 농약의 잔류량 변화를 구하고, 이를 6 가지 kinetic model에 대입한 후 반감기를 산출하였으며, 최적의 model에 의한 반감기를 근거로 생산단계 잔류허용기준(Held tolerance)을 제시하였다.
  • 생산단계 딸기 중 처리농약의 잔류량과 시간과의 관계식 및 반감기(t1/2)를 산출하기 위한 각 kmetic models의 식은 양 등(1995)이 사용한 것을 변형하여 사용하였다. Kinetic modele 특정 시간 후에 남아있는 농약의 농도뿐만 아니라 일정시간 후에 남게 될 농도를 규정할 수 있으므로 이를 통한 반감기 산출은 특정 농약의 농도를 농약잔류허용기준이하로 될 때까지의 체류기간(residence time)도 구할 수 있다.
  • 따라서 결정계수값이 높고 표준오차값이 적은 F0 모델을 근거로 회귀계수를 산출하여 표준오차를 구한 후 회귀계수 최소 값의 신뢰구간을 대입하여 최종 회귀계수값을 구하였다. 이를 근거로 출하일(0일)에 식품위생법의 MRL에 대입하여 표 3에서 보는 바와 같이 생산단계잔류허용기준(안)을 설정하였다(성, 2004). 이것은 국내외적으로 처음 시도되는 기준으로서 안전한 농산물 공급은 몰론 출하연기, 용도전환 또는 페기처분등을 사전에 차단하여 농가소득 증대를 유도할 수 있을 것이라 사료된다.

대상 데이터

  • 본 실험에서 사용한 농약은 rhyzoctonia 균 방제효과에 뛰어난 비침투성 유기인계 살균제인 tolclofos-methyl[이하 tolclofos-m, 토로스 수화제(50%, 리조렉스®)], ergoster이 생합성 저해능력이 우수한 침투이행성 imidazole계 살균제인 triflurnizole[리프졸 수화제(30%, 트리후민®], 과실류 및 과채류의 탄저병, 노균병, 잿빛곰팡이병 방제에 사용되고 있으며, 미국 EPA에서 발암성 B2그룹으로 분류하고 있어 우리나라에서도 출하량이 동결 조치된 바 있는 phthalimide 계보호살균제 folpet[홀펫 수화제(50%, 홀펫®]과 dicarboxide 계 침투성 살균제인 pmocymidone[프로파 수화제(50%, 스미렉스®] 등 4종을 선정하였다. 공시 농약 모두 시중 농약상에서 구입하여 사용하였으며, 각 약제에 대한 희석배수, 안전사용 기준 및 농약잔류허용기준은 표 1과 같다(농약공업협회, 2001).
  • 시험포장은 강원도 춘천시 동내면 고은리 소재 일반농가의 비닐하우스를 임차(2(X)1 년 4월 30일~5월 10일)하여 반복구당 가로 3 m, 세로 6 m의 구획으로 총 포장 면적은 가로 6.0 m X 세로 45 m이었으며, 1 m의 완충대를 두어 교차오염 영향을 배제하였다. 시험 기간 중 비닐하우스 내 평균 온도는 20.

데이터처리

  • 이와 같이 생산단계 농산물에 대한 출하여부의 판단에 필요한 이론적 근거인 생산단계 잔류허용기준 또한 잔류량과 시간과의 관계를 가장 유의성 있게 보여주는 kinetic model에 따라 산정해야 함은 당연하다 하겠다. 따라서 결정계수값이 높고 표준오차값이 적은 F0 모델을 근거로 회귀계수를 산출하여 표준오차를 구한 후 회귀계수 최소 값의 신뢰구간을 대입하여 최종 회귀계수값을 구하였다. 이를 근거로 출하일(0일)에 식품위생법의 MRL에 대입하여 표 3에서 보는 바와 같이 생산단계잔류허용기준(안)을 설정하였다(성, 2004).
  • 소실률이 시간 (t) 의 경과에 따라 농도(concentration, C)에 의존{d(C)/dt = WCH할 경우(first order kinetic model, FO), 농도와 상관관계가 없을 {~d(C)/dt = 시 경우(zero order kinetic model, ZO), 그리고 농도의 제곱승에 의존할{-d(c)dt = fc(C)2) 경우(second order kinetic model, SO)로 나눌 수 있으며, 이세 가지 모델식은 농약이나 환경 오염원등의 이동 및 동태를 구하는데 주로 활용되고 있다(Sparks, 1986, 2003). 본 연구에 사용된 다른 3개의 model(power function model, PF; elovich model, EM; parabolic model, PM)들은 시간과 종속변수 사이의 곡선 맞춤을 위해 사용하는 경험식으로(Hamaker, 1972; Robinson, 1985) 사용하고 있으며, 이러한 6 가지 모델들로부터 시간과 기준량 처리 후 농약 잔류량과의 상관관계는 결정계수(coefficient of determination : F)값과 model의 표준오차(standard error : SE)값을 근거로 통계학적 유의성을 평가하였다.

이론/모형

  • 64)로 잔류유형을 유의성 있게 설명하고 있으나, 초기시간(t=0)의 변형에 문제가 있으므로 곡선맞춤 이외의 목적에는 권장하지 않는 model들이기 때문에 이 식들로부터 반감기를 산출 하는 것은 제한이 있다고 판단되었다. 따라서 4가지 약제 모두 FO model을 이용하여 반감기를 산출한 후 생산단계잔류허용기준(field tolerance)을 설정하였다.
  • 혼합된 시료는 -40℃ 이하의 냉동고에 보관하며 분석하였다. 딸기 중 4가지 살균제에 대한 잔류량 분석은 농약잔류분석법연구반(395) 및 유 등(1994)의 분석법에 준하여 acetone과 dichloromethane으루 추출한 후 solid phase extraction(FL, lg 6cc-1)으로 정제하여 gas chromatography/electron capture detector(Agilent 6890, USA)로 정량하였다. 기기분석조건은 상기 문헌의 조건과 동일하였으며, 분석법의 효율성을 검증하기 위하여 무처리 딸기시료에 tolclofos-m과 triflumizolee 0.
  • 6%이었다. 딸기(Trifolium fragiferum; CV. Suhong) 재배는 일반농가 관행 재배법에 준하였으며, 농약 살포는 수확 10일전 1회 일괄적으로 안전사용기준의 기준량으로 약액이 충분히 묻도록 살포하였다.
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참고문헌 (24)

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  9. Sparks, D. L. (1986) Soil physical chemistry. CRC Press, Boca Raton, Florida (USA) 

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  11. Valverde-Garcia, A., E. Gonzalez-Pradas, A. Aguilera-Del Real, D. M. Urena-Amate and F. Camacho-Ferre (1993) Determination and degradation study of chlorothalonil in cucumbers, peppers and cherry tomatoes. Anal. Chim. Acta. 276: 15-23 

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  24. 양재의, 박동식, 한대성 (1995) 포장조건에서 Kinetic models로부터 산출한 Benfuresate 및 Oxolinic Acids의 토양 중 반감기 비교평가. 한국환경농학회지. 14:302-311 

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