농약사용 성수기에 하천수 중 검출빈도가 높은 수도용 제초제 molinate의 환경 노출성을 평가하기 위하여 논토양 조건에서 잔류성과 분해특성에 대한 시험을 수행하였다. Molinate의물 중 반감기는 토양이 존재하는 조건에서 4.1일이었고 토양이 없는 물만 처리한 구에서는 4.2일로 비슷하게 나타났으나, 초기 물중 소실율은 토양 처리구에서 훨씬 빨랐다. 물과 토양 중 경시적 잔류분포 변화는 처리 7일 후에 토양에 최고농도로 잔류되었다가 점차 감소되는 추세였다. 가수분해는 $25^{\circ}C$에서 pH 4.0, 7.2 및 9.0조건에서 모두 일어나지 않았으며, 물 중 광분해는 xenon lamp로 5,530 $J/cm^2$ 조사시 31.0%의 분해력을 보였으나, 순수물 보다 호소물에서 더 빠르게 분해되는 경향이었다. 광감제 첨가에 의한 molinate 광분해는 5,184 $J/cm^2$의 광조사시 과산화수소와 ZnO 첨가구에서 각각 98%와 58%의 분해력을 보여 이 물질들이 광감응효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. Molinate 입제의 물 중 용출성은 $35^{\circ}C$에서 30시간에 90% 이상이 용출되었다. 논포장 벼 생육조건에서 논물 중 molinate 농도는 약제처리 7일까지 급격하게 감소하는 경향을 보였으며 논물 중 반감기는 3.7일($Y=1.9258{\times}e^{-0.1865X}$(r=-0.9402))이었다.
농약사용 성수기에 하천수 중 검출빈도가 높은 수도용 제초제 molinate의 환경 노출성을 평가하기 위하여 논토양 조건에서 잔류성과 분해특성에 대한 시험을 수행하였다. Molinate의물 중 반감기는 토양이 존재하는 조건에서 4.1일이었고 토양이 없는 물만 처리한 구에서는 4.2일로 비슷하게 나타났으나, 초기 물중 소실율은 토양 처리구에서 훨씬 빨랐다. 물과 토양 중 경시적 잔류분포 변화는 처리 7일 후에 토양에 최고농도로 잔류되었다가 점차 감소되는 추세였다. 가수분해는 $25^{\circ}C$에서 pH 4.0, 7.2 및 9.0조건에서 모두 일어나지 않았으며, 물 중 광분해는 xenon lamp로 5,530 $J/cm^2$ 조사시 31.0%의 분해력을 보였으나, 순수물 보다 호소물에서 더 빠르게 분해되는 경향이었다. 광감제 첨가에 의한 molinate 광분해는 5,184 $J/cm^2$의 광조사시 과산화수소와 ZnO 첨가구에서 각각 98%와 58%의 분해력을 보여 이 물질들이 광감응효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. Molinate 입제의 물 중 용출성은 $35^{\circ}C$에서 30시간에 90% 이상이 용출되었다. 논포장 벼 생육조건에서 논물 중 molinate 농도는 약제처리 7일까지 급격하게 감소하는 경향을 보였으며 논물 중 반감기는 3.7일($Y=1.9258{\times}e^{-0.1865X}$(r=-0.9402))이었다.
The herbicide molinate has been detected with high frequency in the main river during the growing season in Korea. To elucidate the exposure of molinate in agricultural environment, the persistence and the degradation characteristics of molinate were investigated in paddy ecosystems. The half-lives ...
The herbicide molinate has been detected with high frequency in the main river during the growing season in Korea. To elucidate the exposure of molinate in agricultural environment, the persistence and the degradation characteristics of molinate were investigated in paddy ecosystems. The half-lives of molinate were 4.1 days with soil aquatic system, and 4.2 days in only aquatic system. Initial dissipation rate of molinate in water was greater with soil aquatic system than that of only aquatic system. Photolysis of molinate was occurred about 31.0% of molinate treated in pure water, when irradiated at 5,530 $J/cm^2$ by the xenon lamp, but its hydrolysis was stable. For the accelerated photolysis of molinate in aqueous solution, several photosensitizers were screened, showing that the hydroperoxide($H_2O_2$) and acetone were prominent among the chemical tested. When hydroperoxide and zinkoxide(ZnO) were used as photosensitizer, their photolysis were accelerated greater than 98% and 58% in aqueous solution, respectively. Elution rate of molinate as granular formulations in aqueous system was more than 90% in 30 hour at $35^{\circ}C$. Molinate concentration pattern in paddy water was rapidly decrease from treatment till 7 days in paddy rice field and its half-lives were 3.7 days($Y=1.9258{\times}e^{-0.1865X}$(r=-0.9402)).
The herbicide molinate has been detected with high frequency in the main river during the growing season in Korea. To elucidate the exposure of molinate in agricultural environment, the persistence and the degradation characteristics of molinate were investigated in paddy ecosystems. The half-lives of molinate were 4.1 days with soil aquatic system, and 4.2 days in only aquatic system. Initial dissipation rate of molinate in water was greater with soil aquatic system than that of only aquatic system. Photolysis of molinate was occurred about 31.0% of molinate treated in pure water, when irradiated at 5,530 $J/cm^2$ by the xenon lamp, but its hydrolysis was stable. For the accelerated photolysis of molinate in aqueous solution, several photosensitizers were screened, showing that the hydroperoxide($H_2O_2$) and acetone were prominent among the chemical tested. When hydroperoxide and zinkoxide(ZnO) were used as photosensitizer, their photolysis were accelerated greater than 98% and 58% in aqueous solution, respectively. Elution rate of molinate as granular formulations in aqueous system was more than 90% in 30 hour at $35^{\circ}C$. Molinate concentration pattern in paddy water was rapidly decrease from treatment till 7 days in paddy rice field and its half-lives were 3.7 days($Y=1.9258{\times}e^{-0.1865X}$(r=-0.9402)).
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
)이상이 광범위하게 투하되기 때문에 환경노출에 의한 비표적 생물이나 작물에 대한 유해성이 우려되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 molinate의 벼 재배환경 조건에서 잔류성과 분해성을 조사하여 환경 노출성을 구명하고자 실험을 수행하였다.
제안 방법
2 여지를 깐 Biichner funnel 상에서 흡인여과하여 부유물질을 제거하고 separatory ftmnel에 일정량(500~700 mL)을 취해서 포화 NaCl 50 ㎖ dichloromethane 50 mL를 넣고 3분간 격렬하게 흔든 후 정치하여 dichloromethane층을 분리하였고 위의 과정을 반복 추출하였다. Dichloromethane충을 무수황산나트륨를 통과시켜 40℃에서 감압 농축한 뒤 잔류물을 n-hexane 10 mL로 정용하여 정제시료로 하였으며 정제과정은 상기의 토양분석법과 동일하게 수행하였다. 회수율은 100%였다.
광감제 첨가에 의한 molinate 광분해실험은 광 증감효과가 있다고 알려진 물질과 humic acid와 같이 자연에 존재하는 물질을 처리하였다. EPA guidelines의 indirect photolysis screening test법에 따라 태양광과 유사하게 설계 제작된 장치로 Xenon lamp를 광원으로 이용하여 5, 184 J/cm2 광량을 조사하여 분해력을 조사한 결과는 그림 5와 같다.
5270)에 준하여 실험하였다. 광감제(photosensitizer) 첨가에 의한 물 중 광분해 실험은 molinate를 16 xl0'5mol (30 mg/L) 수준으로 처리하고, molimate와 광감제는 m이 대 mol로 quartz tube에 처리한 후 태양광과 비슷한 illuminator를 광원을 이용하여 5, 184 J/cm2 광량을 조사(侦《射) 하였다. 광감제로는 hydrogen peroxide(H2O2), acetone, zinc oxide(ZnO), rosebengal, riboflavin, humic acid와 tryptophan을 선발 사용하였으며, molinate 잔류량은 물 분석법에 준해서 측정하였다.
. 모리네이트입제(5% molinate)를 추천살포량인 1.5 kg(a.i)/ha 수준으로 살포 하였다. 토양과 논물의 채취지점은 지형을 균일하게 10등분하여 각 1지점에서 1번씩 10지점의 시료를 잘 혼화하여 3반복으로 농약살포 당일, 3, 7, 13, 17, 23일에 시료를 채취하여 molinate의 잔류량을 조사하였다.
. 모리네이트입제를 molinMe농도가 7.5 ppm 수준이 되도록 처리한 후 25°C, 35°C조건에서 정치시켜 처리직후, 1, 3, 5, 10, 20, 30 그리고 45시간 경과 후 용출양상을 조사하였다.
물 시료는 Whatman® No. 2 여지를 깐 Biichner funnel 상에서 흡인여과하여 부유물질을 제거하고 separatory ftmnel에 일정량(500~700 mL)을 취해서 포화 NaCl 50 ㎖ dichloromethane 50 mL를 넣고 3분간 격렬하게 흔든 후 정치하여 dichloromethane층을 분리하였고 위의 과정을 반복 추출하였다. Dichloromethane충을 무수황산나트륨를 통과시켜 40℃에서 감압 농축한 뒤 잔류물을 n-hexane 10 mL로 정용하여 정제시료로 하였으며 정제과정은 상기의 토양분석법과 동일하게 수행하였다.
식물체 시료를 가위로 일정하게 잘게 자른 후 잘 섞고 일정량(20~30 g)을 칭량하여 homogenizer bottle에 넣고 Hyflo supercel® 20 g 과 acetone 100 mL을 첨가한 후 homogenizer로 5분 동안 5, 000rpm에서 마쇄한 후 Whatman® No. 2 여지를 깐 Biiclmer fimnel 상에서 흡인여과 하였으며 이후 추출과 정제과정은 상기의 토양분석법과 동일하게 수행하였다. 회수율은 98% 였다.
유저 유리폿트(20 cm i.d x 25 ㎝)에 미사질양토 3 ㎝를 채운 다음 지면에서 5 cm높이 정도로 물을 부어 물 표면에 부유하는 유기물을 제거하고 지면을 잘 고른 다음 1일간 방치하여 moHnate 원제 희석액을 3.5 ppm 수준이 되게 물에 처리한 후 2시간, 1, 3, 7, 14, 21, 27일에 토양과 물시료를 채취하여 잔류량을 분석하였다.
Dichloromethane층은 무수황산나트륨을 통과시켜 40℃에서 감압 농축한 후 잔류물을 n-hexane 10 mL로 정용하여 정제시료로 하였다. 정제는 chromatography column(10 mm i.d x 20 cm)에 Florisil 5 g 을 충진시켜, 추출액 5 ㎖을 loading 한 후 dichloromethane : n-hexane : acetonitrile (50/45/5, v/v/v) 용액으로 50 mL 용출시켜 4(TC 에서 감압농축 후 n-hexane 5 mL로 재용해하여 GLC로 분석하였다. 회수율은 표 1에 나타낸 것과 같이 105%로 양호하였다.
i)/ha 수준으로 살포 하였다. 토양과 논물의 채취지점은 지형을 균일하게 10등분하여 각 1지점에서 1번씩 10지점의 시료를 잘 혼화하여 3반복으로 농약살포 당일, 3, 7, 13, 17, 23일에 시료를 채취하여 molinate의 잔류량을 조사하였다.
대상 데이터
Molinate의 물 중 잔류성, 가수분해 및 광분해 시험을 위해 원제를 광관여 효과가 없는 용매인 acetonitrile에 용해하여 사용하였으며, 물 중 잔류성 시험은 경기도 수원시 권선구 서둔동 소재의 농업과학기술원 작물보호부 지하수, 가수분해는 citrate buffer(pH 4.0), phosphate buffer(pH 7.2), borate buffer(pH 9.0)을 조제 하여 사용하였으며, 광분해시험은 reverse osmosis water system# 통과시킨 탈이온화된 순수물과 농촌진흥청내의 서호에서 채취한 물을 사용하였다.
이론/모형
가수분해실험은 OECD guideline 의 "Hydrolysis as a function of pH"법 (OECD, 1981)에 따라 pH 4.0, 7.2, 9.0의 buffer를 조제하여 희석된 moliMte원제를 첨가하여 실험을 수행하였다(박 등, 1998). 물 중 광분해실험은 Xenon lamp가 장착된 spectral energy사의 LH153 illuminator 광원으로, 시험용기는 quartz재질의 시험관(10㎖)를 이용하여 EPA guidelines 의 "direct photolysis rate in water by sunlight" 와 "indirect photolysis screening test”법 (EPA, OPPTS 835.
0의 buffer를 조제하여 희석된 moliMte원제를 첨가하여 실험을 수행하였다(박 등, 1998). 물 중 광분해실험은 Xenon lamp가 장착된 spectral energy사의 LH153 illuminator 광원으로, 시험용기는 quartz재질의 시험관(10㎖)를 이용하여 EPA guidelines 의 "direct photolysis rate in water by sunlight" 와 "indirect photolysis screening test”법 (EPA, OPPTS 835.2210, 835.5270)에 준하여 실험하였다. 광감제(photosensitizer) 첨가에 의한 물 중 광분해 실험은 molinate를 16 xl0'5mol (30 mg/L) 수준으로 처리하고, molimate와 광감제는 m이 대 mol로 quartz tube에 처리한 후 태양광과 비슷한 illuminator를 광원을 이용하여 5, 184 J/cm2 광량을 조사(侦《射) 하였다.
광감제(photosensitizer) 첨가에 의한 물 중 광분해 실험은 molinate를 16 xl0'5mol (30 mg/L) 수준으로 처리하고, molimate와 광감제는 m이 대 mol로 quartz tube에 처리한 후 태양광과 비슷한 illuminator를 광원을 이용하여 5, 184 J/cm2 광량을 조사(侦《射) 하였다. 광감제로는 hydrogen peroxide(H2O2), acetone, zinc oxide(ZnO), rosebengal, riboflavin, humic acid와 tryptophan을 선발 사용하였으며, molinate 잔류량은 물 분석법에 준해서 측정하였다.
성능/효과
같다. Molinate 원제를 acetonitrile에 희석하여 담수토양에 처리 후 농도는 1일째에는 물 중에 처리량의 80.7% 토양에 0.7%, 3일 후에는 물 중에 55.6% 토양에 4.1% 분포하였고, 처리 7일 후에는 물에서 8.2%, 토양에서4.7%로 잔류하여 최고 잔류량을 보였으며, 초기처리량의 87.1%가 이 실험구에서 소실되었음을 보여주었다. Molinate의 물/토양간의 분배계수는 처리후 1일에는 115.
그림 7과 같다. 논물 중 molinate 농도는 약제처리 7일까지 급격하게 감소하는 경향을 보였으며 논물 중 반감기는 3.7일로 Y= 1.9258xe0.1865X(r=-o.94O2)이다. 벼를 재배하지 않은 담수상태의 반감기가 4.
대조구인 순수(pure water)에서는 25% 분해되는 반면 hydrogen peroxide 처리구는 98%, acetone 처리구는 76%, zinc oxide 처리구는 59%, rosebengal 처리구는 51%, riboflavin 처리구는 40%, humic acid 처리구는 34%, tryptophan 처리구에서는 28%의 순으로 분해력을 보여 광감응효과가 있음을 확인하였다. 간접적인 광분해에 있어서 중요한 것은 자연 수계 중에서 광에너지에 의해 여기된 감광제들로 부터 농약이나 분자상의 산소로 직접에너지를 전달하는 것이며 분자상의 산소로 에너지가 전달되면 원래의 분자상 산소보다 반응성이 더 큰 singlet oxygen (1O2)을 생성하게 된다.
분해가 현저하였다. 또한 광량 2765 J/cm2를 조사하였을 때 광을 조사하지 않은 대조구에 비해서 순수물에서 16.5%, 서호물에서는 23.1%로 분해가 되었으며, 11, 059 J/cnf 조사하였을 때 순수물에서 43.3%, 서호물에서 53.7%의 분해가 이루어짐을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 우리나라 하루 평균 일사량은 약 820 J/cni('98년) 정도이므로 담수상태에서 molinate의 광분해는 13.
또한 살포직후 논물 중 molinate 농도의 90% 이상이 5일 후면 감소되기 때문에 농약살포 후 5일 동안만 논물관리를 철저히 잘해서 농약이 배수로나 소수계로 유출되지 않게 한다면 하천수의 오염은 감소될 것으로 판단되었다. 반면 논토양에서의 molinate의 농도는 처리직후에서부터 점차 증가하다 7일 후에는 최고농도를 나타냈고 시간이 지남에 따라 감소하는 경향으로 앞에서 언급한 바와 같이 초기 물 중에 존재하던 molinate 성분이 토양과 유기물에 흡착되어 토양과 물과의 평형상태가 유지되기 때문인 것으로 생각된다.
또한 35℃에서는 약제 처리 후 10시간이면 70% 이상의 molinate 성분이 물중으로 급속히 용출되는 반면 25℃에서는 20시간 이후에 70%가 방출되었고, 그 후에는 용출이 완만하게 진행되었다. 물중 온도에 따른 molinate 입제의 용출 속도는 온도가 높을수록 쉽게 용출 된 다는 것과 처리 1일 안에 70% 이상이 용출된다는 사실을 알 수 있었다. 전(2000)에 의하면 흡착식 제형의 잔류량은 조립식 제형에 비하여 기준량에서 약 2.
94O2)이다. 벼를 재배하지 않은 담수상태의 반감기가 4.1 일 인 점을 감안하면 벼 생육조건에서 약간의 물중 반감기가 빨랐으나 유의차가 없는 것으로 나타났다.
7%의 분해가 이루어짐을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 우리나라 하루 평균 일사량은 약 820 J/cni('98년) 정도이므로 담수상태에서 molinate의 광분해는 13.5일이면 43% 정도가 이루어 질 것이라는 계산이 가능하지만, 앞의 실험에서 물 중 반감기는 4.2일로 나타나서 자연상태에서 molinate 소실은 광분해 이외에도 여러 가지 요인이 관여하고 있음을 알 수 있었다. Eya (1989)는 pH 7인 buffer용액(25℃)에 녹아있는 molinate에 xenon lamp의 광을 조사하였을 때와 위도 37° 56의 지점에서 태양광을 조사하였을 때 두 지점 모두 광분해 수준이 미미한 것으로 보고하고 있다.
7%로 가장 높게 나타났다. 최근 molinate의 안전성 재평가 일환으로 수행된 전국 주요하천수 중 molinate 잔류량 모니터링 결과를 보면 하천수에서 검출빈도는 24.7%를 나타내었으나 가장 많이 사용하는 6월의 경우에는 53.4%로 높게 나타났고 7월의 경우에는 다소 줄어들어 20.7%의 검출빈도를 보였으며 8월에는 검출되지 않았다. 검출된 molinate의 잔류농도는 최고 39.
참고문헌 (27)
Charles J. Soderquist, James B. Bowers, and Donald G. Crosby (1977) Dissipation of molinate in a rice field. Agric. Food Chem. 25:940-945
Curry, K. K., B. D. Riggle, and R. E. Hoag (1989a) Ordram $^{\circledR}$ 8-E aquatic field dissipation study for aquatic use post flood. Report No. 228-073, Department of Pesticide Regulation, Sacramento, California, U.S.A
Deuel, L. E., F. T. Turner, K. W. Brow, and J. D. Price (1978) Persistence and factors affecting dissipation of molinate under flooded rice culture. J. Environ. Qual. 7 :373-377
Draper, R. B., and D. G. Crosby (1987) Catalyzed Photodegradation of the herbicides molinate and thiobencarb. pp.240-249, In Photochemistry of environmental aquatic systems(ed W. J. Cooper), Univ. of Texas, Austin, U.S.A
Draper, W. M., and D. G. Crosby (1981) Hydrogen peroxide and hydroxyl radical: Intermediates in indirect photolysis reaction in water. J. Agric. Food Chem. 29:699-702
Kollman, W., and R. Segawa (1995) Interim report of the pesticide chemistry database. Report No. EH95-04, Environmental Hazards Assessment Program, Department of Pesticide Regulation, Sacramento, California, U.S.A
Miki Sudo, Takao Kunimatsu, and Takuya Okubo (2002) Concentration and loading of pesticide residues in Lake Biwa basin. Water Research 36:315-329
Tarr, J. B. (1990) Anaerobic aquatic metabolism of [ring-2- $^{14}C$ ] molinate. Report No.228-079, Department of Pesticide Regulation, Sacramento, California, USA
Thomas, V. M., and C. L. Holt (1980) The degradation of[ $^{14}C$ ] molinate in soil under flooded conditions. Journal of Environmental Science and Health B 15(5):475-484
Vidal, A., Z. Dinya, F. Mogyorodi Jr., F. Mogyorodi (1999) Photocatalytic degradation of thiocarbamate herbicide active ingredients in water. Applied Catalysis B: Enviromental 21: 259-267
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.