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문제 정의
- 본 연구는 출하 전 안전한 농산물 생산을 위해, 들깻잎에 농약안전사용기준과 MRL이 설정된 cHorfl- uazirai을 실제 재배포장에 살포하여 kinetics 해석에 따른 합리적인 회귀식의 생물학적 분해반감기를 산출하였다. 아울러 간편화된 본 G0ECD분석법에서 열분해 된 chlorfluazuron의 잔류량 검증에 목적을 두었다.
- 아울러 간편화된 본 G0ECD분석법에서 열분해 된 chlorfluazuron의 잔류량 검증에 목적을 두었다.
제안 방법
- 0 배로 최종 농축되었고 GC-ECD로 기기 분석을 실시하였다. 2 년차 때는 2 mL로 최종 용해하여 2.0 배로 최종 농축하였으며, 재 용해액 2 mL 중 1 mL를 취하여 질소미세농축기로 휘발시키고 잔류물을 acetonitrile 1 mL에 녹여 filtering후 HPLC- UVD로 분석하였고 남아있는 1 mL는 GC-ECD로 분석하였다.
- 따른 합리적인 회귀방정식을 계산하였다. 각 경과 일별 농약잔류의 평균치와 95% 신뢰 구간에서 구한 상한치와 하한치로부터도 감소추이의 회귀 방정식을 계산한 후 생물학적 반감기를 산출하였다. 산출된 12 가지 회귀식 중 최장반감기의 회귀식을 추출하였다.
- 검출된 chromatogram의 peak 면적을 동일한 조건에서 분석된 표준검량선에 적용시켜 잔류량을 정량분석 하였다 GQMS/MS (Saturn 2000, Vartan)로 시료의 잔류농약 성분과 표준물질의 고유 분자량 ion들을 비교하여 정성확인 하였으며, 기기분석 조건은 표 6 과 같다(박 등, 1997; Kim, 2001).
- 경과일별 농약잔류량의 감소추이에서 kinetics 해석에 따른 합리적인 회귀방정식을 계산하였다. 각 경과 일별 농약잔류의 평균치와 95% 신뢰 구간에서 구한 상한치와 하한치로부터도 감소추이의 회귀 방정식을 계산한 후 생물학적 반감기를 산출하였다.
- 0101 g을 20 mL의 50% acetone/n-hexane에 녹여 500 mg L의 stock solution을 조제하였다. 동일용매로 희석하여 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 mg 의 working solutiotr을 조제하였으며, GC-EC8로 표준 검량선을 작성하였다. 이 표준용액들로부터 정확히 1 mL 분리하여 test tube 에 받고 질소농축 후 acetonitrile 1 mL로 재용해한 다음 분석하여 얻은 표준검량선을 이용하여 잔류량을 계산하였다
- 들깻잎의 농약성분별 잔류량 분석을 위하여 GC/MS/MS (Saturn 2000, Varian, USA) 와 ECD가 부착된 gas chromatograph (HP-6890, Agilent, USA), HPLC-UVD(Agnent 1100 Series, USA) 을 사용하였고, 그 외에 농약 잔류성분 추출을 위하여 Grinder (Blixer 3 Plus, France), Flask shater (Woo Ju Scientific Co. Korea), Centrifuge (UNION 32R, Hanil Scientific Co. Korea), Rotary vacuum evaporator (CA-1100, Eyela, Japan), Nitrogen evaporator(OA-SYS, 1155RT, USA) 등을 사용하였다
- 미리 5 mL의 n-hexane과 5 mL 20% acetone/ n-hexane 으로 활성화시킨 Florisil SPE cartridge에 20%acetone/n-hexane 10 mL로 용출수거 후 질소 미세농축기로 농축하고, 다시 4 mL의 20% acetone/ n-hexane으로 재용해하여 1.0 배로 최종 농축되었고 GC-ECD로 기기 분석을 실시하였다. 2 년차 때는 2 mL로 최종 용해하여 2.
- 소실되는 시점까지 실시하였다. 본 실험에선 0일(2시간 후), 1, 2, 3, 5, 7, 10, (13, 15)일까지 일정한 간격으로 동일시간 대에 새로 나온 잎을 제외하고 생육상태가 균일한 시료를 무작위로 채취하였다.
- 각 경과 일별 농약잔류의 평균치와 95% 신뢰 구간에서 구한 상한치와 하한치로부터도 감소추이의 회귀 방정식을 계산한 후 생물학적 반감기를 산출하였다. 산출된 12 가지 회귀식 중 최장반감기의 회귀식을 추출하였다. Y* =ae (Y:잔류랴 a:초기농도 b:회귀계수, t:시간)의 회귀식에서 회귀계수 값 b의 수치가 커져서 일일감소 반응계수가 커지면 생산단계 잔류허용기준의 기울기 값이 커져 농도가 높고, 회귀계수 값 b의 수치가 작아져서 일일감소반응계수가 작아지면 생산단계 잔류 허용기준의 기울기 값이 작아지므로 농도가 낮아 부적합 농산물에 대한 출하연기 등의 기간이 상대적으로 길어져서 소비자에게 안전한 농산물을 공급할 수 있으며, 생산단계에서 안전성 조사를 필요한 농산물이 시장 출하 후에도 MRL이하로 잔류하도록 유도함으로써 생산자인 농업인의 보호에도 기여할 수 있다고 판단되어 회귀계수 최소값(최장반감기)을 적용하여 생산단계 잔류농약 허용기 준(Field tolerance) 을 설정하였다 (성, 2004).
- 약제 살포 전에 생장량 조사를 위해 깻잎에 번호를표시해 두고, 매 시료채취 시 마다 10 장의 깻잎으로 낱장무게를 조사했으며, 1 년차 깻잎이 더 많이 생장했음을 알 수 있었다 시험기간 중 하우스내 온도와 습도 변화는 그림 5에 제시하였다.
- 약제 처리는 시험약제의 살포농도를 안전사용기준의 표준 희석배수(기준량)와 표준희석배수의 1/2(배량)로 조절하여 배부식 분무기를 이용하여 들깻잎의 경엽에약액이 충분히 묻도록 균일하게 살포하였고 살포량과 희석배수는 표 3과 같다.
- 0 mg 의 working solutiotr을 조제하였으며, GC-EC8로 표준 검량선을 작성하였다. 이 표준용액들로부터 정확히 1 mL 분리하여 test tube 에 받고 질소농축 후 acetonitrile 1 mL로 재용해한 다음 분석하여 얻은 표준검량선을 이용하여 잔류량을 계산하였다
- 이는 농약잔류분석 시 분석기기 상태나 시약 등의 변동요인을 최소화하기위하여 시료채취완료 후 일괄분석하기 위함이며 전처리는 기기분석 당일 실시하였다
- 파종 후 5일 간격으로 들깻잎 뿌리 주변의 토양에 물을 공급해 주어 정상적인 생육 상태를 유지시켰으며, 약제 살포 전에 상위 2~3 잎만 남겨두고 성장한 잎은 제거하여들 깻잎 크기를 균일화한 후 실험에 사용하였다 수확 10일 전인 2005년 6월 16일, 2006년 7월 14일에 농약 살포하였으며, 약제 살포 후에는 들깻잎 경엽에 물을 공급하는 것을 금지하였고 들깻잎의 생장에 영향을 주는 생장촉진 또는 생장억제 물질도 사용하지 않았다. 재배방식은 비닐하우스 시설재배를 하였으며, 그 외 들깻잎재배 및 관리는 일반적인 경종법에 준하였다.
- 처리구 당 약 300 g씩 채취하였으며, 시료채취 시오염을 방지하기 위하여 비닐장갑을 끼고 시료를 채취하였고 처리구가 바뀔 때마다 장갑을 교환하였다. 처리구별로 채취한 시료는 폴리에틸렌 시료 봉지에 담아 신속히 실험실로 운반하였다.
- 13일, 2006년 5월 4일에 파종하였다. 파종 후 5일 간격으로 들깻잎 뿌리 주변의 토양에 물을 공급해 주어 정상적인 생육 상태를 유지시켰으며, 약제 살포 전에 상위 2~3 잎만 남겨두고 성장한 잎은 제거하여들 깻잎 크기를 균일화한 후 실험에 사용하였다 수확 10일 전인 2005년 6월 16일, 2006년 7월 14일에 농약 살포하였으며, 약제 살포 후에는 들깻잎 경엽에 물을 공급하는 것을 금지하였고 들깻잎의 생장에 영향을 주는 생장촉진 또는 생장억제 물질도 사용하지 않았다. 재배방식은 비닐하우스 시설재배를 하였으며, 그 외 들깻잎재배 및 관리는 일반적인 경종법에 준하였다.
대상 데이터
- 들깨종자(품종:감미)를 소형 비닐하우스에 200#년 4 월 13일, 2006년 5월 4일에 파종하였다. 파종 후 5일 간격으로 들깻잎 뿌리 주변의 토양에 물을 공급해 주어 정상적인 생육 상태를 유지시켰으며, 약제 살포 전에 상위 2~3 잎만 남겨두고 성장한 잎은 제거하여들 깻잎 크기를 균일화한 후 실험에 사용하였다 수확 10일 전인 2005년 6월 16일, 2006년 7월 14일에 농약 살포하였으며, 약제 살포 후에는 들깻잎 경엽에 물을 공급하는 것을 금지하였고 들깻잎의 생장에 영향을 주는 생장촉진 또는 생장억제 물질도 사용하지 않았다.
- 들깻잎 시험포장은 대구시 동구 지묘동 소재, 시설비닐하우스 2동 33#을 임차하여 사용하였다. 재배 포장의 토성은 사질식양토(san# clay loam)이며, 유기물함량은 2.
- 시료의 잔류농약 분석을 위하여 HP-6890(Agjlent) gas chrcanatogmph의 ECD 와 HPLC-UVD(Agilent 1100 series)를 사용하였으며, 기기분석 조건은 표 4 및 5와 같다. 검출된 chromatogram의 peak 면적을 동일한 조건에서 분석된 표준검량선에 적용시켜 잔류량을 정량분석 하였다 GQMS/MS (Saturn 2000, Vartan)로 시료의 잔류농약 성분과 표준물질의 고유 분자량 ion들을 비교하여 정성확인 하였으며, 기기분석 조건은 표 6 과 같다(박 등, 1997; Kim, 2001).
- 시료채취는 약제 살포 후 7회 이상, 초기농도의 80%이상 소실되는 시점까지 실시하였다. 본 실험에선 0일(2시간 후), 1, 2, 3, 5, 7, 10, (13, 15)일까지 일정한 간격으로 동일시간 대에 새로 나온 잎을 제외하고 생육상태가 균일한 시료를 무작위로 채취하였다.
- 실험에 사용된 표준물질은 50% acetone/hexane에 녹여 표준용액을 조제하였으며, LC 분석용은 100% aceto- nitrile으로 용매 교체하였고, -20℃ 이하의 냉동고에 보관하면서 일정한 농도로 희석하여 사용하였다. 시험 포장에서 들깻잎에 살포하기 위해 사용한 chlorflua- zurone 아타브론유제[a.i. 5%, 경농(주)]를 구매하여 사용하였다. 약제의 사용방법과 기준에 관한 사항은 표 1에, 그리고 물라화학적 특성은 표 2와 같다.
- 0 g, 6 mL) 를 사용하였다. 실험에 사용된 표준물질은 50% acetone/hexane에 녹여 표준용액을 조제하였으며, LC 분석용은 100% aceto- nitrile으로 용매 교체하였고, -20℃ 이하의 냉동고에 보관하면서 일정한 농도로 희석하여 사용하였다. 시험 포장에서 들깻잎에 살포하기 위해 사용한 chlorflua- zurone 아타브론유제[a.
- 재배 포장의 토성은 사질식양토(san# clay loam)이며, 유기물함량은 2.7%이었다. 포장 내 시험구는 무처리구와약제 처리별로 3 반복 배치하였다.
이론/모형
- Chlorfluazuron 표준용액과 들깻잎중 회수율시험 chromatograme 그림 2 및 3에서 보는 바와 같으며, 실험의 변이율은 AOAC법(Csneliussen 등, 1990) 및 농촌진흥청의 잔류농약분석기준(농촌진흥청, 2004)을 만족 시 켰다.
- 잔류분석은 식품공전 및 여러가지 분석법을 참조하여 그림 1과 같이 실시하였다(신 등, 2000; 김, 2002; 김 등, 2002; 김, 2003; 김 등, 2003; 신 등, 2003; 이 등, 2003; 박 등, 2005; 한국식품공업협회, 2005). 세절된 들깻잎 시료 20 g에 Nad 10 g 첨가한 후 acetonitrile 100 mL를 가하여 30 분간 진탕시켰다.
- Y* =ae (Y:잔류랴 a:초기농도 b:회귀계수, t:시간)의 회귀식에서 회귀계수 값 b의 수치가 커져서 일일감소 반응계수가 커지면 생산단계 잔류허용기준의 기울기 값이 커져 농도가 높고, 회귀계수 값 b의 수치가 작아져서 일일감소반응계수가 작아지면 생산단계 잔류 허용기준의 기울기 값이 작아지므로 농도가 낮아 부적합 농산물에 대한 출하연기 등의 기간이 상대적으로 길어져서 소비자에게 안전한 농산물을 공급할 수 있으며, 생산단계에서 안전성 조사를 필요한 농산물이 시장 출하 후에도 MRL이하로 잔류하도록 유도함으로써 생산자인 농업인의 보호에도 기여할 수 있다고 판단되어 회귀계수 최소값(최장반감기)을 적용하여 생산단계 잔류농약 허용기 준(Field tolerance) 을 설정하였다 (성, 2004). 표 10과 같이 작성된 회귀식으로부터 5.5 일로 가장 긴 감소양상을 보이는 GC('O6 year) standard의 회귀식을 적용하여 표 11과 같은 field tolerance을 설정하였다. 출하일의 2.
성능/효과
- 75 mg # 검출되었다. 1 년차 시료를 GC로 분석하면 2일차에서 32.3%(기준량), 43.6%(배량) 정도로 약제 감소하였고, 일정량씩 감소하여 10일차에서는 각각 78.0%(기준량), 80.4%(배량)의 감소율을 보였다. 이 결과로 회귀 식을 산출한 결과 기준량은 Y = 2.
- 88 mg #4이 검출되었다. 2 년차 시료에 기준량으로 약제 처리하면 2일차에서 33.1%(GC 분석), 34.0%(LC 분석) 정도로 감소하였고, 일정량씩감소하여 10일차에서는 각각 77.9%(GC 분석), 78.4% (LC 분석)의 감소율을 보였다. 이 결과로 회귀 식을 산출한 결과 GC 분석 시 Y = 3.
- 본 간편화된 GC분석법으로 재차 분석해보면 1 년차 4.7일 2 년차 5.1 일의 반감기로 재현성을 가지며, 열분해가 일어나지 않는 L#분석법으로도 4.7 일의 반감기를 나타내어 본 G0ECD의 열분해 된 분해물로도 잔류검사가 가능함을 알 수 있었다.
- 4%(배량)의 감소율을 보였다. 이 결과로 회귀 식을 산출한 결과 기준량은 Y = 2.9987-e-01500t, 배량은 Y = 5.174ie°q85t와 같은 식으로 나타났으며 이 식에 대한 결정계수 1값은 기준량 0*, *.9896 배량 *0.* 9774 으로 1% 오차범위내의 유의성을 나타내었다. 산출된 회귀 식으로 반감기를 계산한 결과 기준량은 4.
- 표 7의 회수율에서처럼, 본 GC분석에서의 잔류량이 HPLQ분석보다 다소 높은 경향을 나타내었다. ChlorfluazuB(아타브론 유제)은 저농도(AI.
후속연구
- 생산단계의 농산물에 대한 안전성조사는 생산과정 즉, 재배단계에서 시료를 채취하여 분석한 결과를 잔류허용기준과 비교하여 기준초과 여부를 판단해서 출하 연기, 용도전환, 폐기 등의 조치를 취해왔다. 그러나 생산자의 측면에서는 생산당시의 잔류허용량으로 안전성 유무를 평가할 수 있다면, 출하시기를 결정할 수 있어서 크게 도움이 될 것이다. 이에 따라, 1999년도에 농촌진흥청 자료 132개의 기준으로 출발해서, 2002년부터 국립농산물품질관리원에서 실시하고 있는 생산단계농산물에 대한 잔류농약허용기준 설정 연구사업의 결과로 2006년 6월부터는 총 286개의 생산단계허용기준을 시행하게 되었다(농림부고시, 2006).
- 기후, 재배환경, 지역특성 등에서 오는 변동요인들을 감안하여 안전한 잔류허용기준을 마련하려면 설정 가능한 최장의 반감기 구축이 필요하다. 본 연구에서 설정한 field tolerance는 고시된 허용기준을 95% 신뢰구간 내에 포함하였으며, 생산단계의 농산물에 대한 잔류농약 안전성 평가에 이론적 근거의 마련과 과학적 기초자료를 제공할 것이다.
- 최장의 반감기 구축이 필요하다. 본 연구에서 설정한 field tolerance는 고시된 허용기준을 95% 신뢰구간 내에 포함하였으며, 생산단계의 농산물에 대한 잔류농약 안전성 평가에 이론적 근거의 마련과 과학적 기초자료를 제공할 것이다.
- 이에 따라, 1999년도에 농촌진흥청 자료 132개의 기준으로 출발해서, 2002년부터 국립농산물품질관리원에서 실시하고 있는 생산단계농산물에 대한 잔류농약허용기준 설정 연구사업의 결과로 2006년 6월부터는 총 286개의 생산단계허용기준을 시행하게 되었다(농림부고시, 2006). 생산단계 농산물의 잔류농약허용기준설정은 출하 후 최대잔류허용기^(maximum residue limit, MRL) 이 초과되어 입을 수 있는 농업인의 재산상의 손해와 형사처벌로 인한 불이익을 사전에 예방할 수 있을 뿐만 아니라 안전성이 확인된 농산물이 공급되도록 하여 소비자의 건강보호에도 기여할 것이다.
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