[논문]신구저수지의 유기인계 농약 분포와 특성

홍성진; 최진영; 양동범; 신경훈

신구저수지의 유기인계 농약 분포와 특성
Distribution and Characteristics of Organophosphorous pesticides in Shingu Reservoir, Korea 원문보기

한국육수학회지 = Korean journal of limnology, v.40 no.2, 2007년, pp.318 - 326

홍성진 (한양대학교 해양환경과학과) , 최진영 (한국해양연구원) , 양동범 (한국해양연구원) , 신경훈 (한양대학교 해양환경과학과)

초록
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농업용 관개용수로 이용되는 우리나라의 전형적인 얕은 부영양 저수지인 신구 저수지에서 잔류 유기인계 농약의 분포 특성에 대해 연구하였다. 29종의 유기인계 농약에 대해 분석한 결과 저수지 내 잔류 농약은 8월에 IBP(1340.7${\sim}$16030.1 ng $L^{-1}$), DDVP (58.7${\sim}$127.6 ng $L^{-1}$), dyfonate (N.D.${\sim}$20.3 ng $L^{-1}$) 그리고 parathion-methyl (N.D.${\sim}$41.9 ng $L^{-1}$)이 주로 검출되었고, 9월에는 IBP (202.5${\sim}$213.2 ng $L^{-1}$), DDVP (100.7${\sim}$340.5 ng $L^{-1}$), dyfonate (N.D.${\sim}$25.0 ng $L^{-1}$)뿐만 아니라 mevinfos, ethoprofos, phorate, chlorfenvinfos 그리고 methidathion이 검출되었다. 저수지 내 유기인계 농약의 수직 분포는 중층에서 최대를 보이는 것으로 나타났으며 이는 표층의 활발한 광분해와 성층에 의한 것으로 보인다. 입자에 흡착하여 존재하는 농약으로는 IBP와 DDVP가 있었으며 저수지 내 수직 분포는 표층보다 저층에 높은 값을 나타내었다. 그 이유는 유입된 농약이 입자에 흡착하여 침강하였기 때문으로 볼 수 있다. 8월과 9월의 잔류 유기인계 농약의 종류와 농도의 차이는 월별 사용량의 차이로 사료되며 검출된 농도는 기존 연구 결과에 비추어 보았을 때 수중 생물에 급성독성을 주는 수준은 아니었지만 일본의 수질환경기준 감시 필요항목을 일부 초과하는 값을 보여 수중 생물에 영향을 미칠 가능성이 있으므로 향후 보다 많은 연구가 필요하다고 몬다. 또한 이번 연구에서 나타난 유기인계 농약에는 소량이지만 EPA에서 지정한 I급의 강한 독성을 가진 살충제 (dyfonate, parathionmethyl, mevinfos, phorate, chlorfenvinfos, methidathion))가 검출되었고, 유기인계 농약의 특징인 불안정성에 의해 광분해 및 미생물 분해를 통해 이미 분해가 진행 중이어서 본래의 유기인 화합물이 검출되지 않았을 가능성이 있다. 그리고 유기인계 농약이 완전히 분해되어 생성된 유기인계 농약 기원의 영양염류가 저수지 내로 많은 양이 유입된다면, 부영양화에 기여할 가능성이 있다. 따라서 농업용 저수지에서 유기인계 농약의 농도 분포는 물론이고 중간 생성물과 그 독성, 광분해 및 미생물 분해의 메커니즘, 그리고 최종 산물에 대한 연구가 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

Characteristics of organophoshhorus pesticides (OPs) distribution were investigated in Shingu Reservoir, as a shallow eutrophic agriculture reservoir in Korea. In August 2006, IBP, DDVP and dyfonate were detected in the water column of Singu Reservoir, ranging from 1340.7 to 16030.1 ng $L^{-1}$, 58.7 to 127.6 ng $L^{-1}$ and N.D. to 20.3 ng $L^{-1}$, respectively, However, in September 2006, mevinfos, ethoprofos, phorate, chlorfenvinfos, and methidathion were also found in addition to IBP (202.5${\sim}$213.2 ng $L^{-1}$), DDVP (100.7${\sim}$340.6 ng $L^{-1}$) and dyfonate (N.D.${\sim}$25.0 ng $L^{-1})$. Maximum concentrations of OPs were observed at the middle depth in August, which might be related with photo-oxidation. On the other hand, IBP and DDVP among the OPs were detected in suspended particles, suggesting the relatively active adsorption reactivity. The composition of OPs varied temporally on account of the influence of inflow water from its surrounding areas. In the present study, the observed OPs concentrations seem to be not acute toBic levels to aquatic organisms in Shingu Reservoir, considering the standard monitoring levels of U.S. Environmental Protection Agency and Japan Ministry of Environment.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

농업용 관개용수로 이용되는 우리나라의 전형적인 얕은 부영양 저수지인 신구 저수지에서 잔류 유기인계 농약의 분포 특성에 대해 연구하였다.29종의 유기 인계 농약에 대해 분석한 결과 저수지 내 잔류 농약은 8월에 IBP(1340.
본 연구는 농업용 관개 용수로 이용되는 우리나라의 전형적 인 얕은 부영 양 저수지인 신구저수지에서 저수지와 유입수로에서의 유기인계 농약의 분포 특성을 파악해보고 수질 환경 기 준과 비교해 봄으로서 유기인계 농약이 저수지에 서식하는 생물과 수질 환경에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대해 알아보았다.

제안 방법

유기인계 농약분석 방법은 TolosaetaZ.(1996)의 방법을 응용하여 사용하였다.
추출하였다. 20분간 초음파 세척기 (sonicator, Powersonic 420, Hwa-shirO에서 추출을 하고 10분 이상 흔들어 추출하였으며 이 과정을 두 번 더 반복하였다. 그 다음에 5mg의 Flori-sil®(60~100 mesh, Ridel Co.
20분간 초음파 세척기 (sonicator, Powersonic 420, Hwa-shirO에서 추출을 하고 10분 이상 흔들어 추출하였으며 이 과정을 두 번 더 반복하였다. 그 다음에 5mg의 Flori-sil®(60~100 mesh, Ridel Co.)과 anhydrous sodium sulphate, 그리고 GF/F 여과지가 채워진 컬럼을 통과 시켜 잔류 수분과 입자를 제거시킨 후 최종적으로 질소 가스로 250uL로 농축하여 GC-NPD로 정량하였다.
2에 나타내었다. 분석 방법의 신뢰성을 검증하기 위해서 16종의 유기인계 농약의 표준물질 (OPP-8140JM, ChemService)을 인공 해수에 첨가하여 회수율을 구하였다. 5회의 반복실험 결과 구한 회수율은 DDVP가 88.
채집한 시료를 GF/F 여과지 (Glass micro fiber, What-man)로 여과하여 용존 태와 입자에 흡착한 유기인계 농약을 따로 분리하여 실험하였으며, 용존태는 1L의 샘플을 분액깔때기에 담고 내부 표준물질로 250 ng의 triph-enylphosphate를 넣은 뒤 60 mL의 dichloromethane (CH₂C₁₂, Merck, Germany)으로 추출하여 유기층만 따로분리하였다. 두 번 더 추출과정을 거쳐 분리된 시료를anhydrous sodium sulphate/} 1 ~2 cm로 채워진 컬럼을통과시켜 수분을 제거한 뒤 회전식 증발기 (rotary evaporator)^.

대상 데이터

55 km?)농업용 저수지로 국내의 전형적인 얕은 부영양 저수지 이다(농업기반공사, 2001; 김과 황, 2004). 시료 채취 정점은 Fig. 1과 같고, 2006년 8월 7일과 9월 14일에 저수지 내와 유입수로에서 시료를 채집하였다.
유기 인계 농약 분석을 위한 시료는 무인세제로 세척된 4L의 갈색 유리병을 사용하였으며 채집 후 바로 냉장 보관하여 일주일 내에 모두 분석하였다. 유기인계 농약분석 방법은 TolosaetaZ.

성능/효과

분포 특성에 대해 연구하였다.29종의 유기 인계 농약에 대해 분석한 결과 저수지 내 잔류 농약은 8월에 IBP(1340.7-16030.1 ng L"1), DDVP (58.7-127.6 ng L-1), dyfonate (N.D. — 20.3 ng L-1) 그리고 parathion-methyl (N.D. ~41.9 ng L-1)이 주로 검출되 었고, 9월에는 IBP(202.5-213.2 ng L'1), DDVP (100.7 ~340.5 ng V1), dyfonate (N.D. ~ 25.0 ng L「') 뿐만 아니라 mevinfos, ethoprofos, phorate, chlorfenvinfos 그리고 methidathion이 검출되었다. 저수지 내 유기인계 농약의 수직 분포는 중층에서 최대를 보이는 것으로 나타났으며 이는 표층의 활발한 광분해와 성층에 의한 것으로 보인다.
분석 방법의 신뢰성을 검증하기 위해서 16종의 유기인계 농약의 표준물질 (OPP-8140JM, ChemService)을 인공 해수에 첨가하여 회수율을 구하였다. 5회의 반복실험 결과 구한 회수율은 DDVP가 88.68%, mevinphos는 78.36%, diazinon 이 98.36%, parathion-methyl104.77%, 그리고 azin- phos-methyle 86.31%였고 검출한계는 IBP가 1.8 ng L'1, DDVP가 0.58 ng IL 그리고 chlorpyrifos가 1.06 ng L-1였다.
(Howard, 1991). DDVP는 EPA (U.S. Environmental Protection Agency)에서 지정한 I급의 고독성에 해당하는 농약이지만 이번 연구에서 나온 수치는 저수지 내 생물에 급성독성을 일으킬 만한 농도는 아닌 것으로 나타났다.
(Johnson and Finley, 1980; Mayer and Ellersieck, 1986; Kidd and James, 1991). 따라서 이번 연구에서 검출된 Dyfonate, mevinfos, phorate 그리고 methidathione 기존 연구결과와 비교하였을 때 수중생물에 급성독성을 줄만한 수치는 아닌 것으로 볼 수 있다.
3 mg L-i라고 보고되었다 (한국작물보호협 회, 2000). 또한 IBP는 생물체에 대한 독성이 높지 않은 저독성 살균제로 본 연구에서 검출된 농도는 서식 생물에 급성 독성을 가져올 만한 수치는 아닌 것으로 볼 수 있다.
이번 실험의 결과를 일본 환경청 (www.env.go.jp)에서 지정한 수질환경기준 감시필요항목(DDVP: 8000ng L x) 과 비교하였을 때, DDVP 농도는 8월 (58.7-127.6 ng L-1) 과 9월 (100.7~340.5 ng L-1)에 모두 기준치보다 낮은 농도를 나타내었다.
저수지 내 유기인계 농약의 수직 분포는 중층에서 최대를 보이는 것으로 나타났으며 이는 표층의 활발한 광분해와 성층에 의한 것으로 보인다. 입자에 흡착하여 존재하는 농약으로는 IBP와 DDVP가 있었으며 저수지 내 수직 분포는 표층보다 저층에 높은 값을 나타내었다. 그 이유는 유입된 농약이 입자에 흡착하여 침강하였기 때문으로 볼 수 있다.

후속연구

그 이유는 유입된 농약이 입자에 흡착하여 침강하였기 때문으로 볼 수 있다. 8월과 9월의 잔류 유기 인계 농약의 종류와 농도의 차이는 월별 사용량의 차이로 사료되며 검출된 농도는 기존 연구 결과에 비추어 보았을 때 수중 생물에 급성독성을 주는 수준은 아니었지만 일본의 수질환경기준 감시 필요항목을 일부 초과하는 값을 보여 수중 생물에 영향을 미칠 가능성이 있으므로 향후보다 많은 연구가 필요하다고 본다. 또한 이번 연구에서 나타난 유기 인계 농약에는 소량이지만 EPA에서 지정한
그리고 유기인계 농약이 완전히 분해되어 생성된 유기인계 농약 기원의 영양염류가 저수지 내로 많은 양이 유입된다면, 부영양화에 기여할 가능성이 있다. 따라서 농업용 저수지에서 유기 인계 농약의 농도 분포는 물론이고 중간 생성물과 그 독성, 광분해 및 미생물분해의 메커니즘, 그리고 최종 산물에 대한 연구가 필요하다.
의해 분해가 진행 중일 가능성이 있다. 따라서 본래의 유기인계 농약 화합물이 낮게 검출되었다고 해서 서식생물에 영향을 주지 않는다고 단정하기에는 무리가 있으며, 중간생성물과 독성 그리고 시너지 효과에 대한 상세한 연구가 필요하다고 본다. 그리고 유기 인계 농약이 완전히 분해되어서 생물에 더 이상 독성을 나타내지 않는다고 하여도 그 최종 산물로 인산염이나 질산염의 영양염류가 생성되며, 그러한 유기인계 농약 기원의 영양염류가 저수지 내로 많은 양이 유입된다면, 부영양화에 기여할 가능성이 있다.

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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