포도의 재배기간 중 살충제 bifenthrin의 생산단계 농약잔류허용기준의 설정 Establishment of Pre-Harvest Residue Limit (PHRL) of Insecticide Bifenthrin during Cultivation of Grape원문보기
본 연구는 포도 재배 중 살충제 bifenthrin을 살포하고, 살포 후 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15일에 포도 시료를 채취하여 bifenthrin을 분석하고 bifenthrin의 생물학적 반감기를 산출한 다음 생산단계 농약 잔류허용기준(PHRL; Pre-Harvest Residue Limit)을 설정하였다. 포도 중 bifenthrin은 acetonitrile과 dichloromethane 으로 추출 및 분배 하여 GC/ECD로 분석 하였다. Bifenthrin의 정량한계는 0.01 ng이었고, 평균 회수율은 0.1 및 $0.5\;mg\;kg^{-1}$ 두 수준에서 각각 $104.08{\pm}1.24%$와 $92.25{\pm}3.13%$이었다. 포도 중 bifenthrin의 기준량 및 배량 살포시 생물학적 반감기는 각각 21일과 23일로 계산되었다. 또한 증체량에 따른 희석효과가 bifenthrin의 잔류량 감소에 있어 주요인자로 작용하지는 않았다. 잔류감소 회귀식을 이용한 생산단계 농약 잔류허용기준은 수확 10일전 $0.60\;mg\;kg^{-1}$, 또는 5일전 $0.55\;mg\;kg^{-1}$으로 제안하였다.
본 연구는 포도 재배 중 살충제 bifenthrin을 살포하고, 살포 후 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15일에 포도 시료를 채취하여 bifenthrin을 분석하고 bifenthrin의 생물학적 반감기를 산출한 다음 생산단계 농약 잔류허용기준(PHRL; Pre-Harvest Residue Limit)을 설정하였다. 포도 중 bifenthrin은 acetonitrile과 dichloromethane 으로 추출 및 분배 하여 GC/ECD로 분석 하였다. Bifenthrin의 정량한계는 0.01 ng이었고, 평균 회수율은 0.1 및 $0.5\;mg\;kg^{-1}$ 두 수준에서 각각 $104.08{\pm}1.24%$와 $92.25{\pm}3.13%$이었다. 포도 중 bifenthrin의 기준량 및 배량 살포시 생물학적 반감기는 각각 21일과 23일로 계산되었다. 또한 증체량에 따른 희석효과가 bifenthrin의 잔류량 감소에 있어 주요인자로 작용하지는 않았다. 잔류감소 회귀식을 이용한 생산단계 농약 잔류허용기준은 수확 10일전 $0.60\;mg\;kg^{-1}$, 또는 5일전 $0.55\;mg\;kg^{-1}$으로 제안하였다.
Pre-Harvest Residue Limit (PHRL) of bifenthrin during cultivation of grape was established by utilizing the dissipation curve and biological half-life of bifenthrin calculated from the analysis of 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15 days after treatment of bifenthrin. Grape sample was extracted and partitioned...
Pre-Harvest Residue Limit (PHRL) of bifenthrin during cultivation of grape was established by utilizing the dissipation curve and biological half-life of bifenthrin calculated from the analysis of 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15 days after treatment of bifenthrin. Grape sample was extracted and partitioned with acetonitrile and dichloromethane, respectively, and bifenthrin was determined with GC/ECD. Limit of quantitation (LOQ) of bifenthrin was 0.01 ng. Recoveries at two fortification levels of 0.1 and $0.5\;mg\;kg^{-1}$ were $104.08\;{\pm}\;1.24$ and $92.25\;{\pm}\;3.13%$, respectively. The biological half-lives of bifenthrin were about 21 days at standard application rate, while, 23 days at double application rate. Dissipation of bifenthrin on grape was not influenced by growth dilution effect. The PHRLs of bifenthrin were recommended as 0.60 and $0.55\;mg\;kg^{-1}$ for 10 and 5 days before harvest, respectively.
Pre-Harvest Residue Limit (PHRL) of bifenthrin during cultivation of grape was established by utilizing the dissipation curve and biological half-life of bifenthrin calculated from the analysis of 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15 days after treatment of bifenthrin. Grape sample was extracted and partitioned with acetonitrile and dichloromethane, respectively, and bifenthrin was determined with GC/ECD. Limit of quantitation (LOQ) of bifenthrin was 0.01 ng. Recoveries at two fortification levels of 0.1 and $0.5\;mg\;kg^{-1}$ were $104.08\;{\pm}\;1.24$ and $92.25\;{\pm}\;3.13%$, respectively. The biological half-lives of bifenthrin were about 21 days at standard application rate, while, 23 days at double application rate. Dissipation of bifenthrin on grape was not influenced by growth dilution effect. The PHRLs of bifenthrin were recommended as 0.60 and $0.55\;mg\;kg^{-1}$ for 10 and 5 days before harvest, respectively.
또한 시험기간 중 과수원의 온도 및 습도를 측정하기 위하여 SATO 사의 온습도계(SK-L200THIIα)를 이용하여 1시간 간격으로 온도와 습도를 측정하였다.
무처리 포도 시료 20 g을 마쇄한 후 각각 시료기준으로 0.1 mg kg-1 및 0.5 mg kg-1이 되도록 bifenthrin 표준용액을 처리한 다음 100 mL의 acetonitrile을 첨가하여 30분간 진탕 추출하였다. 진탕이 끝난 균질시료를 Whatman GF/A filter paper와 celite 545를 이용하여 흡입여과한 후, 50 mL의 acetonitrile로 용기 및 잔사를 씻어 앞의 여과액과 합하여 40℃ 이하에서 감압농축 하였다.
본 연구는 살충제 bifenthrin의 포도 중 정밀분석법을 개발 및 확립하고, 비가림 재배되고 있는 포도에 살포하여 일정시점별로 포도 중의 잔류된 bifenthrin의 수준을 조사하고, 분해감소회귀식과 생물학적 반감기를 산출하여 비가림 재배 포도에 대한 bifenthrin의 수확 전 생산단계 농약잔류허용기준을 설정하여 추천하였다.
살포 후 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15일에 포도 시료를 채취하여 bifenthrin의 회수율 분석과 동일한 방법으로 분석하였다.
회수율 검증을 위해 마쇄한 무처리 시료에 bifenthrin 표준용액 10 MQL(0.1 mg kg-1)과 50 MQL(0.5 mg kg-1)이 되도록 첨가하고 각각 3회 반복하여 분석하였다. 포도 시료용액의 분석 크로마토그램에서 bifenthrin의 머무름 시간은 10.
대상 데이터
Acetonitrile, dichloromethane, hexane, methanol은 HPLC급을, sodium chloride, sodium sulfate anhydrous는 GR급을 사용하였다. Waring blender(51BL30, WARING, USA), 감압농축기(R-114, Buchi, Switzerland) 및 질소증발기(Pierce, USA)는 시료 추출 및 농축 시 사용하였다.
시험작물인 포도는 ‘캠벨’로서 수원시 권선구 서둔동에 위치한 서울대학교 농업생명과학대학 과수원에서 비가림 재배 하였다.
포도 중 bifenthrin의 분석은 electron capture detector (ECD)가 장착된 HP 6890 Series II(Hewlett Packard, U.S.A) GC를 사용하였다(Table 3).
데이터처리
Bifenthrin 분해감소의 생물학적 반감기는 Excel(Micorosoft 사)을 이용해 회귀식을 작성하고 계산하였고 PHRL은 앞에서 산출한 잔류감소회귀식에 국립농산물품질관리원에서 규정하고 있는 회귀계수(Fig. 2)의 신뢰구간을 적용하여 설정하였다.
성능/효과
Bifenthrin 표준용액(0.01-1.0 mg L-1)을 분석하여 얻은 검량선의 회귀방정식은 Y = 151x + 5.14 (R2 =0.997)로 직선성이 양호하였다.
기준량 처리시의 bifenthrin 잔류감소곡선을 기준으로 하여 포도 무게증가에 따른 bifenthrin의 희석효과를 배제한 감소곡선을 비교해보면 두 잔류감소곡선간의 잔류량 감소차이는 크지 않았다(Fig. 7). 포도는 시험약제 살포 시점부터 수확 시 까지 비대 생장이 급격한 농작물이 아니기 때문에 중량 증가에 의한 잔류농약의 희석효과는 오이(Lee 등, 2008)와 같이 급격히 생장하는 작물에 비해 크지 않은 것으로 판단된다.
검출한계는 기기 상에서 signal과 noise 비(S/N)가 2-3배 이상을 나타내는 분석물질의 양이고, 정량한계는 기기 상 S/N이 10배 이상(LOD의 3-5배이상)을 나타내는 분석물질의 양을 말한다(Miller, 2005). 본 연구에서 설정한 정량한계(LOQ)는 0.01 ng (LOD = 1/3LOQ, 0.003 ng)이었으며, 분석의 재현성을 알아보기 위해 본 연구에서 설정한 정량한계의 양(0.01 ng)을 연속으로 6번 분석한 결과 머무름 시간(tr), peak의 면적(Area), peak의 높이(Height)간의 오차가 작아 기기가 매우 안정되어 정밀한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단되었다(Table 4).
05 mg kg-1 이하 또는 MRL의 1/2 이하까지 검출이 가능하도록 추천하고 있다(이영득, 2009). 본 연구의 분석정량한계는(식 (1)) 0.01 mg kg-1으로서 잔류분석법 기준에 적합하였고, MRL 1/2 이하까지 검출이 가능하였다.
3). 약제 살포 일부터 살포 후 15일까지 포도시료의 무게는 0일차에 비해 89 g(29.6%) 증가한 것으로 나타났다(Fig. 4).
포도 재배 시 살충제 bifenthrin 수화제를 기준량과 배량 살포한 후 일정 간격마다 시험농약의 잔류량을 측정하여 농약잔류의 소실 양상을 파악한 결과 bifenthrin 기준량 살포시 초기 잔류농도는 0.35 mg kg-1로 MRL 이하였으나, 배량 살포시 초기 잔류농도는 0.73 mg kg-1으로 MRL보다 높았다(Fig. 6).
회수율 시험결과 0.1 및 0.5 mg kg-1 두 수준에서 각각 회수율은 104.08 ± 1.24와 92.25 ± 3.13%(Table 5)으로 식약청(이영득, 2009)에서 권고하는 70-120%, 변이계수 10% 이내의 수준을 만족하여 분석방법의 효율성을 입증하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
MRL이란?
따라서 농약이 지나치게 잔류된 농작물·식품을 섭취한다면 건강상의 문제가 발생될 수 있는 가능성이 있기 때문에 농작물 중 농약잔류허용기준(Maximum Residue Limit; MRL) 을 설정하여 국제적 수준에서는 물론, 국가차원에서도 관리 감독을 하고 있다. MRL은 수확 후 소비되는 농산물·식품에 잔류가 허용되는 최대 농약잔류농도를 말하며, 2009년 12월 10일 현재 418종의 농약에 대해 농산물의 농약잔류허용기준이 설정되었으며, 포도에는 약 160여종의 농약에 대해 잔류 허용기준이 설정되어 있다(식품의약안전청, 2009). MRL을만족하는 농산물·식품의 확보를 위해 잔류농약검사가 이루어지는데, 농산물 식품 중 잔류농약의 검사는 식품의약품안전청, 시도 보건환경 연구원, 국립농산물 품질관리원 등에서 수행을 하고 있으며, MRL을 초과한 부적합 농산물들은 대부분 폐기처분하게 되고 이러한 결과는 농산물 생산비와 유통비용은 물론 그 처리비용으로 인하여 생산자 농민에게 막대한 손실을 입히게 된다.
농약이 여러 형태의 화학구조를 가지고 있는 이유는 무엇인가?
하지만 농업용으로 사용되는 약제는 다양한 종류의 병해충 및 잡초를 효과적으로 방제하기 위하여 여러 형태의 화학구조를 가지고 있고 사용되고 난 후에도 환경조건 등에 따라 환경 및 농작물 중에 잔류되는 경우가 있다(정 등, 2004), (Kim과 Choi, 1992).
농산물 식품 중 잔류농약의 검사 어디에서 수행하고 있는가?
MRL은 수확 후 소비되는 농산물·식품에 잔류가 허용되는 최대 농약잔류농도를 말하며, 2009년 12월 10일 현재 418종의 농약에 대해 농산물의 농약잔류허용기준이 설정되었으며, 포도에는 약 160여종의 농약에 대해 잔류 허용기준이 설정되어 있다(식품의약안전청, 2009). MRL을만족하는 농산물·식품의 확보를 위해 잔류농약검사가 이루어지는데, 농산물 식품 중 잔류농약의 검사는 식품의약품안전청, 시도 보건환경 연구원, 국립농산물 품질관리원 등에서 수행을 하고 있으며, MRL을 초과한 부적합 농산물들은 대부분 폐기처분하게 되고 이러한 결과는 농산물 생산비와 유통비용은 물론 그 처리비용으로 인하여 생산자 농민에게 막대한 손실을 입히게 된다. 또한 잔류농약검사가 진행되는 동안 수거할 시간이 없어 MRL이 초과된 상태로 농산물이 소비되어 소비자의 건강 위해성 문제를 일으킬 수 있기 때문에 농산물 식품 중 잔류농약은 국가 사회전반에 걸친 중요한 사안이다 (Lee 등, 2008).
참고문헌 (16)
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식품의약악전청 (2009) 식품의 농약 잔류허용기준
이영득 (2009) 식품공전 잔류농약분석법 실무 해설서 pp.3, 식품의약안전청
(주) 랩프런티어 (2004) 식품 중 동시다성분 분석법 개선연구 pp.89, 식품의약안전청
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