2006년 5월부터 9월까지 아산만의 유기인계 농약의 분포특성에 대해 조사하였다, 조사기간 중 표층수와 부유입자 시료에서 28개의 유기인계 농약이 검출되었다. 조사해역의 표층수에서 가장 많이 존재하는 유기인계 농약은 IBP와 DDVP로 각각 N.D.${\sim}$014.4, 3.2${\sim}$696.3 ng/L의 농도로 측정되었다. 유기인계 농약은 아산만에서 7월과 8월에 가장 높은 농도분포를 보였으며, 이는 농약의 사용 및 강수와 관계가 있었다. 조사 해역에서 유기인계 농약은 상류에서 하류로 갈수록 농도가 뚜렷이 감소하여 육상기원 잔류농약이 연안의 해양환경내로 유입된 후 분해 희석됨을 보여주었다. 조사기간 중의 아산만 해역의 유기인계 농약의 분포는 다른 지역에서 조사된 것 보다 높은 농도를 보였다, 검출된 유기인계 농약의 농도는 우리나라 해역의 수질기준 중 유기인계 농약의 잔류 허용치를 넘지 않았다. 분석된 유기인계 농약 중 DDVP, IBP, Diazinon, Phorate, Azinphos ethyl, Chlorfenvinfos는 부유입자에 흡착하는 성질이 다른 농약보다 큰 것으로 나타났고 흡착계수 $(K_d)$는 Log$K_ow$와 밀접한 관계가 있었다.
2006년 5월부터 9월까지 아산만의 유기인계 농약의 분포특성에 대해 조사하였다, 조사기간 중 표층수와 부유입자 시료에서 28개의 유기인계 농약이 검출되었다. 조사해역의 표층수에서 가장 많이 존재하는 유기인계 농약은 IBP와 DDVP로 각각 N.D.${\sim}$014.4, 3.2${\sim}$696.3 ng/L의 농도로 측정되었다. 유기인계 농약은 아산만에서 7월과 8월에 가장 높은 농도분포를 보였으며, 이는 농약의 사용 및 강수와 관계가 있었다. 조사 해역에서 유기인계 농약은 상류에서 하류로 갈수록 농도가 뚜렷이 감소하여 육상기원 잔류농약이 연안의 해양환경내로 유입된 후 분해 희석됨을 보여주었다. 조사기간 중의 아산만 해역의 유기인계 농약의 분포는 다른 지역에서 조사된 것 보다 높은 농도를 보였다, 검출된 유기인계 농약의 농도는 우리나라 해역의 수질기준 중 유기인계 농약의 잔류 허용치를 넘지 않았다. 분석된 유기인계 농약 중 DDVP, IBP, Diazinon, Phorate, Azinphos ethyl, Chlorfenvinfos는 부유입자에 흡착하는 성질이 다른 농약보다 큰 것으로 나타났고 흡착계수 $(K_d)$는 Log $K_ow$와 밀접한 관계가 있었다.
Distribution characteristics of organophosphorous pesticides (OPs) were studied over the period from May to September, 2006 in Asan Bay, Korea. During the study period, 28 kinds of organophosphorous pesticides dissolved in surface water and adsorbed on suspended particle were measured. In the surfac...
Distribution characteristics of organophosphorous pesticides (OPs) were studied over the period from May to September, 2006 in Asan Bay, Korea. During the study period, 28 kinds of organophosphorous pesticides dissolved in surface water and adsorbed on suspended particle were measured. In the surface water, the dominant OPs were IBP and DDVP, and the concentration were in the ranges from not detected to 2014.4 ng/L for IBP and 3.2 to 696.3 ng/L for DDVP. The highest concentrations of OPs in the surface waters in Asan Bay appeared in July and August showing that seasonal distributions of OPs depend on application time and precipitation. The concentrations of OPs generally decreased with the increase of distance from the mouth of Asan Bay, implying progressive dilution of pesticides in the estuarine system. OPs residue in Asan Bay was relatively higher than in other area of Korea. The concentrations of the observed OPs concentrations did not exceed the seawater quality standard of Korea. DDVP, IBP, Diazinon, Phorate, Azinphos ethyl and Chlorfenvinfos had higher adsorption capacity onto suspended particle than the other OPs. In the study area, adsorption coefficients $(K_d)$ of OPs were closely related to the Log $K_ow$ of each compound.
Distribution characteristics of organophosphorous pesticides (OPs) were studied over the period from May to September, 2006 in Asan Bay, Korea. During the study period, 28 kinds of organophosphorous pesticides dissolved in surface water and adsorbed on suspended particle were measured. In the surface water, the dominant OPs were IBP and DDVP, and the concentration were in the ranges from not detected to 2014.4 ng/L for IBP and 3.2 to 696.3 ng/L for DDVP. The highest concentrations of OPs in the surface waters in Asan Bay appeared in July and August showing that seasonal distributions of OPs depend on application time and precipitation. The concentrations of OPs generally decreased with the increase of distance from the mouth of Asan Bay, implying progressive dilution of pesticides in the estuarine system. OPs residue in Asan Bay was relatively higher than in other area of Korea. The concentrations of the observed OPs concentrations did not exceed the seawater quality standard of Korea. DDVP, IBP, Diazinon, Phorate, Azinphos ethyl and Chlorfenvinfos had higher adsorption capacity onto suspended particle than the other OPs. In the study area, adsorption coefficients $(K_d)$ of OPs were closely related to the Log $K_ow$ of each compound.
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문제 정의
본 연구는 아산만 해역으로의 유기인계 농약의 유입경로와 시·공간적인 분포 및 이에 영향을 주는 요인을 밝히고자 하였다.
따라서 부유입자에 흡착되는 유기인계 농약은 연안생태계에 농약에 대한 노출기회를 늘릴 뿐 아니라 노출 시간을 연장시킬 수 있다. 본 연구에서는 부유입자에 흡착된 유기인계 농약에 관해서도 조사하였다. 분석된 유기인계 농약 중 DDVP, IBP, Diazinon, Phorate, Azinphos ethyl, Chlorfenvinfos가 부유입자에 흡착하는 성질이 있는 것으로 나타났으며 검출 농도 범위는 각각 N.
제안 방법
각 시료에 대해 28개의 유기인계 농약성분을 분석하였으며 (Table 2), 이는 세계야생동물보호기금(The World Life Fund, WWF)과 일본 환경성(Ministry of the Environment)에서 내분비계 장애물질(The endocrine disrupting chemicals, EDC)로 분류된 물질과 국내에서 사용되는 것으로 등록된 물질을 기준으로 선정하였다. 분석된 각 유기인계 물질들은 각각의 표준물질의 머무름 시간차이와 크로마토그램에서 얻어진 각 피크의 면적과 성분별 농도의 상관 관계식 및 내부 표준물질을 이 용해 정성 및 정량을 하였다.
분석은 GC/NPD를 이용해 이루어졌으며 기기의 분석 조건 및 세부사항은 Table 1과 같다. 실험의 정확도를 구하기 위해서 EPA Method 8140(U.
시료는 희석된 아세트산을 첨가하여 pH를 약산성으로 적정한 후, 4℃이하에서 냉장 보관하였다. 분석은 시료채취 후 일주일 이내에 하는 것을 원칙으로 하였다.
유기인계 농약의 공간적 분포특성을 더욱 자세히 보기 위해서, 8월에 정점 AL2～AL3, SL2～SL4를 비롯해 정점 1～13까지 IBP와 DDVP를 중점적으로 분석하였다. IBP분포는 Fig.
유리섬유 GF/F여과지를 이용하여 분리된 부유입자시료는 50mL Teflon test tube(Nalgene)에 넣은 후 일정량의 내부표준물질(Surrogate standard, Triphenylphosphate) 과 DCM : Acetone(8:2, v/v) 30ml를 첨가하고 shaker를 이용하여 1시간동안 흔들어 유기인계 농약을 추출하였다. 추출액을 플라스크에 옮겨 담고 이 과정을 2번 반복한 후, 표층수 시료와 같은 방법으로 처리 및 보관하였다.
채수는 수표면의 여러 가지 요인에 의한 오차를 배제하기 위하여, 수표면(surface film)에 닿지 않게 표면 10～50cm아래에서 갈색 유리병을 이용하여 이루어졌고, 시료 채취 후 즉시 차광 후 냉장 보관하여 실험실까지 운반하였다. 시료는 희석된 아세트산을 첨가하여 pH를 약산성으로 적정한 후, 4℃이하에서 냉장 보관하였다.
대상 데이터
2006년 5월부터 9월까지 연구기간 동안 28가지의 유기인계 농약이 검출 되었으며 검출빈도와 농도 등을 Table 2에 요약하였다. 이 중 가장 빈번하게 많은 지역에서 비교적 높은 농도를 보인 유기인계 농약은 IBP, DDVP로, 농도는 각각 N.
유기인계 농약의 분석은 시간적인 변화를 보기 위해서 2006년 5월부터 9월까지 매 월, 공간적인 분포와 잔류패턴을 보기 위해서 여러 지점에서 채취한 표층수와 부유물질을 대상으로 하였다. 각 시료에 대해 28개의 유기인계 농약성분을 분석하였으며 (Table 2), 이는 세계야생동물보호기금(The World Life Fund, WWF)과 일본 환경성(Ministry of the Environment)에서 내분비계 장애물질(The endocrine disrupting chemicals, EDC)로 분류된 물질과 국내에서 사용되는 것으로 등록된 물질을 기준으로 선정하였다. 분석된 각 유기인계 물질들은 각각의 표준물질의 머무름 시간차이와 크로마토그램에서 얻어진 각 피크의 면적과 성분별 농도의 상관 관계식 및 내부 표준물질을 이 용해 정성 및 정량을 하였다.
검량곡선에 사용되는 유기인계 농약의 표준물질 및 내부표준물질은 Chemservice와 Accustandard 및 Waco사에서 인증된 용액을 구입하여 사용하였다.
시료채취는, 이전 연구(Choi et al., 2006)를 통해 이 지역에서 농약이 많이 사용될 것으로 예상되는 시기를 기준으로 하여 2006년 5월부터 9월까지 매달 이루어졌으며, 조사 정점은 Fig. 1과 같다. 정점 SL1～SL4는 삽교호의 내측, 정점 AL1～AL2는 아산호의 내측으로 삽교호와 아산호로부터의 유기인계 농약의 유입을 보기 위하여 선택하였다.
실험에 사용된 Dichloromethane(DCM, 이하 DCM), Acetone, Acetic acid 등 모든 유기용매는 모두 Merck 사에서 GC 분석용으로 99% 이상의 고순도급을 구입하여 사용하였다.
실험에 사용된 유리초자 기구와 유리섬유 여과지(GF/F, Whatman), 유리섬유, 무수황산나트륨(Sodium sulfate), 유리피펫 등은 모두 450℃에서 4시간 이상 태우고 사용하기 전에 DCM으로 세척하여 사용하였다.
유기인계 농약의 분석은 시간적인 변화를 보기 위해서 2006년 5월부터 9월까지 매 월, 공간적인 분포와 잔류패턴을 보기 위해서 여러 지점에서 채취한 표층수와 부유물질을 대상으로 하였다. 각 시료에 대해 28개의 유기인계 농약성분을 분석하였으며 (Table 2), 이는 세계야생동물보호기금(The World Life Fund, WWF)과 일본 환경성(Ministry of the Environment)에서 내분비계 장애물질(The endocrine disrupting chemicals, EDC)로 분류된 물질과 국내에서 사용되는 것으로 등록된 물질을 기준으로 선정하였다.
1과 같다. 정점 SL1～SL4는 삽교호의 내측, 정점 AL1～AL2는 아산호의 내측으로 삽교호와 아산호로부터의 유기인계 농약의 유입을 보기 위하여 선택하였다. 정점 1～14는 담수호들로부터 연안으로의 유기인계 농약의 유입과, 염분변화에 따른 유기인계 농약의 공간적 분포변화를 보기 위하여 선정하였다.
데이터처리
EPA)에서 제시한 방법대로 이 실험에 대한 신뢰도를 평가하였다. MDL로 예상되는 값보다 3-5배정도의 유기인계 농약의 표준물질들을 인공해수에 풀어서 본 연구에서 사용한 방법과 동일한 실험을 5-7번 반복하여 평균 회수율을 구하고, 분석 값들의 표준편차에 통계값 tn-1.99%(n=5-7)를 곱하여 각각의 MDL을 구하였다. 구해진 28가지 유기인계 농약의 MDL은 0.
이론/모형
시료의 모든 분석은 7일 이내에 이루어 졌으며 EPA Method 8140(U.S.EPA)의 방법을 따랐다. 각 시료는 GF/F유리섬유여과지로 여과하여, 물과 부유입자시료로 분리하였다.
분석은 GC/NPD를 이용해 이루어졌으며 기기의 분석 조건 및 세부사항은 Table 1과 같다. 실험의 정확도를 구하기 위해서 EPA Method 8140(U.S. EPA)에서 제시한 방법대로 이 실험에 대한 신뢰도를 평가하였다. MDL로 예상되는 값보다 3-5배정도의 유기인계 농약의 표준물질들을 인공해수에 풀어서 본 연구에서 사용한 방법과 동일한 실험을 5-7번 반복하여 평균 회수율을 구하고, 분석 값들의 표준편차에 통계값 tn-1.
계절적인 분포는 물에서의 검출결과와 같이 대부분 6월, 7월이 가장 높게 검출되었다. 조사해역에서 유기인계 농약이 부유 입자에 흡착된 정도를 알아보기 위하여, Freundlich 흡착 등온식(Chen et al., 2004; 임과 이, 2004; 조 등, 2004)을 사용하여 간단하게 흡착상수 Kd값을 계산하였다. 조사기간 중에 부유입자에서 검출빈도가 높은 유기인계 농약은 DDVP와 IBP이었다.
성능/효과
4). DDVP의 결과 역시 염분과 역 상관관계를 가지며, 염분증가에 의한 농도감소가 뚜렷한 것을 볼 수 있었다(Fig. 5). 이는 유기인계 농약이 담수에 의해 해양환경으로 유입된 후 해수에 의해 분해, 희석되기 때문인 것으로 보인다.
7 ng/L이었다. Demeton, Merphos, Methidathion, Phorate, Chlorfenvinfos, Fenitrothion, Malathion도 20% 이상 검출되었으며, 그 외에도 Ethion, Stirofos, Fenthion, Pirimifos methyl, Dyfonate, Tokuthion, EPN, Fensulfothion, Fenamifos, Sulfotepp, Azinphos ethyl, Azinphos methyl 등이 측정되었다.
3 ng/L이었다. Disulfoton, Diazinon, Mevinphos, Ethoprophos는 빈도35% 이상으로 빈번히 검출되었으며, 이 중 Disulfoton과 Diazinon은 최고농도가 각각 285.2, 196.7 ng/L이었다. Demeton, Merphos, Methidathion, Phorate, Chlorfenvinfos, Fenitrothion, Malathion도 20% 이상 검출되었으며, 그 외에도 Ethion, Stirofos, Fenthion, Pirimifos methyl, Dyfonate, Tokuthion, EPN, Fensulfothion, Fenamifos, Sulfotepp, Azinphos ethyl, Azinphos methyl 등이 측정되었다.
, 1991). Disulfoton은 조사 기간 중 N.D.～285.2 ng/L의 범위로 검출되었으며, Mevinphos는 N.D.～56 ng/L의 범위로 검출되었다 Demeton은 7～8월에만 측정되었으며 검출빈도는 낮으나, N.D.～1245.9 ng/L로 농도는 높은 편이었다.
99%(n=5-7)를 곱하여 각각의 MDL을 구하였다. 구해진 28가지 유기인계 농약의 MDL은 0.11～1.68 ng의 범위였으며, IBP는 1.68 ng, DDVP는 0.65 ng 이었다. 28가지 유기인계 농약의 평균 회수율 범위는 84～102%였다.
분석된 유기인계 농약 중 DDVP, IBP, Diazinon, Phorate, Azinphos ethyl, Chlorfenvinfos가 부유입자에 흡착하는 성질이 있는 것으로 나타났으며 검출 농도 범위는 각각 N.D.～1113.43, N.D.～347.95, N.D.～12.09, N.D.～980.7, N.D.～140.5, N.D.～1495 μg/Kg 이었다.
유기인계 농약의 공간적인 분포경향은 상류에서 하류지역으로 갈수록 농도가 낮아지는 경향을 확실히 볼 수 있는데, 이는 유기인계 농약이 담수에 의해 해양환경으로 유입된 후해수에 의한 분해 및 희석에 의한 것으로 보인다. 분석된 유기인계 농약 중 DDVP, IBP, Diazinon, Phorate, Azinphos ethyl, Chlorfenvinfos는 부유입자에 흡착하는 성질이 큰 것으로 나타났다. 환경 중에서 유기인계 농약은 Log Kow가 클수록 부유입자에 흡착이 잘 되는 것으로 나타났다.
6에 나타냈다. 수층의 용존 농도가 높을수록, 부유입자에 흡착하는 농약의 양이 많은 것으로 나타났다. 이는 환경 중에서도 용존 농도와 DDVP와 IBP의 흡착 량이 R2=0.
이번 아산만 지역의 연구결과는 이전에 국내 다른 지역에서 조사된 IBP검출 농도보다 높은 값을 보였다. 담수 지역을 제외한 아산만 해역의 조사결과(N.
아산만에서의 주요 유기인계 농약인 IBP와 DDVP의 계절적인 분포를 Table 5에 나타냈다. 조사기간 중 IBP의 농도 범위는 N.D.～2014.4 ng/L이었으며, 정점 SL4에서 2014.4 ng/L 로 7월에 가장 높은 농도를 보였다(Fig. 2, Table 5). 연구기간 중 8월에는 IBP농도가 N.
, 2004; 임과 이, 2004; 조 등, 2004)을 사용하여 간단하게 흡착상수 Kd값을 계산하였다. 조사기간 중에 부유입자에서 검출빈도가 높은 유기인계 농약은 DDVP와 IBP이었다. DDVP와 IBP의 부유입자상에 흡착된 농도와 표층수에 용존 되어 있는 농도와의 관계에 관해서 조사하였고, 그 결과를 Fig.
후속연구
국내·외에서 유기염소계(OCPs) 농약이나 다른 지속성유기물질에(POPs) 대해서는 토양이나 입자에 흡착에 관한 연구가 많이 이루어져 있으나, 유기인계 농약의 흡착에 관한 연구는 거의 이루어져 있지 않으며 몇몇 물질에 대한 연구만 이루어져 있는 실정이다. 그러나 오염물질의 입자에의 흡착은 연안이나 수권 생태계에 많은 영향을 줄 수 있는 요인이 되기 때문에 이들의 수권 내에서의 이동에 관한 더욱 자세한 연구가 필요하다.
환경 중에서 유기인계 농약은 Log Kow가 클수록 부유입자에 흡착이 잘 되는 것으로 나타났다. 오염물질의 입자에의 흡착은 연안이나 수권 생태계에 많은 영향을 줄 수 있는 요인이 되기 때문에 이에 대한 더욱 자세한 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유기염소계 농약은 어떤 특성이 있는가?
농약의 사용은 피할 수 없는 겻이 현실이나, 반면에 사용된 농약은 환경에 잔류하여 의도하지 않은 심각한 환경오염 문제를 유발할 수도 있다. 농약에는 대표적으로 유기염소계(Organochlorine pesticides, OCPs), 유기인계(Organophosphorous pesticides, OPs) 와 카바마이트계(Carbamite, CBs)등이 포함되어있는데, 유기염소계 농약은 독성이 강하고 환경에서 지속성이 큰 특성 때문에 1970년대 초부터 우리나라를 포함한 대부분의 국가에서 사용이 금지되기 시작하였다. 현재 세계적으로 스톡홀름 협약(Stockholm convention on persistent organic pollutants)에 의해 유기염소계 농약의 제조 및 사용이 규제되고 있다.
농약이란 무엇인가?
농약은 농업생산에 필수적인 영농재료로서, 과학화되고 있는 현대농업에서 그 중요성은 날로 증대되고 있다. 농약의 사용은 피할 수 없는 겻이 현실이나, 반면에 사용된 농약은 환경에 잔류하여 의도하지 않은 심각한 환경오염 문제를 유발할 수도 있다.
국내에도 물의 사용 목적에 따른 세부적인 수질 기준이 필요하다고 생각되는 이유는 무엇인가?
환경부에서 허용하는 해수에서의 Diazinon, Malathion, Parathion의 잔류허용기준은 0.02, 0.25, 0.06 mg/L로 아산만에서 검출된 농도는 이를 훨씬 밑도는 농도로 환경에 유해하다고 생각되는 수준은 아니었다. 일본의 환경청에서 제시한 수산용수 기준에는 IBP, DDVP, Diazinon 의 제시기준을 담수에서 각각 100, 30, 40 ng/L, 해수에서 8000, 400, 100 ng/L로 제시하고 있다. 삽교호 내부 정점에서 검출된 DDVP와 IBP농도는 거의 일본 수산용수 기준을 초과하였다. 따라서 국내에도 물의 사용 목적에 따른 세부적인 수질 기준이 필요하다고 생각된다.
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