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문제 정의
- 본 연구에서는 다소비 되는 가을철 노지 시 금치 를 재 배하면서 사용빈도가 높고 부적합 빈도가 높은 농약 2종을 처리한 후 생산단계, 저장과정, 세척 및 데치기의 단계별로 세분화된 농약 잔류량 데이터를 확보함으로서 시금치의 최종 소비단계에서의 잔류농약 수준을 평가하고 소비자의 안전한 먹거리 홍보자료로 사용하고자 하였다.
제안 방법
- 적합 빈도가 높은 농약성분 중 시금치에 대한 안전사용기준이 설정되어 있지 않은 azoxystrobin과 안전사용기준이 설정되어 있는 chlorpyrifbs에 대하여 재배 및 저장기간에 따른 잔류량 변희., 세척방법에 따른 제거 효과를 실험하였다.
- 3) 이 중 세척 : 고여 있는 물과 데치기 방법을 복합적으로 수행하고자 시료는 1)과 2}의 방법을 연속적으로 실시하였다.
- 5, l.Om&kg씩 각각 첨가한 후 3 회 반복하여 시료의 분석빙-법과 동일하게 실험하여 회수율을 측정하였다(Table 4). 측정결과 각각의 농도에서 2가지 농약 모두 90%이상의 높은 회수율을 나타내었으며, 변이율도 로 우수한 재현성을 보여 실험방법 채택에 문제가 없는 것을 확인할 수 있었다.
- 사용이 필요하였다. 그러나 본 시험은 시금치의 경시적 잔류농약 분해 특성을 알아보기 위하여 농약의 살포 시기(11월12일.)가 정해져 있었기 때문에 발생 초기에 빙제를 하지 않았고 살포시기에 방제를 하였으며 그 결과는 Table 5와 같았다-. 약제방제 효과 시험은 아니었지만 처리된 chlorpyrifos의 나방류에 대한 방제효과는 방제가가 95%이상으로 충분한 효과를 나타내었다.
- 저장조건은 실온 (20℃)과 냉장 (4℃)으로 구분하였고, 실온저장시료는 시금치 1 kg씩 3반복용 시료를 통기가 되며 직사광선을 차단할 수 있는 판매용 종이상자에 넣어 보관하였으며, 냉징, 시료는 종이상자에 넣어 냉장고에 보관하였다. 보관 기간 중 시료의 무게변화를 기록하여 수분 소실을 보정하였고 저장 후 0 (2시간), I, 2, 3, 5, 7, 10일 후에 시료를 채취하였다.
- 본 연구에서 시용된 azoxystrobin과 chlorpyrifos의 시금치 중 잔류분석법에 대한 회수율을 측정하기 위하여 무 처리 시금치에 2가지 농약을 0.5, l.Om&kg씩 각각 첨가한 후 3 회 반복하여 시료의 분석빙-법과 동일하게 실험하여 회수율을 측정하였다(Table 4).
- 세척방법별로 세척 5회 및 전처리 3회 반복 실험하여 시금치에 잔류되어 있는 azoxystrobin과 chlorpyrifos의 양을 조사하였다.
- 시금치에 잔류하는 두 가지 약제의 생물학적 반감기를 구하기 위하여 약제 처리 전에 무처리 시료를 채취하고 약제 처리 후 경시적으로 잎 시료를 채취하였다. 채취는 약제 살포 0 (2시간), 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20일 후에 하였으며, 매회 시료는 각 반복 구 당 1 kg씩을 채취하여 잔류분석하였다.
- 시중 판매 농약의 살포는 농약사용지침서의 표준 사용약량인 20 g/ 20 L 농도로 농약을 희석 한 후 2가지 약제를 혼합하고 수확시기 8일 전인 11월 12일에 고압분무기를 이용하여 약액이 흐를 때까지 경엽을 포함한 전면에 균일하게 살포하였다.
- 재배, 저장기간이 경과한 시료와 세척이 완료된 시금치는 비 가식 부위인 뿌리를 제거한 후 Fig. 1의 방법으로 실험하였으며 사용된 기기의 측정조건은 Table 2, 3과 같다.
- 종자는 발아율과 발아세를 향상시키기 위하여 12시간, 농안 흐르는 물에 침지한 후 6시간 동안 상온에서 건조한 후 파종하였으며 , 시험포장은 약제처리별로 난괴법으로 3 반복 배치하였고, 교차오염을 방지하기 위하여 구간에 2 m의 완충지대를 설치하였다.
- 후 경시적으로 잎 시료를 채취하였다. 채취는 약제 살포 0 (2시간), 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20일 후에 하였으며, 매회 시료는 각 반복 구 당 1 kg씩을 채취하여 잔류분석하였다.
- 파종일인 9월23일을 기준으로 초기 생육기간인 10월 초 , 중순에는 1.7 mm의 강수량으로 생육에 필요한 강수량이 적어 발아에 소요되는 기간이 길어지면서 시험에 어려움이 있었으나 재배기간 중 스프링쿨러를 설치하여 4~5 일 간격으로 관수를 실시하였다.
대상 데이터
- 분쇄기 (Blixer 5 Plus, Robot Coupe, France), 균질기 (AM- 3, Nihonseiki, Japan), GC/ECD (Agilent 6890, USA), GC/ MSD (Agilent 5973, USA), HPLC/DAD (Agilent 1100 series, USA) 및 HPLC/MSD (Agilent 1100 series, SL, G1956B, USA)를 사용하였다.
- 시금치의 수확 시점인 약제 처리 후 10일이 경과한 시료를 대량으로 채취하여 저장 실험용 시료로 사용하였다. 저장조건은 실온 (20℃)과 냉장 (4℃)으로 구분하였고, 실온저장시료는 시금치 1 kg씩 3반복용 시료를 통기가 되며 직사광선을 차단할 수 있는 판매용 종이상자에 넣어 보관하였으며, 냉징, 시료는 종이상자에 넣어 냉장고에 보관하였다.
- 시금치의 품종은 일반농가에서 많이 재배하는 명성육성 파파시금치(서 양종)와 토종 월동 고농종묘 시금치(재래종)를 선택하였으며, 광주 광산구 용곡동 농업기술센터 인근 농가 포장(길이 65m X 폭 4m)에서 2008년 9월 23일부터 11 월 29일까지 일반 시금치 재배 농가의 과행적인 재배법에의거하여 관리 재배되었다.
- 시료의 정제용으로 GC의 경우는 SPE -Florisil (8B-S013 HCH, Phenomenex, USA)를, HPLC는 SPE-NH, (8B-S009 JCH, Phenomenex, USA)를 사용하였다.
- 실험에 사용된 공시약제는 노균병 및 점무늬병 치료제로 쓰이는 살균제 azoxystrobin과 살충제 인 chlorpyrifbs로써 노지에 처리한 약제는 시중 농약 상에서 판매되는 아미스타수화제(10% azoxystrobin, 동부한농)와 더스반 수화제(25% chlorpyrifos, 동부한농)를 사용하였다. 실험에 사용된 농약들의 물리화학적 성질은 Table 1과 같다V
- 약제처리 후 K)일 경과된 시금치를 시료로 사용하였다. 아래의 방법으로 세척한 시료는 2시간동안 풍건 후 세탁용 그물망에 넣어 탈수기 (SEW-670DG, 삼성)로 1분간 탈수하여 물기를 제거하였다'
- 잔류농약 분석용 표준품은 Dr. Ehrenstorfer (Germany) 제품을 사용하였고 Acetonitrile 등 일반시약은 잔류농약 분석용 및 HPLC용을 사용하였다.
데이터처리
- 세척 전 후의 잔류량 차이로 세척에 의한 잔류농약 제거율을 계산하였고 그 결과는 평균값 ± 표준편차로 나타내었다.
성능/효과
- 농약성분별 세척률에서는 2가지 농약 중 물에 대흐:F 용해성이 4.3배 더 큰 azoxystrobin의 세척효고"가 chlorpyrifos보다 데치기 방, 법에서 상대적으로 더 컸지만 시금치의 품종별 차이를 감안할 때 농약의 수용성과 세척효과가 정비례하지 않음을 <갈 수 있었다, . 이것은 세척에 의한 농약의 제거효율은 약제의 수용성 정도 보다는 침투성 및 농산물의 특성에 영향을 받는다는 보고와 일치하였다20,21,22).
- 세척 시간 및 세척 시 사용된 물의 양뿐 아니라 잔류하고 있는 농약들의 물리화학적 특성, 농산물 표면의 왁스층 유무, 형태학적 특성 등의 차이에서 기인한다는 보고 자료"*)와 본 연구의 결과를 참고하여 볼 때 시금치에서 높은 잔류농약 제거 효과를 얻기 위해서는 중분한 물을 이용하여 초벌 세척한 후 데치고 다시 헹궈내는 것이 바람직할 것으로 여겨진다.
- 있었다. 1회 침지의 방법만을 사용한 azoxystrobin의 제거효율은파파 품종은 16.9%, 월동 품종은 9.6%로 나타났으며, chlorpyrifos는 파파와 월동 시료가 각각 07%와 22.4%로 파파 품종은 2가지 농약의 세척효과에 큰 차이가 없었으나 월동 품종은 azoxystrobin이 chlorpyrifos보다 1.8배 정두 녹은 세척 효율윽 보였다
- 2가지 농-약 성분 모두 2회 침지의 세척효과가 1회 침지보다 높았는데, 특히 azoxystrobin을 처리한 월동 눔-총의 2회 침지로 인한 세척효율이 더 큰 폭으로 증가하였다. 농약과 품종에 따라 세척횟수 증가에 의한 잔류농약 제거 효과도 증가하는 양상을 보이지만 횟수가 거듭됨에 따른 제거율의 증가 정도는 미비히디는 보고15)처럼 횟수의 증가가 제거율 증가와 비례하지 않음을 알 수 있었다.
- 3과 같다. Azoxystrobin 의 약제처리 2시간 후 잔류량은 서양종인 “파파는kg, 재래종인 “월동”은 13.7nig/kg이었으나 20일이 경과 한 후에는 0.4㎎/㎏, 0.2㎎/㎏으로 소실률이 각각 96.6%와 9&5%로 높게 나타났다.
- Azoxystrobin의 검출한계는 0.01 ㎎/㎏으로 잔류농약 허용기준치 적용 시의 유사농산물인 우엉잎의 MRL인 2 mg/ kg과 비교해 1/200 수준의 농도까지도 충분히 검출할 수 있는 높은 감도를 나타냈으며, chlorpyrifds의 검출한계는 0.01 ㎎/㎏으로 시금치의 MRL인 0.01 ㎎/㎏ 수준의 농도도 검출할 수 있는 감도를 나타냈다(Table 4).
- Chlorpyrifos를 처리한 파파와 월동 품종의 실온과 냉장 조건에서의 예상반감기는 12.5시8.4일로 노지상태의 생육 기간의 반감기와 비교해 약 2.7~3.9배 긴 반감기를 나타내었다.
- 4% 높은 제거율을 보였다. chlorpyrifbs의 2회 침지 결과도 1회 침지보다 파파 시료의 경우 10.6%, 월동 시료는 11% 정도 높게 나타났다.
- 농약성분이 잔류된 시금치를 100℃ 끊은 물에 1분간 데친 결괴-, azoxystrobin는 초기 잔류량의 77.4% (파파, 품종), 64.8% (월동 품종)가 제거되었고, chlorpyrifos는 세척을 통해 파파와 월동 품종이 각각 31.0%, 57.6% 제거되었다.
- 데치기를 실시한 후 침지를 1희, 2회 복합적으로 실시한 결과는 침지와 데치기를 단독으로 실시했을 때의 잔류농약 제거율의 합과 큰 차이를 보이지 않았다.
- 또한 azoxystrobin을 월동 품종에 처리한 경우에도 실온의 예상 빈감기는 &9일, 냉장 보관의 반감기는 13.1 일로 길게 나타났는데, 이는 파파 품종에 비해서는 2배 정도 빠르게 분해되는 수치이지만 노지 생육기간의 반감기에 비해서는 약 2.8~4.1 배 더 긴 시일이 소요되어 분해되었다.
- 본 실험에서도 저장기간이 경과하면서 측정된 수분함량은 소폭 감소하였고 부패의 정도는 심하지 않았으나 신선도 감소 및 황변 등 외관 상 품질저하가 두드러지게 나타났다. 이러한 이유로 시금치의 장기보관은 현실적으로 어렵고 실험적으로도 2가지 농약 모두 저장기간 동안 잔류농약 분해 정도가 크지 않았으므로 저장을 통한 잔류농약의 감소는 기대하기 어렵다고 여겨진다.
- 세척방법에 띠른 azoxystrobin의 제거율은 데치기 방법이 단독 방법으로는 가장 효고]-적인 방법이었으나, chlorpyrifos 는 1가지 이상의 방법을 조합하는 것이 더 효과적이었다. 세척에 의한 품종별 잔류농약 제거율은 azoxystrobin이 9.
- 시금치의 노지 재배기간 (2008년 9월 23일~11월 29일) 중 기상특성은 발아기간의 온도가 3~351였으며, 생육 기간의 온도는 3~25℃로 시금치의 발아 및 생육에 필요한 온도는 충분하였다. 파종 이후 충분한 수분 공급을 위해 스프링클러를 이용한 4~5일 간격의 관수가 필요하였다.
- 시료 재배기간 중 시금치에서 많이 발생하는 노균병, 탄저병 등의 빌-생은 보이지 않았으나, 품종에 상곤없이 2종류의 시금치 모두에서 상품으로서의 가치가 없을 정도의 나방류 발생이 심각한 양상을 보였다(Fig. 2).
- )가 정해져 있었기 때문에 발생 초기에 빙제를 하지 않았고 살포시기에 방제를 하였으며 그 결과는 Table 5와 같았다-. 약제방제 효과 시험은 아니었지만 처리된 chlorpyrifos의 나방류에 대한 방제효과는 방제가가 95%이상으로 충분한 효과를 나타내었다.
- 저장기간 중 azoxystrobin의 예상 반감기는 노지 상태의 생육 기간 반감기와 비교해 품종별로 약 2.8~&9배 더 길었으며, chlorpyrifbs를 처리한 파파와 월동 품종의 예상 반감기도 생육기간의 반감기와 비교해 약 2.7~3.9배 더 <1 반김기를 나타내었다.
- Om&kg씩 각각 첨가한 후 3 회 반복하여 시료의 분석빙-법과 동일하게 실험하여 회수율을 측정하였다(Table 4). 측정결과 각각의 농도에서 2가지 농약 모두 90%이상의 높은 회수율을 나타내었으며, 변이율도 로 우수한 재현성을 보여 실험방법 채택에 문제가 없는 것을 확인할 수 있었다.
- 침지 1회 시료의 물기를 가볍게 제거한 후 침지 과정을 추가로 실시한 침지 2회 시료의 세척결과를 침지 1회 시료의 세척율과 비교해 보면, azoxystrobin는 2회 침지가 1회침지시료보다 파파는 12%, 월동은 28.4% 높은 제거율을 보였다. chlorpyrifbs의 2회 침지 결과도 1회 침지보다 파파 시료의 경우 10.
- 침지 1회 후 데치기 I회를 실시한 이 중 세척의 결과는 chlorpyrifos를 처리한 월동 품종을 제외하고는 데치기만을 실시했을 때와 잔류농약제거 효과에 큰 차이가 없었다.
- 침지와 데치기의 이중세척에 의한 시금치의 세척 결과를 종합해 보면, , 침지 [회 후 데치기 1회, 침지 2회 세척하는 깃이 가장 효과적인 세척방법이였으며 데치기만을 실시한 시료와 데치기 후 침지한 시료의 잔류농약제거 효과가 크지 잃:았다.
- 회귀식을 이용하여 MRL이하로 잔류량이 떨어지는 시점을 예즉한 결과, 파파와 동 품종에 처리한 azoxystrobin는각각 9.7일, 9.4일이였고, chlorpyrifose 49.2일과 42.5일이였다.
후속연구
- 여겨진다. 더불어 수확 후 농산물에 잔류되었던 농약 성분이 소비자의 식탁에 오르기 전까지의 저장, 유통기간중에 얼마나 분해되어 감소되는지에 대한 정확한 데이터의 확보는 보다 실질적인 잔류 수준 파악 및 허용기 준 설정 의 근거 로 활용될 수 있을 것이다.
- 따라서 본 실험의 결과는 현재 안전 사용기준이 설정되어 있지 읺-으나 농산물에 사용될 가능성이 있는 농약들의 추가 등록 및 양성화를 위한 기초 자료로 사용할 수 있을 것으로 여겨진다.
- 부적합 농산물의 양산을 막고 생산자의 안전한 농약 사용 지침 마련 및 잔류허용기준 설정을 위해서는 재배 단계별 잔류수준을 파악하는 것이 중요하며, 이를 위해서는농산물에 따른 농약별 생물학적 반감기(Biological half-life)를 농약 살포일 기준으로 세분화하여 실험함으로써 좀 더 정확한 생산단계별 농약 잔류량 조사가 이루어져야 할 것으로 여겨진다. 더불어 수확 후 농산물에 잔류되었던 농약 성분이 소비자의 식탁에 오르기 전까지의 저장, 유통기간중에 얼마나 분해되어 감소되는지에 대한 정확한 데이터의 확보는 보다 실질적인 잔류 수준 파악 및 허용기 준 설정 의 근거 로 활용될 수 있을 것이다.
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