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문제 정의
- 본 연구는 매실에 등록되어 재배 중 탄저병 방제를 위해 사용되는 살균제인 azoxystrobin과 difenoconazole의 수확 전 잔류량을 예측하기 위하여 시험 농약을 야외포장에 살포한 후 일정기간 동안의 잔류 특성을 조사하고 생물학적 반감기를 산출한 후(Park 등, 2005; Yang 등, 1995) 생산단계 잔류허용기준(PHRL) 설정을 위한 기초자료로 활용하고자 수행하였다.
제안 방법
- 시험작물인 매실(Prunus mume, 품종 : 천매)은 경상남도 진주시 진성면 소재 과수원에서 무대재배하고 있는 6~8년생 수령의 작물을 사용하였다. 시험포장의 시험구를 약제 처리별 3반복 배치하고, 각각의 처리구 사이에 교차오염 방지를 위해 1그루의 매실 나무를 완충구로 두었다. 야외포장의 환경적인 특성을 고려하여 시험기간 동안 강수량을 조사하고 평균온도와 습도를 측정하였다.
- 약제 살포 후 0(2시간 후), 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12 그리고 14일째 시료를 생육정도가 균일한 작물을 각 처리구간별로 1 kg 이상 채취하여 무게를 측정하고 꼭지와 씨를 분리한 후 과육을 −20℃에 보관하여 시험에 사용하였다.
- 회수율 시험은 무처리 매실 시료에 정량분석한계의 10배, 50배 농도가 처리되도록 azoxystrobin은 0.3과 1.5 mg kg−1, difenoconazole은 0.06과 0.3 mg kg−1이 되도록 처리 후 균일하게 혼화하여 상기 잔류농약 분석과정을 수행하여 회수율을 산출하였다.
- Azoxystrobin과 difenoconazole의 농축된 시료를 2 mL의 acetonitrile과 acetone 재용해하여 0.2 µm filter로 여과한 후 각각 HPLC/DAD와 GLC/ECD를 이용하여 분석하였으며, 기기 분석 조건은 Table 3, Table 4와 같다.
- 시험농약의 표준물질인 azoxystrobin은 acetonitrile에 용해하여 1,000 mg L−1 농도의 stock solution을 제조 후 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 mg L−1 농도로 희석하여 각각의 working solution을 HPLC/DAD (Diode Array Detector)에, difenoconazole은 acetone에 용해하여 1,000 mg L−1 농도의 stock solution을 제조한 후 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0 mg L−1으로 희석하고 각각의 working solution을 GLC/ ECD (Electron Capture Detector)에 주입하여 크로마토그램상 에서 나타난 피크면적을 기준으로 표준검량선을 작성하였다.
- 안전사용기준에 따라 표준희석살포액(기준량) 1회 처리 구간과, 7일 간격 3회 처리로 나누어 1회 처리 구간은 2012년 5월 26일, 7일 간격 3회 처리 구간은 2012년 5월 12일, 19일, 26일에 약액이 충분히 흐를 정도로 살포하였다. 약제 살포 후 0(2시간 후), 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12 그리고 14일째 시료를 생육정도가 균일한 작물을 각 처리구간별로 1 kg 이상 채취하여 무게를 측정하고 꼭지와 씨를 분리한 후 과육을 −20℃에 보관하여 시험에 사용하였다.
- 매실 중 잔류농약의 추출은 QuEChERS법을 응용하여 수행하였다(Anastassiades et al., 2003; Lehotey, 2007). 마쇄한 시료 15 g에 0.
- 시험포장의 시험구를 약제 처리별 3반복 배치하고, 각각의 처리구 사이에 교차오염 방지를 위해 1그루의 매실 나무를 완충구로 두었다. 야외포장의 환경적인 특성을 고려하여 시험기간 동안 강수량을 조사하고 평균온도와 습도를 측정하였다.
- 매실 재배 중 azoxystrobin과 difenoconazole을 기준량 1회 처리와 동일 농도로 7일 간격 3회 처리한 후 일정 기간 동안 시험농약의 잔류량을 측정하고 잔류량 변화를 조사하였다. Azoxystrobin의 경우 기준량 1회 처리 시 0.
대상 데이터
- 추출 및 정제를 위해 사용한 acetonitrile과 acetone은 Merck사(미국)로부터, dichloromethane, methanol, toluene은 Burdick & Jackson사(미국)에서 HPLC급을 구입하여 사용하였고, 정제를 위해 사용된 NH2SPE cartridge (1 g, 6 mL)는 Agilent사(미국)에서 구입하여 사용하였다.
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시험농약 및 시약
시험농약의 표준품은 Dr. Ehrenstorfer사(독일)로부터 스트로빌루린계 살균제 azoxystrobin (99.0%)과 트리아졸계 살균제 difenoconazole (98.7%)을 구입하여 사용하였으며, 두 살균제의 화학구조식과 이화학적 특성은 Table 1과 같고 안전사용기준은 Table 2와 같다.
- 시험작물인 매실(Prunus mume, 품종 : 천매)은 경상남도 진주시 진성면 소재 과수원에서 무대재배하고 있는 6~8년생 수령의 작물을 사용하였다. 시험포장의 시험구를 약제 처리별 3반복 배치하고, 각각의 처리구 사이에 교차오염 방지를 위해 1그루의 매실 나무를 완충구로 두었다.
이론/모형
- 매실 중 azoxystrobin과 difenoconazole의 생물학적 반감기는 Microsoft사의 Microsoft Office Excel 2010을 이용하여 지수곡선식으로 산출하였고, 시험농약의 생산단계 잔류허용 기준은 국립농산물품질관리원의 SafeQ IN SPSS Statistics에서 적용하여 설정하였다.
성능/효과
- 시험분석법의 정량분석한계는 azoxystrobin은 0.03 mg kg−1, difenoconazole은 0.006 mg kg−1이었고 HPLC 분석 조건에서 azoxystrobin의 머무름 시간은 10.3 min, GLC 분석 조건에서 difenoconazole의 머무름 시간은 14.5 min이었으며, 크로마토그램상에서 농약 피크를 방해하는 물질은 존재하지 않는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 1).
- Azoxystrobin은 두 처리 구간에서 MRL 인 2.0 mg kg−1 보다 낮은 농도를 나타내었고, difenoconazole 은 기준량 1회 처리 구간에서는 MRL인 1.0 mg kg−1을 초과 하는 구간을 나타내지 않았지만, 7일 간격 3회 처리 구간에 서는 살포 후 8일 이후부터 MRL이하의 잔류량을 나타내었다(Fig. 3).
- 농약의 작물잔류에 영향을 미치는 인자 중 하나로 작물의 비대생장에 의한 희석효과를 들 수 있다. 비대생장에 의한 희석효과를 고려한 시험농약의 잔류 소실곡선은 Fig. 4과 같으며, 이 잔류 소실곡선에서 azoxystrobin과 difenoconazole 기준량 1회 처리 구간에서의 생물학적 반감기는 각각 7.8일, 15.0일로 희석효과를 배제하였을 때의 생물학적 반감기과 비교하였을 때 각각 1.9일과 5.7일이 길어진 것을 확인할 수 있었다.
- 매실에서 MRL이 2.0 mg kg−1인 azoxystrobin의 경우 10일전 잔류량이 5.32 mg kg−1, MRL이 1.0 mg kg−1인 difenoconazole은 10일전 잔류량이 1.64 mg kg−1 이하로 검출된다면 수확 시 잔류량이 MRL 수준 이하로 잔류되어 안전한 농산물의 유통이 가능할 것으로 기대된다.
후속연구
- 농약이 잔류된 농산물이 유통되어 안전성 검사 시 식품의 약품안전처에서 고시한 잔류허용기준(Maximum Residue Limit, MRL) 이상으로 농약이 검출되면 부적합 농산물의 폐기처분 조치로 인해 생산자에 큰 경제적 손실이 발생될 수 있고, 부적합 농산물을 소비자가 섭취하였을 시에는 인체 위해성 문제를 일으킬 수 있는 가능성을 내포하고 있다 (Lee 등, 2012). 이러한 문제점들을 해결하기 위해서는 농산물에 대한 잔류농약 안전성 검사가 출하 전 생산단계에서 수행되는 것이 효율적이고, 따라서 각각의 농약에 대한 작물별 MRL과 농산물 재배 시 사용하는 농약의 생물학적 반감기에 근거한 생산단계 잔류허용기준(Pre-Harvest Residue Limit, PHRL) 설정이 필요할 것이다. 이러한 이유로 1999년부터 생산단계 농산물의 잔류허용기준 설정연구가 수행되고 있고, 식품의약품안전처에서는 ‘생산단계 농산물 등의 유해물질 잔류기준’을 고시하고 있다(Ko 등, 2004, Lee 등, 2013).
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