토양에 잔류된 농약의 작물로의 흡수 이행 양상을 조사하기 위해서 boscalid 및 chlorfenapyr를 토양에 잔류시킨 후 엇갈이 배추로 흡수 이행 되는 정도를 조사하였다. 엇갈이 배추 및 토양 중 두 농약의 확립된 분석법을 이용하여 회수율시험을 실시한 결과 회수율은 87.5~105.2% 범위 이내이었다. 토양 중 boscalid의 초기잔류량은 저농도 처리구에서 2.77 mg/kg, 고농도 처리구에서 5.66 mg/kg이었으며 28일 경과 후 잔류량은 각각 0.53 및 1.60 mg/kg으로 초기잔류량의 71.7~81.9%가 감소하였다. 반면에 chlorfenapyr의 초기잔류량은 저농도 및 고농도 처리구에서 각각 2.38 및 6.43 mg/kg으로 나타났으며, 28일 경과 후 각각 1.36 및 2.91 mg/kg으로 초기잔류량의 42.9~54.8%가 감소하였다. 엇갈이 배추시료는 파종 후 21일부터 28일까지 약 2일 간격으로 수확하여 잔류농약분석을 실시하였으며 시간경과에 따라 농약의 흡수량이 증가하였다. 엇갈이 배추로 흡수된 boscalid의 흡수량은 저농도 처리구에서 2.47 mg/kg으로 2.4%의 흡수율을 보였으며, 고농도 처리구에서 흡수량은 4.71 mg/kg으로 2.2%가 흡수되었다. 반면에 chlorfenapyr의 흡수량은 저농도 및 고농도 처리구에서 각각 1.36 및 2.63 mg/kg으로 나타나 1.5 및 1.3%를 흡수하였다. 이러한 결과는 토양에 잔류된 농약이 후작물로 흡수 이행되어 수확물에서의 잔류량에 영향을 미칠 수 있다는 것을 나타낸다.
토양에 잔류된 농약의 작물로의 흡수 이행 양상을 조사하기 위해서 boscalid 및 chlorfenapyr를 토양에 잔류시킨 후 엇갈이 배추로 흡수 이행 되는 정도를 조사하였다. 엇갈이 배추 및 토양 중 두 농약의 확립된 분석법을 이용하여 회수율시험을 실시한 결과 회수율은 87.5~105.2% 범위 이내이었다. 토양 중 boscalid의 초기잔류량은 저농도 처리구에서 2.77 mg/kg, 고농도 처리구에서 5.66 mg/kg이었으며 28일 경과 후 잔류량은 각각 0.53 및 1.60 mg/kg으로 초기잔류량의 71.7~81.9%가 감소하였다. 반면에 chlorfenapyr의 초기잔류량은 저농도 및 고농도 처리구에서 각각 2.38 및 6.43 mg/kg으로 나타났으며, 28일 경과 후 각각 1.36 및 2.91 mg/kg으로 초기잔류량의 42.9~54.8%가 감소하였다. 엇갈이 배추시료는 파종 후 21일부터 28일까지 약 2일 간격으로 수확하여 잔류농약분석을 실시하였으며 시간경과에 따라 농약의 흡수량이 증가하였다. 엇갈이 배추로 흡수된 boscalid의 흡수량은 저농도 처리구에서 2.47 mg/kg으로 2.4%의 흡수율을 보였으며, 고농도 처리구에서 흡수량은 4.71 mg/kg으로 2.2%가 흡수되었다. 반면에 chlorfenapyr의 흡수량은 저농도 및 고농도 처리구에서 각각 1.36 및 2.63 mg/kg으로 나타나 1.5 및 1.3%를 흡수하였다. 이러한 결과는 토양에 잔류된 농약이 후작물로 흡수 이행되어 수확물에서의 잔류량에 영향을 미칠 수 있다는 것을 나타낸다.
The uptake and transportation patterns of the residual boscalid and chlorfenapyr were investigated from the soils to Korean cabbages. The recovery rates of the pesticides spiked in the soils and Korean cabbages were 87.5 to 105.2%. Korean cabbages were cultivated in soils treated with two different ...
The uptake and transportation patterns of the residual boscalid and chlorfenapyr were investigated from the soils to Korean cabbages. The recovery rates of the pesticides spiked in the soils and Korean cabbages were 87.5 to 105.2%. Korean cabbages were cultivated in soils treated with two different concentrations of the pesticides as low (3.0 mg/kg) and high (6.0 mg/kg) concentrations in greenhouse for 28 days. The initial level of boscalid was determined as 2.77 and 5.66 mg/kg for the low and high concentration of boscalid-treated soils, respectively. After 28 days of treatment, the residual boscalid in soils decreased to 0.53 and 1.60 mg/kg for the low and high concentration of boscalid-treated soils, respectively, and thus it was reduced to 71.7 to 81.9%. The initial level of chlorfenapyr was determined as 2.38 and 6.43 mg/kg for the low and high concentration of chlorfenapyr-treated soils, respectively. After 28 days of treatment, the residual chlorfenapyr in soils decreased to 1.36 and 2.91 mg/kg for the low and high concentration-treated soils, respectively, and thus it was reduced to 42.9 to 54.8%. The residual pesticide analysis was done with 2 day intervals from 21 days-cultivated Korean cabbages after seeding. Uptake rates of boscalid from the soil to Korean cabbages were 2.4 and 2.2% for the low- and high-concentration of boscalid-treated soil, respectively. However, the uptake rate of chlorfenapyr by the cabbages was 1.5 and 1.3% for the low and high concentration-treated soil, respectively. The uptake rate of chlorfenapyr by the cabbages was lower than that of boscalid. These results showed that the residual pesticides in soil could be absorbed by Korean cabbages depending on their physicochemical properties.
The uptake and transportation patterns of the residual boscalid and chlorfenapyr were investigated from the soils to Korean cabbages. The recovery rates of the pesticides spiked in the soils and Korean cabbages were 87.5 to 105.2%. Korean cabbages were cultivated in soils treated with two different concentrations of the pesticides as low (3.0 mg/kg) and high (6.0 mg/kg) concentrations in greenhouse for 28 days. The initial level of boscalid was determined as 2.77 and 5.66 mg/kg for the low and high concentration of boscalid-treated soils, respectively. After 28 days of treatment, the residual boscalid in soils decreased to 0.53 and 1.60 mg/kg for the low and high concentration of boscalid-treated soils, respectively, and thus it was reduced to 71.7 to 81.9%. The initial level of chlorfenapyr was determined as 2.38 and 6.43 mg/kg for the low and high concentration of chlorfenapyr-treated soils, respectively. After 28 days of treatment, the residual chlorfenapyr in soils decreased to 1.36 and 2.91 mg/kg for the low and high concentration-treated soils, respectively, and thus it was reduced to 42.9 to 54.8%. The residual pesticide analysis was done with 2 day intervals from 21 days-cultivated Korean cabbages after seeding. Uptake rates of boscalid from the soil to Korean cabbages were 2.4 and 2.2% for the low- and high-concentration of boscalid-treated soil, respectively. However, the uptake rate of chlorfenapyr by the cabbages was 1.5 and 1.3% for the low and high concentration-treated soil, respectively. The uptake rate of chlorfenapyr by the cabbages was lower than that of boscalid. These results showed that the residual pesticides in soil could be absorbed by Korean cabbages depending on their physicochemical properties.
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문제 정의
본 연구는 시설재배지 토양에 잔류된 농약이 연작으로 재배되는 엇갈이 배추로 어느 정도 흡수 이행되는지를 조사하기 위하여 수행되었으며 시험농약으로는 잿빛곰팡이병과 흰 가루병 방제에 많이 사용되고 있는 살균제 boscalid 및 파밤나방과 배추좀나방 방제에 많이 사용되고 있는 살충제 chlorfenapyr를 대상으로 하였다.
제안 방법
분취한 용출액을 감압농축한 뒤 잔사를 acetone에 재용해하여 1.0 μL씩 Table 3과 같은 조건으로 GC-ECD에 주입하여 나타난 chromatogram상의 peak area를 표준검량선과 비교하여 잔류량을 산출하였다.
7 L/min의 수분을 20분간 공급하였다. 시료 채취는 토양의 경우 약제 살포 후 0, 7, 14, 21, 22, 24, 26 및 28일에 100 mL 부피의 core를 이용하여 채취하였고 채취 즉시 그늘에서 풍건하여 2 mm 체로 체질하였다. 채취한 토양 중 일부는 농촌진흥청 토양 분석법에 따라 토성을 분석하였으며(Rural Development Administration, 2000) 그 결과는 Table 2와 같다.
약제살포는 엇갈이 배추 종자를 파종하기 전 토양에 boscalid와 chlorfenapyr를 가로 1.5 m×세로 1.0 m×깊이 10 cm의 토양 면적에 저농도 처리구로써 3.0 mg/kg, 고농도 처리구로써 6.0 mg/kg 수준으로 잔류하도록 물 2 L에 희석하여 균일하게 처리하고 2시간 방치 후 엇갈이 배추를 파종하였다.
엇갈이 배추 및 토양 중 잔류농약분석방법은 식품공전 잔류농약 분석법을 참조 및 변형하여 적용하였다(Ministry of Food and Drug Safety, 2013). 엇갈이 배추는 시료 10 g을 취하여 acetone으로 homogenizer에서 3분간 12,000 rpm으로 고속마쇄하여 추출하였으며 토양의 경우 시료 10 g을 취하여 acetone으로 진탕기에서 30분간 250 rpm으로 진탕 추출하였다.
엇갈이 배추 재배는 농가의 관행적인 방법에 따라 실시하였으며 재배기간 중 관개수는 비닐하우스 상부에 설치된 스프링쿨러를 이용하여 5일에 한번씩 가로 5.0 m×세로 5.0 m의 재배면적 당 약 1.7 L/min의 수분을 20분간 공급하였다.
엇갈이 배추는 짧은 재배기간 동안 비대성장률이 높아 다른 작물에 비해 희석 효과가 크기 때문에(Lee et al., 2008; Marín et al., 2003), 시간의 경과에 따라 흡수량의 변화를 보기 위해서 일자별 엇갈이 배추의 무게를 조사하여 한 개체 당 흡수된 농약의 절대량(μg)을 산출하였다.
이러한 요인으로 흡수량을 경시적으로 산출하는 것은 어려움이 있기 때문에 본 논문에서는 토양 및 엇갈이 배추에서의 시간 경과에 따른 잔류량 변화를 조사하고 10 cm×10 cm의 토양 면적 중 농약의 초기 잔류절대량 대비 엇갈이 배추 중 농약의 잔류절대량의 비로써 흡수율(%)을 산출하였다.
처리구는 1.5 m×1.0 m, 완충거리 1 m를 한 처리구로 하였으며 재식밀도는 10 cm×10 cm(약 300포기/반복구)였다.
엇갈이 배추는 시료 10 g을 취하여 acetone으로 homogenizer에서 3분간 12,000 rpm으로 고속마쇄하여 추출하였으며 토양의 경우 시료 10 g을 취하여 acetone으로 진탕기에서 30분간 250 rpm으로 진탕 추출하였다. 추출물을 Celite 545에 통과시켜 여과하여 1.0 L 분액여두에 옮기고 50 mL 포화식염수와 450 mL 증류수를 가한 후 dichloromethane 50 mL로 2회 분배 추출하였다. 추출액을 anhydrous sodium sulfate에 통과시켜 탈수하고 40℃ 수욕상에서 감압농축한 후 농축물을 일정량의 hexane에 재용해하여 정제과정에 사용하였다.
0 μL씩 Table 3과 같은 조건으로 GC-ECD에 주입하여 나타난 chromatogram상의 peak area를 표준검량선과 비교하여 잔류량을 산출하였다. 회수율 시험은 boscalid 및 chlorfenapyr를 토양 및 엇갈이 배추 시료에 각각 0.1 및 0.5 mg/kg이 되도록 처리한 다음 상기의 방법으로 추출, 정제한 후 GC-ECD로 분석하여 측정된 농약의 잔류량을 계산한 후 회수율을 구하였다.
대상 데이터
농약의 잔류 분석에 사용된 acetone, acetonitrile, methylene chloride, 및 n-hexane은 Burdick & Jackson Inc.(Muskegon, MI, USA)에서, Sodium chloride (EP급)와 sodium sulfate (GR급)는 Junsei Chemical Co. (Tokyo, Japan)에서 구입하였다. Florisil (F9127, 60-100 mesh)은 Sigma-Aldrich Chemical Co.
Boscalid의 표준품은 Dr. Ehrenstorfer GmbH (Augsburg, Germany)사의 순도는 99.0%, chlorfenapyr의 표준품은 BASF (Ludwigshafen, Germany)사의 순도 99.7%를 구입하여 사용하였다. 두 농약을 일정한 농도로 acetone에 희석하여 working solution으로 제조 후 사용하였으며 두 농약의 물리화학적 특성은 Table 1과 같다.
(Tokyo, Japan)에서 구입하였다. Florisil (F9127, 60-100 mesh)은 Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, MO, USA)제품을 사용하였다.
두 농약을 일정한 농도로 acetone에 희석하여 working solution으로 제조 후 사용하였으며 두 농약의 물리화학적 특성은 Table 1과 같다. 살포된 농약은 boscalid의 경우 유효성분 함량 49.3% 입상수화제(동부팜한농, 칸투스)를 사용하였고 chlorfenapyr의 경우 유효성분 함량 10% 액상수화제(동부팜한농, 섹큐어)를 사용하였다. 농약의 잔류 분석에 사용된 acetone, acetonitrile, methylene chloride, 및 n-hexane은 Burdick & Jackson Inc.
시험 포장은 경상북도 칠곡군 왜관읍 금남리에 위치한 시설재배 하우스를 임대하여 시험하였으며 엇갈이 배추의 품종은 뚝심이었다. 처리구는 1.
0 m, 완충거리 1 m를 한 처리구로 하였으며 재식밀도는 10 cm×10 cm(약 300포기/반복구)였다. 포장 시험 기간은 2014년 6월 6일부터 2014년 7월 4일까지 진행되었다. 약제살포는 엇갈이 배추 종자를 파종하기 전 토양에 boscalid와 chlorfenapyr를 가로 1.
이론/모형
시료 채취는 토양의 경우 약제 살포 후 0, 7, 14, 21, 22, 24, 26 및 28일에 100 mL 부피의 core를 이용하여 채취하였고 채취 즉시 그늘에서 풍건하여 2 mm 체로 체질하였다. 채취한 토양 중 일부는 농촌진흥청 토양 분석법에 따라 토성을 분석하였으며(Rural Development Administration, 2000) 그 결과는 Table 2와 같다. 엇갈이 배추 시료의 경우 파종 후 21일부터 21, 22, 24, 26 및 28일에 수확하였으며 개별 무게를 측정하여 균질화한 후 잔류 농약 분석 직전까지 토양시료와 함께 −20℃ 냉동고에 보관하였다.
성능/효과
이러한 요인으로 흡수량을 경시적으로 산출하는 것은 어려움이 있기 때문에 본 논문에서는 토양 및 엇갈이 배추에서의 시간 경과에 따른 잔류량 변화를 조사하고 10 cm×10 cm의 토양 면적 중 농약의 초기 잔류절대량 대비 엇갈이 배추 중 농약의 잔류절대량의 비로써 흡수율(%)을 산출하였다. 그 결과 Table 5와 같이 토양으로부터 엇갈이 배추로 흡수된 농약의 양은 시간의 경과와 함께 증가하여 28일 경과 후 엇갈이 배추의 boscalid 흡수량은 저농도 처리구에서 2.47 mg/kg으로 흡수율이 2.4%였으며, 고농도 처리구에서 4.71 mg/kg을 흡수하여 2.2%의 흡수율을 보였다. 반면에 chlorfenapyr의 흡수량은 저농도 처리구와 고농도 처리구에서 각각 1.
시험농약의 정량분석을 위해 boscalid 및 chlorfenapyr는 GC-ECD로 표준검량선을 작성하였으며 boscalid와 chlorfenapyr의 검량선은 상관계수(R2) 값이 각각 0.9987 및 0.9982로 양호한 직선성을 나타내었다. 상기의 기기 분석 조건하에서 boscalid와 chlorfenapyr의 retention time은 각각 19.
1과 같다. 엇갈이 배추 중 boscalid의 회수율은 92.0~101.6%로 나타났으며, chlorfenapyr의 경우 87.5~104.4%로 나타났다. 반면에 토양 중 두 농약의 회수율시험 결과 boscalid에서 96.
이 결과를 바탕으로 토양 중 시험농약의 지수 감소식 및 반감기를 산출한 결과 토양 중 boscalid의 지수감소식은 저농도 처리구에서 y=3.1047e−0.0596x로 상관계수(R2) 값이 0.9830이었고, 고농도 처리구에서 지수감소식은 y=5.8180e−0.0373x로 상관계수(R2) 값이 0.9166으로 나타났다.
43 mg/kg으로 나타났다. 토양 중 두 농약의 잔류량은 시간의 경과에 따라 점점 감소하여 boscalid의 경우 수확일(파종 후 28일)에 저농도 처리구에서 잔류량이 0.53 mg/kg으로 초기잔류량의 80.9%가 감소하였으며, 고농도 처리구에서 1.60 mg/kg으로 초기잔류량의 71.7%가 감소하였다. 반면에 chlorfenapyr의 경우 저농도 처리구에서 잔류량이 1.
후속연구
이러한 엇갈이 배추의 재배특성 상 처음 재배할 때 살포된 농약이 토양 중에 잔류한 뒤 그 다음 재배에 영향을 미칠 가능성이 높다. 따라서 엇갈이 배추를 포함한 엽경채류의 경우 토양 중 잔류 농약의 양 및 작물로의 흡수 양상을 조사하는 것은 농작물의 안전성 평가에 있어서 특별히 고려하여야 할 것이다. 이러한 연구결과는 경작 토양에 잔류하고 있는 농약의 잔류량에 따른 농작물의 재배 제한 및 농약 살포횟수 감소 등에 고려의 대상이 되어야 하고 또한 궁극적으로 경작지의 작물 재배를 위한 잔류농약의 토양재배기준을 설정하는데도 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
하지만 현재 토양환경보전법에서는 시행규칙 제 1조의 2(토양오염물질)에 따라 카드뮴, 구리, 비소 등 중금속과 일부 유기화합물에 대해서만 고시하여 관리하고 있으며 토양 중 농약에 대한 기준설정 및 관리는 미흡하다(Ministry of Environment, 2014). 반면에 본 연구결과는 토양 중 잔류농약의 엇갈이 배추 중 흡수율이 높으므로 안전한 농산물을 관리 생산하기 위해서는 토양 중 잔류 농약의 경작지 재배 기준설정이 필요함을 나타내고 있으며 본 연구의 결과를 기초로 하여 다양한 요인을 고려한 시험이 진행되어야 할 것으로 사료된다.
따라서 엇갈이 배추를 포함한 엽경채류의 경우 토양 중 잔류 농약의 양 및 작물로의 흡수 양상을 조사하는 것은 농작물의 안전성 평가에 있어서 특별히 고려하여야 할 것이다. 이러한 연구결과는 경작 토양에 잔류하고 있는 농약의 잔류량에 따른 농작물의 재배 제한 및 농약 살포횟수 감소 등에 고려의 대상이 되어야 하고 또한 궁극적으로 경작지의 작물 재배를 위한 잔류농약의 토양재배기준을 설정하는데도 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
농산물의 부적합은 언제 발생하는가?
, 2012). 농산물의 부적합은 해당 농산물에 등록이 되어 있지 않은 농약이 검출되거나 살포된 농약이 해당 작물의 잔류허용기준치를 초과할 경우 발생되며, 이러한 의도치 않은 부적합 농산물이 발생되는 요인 중 하나는 토양에 잔류된 농약이 후작물로 흡수 이행되어 후작물의 잔류량에 영향을 미치는 경우이다(Park et al., 2004; Paterson and Mackay, 1994).
엽경채류와 경작 토양에 잔류하고 있는 농약에 대한 상관 관계를 조사해야 하는 이유는 무엇인가?
이러한 엇갈이 배추의 재배특성 상 처음 재배할 때 살포된 농약이 토양 중에 잔류한 뒤 그 다음 재배에 영향을 미칠 가능성이 높다. 따라서 엇갈이 배추를 포함한 엽경채류의 경우 토양 중 잔류 농약의 양 및 작물로의 흡수 양상을 조사하는 것은 농작물의 안전성 평가에 있어서 특별히 고려하여야 할 것이다. 이러한 연구결과는 경작 토양에 잔류하고 있는 농약의 잔류량에 따른 농작물의 재배 제한 및 농약 살포횟수 감소 등에 고려의 대상이 되어야 하고 또한 궁극적으로 경작지의 작물 재배를 위한 잔류농약의 토양재배기준을 설정하는데도 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
엇갈이 배추의 특성은 무엇인가?
흡수 이행되는 정도는 작물의 특성과 농약의 이화학적 특성에 따라 달라질 수 있으며 과수 작물에 비하여 엽경채류의 경우 뿌리로 흡수 이행되면 바로 가식부에 해당하기 때문에 토양 중 잔류하는 농약의 특성에 더 크게 영향을 받을 수 있다. 엽경채류 중 하나인 엇갈이 배추의 경우 작물과 작물 사이에 밭이 비는 짧은 기간을 이용하여 사이짓기로 재배 되며 일반적으로 시설 재배 시 3~4월에 파종하여 4월 중순에서 6월 초순에 수확하며 재배기간이 짧아 두 차례 나누어 파종 및 수확하는 연작으로 재배되는 특성이 있다. 이러한 엇갈이 배추의 재배특성 상 처음 재배할 때 살포된 농약이 토양 중에 잔류한 뒤 그 다음 재배에 영향을 미칠 가능성이 높다.
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