[논문]고추, 오이 및 사과 재배 중 살균제 Thiophanate-methyl 살포 시 농작업자의 노출 및 위해 평가

최훈; 김정한

doi:10.3839/jabc.2014.012

고추, 오이 및 사과 재배 중 살균제 Thiophanate-methyl 살포 시 농작업자의 노출 및 위해 평가
Risk Assessment of Agricultural Worker's Exposure to Fungicide Thiophanate-methyl during Treatment in Green Pepper, Cucumber and Apple Fields 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.57 no.1, 2014년, pp.73 - 81

최훈 (Food Contaminants Divisions, Food Safety Evaluation Department, Ministry of Food and Drug Safety) , 김정한 (Department of Agricultural Biotechnology, Seoul National University)

초록
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본 연구에서는 고추, 오이 및 사과 포장에서 thiophanate-methyl 수화제 살포액 조제 시와 동력분무기를 통한 농약 살포 시 농작업자의 노출 및 위해 평가를 수행하였다. 패치, 장갑, 양말, 마스크를 통한 피부노출 측정법과 공기펌프와 고체흡착관을 이용한 호흡노출 측정법을 사용하였으며, 시험 전에 유효성을 모두 검증하였다. 살포액 조제 시, 피부 노출량은 $24.0{\pm}6.7mg$ (고추), $4.5{\pm}1.5mg$ (오이) 및 $18.5{\pm}0.6mg$ (사과)이었으며, 조제액 농약 유효함량 대비 평균 피부 노출수준은 0.007% (고추), 0.001% (오이) 및 0.005% (사과)수준이었다. 조제 시 주요 노출부위는 손으로 전체노출의 78-92%이었다. 농약살포 시, 작업자의 노출량은 $84.9{\pm}14.0mg$ (고추), $34.0{\pm}20.8mg$ (오이) 및 $30.7{\pm}9.1mg$ (사과)으로, 살포된 유효성분 함량 대비 평균 노출비율은 0.024% (고추), 0.016% (오이) 및 0.013% (사과)이었다. 사과포장에서 작업자의 주요 노출부위는 손이었지만 나머지 포장의 경우 주로 허벅지와 정강이에서 노출이 발생하였다. 호흡노출량은 살포액 조제 시 $1.5{\pm}2.2{\mu}g$ (고추), $52.7{\pm}48.9{\mu}g$ (오이) 및 $4.0{\pm}4.9{\mu}g$ (사과)이었던 반면, 농약살포 시 $0.2{\pm}0.1{\mu}g$ (고추), $23.2{\pm}12.4{\mu}g$ (오이) 및 $0.4{\pm}0.6{\mu}g$ (사과)이었다. 피부노출을 결정하는 주요 요인이 작물과의 접촉빈도, 잎 밀도, 살포 습관, 작업 형태, 작업 환경인 반면, 호흡노출의 경우 작업 환경, 특히 바람으로 판단되었다. 위해 평가 결과, 모든 경우에서 안전역이 1이상으로 위해 가능성은 낮았지만, 고추포장에서 농약을 살포할 경우 안전역이 1에 근접하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The present study was carried out to assess exposure and risk to thiophanate-methyl wettable powder for agricultural worker during mixing/loading and application with power sprayer in green pepper, cucumber and apple fields. Dermal exposure was measured with patches, gloves, socks and masks, while inhalation exposure was evaluated with personal air pump and solid sorbent. Those methods were full validated before experiment. During mixing/loading, dermal exposure amount in green pepper, cucumber and apple fields was $24.0{\pm}6.7$, $4.5{\pm}1.5$ and $18.5{\pm}0.6mg$, corresponding to mean 0.007, 0.001 and 0.005% of prepared active ingredient, respectively. The major exposed part for mixer/loader was hands (78-92%). Dermal exposure amount for applicator in green pepper, cucumber and apple fields was $84.9{\pm}14.0$, $34.0{\pm}20.8$ and $30.7{\pm}9.1mg$, corresponding to mean 0.024, 0.016 and 0.013% of applied active ingredient, respectively. The main body parts of exposure in apple field were hands, while thighs and shins in other fields. Inhalation exposure amount in green pepper, cucumber and apple fields was $1.5{\pm}2.2$, $52.7{\pm}48.9$ and $4.0{\pm}4.9{\mu}g$ during mixing/loading and $0.2{\pm}0.1$, $23.2{\pm}12.4$ and $0.4{\pm}0.6{\mu}g$ for applicator, respectively. These results were suggested that main factors affecting dermal exposure were contact frequency to the plants, foliage density, hygienic behavior, work type, and working environment, while inhalation exposure was affected mainly by working environment, especially wind. In risk assessment, margin of safety for thiophanate-methyl in all cases was over 1. However, during application in green pepper field, margin of safety was close to 1.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 채소, 과수, 시설재배 등에 널리 사용 되고 있는 살균제 thiophanate-methyl 수화제를 이용하여 고추(밭), 오이(시설) 및 사과(과수원) 포장에서 살포액을 조제하는 경우 및 농약을 살포할 경우 농작업자에게 발생하는 노출량을 측정하여 포장에 따른 농약노출 양상을 비교 평가하였으며, 주요 노출부위를 확인하고, 농약노출에 의해서 농작업자에게 발생될 수 있는 위해 가능성을 평가하였다. 피부노출 측정은 비교적 간단하고 경제적인 패치법을 사용하였고, 호흡노출 측정은 공기펌프와 고체흡착관을 사용하였다.
본 연구에서는 고추, 오이 및 사과 포장에서 thiophanate-methyl 수화제 살포액 조제 시와 동력분무기를 통한 농약 살포 시 농작업자의 노출 및 위해 평가를 수행하였다. 패치, 장갑, 양말, 마스크를 통한 피부노출 측정법과 공기펌프와 고체흡착관을 이용한 호흡노출 측정법을 사용하였으며, 시험 전에 유효성을 모두 검증하였다.

가설 설정

농약 살포 시 작업복에 오염된 농약은 작업복을 통과하고 다시 피부를 통과하여 사람 내부로 침투되기 때문에 농약 살포시 PDE에 의복 침투율 10%(Choi 등, 2006;Kim 등, 2011)를 곱하여 외적 피부노출량(external dermal exposure, EDE)을 산출한 다음, 피부 침투율 10%(EC, 2005)를 곱하여 내적 피부노출량(internal dermal exposure, IDE)을 계산하였다(Choi 등, 2006; Kim 등, 2011). 살포액 조제의 경우 EDE는 본 연구에 사용된 제재가 분말 형태인 수화제이므로 의복 침투율 1%를 가정하여 산출하였다(Kim et al., 2011). 한편, 호흡노출은 노출량 100%가 폐를 통해 직접 인체 내부로 침투되는 것으로 가정(Oliveira과 Machado-Neto, 2003; Fenske과 Day Jr, 2005; Kim 등, 2012b)하기 때문에 PIE를 그대로 사용하였다.

제안 방법

0.001–1 ppm 표준용액을 HPLC로 분석하면서 검출한계(Limit of detection, LOD)를 측정하였으며 이에 따라 정량한계(Limit of quantitation, LOQ)를 결정하였다.
LOD는 S/N(signal to noise ratio)가 3–5배, LOQ는 LOD의 3–10배 수준으로 결정하였다.
PDE에 대해 의복 및 피부 침투율을 고려하여 계산한 IDE 및 PIE를 합하여 AQE을 계산하여 농작업자의 thiophanatemethyl 위해성을 평가하였다(Table 6). 살포액 조제 시, AQE는 0.
U자형 유리관(Daejung Chemical, Korea) 바닥에 100LOQ수준의 표준용액을 첨가한 후, 공기펌프와 XAD-2 고체흡착관을 연결하고 2 L/min 유속으로 4시간 동안 포집하여 포집 효율(Trapping efficiency)을 확인하였다. 이때 농약의 휘발성을 돕기 위하여 약 70로 유리관을 가온하였다.
농약 노출의 노출 및 위해 평가. 노출 및 위해성은 1일 단위로 평가하며, 기기분석으로 측정 가능한 농약량이 충분히 포집될 수 있는 정도의 시간 동안만 살포하여 노출을 측정하고(Kim 등, 2011) 이 결과를 1일 동안 조제 및 살포하는 시간 또는 횟수로 환산하여 잠재적 1일 노출량인 PDE 및 PIE를 산출한다. 본 연구를 진행하면서 실제로 측정한 작업조건을 근거로 보면, 살포액 500 L를 살포하는데 동력분무기는 약 1시간이 소요되고, 살포액 조제는 농약원제의 희석 시간 약 5분 및 이동 시간을 포함하여 약 20분이 소요되었다.
노출 시료의 추출 용액 중 thiophanate-methyl의 분석은 Luna C18 칼럼(4.6×250 mm, 5 µ, Phenomenex, USA)과 가변파장검출기를 장착한 HP1100 series HPLC(Hewlett Packard, USA)를 사용하였다.
노출시료에서의 농약 추출효율(Recovery)을 확인하기 위해 농약 표준용액을 노출시료(패치, 장갑, 양말, 마스크)에 3 수준(LOQ, 5LOQ, 10LOQ)으로 첨가하고 용매를 건조한 다음, 추출 용기에 담고 각각 아세톤 60, 300, 300, 300 mL을 넣은 다음 200 rpm 속도로 1시간 동안 진탕기(US-RRS, Wooju Scientific, Korea)로 추출하였다. 흡착관 속의 XAD-2 고체흡착제에 3 수준(LOQ, 5LOQ, 10LOQ)으로 표준용액을 첨가하고 용매를 건조한 다음, 추출 용기에 넣고 아세톤 10 mL를 사용하여 농약을 진탕 추출하였다.
일일 동안 최대 가능한 잠재적 피부노출량(potential dermal exposure, PDE) 및 호흡노출량 (potential inhalation exposure, PIE)은 포장실험에서 1회 살포액 조제 또는 1회 살포 시 발생하는 피부 및 호흡 노출량(mg)에 1일 동안 조제 또는 살포 가능한 횟수를 곱하여 산출하였다(Moon 등, 2013). 농약 살포 시 작업복에 오염된 농약은 작업복을 통과하고 다시 피부를 통과하여 사람 내부로 침투되기 때문에 농약 살포시 PDE에 의복 침투율 10%(Choi 등, 2006;Kim 등, 2011)를 곱하여 외적 피부노출량(external dermal exposure, EDE)을 산출한 다음, 피부 침투율 10%(EC, 2005)를 곱하여 내적 피부노출량(internal dermal exposure, IDE)을 계산하였다(Choi 등, 2006; Kim 등, 2011). 살포액 조제의 경우 EDE는 본 연구에 사용된 제재가 분말 형태인 수화제이므로 의복 침투율 1%를 가정하여 산출하였다(Kim et al.
살포액은 물 500 L에 수화제 1봉지(500 g)를 넣고 막대로 저어주면서 약 5분 동안 조제하였다. 농약살포는 동력살포기를 이용하여 작업자가 뒷걸음으로 진행하면서 살포하였고, 1시간 동안 진행되었다.
한편, 호흡노출은 노출량 100%가 폐를 통해 직접 인체 내부로 침투되는 것으로 가정(Oliveira과 Machado-Neto, 2003; Fenske과 Day Jr, 2005; Kim 등, 2012b)하기 때문에 PIE를 그대로 사용하였다.따라서 IDE와 PIE의 합으로써 농작업자의 신체내부 흡수노출량(absorbable quantity of exposure, AQE)을 산출하였다.
따라서 1일 농약처리 작업 시간을 약 6시간으로 가정하였을 때, 동력분무기를 이용한 살포작업은 1일에 최대 5회, 살포액 조제도 최대 5회 가능하였다.따라서 PDE와 PIE는 포장에 따라 1회 조제 또는 1회 살포 작업 시 발생하는 피부 및 호흡 노출량과 1일 최대 조제 및 살포 작업횟수를 고려하여 산출하였다(Table 6).
노출 시험 전에 작업자의 신체 조건 및 포장의 크기, 작물의 생육상태, 크기 등을 조사하였 으며, 노출 시험 시작과 종료 시점에 기온, 습도를 습·온도계로 측정하였고, 풍속은 기상청으로부터 제공받았다(Table 2). 살포액 조제 및 살포 시 농작업자는 보호복(SP protective, KleenGuard, Yuhan-Kimberly, Korea)을 착용하였으며, 모든 노출시험은 2반복으로 수행되었다. 살포액은 물 500 L에 수화제 1봉지(500 g)를 넣고 막대로 저어주면서 약 5분 동안 조제하였다.
1). 실험이 진행되는 전 과정 동안 노출 시료에 포집된 농약 안정성을 조사하기 위해 포장 회수율을측정하였다. 포장 회수율 실험 결과 88–127%로 포장에서 노출 시험 동안이나 실험실까지 운반하는 과정에서 농약의 분해나 손실이 없었음을 확인하였다.
휘발성 파과(Breakthrough) 실험은 흡착관의 XAD-2 1차 고체 흡착제에 10LOQ수준의 표준용액을 처리한 후, 공기펌프에 연결해서 유량 2 L/min으로 4시간 동안 공기를 흘려준 후 1차및 2차 고체흡착제를 각각 ‘노출시료에서의 농약 추출효율’ 실험방법에 따라 추출/분석하여 2차 고체 흡착제로 휘발, 전이된 양을 측정하였다. 이상의 노출시료에서의 농약 추출효율, 포장회수율, 포집 효율 및 휘발성 파과 실험을 3반복 수행하였다.
흡착관 속의 XAD-2 고체흡착제에 3 수준(LOQ, 5LOQ, 10LOQ)으로 표준용액을 첨가하고 용매를 건조한 다음, 추출 용기에 넣고 아세톤 10 mL를 사용하여 농약을 진탕 추출하였다. 이상의 아세톤 추출액은 질소농축기(PIERCE, Rockford, USA)를 이용하여 용매를 제거하고 메탄올로 재용해 한 후 HPLC로 분석하였다.
작업 후 흡착관 속의 XAD-2 고체흡착제를 ‘노출시료에서의 농약 추출효율’ 실험방법에 따라 추출/분석하였다.
작업 후, 패치,장갑, 양말, 마스크를 ‘노출시료에서의 농약 추출효율’ 실험방법에 따라 추출/분석하였다.
본 연구에서는 고추, 오이 및 사과 포장에서 thiophanate-methyl 수화제 살포액 조제 시와 동력분무기를 통한 농약 살포 시 농작업자의 노출 및 위해 평가를 수행하였다. 패치, 장갑, 양말, 마스크를 통한 피부노출 측정법과 공기펌프와 고체흡착관을 이용한 호흡노출 측정법을 사용하였으며, 시험 전에 유효성을 모두 검증하였다. 살포액 조제 시, 피부 노출량은 24.
피부노출을 측정하기 위하여 피부노출 측정용 패치(Choi 등, 2006;Kim 등, 2012b)를 작업자의 머리, 앞 목, 목덜미, 가슴, 등, 상박, 하박, 허벅지, 정강이 부위에 옷핀을 사용하여 부착하였다(Kim 등, 1998). 패치는 가로, 세로 약 10 cm의 cellulose 재질의 종이(17CHR, Whatman International Ltd., UK)를 은박지로만든 패치주머니에 넣고 중앙에 8 cm 지름의 원형 노출부분(50cm²)을 두어 농약이 침착하도록 제작하였다. 손과 발의 노출측 정은 면 장갑과 면 양말을 사용하였고, 얼굴의 노출측정은 면마스크(200 cm²)를 사용하였다(Choi 등, 2006).
포장 회수율(Field recovery) 확인을 위해 노출 시험 포장에서 농약 표준용액을 노출시료에 5LOQ 수준으로 첨가한 후, 포장 실험의 모든 과정을 완료한 다음 실험실로 운반하여 앞서 ‘노출시료에서의 농약 추출효율’ 실험방법에 따라 추출/분석하였다.
표준용액 두 수준(0.1, 1 ppm)을 5반복 분석하여 결과의 반복성을 시험하였다. 검량선은 LOD–10 ppm 범위의 표준용액을 분석하여 검량선의 직선성을 확인하였으며, 표준용액 제조 1일 후, 3일 후에 추가로 검량선을 작성하여 검량선 직선성의 안정성을 확인하였다
따라서, 본 연구에서는 채소, 과수, 시설재배 등에 널리 사용 되고 있는 살균제 thiophanate-methyl 수화제를 이용하여 고추(밭), 오이(시설) 및 사과(과수원) 포장에서 살포액을 조제하는 경우 및 농약을 살포할 경우 농작업자에게 발생하는 노출량을 측정하여 포장에 따른 농약노출 양상을 비교 평가하였으며, 주요 노출부위를 확인하고, 농약노출에 의해서 농작업자에게 발생될 수 있는 위해 가능성을 평가하였다. 피부노출 측정은 비교적 간단하고 경제적인 패치법을 사용하였고, 호흡노출 측정은 공기펌프와 고체흡착관을 사용하였다.
호흡노출을 측정하기 위하여 공기펌프(GilAir-3, Sensidyne, USA)를 농작업자의 허리에 장착하고, 유리섬유필터(Type AE, SKC, USA)에 연결된 고체흡착관(ORBO^TM 609 Amberlite XAD-2 400/200mg, Supelco, USA)을 어깨 위에 고정하여 조제 및 살포 작업시간 동안 공기를 흡입하여(2 L/min) 공기 중농약을 포집하였다. 작업 후 흡착관 속의 XAD-2 고체흡착제를 ‘노출시료에서의 농약 추출효율’ 실험방법에 따라 추출/분석하였다.
환산된 신체부위별 피부 노출량을 실제 작업시간으로 나누어 시간 당피부노출속도(µg/h)를 계산하였다.
환산된 호흡 노출량을 실제 작업시간으로 나누어 시간당 호흡노출속도(µg/h)를 계산하였다.
휘발성 파과(Breakthrough) 실험은 흡착관의 XAD-2 1차 고체 흡착제에 10LOQ수준의 표준용액을 처리한 후, 공기펌프에 연결해서 유량 2 L/min으로 4시간 동안 공기를 흘려준 후 1차및 2차 고체흡착제를 각각 ‘노출시료에서의 농약 추출효율’ 실험방법에 따라 추출/분석하여 2차 고체 흡착제로 휘발, 전이된 양을 측정하였다.
노출시료에서의 농약 추출효율(Recovery)을 확인하기 위해 농약 표준용액을 노출시료(패치, 장갑, 양말, 마스크)에 3 수준(LOQ, 5LOQ, 10LOQ)으로 첨가하고 용매를 건조한 다음, 추출 용기에 담고 각각 아세톤 60, 300, 300, 300 mL을 넣은 다음 200 rpm 속도로 1시간 동안 진탕기(US-RRS, Wooju Scientific, Korea)로 추출하였다. 흡착관 속의 XAD-2 고체흡착제에 3 수준(LOQ, 5LOQ, 10LOQ)으로 표준용액을 첨가하고 용매를 건조한 다음, 추출 용기에 넣고 아세톤 10 mL를 사용하여 농약을 진탕 추출하였다. 이상의 아세톤 추출액은 질소농축기(PIERCE, Rockford, USA)를 이용하여 용매를 제거하고 메탄올로 재용해 한 후 HPLC로 분석하였다.

대상 데이터

노출 시험 전에 작업자의 신체 조건 및 포장의 크기, 작물의 생육상태, 크기 등을 조사하였 으며, 노출 시험 시작과 종료 시점에 기온, 습도를 습·온도계로 측정하였고, 풍속은 기상청으로부터 제공받았다(Table 2).
연구 대상 작물은 농작물 종류(채소, 과수), 특성(높은 키, 낮은키), 포장형태(시설, 밭, 과수원)를 고려하여 시설 재배의 대표적 작물인 오이, 노지 포장 밭 작물로서 고추, 과수작물의 대표인 사과를 선정하였다. 분석에 사용된 용매인 아세톤, 물, 아세토니트릴, 메탄올은 모두 high-performace liquid chromatography(HPLC)급(Fisher Scientific Korea Ltd, Korea)이었다.
포장, 살포액 조제 및 살포. 사과 포장 노출 시험은 2003년 6월 경북 군위군에 소재한 국립원예특작과학원 사과시험장, 고추 포장 노출 시험은 2002년 8월 경기도 수원의 국립원예특작과학원 본원, 오이 포장 노출 시험은 2003년 5월 경기도 평택의 오이 시설재배 농가에서 수행하였다. 노출 시험 전에 작업자의 신체 조건 및 포장의 크기, 작물의 생육상태, 크기 등을 조사하였 으며, 노출 시험 시작과 종료 시점에 기온, 습도를 습·온도계로 측정하였고, 풍속은 기상청으로부터 제공받았다(Table 2).
이다(EC, 2005). 시험 농약 제품으로서 thiophanate-methyl 유효성분이 70%인 톱신엠 수화제(Topsin M, Kyungnong Co., Ltd., Korea)를 농약상에서 구매하여 사용하였으며, 분석을 위한 표준품(98%)은 농촌진흥청으로부터 분양 받았다.연구 대상 작물은 농작물 종류(채소, 과수), 특성(높은 키, 낮은키), 포장형태(시설, 밭, 과수원)를 고려하여 시설 재배의 대표적 작물인 오이, 노지 포장 밭 작물로서 고추, 과수작물의 대표인 사과를 선정하였다.
시험 농약, 대상 작물 및 시약. 시험 농약인 thiophanate-methyl(Table 1)은 carbamate계 살균제 중 benzimidazole계통으로, 식물체 내에 들어가 carbendazim형태로 변형된 후 포자의 발아, 발아관의 신장, 부착기 형성, 균사의 형성 등을 저해함으로써 사과 등 과수에 발생하는 광범위한 곰팡이 방제에 사용된다.
, Korea)를 농약상에서 구매하여 사용하였으며, 분석을 위한 표준품(98%)은 농촌진흥청으로부터 분양 받았다.연구 대상 작물은 농작물 종류(채소, 과수), 특성(높은 키, 낮은키), 포장형태(시설, 밭, 과수원)를 고려하여 시설 재배의 대표적 작물인 오이, 노지 포장 밭 작물로서 고추, 과수작물의 대표인 사과를 선정하였다. 분석에 사용된 용매인 아세톤, 물, 아세토니트릴, 메탄올은 모두 high-performace liquid chromatography(HPLC)급(Fisher Scientific Korea Ltd, Korea)이었다.

데이터처리

05%만이 전이됨을 확인하였다(Table 3). 이상의 분석법 및 시험법 검증 과정을 거쳐 실험결과의 신뢰성을 확보하였다.

이론/모형

농작업자 위해성은 안전역(margin of safety, MOS)으로 평가하였고 계산식(MOS=AE/AQE×SF)을 이용하였다. Acceptable exposure (AE)는 AOEL에 우리나라 성인 남성의 평균체중을 곱하여 산출하였으며, safety factor(SF)는 1을 사용하였다(Kim 등, 2013). 농약 살포가 가능한 우리나라 20세 이상 성인 남성의 평균체중은 보건복지부에서 발간한 국민건강 영양조사 2008–2010년 자료(MHW, 2009; 2010; 2011)를 SAS(ver 9.
XAD-2 고체흡착제는 앞서 ‘노출시료에서의 농약 추출효율’ 실험방법에 따라 추출/분석하였다.
농작업자 위해성은 안전역(margin of safety, MOS)으로 평가하였고 계산식(MOS=AE/AQE×SF)을 이용하였다.

성능/효과

1) Fortification levels of trapping efficiency and breakthrough were 100LOQ and 10LOQ, respectively.
검량선은 LOD–10 ppm 범위의 표준용액을 분석하여 검량선의 직선성을 확인하였으며, 표준용액 제조 1일 후, 3일 후에 추가로 검량선을 작성하여 검량선 직선성의 안정성을 확인하였다
검출기의 파장은 270 nm이었고, 크로마토그램상 thiophanate-methyl 피크의 머무름 시간은 7.9±0.2분이었다.
그 이유는 PIE 때문인데, 사과 및 고추포장에서 조제작업자의 IDE가 오이 시설포장보다 약 4–5배 높았지만, 오이 시설포장의 PIE가 타포장의 PIE보다 13–26배 높게 산출됨에 따라 오이포장 작업자의 AQE값이 가장 높게 되었다.
노출측정용 시료로부터 농약의 추출효율은 86–115%으로 만족할만한 결과를 얻었으며 CV가 10% 미만으로 추출의 변이성이 낮게 관찰되었다(Fig. 1).
농약 살포 시 PIE는 시설재배인 오이포장의 경우 예상대로 상당히 증가하여 AQE의 6.4%에 달하였고, 사과및 고추 포장과 같은 야외 포장에 비해 약 60–200배에 해당하여 실내의 경우 호흡노출의 중요성을 다시 확인하였다(Fig. 5).
농약 살포액 조제 시,피부 총노출량은 4.5±1.5 mg (오이), 18.5±0.6 mg (사과) 및 24.0±6.7 mg (고추), 살포액 농약 유효함량 대비 평균 피부 노출율은 0.001% (오이), 0.005% (사과) 및 0.007% (고추)로서, 고추포장에서 가장 높은 노출량을 보였으며 실내인 오이 포장 에서 가장 낮은 노출량을 보였다.
농약살포 시 살포자 피부 노출량은 30.7±9.1 mg (사과), 34.0±20.8 mg (오이) 및 84.9± 14.0 mg (고추)로 고추포장에서 가장 높았으며, 살포된 유효성분 함량 대비 평균 노출비율은 0.013%(사과), 0.016%(오이) 및 0.024%(고추)로 역시 고추포장에서 가장 높은 노출비율을 보였다(Table 4).
농약에 대한 XAD-2 고체흡착제의 포집 효율을 측정하기 위한 포집 효율성 실험에서 mass balance 계산 결과, 98.27±2.31%로 우수하였으며, 1차 XAD-고체흡착제에 흡착된 농약이 공기를 흡입하는 동안 휘발되어 2차 고체흡착제로 이탈되는 정도를 알기 위해 실시한 휘발성 파과 실험(Kim 등, 2012b) 결과 2차 고체흡착제로 0.03±0.05%만이 전이됨을 확인하였다(Table 3).
본 연구를 진행하면서 실제로 측정한 작업조건을 근거로 보면, 살포액 500 L를 살포하는데 동력분무기는 약 1시간이 소요되고, 살포액 조제는 농약원제의 희석 시간 약 5분 및 이동 시간을 포함하여 약 20분이 소요되었다. 따라서 1일 농약처리 작업 시간을 약 6시간으로 가정하였을 때, 동력분무기를 이용한 살포작업은 1일에 최대 5회, 살포액 조제도 최대 5회 가능하였다.따라서 PDE와 PIE는 포장에 따라 1회 조제 또는 1회 살포 작업 시 발생하는 피부 및 호흡 노출량과 1일 최대 조제 및 살포 작업횟수를 고려하여 산출하였다(Table 6).
그 이유는 PIE 때문인데, 사과 및 고추포장에서 조제작업자의 IDE가 오이 시설포장보다 약 4–5배 높았지만, 오이 시설포장의 PIE가 타포장의 PIE보다 13–26배 높게 산출됨에 따라 오이포장 작업자의 AQE값이 가장 높게 되었다. 따라서 조제 작업자의 PIE가 AQE의 90% 이상을 차지하여 실내 하우스의 경우 조제 시 흡입에 의한 노출이 중요한 노출 경로임이 확인되었다(Fig. 5).위해 평가에서 조제 작업 시 모든 포장 작업자의 MOS값이 1보다 크게 관찰되어 위해영향 가능성은 낮았다.
4). 따라서, 농약 살포 시 호흡노출 양상은 피부노출의 경우와 다르게 살포작업 특성, 작물의 생육상태에 의한 영향이 미비하며 작업환경에 의해 결정됨을 확인하였다.
1 µg/cm² 보다 약 3–9배 높았다(Table 4). 따라서, 작물 높이와 같은 생육상태로 인해 나타나는 살포작업 특성 또한 작업자의 주요 피부노출 양상을 결정하는 요인임을 확인하였다. 한편, 사과 포장에선 과수간 간격이 오이 및 고추포장보다 넓기 때문에 작물과의 직접적인 접촉으로 인한 피부노출 발생률이 낮았으며, 오이 및 고추포장에서 주요 노출부위이었던 다리부위에선 전체 노출의 약 19%가 발생하였다(Fig.
5).따라서, 포장의 특성에 따라서 중요한 노출 경로가 확인되었으며, 농약 살포액을 조제하거나 농약을 살포할 경우에는 마스크를 비롯한 호흡보호장비, 불투과성 보호장갑 및 보호복을 반드시 착용하여 피부노출과 호흡노출 가능성을 줄이는 안전조치가 필요하다. 특히 안전역이 위해 가능 수준인 MOS값 1에 근접한 고추포장은 위해 가능성의 감소를 위해 1일 5회 작업대신 4 회 정도 작업(MOS=1.
5 µg/cm² )보다 약 3배 높았으며, 원인은 오이포장보다 고추포장의 작물 밀식 정도와 잎 밀도가 높아(Table 2) 작업자와 작물간의 접촉빈도가 휠씬 높았기 때문이다. 또한 오이포장에선 다리부위 중 정강이에서 전체 노출의 평균 34%가 발생한 반면 고추포장에선 허벅지에서 전체 노출의 평균 40%가 발생하여 작목에 따라서 노출 양상이 달랐다.
노출 및 위해성은 1일 단위로 평가하며, 기기분석으로 측정 가능한 농약량이 충분히 포집될 수 있는 정도의 시간 동안만 살포하여 노출을 측정하고(Kim 등, 2011) 이 결과를 1일 동안 조제 및 살포하는 시간 또는 횟수로 환산하여 잠재적 1일 노출량인 PDE 및 PIE를 산출한다. 본 연구를 진행하면서 실제로 측정한 작업조건을 근거로 보면, 살포액 500 L를 살포하는데 동력분무기는 약 1시간이 소요되고, 살포액 조제는 농약원제의 희석 시간 약 5분 및 이동 시간을 포함하여 약 20분이 소요되었다. 따라서 1일 농약처리 작업 시간을 약 6시간으로 가정하였을 때, 동력분무기를 이용한 살포작업은 1일에 최대 5회, 살포액 조제도 최대 5회 가능하였다.
분석의 반복성은 CV(coefficient of variation)값이 1%미만으로 다수의 시료 분석을 위한 기기의 안정성이 매우 뛰어났으며 검량선 직선성은 조제당일부터 3일 동안 R2 >0.9999으로 우수하였다.
사과과수원의 경우 오이 및 고추포장과는 상이하게 주요 노출부위가 살포자 손으로 전체 노출의 평균 49%를 차지하였고(Fig. 3), 노출속도(노출강도)는 15.0±14.2 mg/h (16.1±15.1 µg/ cm2)으로 오이포장 및 고추포장의 살포자보다 약 2–5배 높았다.
살포액 조제 시 호흡노출량은 4.0±4.9µg (사과), 52.7±48.9 µg (오이) 및 1.5±2.2 µg (고추)이었고 호흡노출속도는 59.5±74.4 µg/h (사과), 632.5±587.2 µg/h (오이) 및 30.8±43.5 µg/h (고추)으로, 시설재배인 오이포장에서 가장 높은 평균 호흡노출량 및 노출속도를 보여서(Table 5).
살포액 조제 시, 피부 노출량은 24.0±6.7 mg (고추), 4.5±1.5 mg (오이) 및 18.5±0.6 mg (사과)이었으며, 조제액 농약 유효함량 대비 평균 피부 노출수준은 0.007% (고추), 0.001% (오이) 및 0.005% (사과)수준이었다.
세 포장에서 평균 손 노출량이 피부 전체노출량의 78–92%를 차지하여[3.9±1.0 mg (오이), 17.1±0.6 mg (사과) 및 18.7±8.6 mg (고추)] 살포액 조제 시 주요 노출 부위는 손으로 확인 되었다(Fig. 2).
피부노출을 결정하는 주요 요인이 작물과의 접촉빈도, 잎 밀도, 살포 습관, 작업 형태, 작업 환경인 반면, 호흡노출의 경우 작업 환경, 특히 바람으로 판단되었다. 위해 평가 결과, 모든 경우에서 안전역이 1이상으로 위해 가능성은 낮았지만, 고추포장에서 농약을 살포할 경우 안전역이 1에 근접하였다.
5).위해 평가에서 조제 작업 시 모든 포장 작업자의 MOS값이 1보다 크게 관찰되어 위해영향 가능성은 낮았다. 하지만, 조제 작업 시 피부노출은 우발적으로 작업자의 손을 통해 발생하므로 작업 시 반드시 보호장갑을 착용하고 농약원제 또는 조제액이 오염되지 않도록 작업자가 주의해야 하며, 오이 하우스의 경우 마스크를 비롯한 호흡보호장비가 절대적으로 필요할 것으로 사료된다.
이러한 살포형태로 인해 상대적으로 신체 표면적이 작은 머리와 얼굴의 평균 노출 기여율이 오이와 고추포장에선 0.5–2.4%이었으나 사과포장에선 5.0%으로 높았고(Fig. 3), 머리의 노출강도가 2.7±0.6 µg/cm2 으로 오이포장의 1.0±1.4 µg/cm2과 고추포장의 0.3±0.1 µg/cm2 보다 약 3–9배 높았다(Table 4).
작물의 밀식 정도 및 잎 밀도가 높아서(Table 2) 작물과 작업자간의 접촉이 빈번한 고추포장과 오이포장 중에서 피부 노출 양상(Table 4)을 보면 노출패턴은 매우 유사하였으며(Fig. 3), 다리부위(허벅지 및 정강이)의 평균 노출이 전체 노출의 52% (오이), 65%(고추)를 차지하였다. 다리 부위의 평균 노출속도(노출강도)도 고추포장에서 51.
1 µg (고추)으로 오이포장에서의 호흡노출은 타포장에서의 호흡노출보다 약 60–120배 가량 높게 발생하였으며, 나머지 포장간에는 유사한 수준이었다(Table 5). 즉, 살포액 조제 시 호흡노출 결과와 마찬가지로, 실내 포장에서는 바람과 같은 환경요인으로 인한 살포입자의 확산에 미치는 영향 정도가 적고 살포입자가 공기 중에 오랫동안 존재할 수 있기 때문에 오이 시설과 같은 밀폐된 공간에서 호흡노출이 높게 관찰되었으며 피부노출에 대한 호흡노출의 비율도 타 포장에 비해 월등히 컸다(Fig. 4). 따라서, 농약 살포 시 호흡노출 양상은 피부노출의 경우와 다르게 살포작업 특성, 작물의 생육상태에 의한 영향이 미비하며 작업환경에 의해 결정됨을 확인하였다.
포장 회수율 실험 결과 88–127%로 포장에서 노출 시험 동안이나 실험실까지 운반하는 과정에서 농약의 분해나 손실이 없었음을 확인하였다.
6 µg (사과)이었다. 피부노출을 결정하는 주요 요인이 작물과의 접촉빈도, 잎 밀도, 살포 습관, 작업 형태, 작업 환경인 반면, 호흡노출의 경우 작업 환경, 특히 바람으로 판단되었다. 위해 평가 결과, 모든 경우에서 안전역이 1이상으로 위해 가능성은 낮았지만, 고추포장에서 농약을 살포할 경우 안전역이 1에 근접하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	농작업자 농약 노출의 노출경로는 무엇인가?	농민에게서 보고되고 있는 농부증이나, 하우스와 같은 밀폐된 공간에서 작업하는 시설재배 종사자에게서 나타나는 하우스병은 말초신경 질환이나, 피부병, 두통, 호흡곤란, 구토증 등이 나타나는 병증으로 이를 유발하는 요인 중의 한 가지가 농약중독이라고 알려져 있다(Lee 등, 2000). 이와 같은 농작업자의 농약노출은 주로 피부와 호흡을 통해 이루어 지며(Choi 등, 2006) 지속적인 시설재배 면적 및 작목의 증가는 시설 내 폐쇄된 공간에서 농약 노출 위험성을 높이고 있다(KCPA, 2012). 따라서 농약을 살포하고, 살포된 포장에서 다양한 작업을 수행하는 농작업자들의 실제 작업환경에서 발생하는 농약 노출 및 인체 건강에 대한 위해성 평가 연구는 농약을 보다 안전하고 합리적으로 사용하도록 하기 위한 중요한 분야라 할 수 있다.
	농약이 농업에서 절대적으로 필요한 물질인 이유는?	농약(작물보호제)은 작물의 병해충 및 잡초의 방제를 통한 작물 생산성 및 품질 향상, 노동력 절감을 위해 농업에서 절대적으로 필요한 물질이지만, 근본적으로 생물 방제를 목적으로 하기 때문에 생물적 독성을 갖고 있다. 따라서 농약을 살포하거나, 농약이 살포된 포장과 시설에서 수확 등의 작업하는 농작업자 들은 농약 살포 중 단시간 집중적인 노출로 인한 급성독성과, 다년간 농약 살포를 통한 장기간 반복 노출에 의한 만성독성이 나타날 가능성도 배제할 수 없다.
	하우스병의 병징은?	따라서 농약을 살포하거나, 농약이 살포된 포장과 시설에서 수확 등의 작업하는 농작업자 들은 농약 살포 중 단시간 집중적인 노출로 인한 급성독성과, 다년간 농약 살포를 통한 장기간 반복 노출에 의한 만성독성이 나타날 가능성도 배제할 수 없다. 농민에게서 보고되고 있는 농부증이나, 하우스와 같은 밀폐된 공간에서 작업하는 시설재배 종사자에게서 나타나는 하우스병은 말초신경 질환이나, 피부병, 두통, 호흡곤란, 구토증 등이 나타나는 병증으로 이를 유발하는 요인 중의 한 가지가 농약중독이라고 알려져 있다(Lee 등, 2000). 이와 같은 농작업자의 농약노출은 주로 피부와 호흡을 통해 이루어 지며(Choi 등, 2006) 지속적인 시설재배 면적 및 작목의 증가는 시설 내 폐쇄된 공간에서 농약 노출 위험성을 높이고 있다(KCPA, 2012).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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