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문제 정의
- 따라서 본 연구는 생산단계 방울토마토 중 역병 및 흰가루병 방제에 사용되는 살균제 fluopicolide 및 mertrafenone의 경시적 잔류변화를 조사하여 농약 잔류감소 회귀식을 산출하였으며, 이를 이용하여 생산단계 잔류허용기준 설정을 위한 자료로 활용하고자 수행하였다.
제안 방법
- 농약 살포 2시간 후를 0일차로 하여 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10일차에 일정 크기의 시료를 채취하였다. 처리구당 1~2 kg 이상 채취된 시료는 각 처리구별로 밀봉한 후 즉시 분석 장소로 운반하였으며, 처리구별로 균질화하고, 혼합하여 –20℃ 이하의 냉동고에 보관 후 분석 시 사용하였다.
- 정제를 위해 사용 된 NH2 SPE cartridge(1g)는 Phenomenex (USA)사의 제품을 구입하여 사용하였다. 또한 약제 살포 시 배터리 충전식의 배부식 분무기를 사용하였고, 잔류 농약 분석 시 Rotary vacuum evaporator (EYELA, Japan), homogenizer (Nissei, Japan)를 사용하였으며, HPLC (Shiseide nanospace SI-2, Japan)와 질량분석기인 TSQ Quantum ultra (Thermo scientific, USA)가 LC-MS/MS 을 이용하여 잔류량을 분석하였다.
- 방울토마토중 fluopicolide 및 metrafenone에 대하여 안전사용기준의 희석 배수에 준하여 1회 기준량 살포 후 일자별 잔류량을 토대로 생물학적 반감기를 산출하였다. 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10일을 간격으로 시료(1~2 kg/구)를 채취하여 상기 분석법을 통하여 총 잔류량을 측정하여 약제의 잔류양상을 산출한 결과, fluopicolide 기준량 처리 시 시험포장 1에서의 초기 농도는 0.
-
방울토마토 중 회수율 분석
분석과정의 적합성을 판단하기 위하여 무처리 방울토마토시료 20 g에 metrafenone 및 fluopicoilde 표준용액 1 mg/kg 1 mL, 5 mg/kg 1 mL를 각각 MLOQ 10배(0.05 mg/kg), 50배(0.25 mg/kg) 수준으로 정확히 가하고, 균일하게 혼합하여 30 분간 방치한 후, 상기의 분석과정을 수행하여 회수율을 산출하였다.
- , 2009). 생산단계방울토마토 중 일자별 잔류량을 이용하여 fluopicolide 및 metrafenone의 생산단계 잔류허용기준을 산출하였다. 방울토마토 중 fluopicolide의 MRL은 0.
대상 데이터
- 5%) 표준물질은 Dr. Ehrenstorfer GmbH (Germany)에서 구입하여 사용하였으며, 포장시험에 사용된 농약 제품 fluopicolide 5% 액상수화제(상표명: 인피니트, 바이엘 크롭사이언스(주)) 및 metrafenone 24.4% 액상수화제(상표명: 비반도, 동부팜한농(주))는 시중 농약상에서 구입하여 사용하였다. 두 약제의 화학구조식과 이화학적 성질은 Table 1과 같다(Clive Tomolin, 2009).
- 본 연구는 강원도 춘천시 동내면 거두리 포장(포장 1)과 춘천시 동면 지내리 포장(포장 2)의 시설재배지를 임차하여 연구를 수행하였다. 포장 1의 시험 구획은 42 m2, 포장 2의 시험구획은 40 m2으로 약제처리별 3반복 배치하였으며, 각 처리구 사이에 1 m의 완충구를 두고 시험을 수행하였다(Fig.
- 본 연구에 사용된 fluopicolide (98.5%) 및 metrafenone (99.5%) 표준물질은 Dr. Ehrenstorfer GmbH (Germany)에서 구입하여 사용하였으며, 포장시험에 사용된 농약 제품 fluopicolide 5% 액상수화제(상표명: 인피니트, 바이엘 크롭사이언스(주)) 및 metrafenone 24.
- 잔류농약의 분석을 위해 사용한 acetonitrile은 Merck (Germany)사로부터 구입하여 사용하였고, dichloromethane 및 ethyl acetate는 Junsei Chemical과 Kanto Chemical (Japan)사에서 GR급을 구입하여 사용하였으며, sodium sulfate anhydrous, sodium chloride는 DAE JUNG (Korea)사의 제품을 사용하였다. 정제를 위해 사용 된 NH2 SPE cartridge(1g)는 Phenomenex (USA)사의 제품을 구입하여 사용하였다.
- 잔류농약의 분석을 위해 사용한 acetonitrile은 Merck (Germany)사로부터 구입하여 사용하였고, dichloromethane 및 ethyl acetate는 Junsei Chemical과 Kanto Chemical (Japan)사에서 GR급을 구입하여 사용하였으며, sodium sulfate anhydrous, sodium chloride는 DAE JUNG (Korea)사의 제품을 사용하였다. 정제를 위해 사용 된 NH2 SPE cartridge(1g)는 Phenomenex (USA)사의 제품을 구입하여 사용하였다. 또한 약제 살포 시 배터리 충전식의 배부식 분무기를 사용하였고, 잔류 농약 분석 시 Rotary vacuum evaporator (EYELA, Japan), homogenizer (Nissei, Japan)를 사용하였으며, HPLC (Shiseide nanospace SI-2, Japan)와 질량분석기인 TSQ Quantum ultra (Thermo scientific, USA)가 LC-MS/MS 을 이용하여 잔류량을 분석하였다.
데이터처리
- 방울토마토 생산단계 중 시험약제의 잔류랑은 표준검량선(Table 5)을 적용하여 산출하였으며, 생물학적 반감기 및 생산단계 잔류허용기준(PHRL)은 식품의약품안전처에서 제공하는 잔류성 시험성적 회귀분석 검정표를 이용하여 산출하였다.
이론/모형
- 1). 방울토마토에 대한 시험 농약의 살포는 농약사용지침서의 안전사용기준에 준하여 희석한 후, 포장 1 및 포장 2 지역에 배터리 충전식의 배부식 분무기를 사용하여 살포하였다(KCPA, 2014). Fluopicolide 및 mertrafenone의 안전사용기준 및 잔류허용기준(Maximum Residue Limits, MRL)은 Table 2와 같다.
성능/효과
- 방울토마토중 fluopicolide 및 metrafenone에 대하여 안전사용기준의 희석 배수에 준하여 1회 기준량 살포 후 일자별 잔류량을 토대로 생물학적 반감기를 산출하였다. 0, 1, 2, 3, 5, 7, 10일을 간격으로 시료(1~2 kg/구)를 채취하여 상기 분석법을 통하여 총 잔류량을 측정하여 약제의 잔류양상을 산출한 결과, fluopicolide 기준량 처리 시 시험포장 1에서의 초기 농도는 0.10 mg/kg, 포장 2에서의 초기 농도는 0.11 mg/kg이었다. Metrafenone의 경우 시험포장 1에서 0.
- 29 mg/kg로 나타났다. Fluopicolide 및 metrafenone의 수확 10일 전 잔류량이 각각 0.27 mg/kg, 2.29 mg/kg 이하로 나타난다면 방울토마토 수확 시 잔류량은 fluopicolide의 MRL인 0.2 mg/kg, metrafenone의 MRL인 2.0 mg/kg 수준 이하로 잔류할 것으로 사료된다(Fig. 6).
- 11 mg/kg이었다. Metrafenone의 경우 시험포장 1에서 0.79 mg/kg, 포장 2에서 0.67 mg/kg로 시험포장간의 초기 잔류량 차이가 있는 것을 확인 할 수 있었다(Fig. 5).
- 8일로 나타났다. Metrafenone의 경우 포장 1에서 y=0.772e-0.03x(R2 = 0.988) 포장 2에서 y= 0.634e-0.03x(R2 = 0.794)이었으며, 포장 1은 18.9일 포장 2는 21.5일의 반감기가 나타났다. 애호박이나 오이와 같은 박과채소류는 매끄러운 형태 특성상 살포된 농약에 대해 낮은 부착력을 가지고 있어 짧은 반감기를 보였다(Hwang et al.
- 28 mg/kg이었다. Metrafenone의 수확 10일 전 생산단계 잔류허용기준은 포장 1에서 2.76 mg/kg, 포장 2에서 2.29 mg/kg로 나타났다. Fluopicolide 및 metrafenone의 수확 10일 전 잔류량이 각각 0.
- , 2012). 그러나 본 연구의 시험 작물인 방울토마토의 경우 매끄러운 형태 특성을 가지고 있지만 다른 박과채소류 보다 반감기가 긴 것을 확인할 수 있었다. 이는 애호박이나 오이와 같은 박과채소류는 생육속도가 빠르며, 작물의 생장에 따라 살포된 농약이 희석되어 작물의 증체량에 따른 희석효과와 비표면적의 차이가 잔류농도에 영향을 미치기 때문에 상대적으로 증체량이 적고, 비표면적이 큰 방울토마토의 반감기는 길게 나타난 것으로 판단되었다(Kim et al.
- 2). 두 포장간에 대한 기상조건은 크게 차이나지 않았으며, 포장 1, 2에서 시험약제 살포 후 수확한 방울토마토의 평균무게 범위는 각각 9.4~19.5 g, 14.1~25.0 g으로 포장 2의 개체중량이 포장 1에 비해 높은 것을 확인하였다.(Fig. 3).
- 5). 또한 fluopicolide 포장 1, 2 기준량 1회 처리 10일 후 잔류량은 각각 0.06 mg/kg이었으며, metrafenone의 경우 기준량 1 회 처리 10일 후 포장 1, 2의 잔류량은 0.54 mg/kg, 0.48 mg/kg로 방울토마토 중 두 약제의 잔류량은 경과가 지남에 따라 감소하는 경향을 보였다. 방울토마토 중 fluopicolide 및 metrafenone의 포장 1과 포장 2 간의 초기 농도는 국내에 설정된 방울토마토에 대한 두 약제의 MRL (fluopicolide: 0.
- 방울토마토 중 fluopicolide 및 metrafenone에 대한 분석검출한계는 분석기기상의 최소검출량, 시험액량, 기기주입량, 최초 시료량을 고려해 산출하였으며 식 (1)과 같이 산출하여 분석검출한계는 0.005 mg/kg이었으며, 두 약제에 대한 분석과정의 적합성을 판단하기 위해 MLOQ의 10배, 50배 수준으로 시험을 수행한 결과 모두 식품의약품안전처의 단성분 분석 회수율 범위인 70~120%를 만족하였으며(KFDA. 2013), 변이계수(Coefficient of variation, C.
- 48 mg/kg로 방울토마토 중 두 약제의 잔류량은 경과가 지남에 따라 감소하는 경향을 보였다. 방울토마토 중 fluopicolide 및 metrafenone의 포장 1과 포장 2 간의 초기 농도는 국내에 설정된 방울토마토에 대한 두 약제의 MRL (fluopicolide: 0.2 mg/kg, metrafenone: 2.0 mg/kg) 이하의 잔류량을 보였다. 이는 시설 재배지에서 살포된 농약은 시설내의 온도와 습도에 의해 분해 및 휘발 되고, 작물의 생육에 필요한 관수처리 등에 의해 농약의 잔류량이 감소된 것으로 판단되었다(Lee et al.
- 생산단계방울토마토 중 일자별 잔류량을 이용하여 fluopicolide 및 metrafenone의 생산단계 잔류허용기준을 산출하였다. 방울토마토 중 fluopicolide의 MRL은 0.2 mg/kg이었으며, metrafenone의 경우 2.0 mg/kg으로 fluopicolide의 수확 10일 전 생산단계 잔류허용기준은 포장 1에서 0.27 mg/kg, 포장 2에서 0.28 mg/kg이었다. Metrafenone의 수확 10일 전 생산단계 잔류허용기준은 포장 1에서 2.
- 단계별로 희석한 working solution을 완전 농축하여 분석방법과 동일한 방법으로 추출한 무처리 시료로 다시 재용해하여 matrix를 matched한 표준검량선을 작성하였다. 방울토마토 중 잔류농약 정량분석을 위한 표준검량선을 작성한 결과, 두 약제 모두 상관계수(r2)가 0.99 이상으로 높은 직선성을 보여 정량분석에 적합함을 확인하였으며, 표준검량선의 회귀식은 Table 5와 같다.
- 본 연구를 통해 산출된 잔류량을 식품의약품안전처에서 제공한 회귀분석 검정표에 대입하여 각각 시험포장의 잔류량에 따른 잔류감소 회귀식을 산출한 결과, fluopicolide의 경우 포장 1에서 y=0.0933e-0.0461x(R2 = 0.9214), 포장 2에서는 y=0.0994e-0.0542x(R2 = 0.9034)이었으며, 이 식에 의해 일자별 잔류량을 통하여 반감기를 산출한 결과 포장 1에서 15.0일, 포장 2에서 12.8일로 나타났다. Metrafenone의 경우 포장 1에서 y=0.
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