소면적 재배 작물 중 연속수확작물인 높은 들깻잎의 안전성 확보를 위하여 들깻잎 중 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 잔류양상을 연구하였다. 확립된 분석법을 이용하여 회수율시험을 실시한 결과 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 회수율은 81.9~104.8% 범위로 만족할만하였다. 들깻잎의 생육 기간 중 bifenthrin과 chlorfenapyr의 잔류량 변화는 first order kinetics model을 적용하여 해석하였으며 이 식으로부터 산출된 감소상수는 bifenthrin에서 $0.0724-0.0535day^{-1}$, chlorfenapyr에서 $0.0948-0.0821day^{-1}$로 나타났다. 두 농약의 들깻잎 중 반감기는 bifenthrin의 경우 9.6-12.9일이었으며, chlorfenapyr는 7.3-8.4일이었다. 산출된 두 농약의 감소상수를 이용하여 pre-harvest residue limit(PHRL)을 산출한 결과 수확 10일전 들깻잎 중 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 잔류량이 각각 17.1 및 15.9 mg/kg일 경우 수확일에는 두 농약의 잔류허용기준인 7.0 및 10.0 mg/kg 이하로 잔류하여 안전할 것으로 예상되었다.
소면적 재배 작물 중 연속수확작물인 높은 들깻잎의 안전성 확보를 위하여 들깻잎 중 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 잔류양상을 연구하였다. 확립된 분석법을 이용하여 회수율시험을 실시한 결과 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 회수율은 81.9~104.8% 범위로 만족할만하였다. 들깻잎의 생육 기간 중 bifenthrin과 chlorfenapyr의 잔류량 변화는 first order kinetics model을 적용하여 해석하였으며 이 식으로부터 산출된 감소상수는 bifenthrin에서 $0.0724-0.0535day^{-1}$, chlorfenapyr에서 $0.0948-0.0821day^{-1}$로 나타났다. 두 농약의 들깻잎 중 반감기는 bifenthrin의 경우 9.6-12.9일이었으며, chlorfenapyr는 7.3-8.4일이었다. 산출된 두 농약의 감소상수를 이용하여 pre-harvest residue limit(PHRL)을 산출한 결과 수확 10일전 들깻잎 중 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 잔류량이 각각 17.1 및 15.9 mg/kg일 경우 수확일에는 두 농약의 잔류허용기준인 7.0 및 10.0 mg/kg 이하로 잔류하여 안전할 것으로 예상되었다.
BACKGROUND: It is important to understand residual patterns of pesticides applied on crops for ensuring their safety in agricultural products. However, there are few studies on the residual patterns of pesticides in minor crops, which are small in cultivation area. In this study, residual amounts of...
BACKGROUND: It is important to understand residual patterns of pesticides applied on crops for ensuring their safety in agricultural products. However, there are few studies on the residual patterns of pesticides in minor crops, which are small in cultivation area. In this study, residual amounts of bifenthrin and chlorfenapyr sprayed on perilla leaf as a minor crop were investigated to know their residual patterns. METHODS AND RESULTS: Bifenthrin and chlorfenapyr were sprayed 2 or 3 times on perilla leaves at a week interval prior to harvest, and the perilla leaves were collected at 0, 1, 3, 5 and 7 days after the final application of pesticides. Recoveries for residual analysis of pesticides spiked on perilla leaves with concentrations of 0.1 and 0.5 mg/kg were 81.9-104.8%. The residual amounts of pesticides interpreted using first order kinetics model show that dissipation constants of bifenthrin and chlorfenapyr in perilla leaves were 0.0724-0.0535 and $0.0948-0.0821day^{-1}$, respectively. In addition, the dissipation half-lives in perilla leaves were 9.6-12.9 days for bifenthrin and 7.3-8.4 days for chlorfenapyr. When pre-harvest residue limits (PHRL) of bifenthrin and chlorfenapyr at 10 days before harvest calculated on the basis of the dissipation constants and maximum residue limits of the pesticides were calculated as 17.1 for bifenthrin and 15.9 mg/kg for chlorfenapyr. CONCLUSION: Therefore, the PHRL calculated using the time-dependant residual patterns of pesticides in perilla leaves and their regression analysis may be used as experimental evidences in order to ensure the safety of pesticides in perilla leaves before harvest.
BACKGROUND: It is important to understand residual patterns of pesticides applied on crops for ensuring their safety in agricultural products. However, there are few studies on the residual patterns of pesticides in minor crops, which are small in cultivation area. In this study, residual amounts of bifenthrin and chlorfenapyr sprayed on perilla leaf as a minor crop were investigated to know their residual patterns. METHODS AND RESULTS: Bifenthrin and chlorfenapyr were sprayed 2 or 3 times on perilla leaves at a week interval prior to harvest, and the perilla leaves were collected at 0, 1, 3, 5 and 7 days after the final application of pesticides. Recoveries for residual analysis of pesticides spiked on perilla leaves with concentrations of 0.1 and 0.5 mg/kg were 81.9-104.8%. The residual amounts of pesticides interpreted using first order kinetics model show that dissipation constants of bifenthrin and chlorfenapyr in perilla leaves were 0.0724-0.0535 and $0.0948-0.0821day^{-1}$, respectively. In addition, the dissipation half-lives in perilla leaves were 9.6-12.9 days for bifenthrin and 7.3-8.4 days for chlorfenapyr. When pre-harvest residue limits (PHRL) of bifenthrin and chlorfenapyr at 10 days before harvest calculated on the basis of the dissipation constants and maximum residue limits of the pesticides were calculated as 17.1 for bifenthrin and 15.9 mg/kg for chlorfenapyr. CONCLUSION: Therefore, the PHRL calculated using the time-dependant residual patterns of pesticides in perilla leaves and their regression analysis may be used as experimental evidences in order to ensure the safety of pesticides in perilla leaves before harvest.
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문제 정의
본 논문은 들깻잎에 대하여 bifenthrin 및 chlorfenapyr를 2회 및 3회 살포한 후 두 농약의 경시적인 잔류양상을 조사하고 first order kinetics model을 적용하여 감소상수 및 반감기를 산출하여 재배기간 중 안전한 농산물을 생산 관리하기 위하여 수행하였다.
제안 방법
들깻잎 중 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 잔류농약분석 방법은 식품공전 잔류농약 분석법을 참조 및 변형하여 적용 하였다(MFDS Report, 2013). 들깻잎 시료 10 g에 일정량의 acetone을 첨가하고 homogenizer에서 3분간 12,000 rpm 으로 추출하여 추출물을 Celite 545에 통과시켜 여과한 후 1.
약제살포는 bifenthrin은 1,000배, chlorfenapyr는 2,000배 희석하여 배부식 분무기를 사용하여 20 psi의 압력으로 분당 1,500 mL로 살포하였다. 살포 시기 및 횟수는 7일 간격으로 2회 및 3회 처리하였으며, 들깻잎 시료는 최종 약제 살포 2시간 후 수확한 0일차를 포함하여 일주일간 0, 1, 3, 5 및 7일차에 수확하였다. 채취된 시료는 즉시 실험실로 운반하여 개별 무게를 측정하였다.
정량분석을 위한 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 표준검 량선은 각 농약의 표준품을 acetone으로 희석하여 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0 및 5.0 mg/L의 working solution을 조제 하여 각각 1.0 μL씩 GC-ECD에 주입하여 나타난 chromatogram 상의 peak 면적을 이용하여 작성하였다.
5 m를 한 처리 구로 하였으며 재식밀도는 20 cm×20 cm였다. 포장 시험 기간은 2014년 9월 5일부터 2014년 9월 26일까지 진행되었으며, 들깻잎의 재배는 농가의 관행적인 방법에 따라 실시하였다. 재배기간 중 관개수는 비닐하우스 상부에 설치된 스프링쿨러를 이용하여 7일에 한 번씩 가로 5.
0 μL 씩 GC-ECD(Shimadzu GC-2010, Japan)에 주입하여 나타난 chromatogram상의 peak area를 표준검량선과 비교하여 잔류량을 산출하였다. 회수율 시험은 bifenthrin 및 chlorfenapyr를 들깻잎 시료에 각각 0.1 및 0.5 mg/kg이되도록 처리한 다음 상기의 방법으로 추출, 정제한 후 GC-ECD로 분석하여 측정된 농약의 잔류량을 계산한 후 회수율을 구하였다.
대상 데이터
두 농약을 일정한 농도로 acetone에 희석하여 working solution으로 제조한 후 사용하였으며 두 농약의 물리화학적 성질은 Table 1과 같다. 농약제품은 bifenthrin의 경우 유효성분 함량 1% 유제(타스타, (주)영일케미컬)를 사용하였고 chlorfenapyr의 경우 유효성분 함량 10% 액상수화제(섹큐어, (주)동부팜한농)를 사용하였다. 잔류농약분석에 사용된 acetone, acetonitrile, methylene chloride, 및 n-hexane은 Burdick & Jackson Inc.
시험 포장은 경상북도 경산시 하양읍 청천리에 위치한 시설재배 하우스를 임대하였으며, 재래종 들깻잎을 시험에 이용 하였다. 처리구는 2.
이론/모형
들깻잎 중 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 반감기(T)는 first order kinetics model을 적용하여 아래의 식에 따라 산출하였다.
성능/효과
3에 나타내었다. Bifenthrin 의 회귀방정식은 2회 및 3회 처리구에서 각각 y=0.4177e-0.0724x (r2=0.9345) 및 y=0.5522e-0.0535x (r 2=0.9569)로 나타났으며, chlorfenapyr의 회귀방정식은 각 처리구에서 y=9.4124e-0.0948x (r2=0.9440) 및 y=10.1052e-0.0821x (r 2=0.9292)로 나타났다
들깻잎 중 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 잔류량을 조사한 결과는 Table 3에 나타내었다. Bifenthrin의 초기 잔류량은 2회 및 3회 처리구에서 각각 0.43 및 0.55 mg/kg으로 나타났으며, 일주일 경과 후 잔류량이 0.27 및 0.38 mg/kg으로 나타나 초기 잔류량의 30.9-37.2%가 소실되었다. 반면에 chlorfenapyr의 경우 초기 잔류량은 2회 처리구에서 9.
두 농약의 2회 및 3회 처리구의 감소상수 중 낮은 감소상수를 이용하여 산출한 PHRL은 Table 4와 같으며, 이에 따르면 수확 10일 전 들깻잎 중 bifenthin 및 chlorfenapyr의 잔류량이 각각 17.1 및 15.9 mg/kg으로 잔류할 경우 수확예정일에 두 농약의 잔류허용기준 이하로 잔류할 것으로 예상할 수 있다. 이러한 PHRL 산출 방법은 들깻잎과 같은 연속 수확 소면적 재배 작물의 안전성 확보를 위한 유용한 기준설정 방법으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
들깻잎 중 bifenthin 및 chlorfenapyr의 회수율시험 결과는 Table 2와 같다. 들깻잎 중 bifenthin의 회수율은 81.9-104.8%, chlorfenapyr의 회수율은 85.6-94.4%로 나타났으며 변이계수는 2.9% 이하로 나타나 잔류농약분석법 기준인 회수율 범위 70-120%와 변이계수 10% 이내를 만족하였다. 두 농약의 검출한계는 모두 0.
들깻잎 중 bifenthrin 및 chlorfenapyr의 잔류량 감소 요인은 두 농약의 증기압이 각각 2.4×10-2 mPa 및 1.2×10-2 mPa로 낮은 편이며, Log Kow값도 bifenthrin은 6.0 이상이며 chlorfenapyr의 경우 4.8로 극성이 비교적 낮아서 (Macbean, 2012), 휘산 및 강우식 관수에 의해 소실될 가능성보다 다른 요인이 더 크게 작용할 것으로 생각된다. 이전 연구에 따르면 들깻잎과 같이 단기간에 성장이 빠른 작물의 경우 작물 중 농약의 반감기는 작물의 비대성장이 가장 큰 요인으로 보고되고 있으며(Lee et al.
0 mg/kg으로 설정되어 있다 (MFDS report, 2012). 본 연구 결과에 따르면 들깻잎 중 bifenthrin의 최대 잔류량은 2회 및 3회 처리구 전체에서 잔류허용기준 이하로 나타났다. 반면에, chlorfenapyr의 경우 초기 잔류량이 각 처리구에서 9.
산출된 방정식으로부터 들깻잎 중 bifenthrin의 반감기를 산출한 결과 2회 처리구에서 9.6일, 3회 처리구에서 12.9일로 나타났다. Ko 등(2003)의 연구에 따르면 들깻잎 중 bifenthrin의 반감기는 2.
시험농약의 정량분석을 위한 bifenthrin 및 chlorfenapyr 의 표준검량선은 상관계수(r 2 ) 값이 0.999 이상으로 양호하게 나타났다. 상기의 기기 분석 조건하에서 bifenthrin과 chlorfenapyr의 retention time은 각각 21.
최종 약제 살포 후 일주일간 채취한 들깻잎의 무게는 최저 1.11±0.15 g에서 최고 1.36±0.19 g 사이로(Fig. 2), 들깻잎 시료는 일자별로 균일하게 채취하였다.
후속연구
9 mg/kg으로 잔류할 경우 수확예정일에 두 농약의 잔류허용기준 이하로 잔류할 것으로 예상할 수 있다. 이러한 PHRL 산출 방법은 들깻잎과 같은 연속 수확 소면적 재배 작물의 안전성 확보를 위한 유용한 기준설정 방법으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
최종 생산된 농산물의 안전성을 확보하기 위해 중요한 일은 무엇인가?
작물에 약제가 살포된 후 농약의 초기 부착량 및 재배 기간 동안 작물 중 잔류농약의 반감기(half-life)를 조사하여 잔류양상을 규명하는 것은 최종 생산된 농산물의 안전성을 확보하기 위해 중요한 일이다. 최근까지 농약의 잔류양상을 예측하기 위해 여러 kinetics model들이 적용되어 연구되어 왔으나(Park et al.
농작물에 사용되는 농약이 잔류하여 안전성 문제를 야기하는 것을 해소하기 위한 방법은?
, 2004). 이러한 문제를 해소하고 안전한 농산물을 생산 및 유통하기 위해서 농약의 잔류허용기준(maximum residue limits, MRL)을 설정하여 관리하고 있으며, 유통되는 농산물의 안정성 확보를 위하여 정부차원에서 지속적인 모니터링 사업도 수행하고 있다(Kim et al., 2014).
소면적 재배 작물의 잔류농약에 대한 연구가 미흡한 이유는?
그러나 들깻잎을 포함한 소면적 재배 작물의 경우 등록된 농약이 많지 않아(Lee et al., 2007), 사과 및 배와 같은 주요 작물에 비해 잔류농약에 대한 연구가 미흡하다고 할 수 있다. 특히 국립농산물품질관리원(National Agricultural Products Quality Management Service, NAQS)의 조사 결과에 따르면 잔류농약으로 인한 부적합 건수가 소면적 재배 작물 들깻잎에서 2011년 70건 및 2012년 56건으로 상당히 높았다(NAQS report, 2011; NAQS report, 2012).
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