Endosulfan은 스톡홀름협약을 통해 잔류성유기오염물질(POPs)로 지정되어 생산 및 사용이 금지되었으나, 여전히 국내 농업환경에서 검출되고 있고, 이로 인한 작물잔류는 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 따라서, 경작지 잔류 endosulfan으로부터 안전한 농산물을 생산하기 위한 작물흡수이행능 평가는 매우 중요하다. 본 연구에서는 문헌조사를 통해 지금까지 보고된 endosulfan의 생물농축계수(BCF)를 조사하였고, 당근과 시금치의 BCF를 시험을 통해 검증하였다. 문헌조사결과 endosulfan의 BCF는 0.002-4.460으로 작물별, 재배지역별 차이가 크게 나타났으며, 실험을 통해 검증한 당근과 시금치의 BCF는 0.285와 0.040-0.047로 각각 나타났다. Endosulfan 중 작물에 주로 잔류하는 이성체는 endosulfan sulfate로 확인되었다.
Endosulfan은 스톡홀름협약을 통해 잔류성유기오염물질(POPs)로 지정되어 생산 및 사용이 금지되었으나, 여전히 국내 농업환경에서 검출되고 있고, 이로 인한 작물잔류는 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 따라서, 경작지 잔류 endosulfan으로부터 안전한 농산물을 생산하기 위한 작물흡수이행능 평가는 매우 중요하다. 본 연구에서는 문헌조사를 통해 지금까지 보고된 endosulfan의 생물농축계수(BCF)를 조사하였고, 당근과 시금치의 BCF를 시험을 통해 검증하였다. 문헌조사결과 endosulfan의 BCF는 0.002-4.460으로 작물별, 재배지역별 차이가 크게 나타났으며, 실험을 통해 검증한 당근과 시금치의 BCF는 0.285와 0.040-0.047로 각각 나타났다. Endosulfan 중 작물에 주로 잔류하는 이성체는 endosulfan sulfate로 확인되었다.
Residual endosulfan in an agricultural environment has been reported, although endosulfan was listed to persistent organic pollutants and banned. To produce the safe crop from endosulfan residue risk, the plant uptake potential of endosulfan from soil to crop should be studied. In here, the plant up...
Residual endosulfan in an agricultural environment has been reported, although endosulfan was listed to persistent organic pollutants and banned. To produce the safe crop from endosulfan residue risk, the plant uptake potential of endosulfan from soil to crop should be studied. In here, the plant uptake potentials of endosulfan in various crops were surveyed and ranged from 0.002-4.460. And the bioconcentration factors (BCF) of total endosulfan in carrot and spinach were calculated from the pot experiment. The BCFs in carrot and spinach were 0.285 and 0.040-0.047 respectively. Endosulfan sulfate was contributed to over 42.8% of the crop residue as a major contributor among the three endosulfan congeners in both of carrot and spinach.
Residual endosulfan in an agricultural environment has been reported, although endosulfan was listed to persistent organic pollutants and banned. To produce the safe crop from endosulfan residue risk, the plant uptake potential of endosulfan from soil to crop should be studied. In here, the plant uptake potentials of endosulfan in various crops were surveyed and ranged from 0.002-4.460. And the bioconcentration factors (BCF) of total endosulfan in carrot and spinach were calculated from the pot experiment. The BCFs in carrot and spinach were 0.285 and 0.040-0.047 respectively. Endosulfan sulfate was contributed to over 42.8% of the crop residue as a major contributor among the three endosulfan congeners in both of carrot and spinach.
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문제 정의
이를 위해서는 endosulfan에 대한 작물 별 흡수이행능을 분석함으로써 안전농산물 재배를 위한 농경지 안전관리 가이드라인을 마련할 수 있을 것이다. 따라서, 본 연구에서는 작물에 대한 endosulfan의 흡수이행에 관한 연구결과를 분석하고, 이를 통해 다소비 채소작물인 시금치와 당근에 대한 잔류이행성을 비교 분석하여 환경 잔류 POPs 물질이 작물 잔류에 미치는 영향을 평가하였다.
제안 방법
시금치는 다소비 엽채소류로 토경 재배를 통해 주로 생산되고 있어, 토양 잔류 오염물질인 endosulfan에 대한 BCF에 대한 평가는 농산물 안전에서 매우 중요한 의미를 갖고 있다. 따라서, 본 연구에서는 endosulfan을 명목상 농도가 5 mg kg−1과 20 mg kg−1이 되도록 저농도 (Treat I)와 고농도 (Treat II)로 오염 된 토양에서 시금치의 BCF를 산출하였다. 파종 시 토양 중 endosulfan 잔류농도는 Treat I과 II에서 각각 4.
따라서, 경작지 잔류 endosulfan으로부터 안전한 농산물을 생산하기 위한 작물흡수이행능 평가는 매우 중요하다. 본 연구에서는 문헌조사를 통해 지금까지 보고된 endosulfan의 생물농축계수(BCF)를 조사하였고, 당근과 시금치의 BCF를 시험을 통해 검증하였다. 문헌조사결과 endosulfan의 BCF는 0.
대상 데이터
Endosulfan 표준품(α-endosulfan, β-endosulfan, endosulfan sulfate)은 Dr. Ehrenstorfer GmbH (Augsburg, Germany)제품을 사용하였고, 토양처리에 사용된 endosulfan은 35% 유제(한국삼공, Seoul, Republic of Korea)와 3% 분제(동부팜한농, Seoul, Republic of Korea)를 시중에서 구매하여 사용하였다. 시험에 사용된 용매인 acetone, n-hexane, dichloromethane (DCM)과 NaCl, 무수 Na2SO4, Florisil은 Merck 사(Darmstadt, Germany) 제품을 사용하였다.
시금치 재배에 사용한 토양은 전라북도 완주군 국립농업과학원 밭포장에서 채취하여 7일간 음건한 후 2 mm 체로 쳐서 사용하였다. 체친 토양에 지오릭스 유제(endosulfan 35%) 희석액을 첨가하여 명목상 농도가 5 mg kg−1 (Treat I)과 20 mg kg−1 (Treat II)이 되도록 처리한 후 회전식 토양 교반기로 균질화하였다.
오염처리된 토양을 1/2,000 a 와그너 포트에 나눠 담고 함수율 30-40%를 유지하며 1개월간 숙성시켰다. 시금치는 봄여름재배용 시금치(킹오브덴마크, 아시아종묘, Seoul, Republic of Korea)를 구매하여 포트에 파종하였다. 파종 후 60일간 재배한 시금치를 수확하여 뿌리를 제거한 후 흐르는 물로 겉에 묻은 흙을 제거하였다.
Ehrenstorfer GmbH (Augsburg, Germany)제품을 사용하였고, 토양처리에 사용된 endosulfan은 35% 유제(한국삼공, Seoul, Republic of Korea)와 3% 분제(동부팜한농, Seoul, Republic of Korea)를 시중에서 구매하여 사용하였다. 시험에 사용된 용매인 acetone, n-hexane, dichloromethane (DCM)과 NaCl, 무수 Na2SO4, Florisil은 Merck 사(Darmstadt, Germany) 제품을 사용하였다.
실험에 사용한 토양은 경기도 수원시 소재 국립농업과학원 시험포장 밭토양을 채취하여 음건한 후 2 mm체로 쳐서 사용하였다. 체친 토양과 원예용 상토를 부피비 4/1로 섞은 다음, 지오릭스 분제(endosulfan 3%) 1.
처리한 토양을 실험용 포트(내경 170 mm×높이 140 mm)에 담고 함수율 30-40%를 유지하며 10일간 숙성시켰다. 실험용 당근은 세장형 미니당근(아시아베이비, 아시아종묘)을 구매하여 숙성된 포트에 파종하였고, 파종 후 140일에 수확하였다. 토양 시료는 채취 후 음건하여 냉동보관 하였고, 당근 시료는 흐르는 물로 흙을 제거하고 뿌리와 잎을 분리 하였다.
데이터처리
시험 시료는 총 10개의 반복 처리구로부터 확보한 결과를 바탕으로, 통계프로그램 R (ver. 3.2)을 사용하여 Duncan test(p <0.05)를 수행하여 평가하였다.
이론/모형
040의 BCF값을 나타내었다. 따라서 본 시험에서는 고농도 토양 잔류수준(Treat III)에서 BCF를 평가하였다. 명목상 토양 처리 농도는 21 mg kg−1이었고, 숙성 후 파종 시점의 토양 중 endosulfan 잔류농도는 18.
총 endosulfan은 α-endosulfan, β-endosulfan과 endosulfan sulfate의 합으로 산출하였으며, bioconcentration factors (BCF)는 Hwang 등(2016)이 사용한 방법에 따라 작물 파종 시점의 토양 잔류농도(Csoil)를 기준으로 endosulfan의 식물 잔류농도(Cplant)를 사용하여 아래의 식과 같이 산출하였다.
성능/효과
본 연구에서는 문헌조사를 통해 지금까지 보고된 endosulfan의 생물농축계수(BCF)를 조사하였고, 당근과 시금치의 BCF를 시험을 통해 검증하였다. 문헌조사결과 endosulfan의 BCF는 0.002-4.460으로 작물별, 재배지역별 차이가 크게 나타났으며, 실험을 통해 검증한 당근과 시금치의 BCF는 0.285와 0.040-0.047로 각각 나타났다. Endosulfan 중 작물에 주로 잔류하는 이성체는 endosulfan sulfate로 확인되었다.
146 mg kg−1으로 잔류 수준과 검출 빈도가 크게 낮아진 것으로 조사된 바 있다(Lim 등, 2016a; Lim 등, 2016b). 작물 흡수이행성에 관한 문헌조사결과를 통해 볼 때, 동일 작물이라 하더라도 시험연구 조건에 따라 BCF 값은 크게 달라질 수 있으나, 본 연구에서는 시금치와 당근의 BCF값이 최대 0.285를 초과하지는 않는 것으로 확인되었다. 보다 정확한 결과를 확보하기 위해서는 동일 품목의 작물이라도 다양한 토양과 품종을 대상으로 시험하여 BCF를 산출할 필요가 있으며, 채소류의 경우 작물 생장량별 건물 중 endosulfan 농도를 평가하여 수확 시기별 endosulfan 잔류량에 대한 연구가 보완되어야 할 것이다.
354 mg kg−1을 나타내었다(Table 1). 토양 중 endosulfan sulfate 잔류 기여율은 저농도 시험구인 Treat I에서 55.5%를 나타내었고, 고농도 시험구인 Treat II 는 34.3%를 나타내어 β-endosulfan의 잔류기여율과 유사한 것으로 조사되었다. 이는 Hwang 등(2016)의 연구결과와 같이 endosulfan sulfate는 α-와 β-endosulfan의 분해대사물로 시간이 경과할수록 잔류기여도가 증가한 것으로 보여지며, β-endosulfan은 α-endosulfan 보다 토양 중 반감기가 길어 나타난 결과로 보여진다.
후속연구
285를 초과하지는 않는 것으로 확인되었다. 보다 정확한 결과를 확보하기 위해서는 동일 품목의 작물이라도 다양한 토양과 품종을 대상으로 시험하여 BCF를 산출할 필요가 있으며, 채소류의 경우 작물 생장량별 건물 중 endosulfan 농도를 평가하여 수확 시기별 endosulfan 잔류량에 대한 연구가 보완되어야 할 것이다. 특히, PLS제도에서 요구하는 작물 잔류 불검출 기준(0.
01 mg kg−1을 적용 받게 되어 일부 endosulfan에 대한 작물 흡수이행능이 높은 작물에 대해서는 작물별 Extraneous Maximum Residue Limits (EMRL) 설정 등을 통해 국내 농산물 생산시장을 안정화 할 필요가 있다. 이를 위해서는 endosulfan에 대한 작물 별 흡수이행능을 분석함으로써 안전농산물 재배를 위한 농경지 안전관리 가이드라인을 마련할 수 있을 것이다. 따라서, 본 연구에서는 작물에 대한 endosulfan의 흡수이행에 관한 연구결과를 분석하고, 이를 통해 다소비 채소작물인 시금치와 당근에 대한 잔류이행성을 비교 분석하여 환경 잔류 POPs 물질이 작물 잔류에 미치는 영향을 평가하였다.
4%보다 높은 수준을 나타내었고, 당근은 베타카로틴이 함유된 대표적인 근채류로서 국내 생산량 상위 품목으로 국내 생산면적 2,230 ha, 생산량 73,061M/T (2016 기준)을 나타내었다(NAQS 2017). 잔류농약 부적합률은 평균 수준인 3.5%를 나타내었으나, 2018년 이후 전격적으로 시행될 Positive-List-System (PLS) 제도에 따라 현재 사용되고 있는 농약에 대한 안전 관리 강화와 함께 재배 환경 잔류 오염물질인 POPs에 대한 작물 잔류 연구도 필요하다. 특히, PLS제도 시행에 따라 endosulfan에 대한 작물 잔류허용기준은 모든 작물에서 최저 기준인 0.
보다 정확한 결과를 확보하기 위해서는 동일 품목의 작물이라도 다양한 토양과 품종을 대상으로 시험하여 BCF를 산출할 필요가 있으며, 채소류의 경우 작물 생장량별 건물 중 endosulfan 농도를 평가하여 수확 시기별 endosulfan 잔류량에 대한 연구가 보완되어야 할 것이다. 특히, PLS제도에서 요구하는 작물 잔류 불검출 기준(0.01 mg kg−1)과 동일 작물내 BCF 편차를 고려한다면, 두 작물을 안전하게 재배할 경작지의 endosulfan 최대 잔류 농도는 작물 잔류 최저기준 이하에서 검토되어야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
endosulfan이 잔류성유기오염물질로 지정된 이유는?
과거 유기염소계 살충제로 흔히 사용되던 endosulfan은 높은 생물농축성과 독성, 그리고 장거리 이동성으로 인해 잔류성유기오염물질(Persistent Organic Pollutants, POPs)로 규정되어 국제적으로 생산 및 사용이 금지되었다(Choi 등, 2017). 우리나라에서는 2011년 endosulfan에 대한 농약등록이 취소되었고, 2015년 환경부 잔류성유기오염물질 목록에 등록되어 환경 잔류 endosulfan에 대한 관리가 한층 강화되었다(Ahn 등, 2017).
시금치의 잔류성유기오염물질 흡수에 대한 연구가 필요한 이유는?
4%보다 높은 수준을 나타내었고, 당근은 베타카로틴이 함유된 대표적인 근채류로서 국내 생산량 상위 품목으로 국내 생산면적 2,230 ha, 생산량 73,061 M/T (2016 기준)을 나타내었다(NAQS 2017). 잔류농약 부적합률은 평균 수준인 3.5%를 나타내었으나, 2018년 이후 전격적으로 시행될 Positive-List-System (PLS) 제도에 따라 현재 사용되고 있는 농약에 대한 안전 관리 강화와 함께 재배 환경 잔류 오염물질인 POPs에 대한 작물 잔류 연구도 필요하다. 특히, PLS제도 시행에 따라 endosulfan에 대한 작물 잔류허용기준은 모든 작물에서 최저 기준인 0.
국내 endosulfan의 관리법의 변화는?
과거 유기염소계 살충제로 흔히 사용되던 endosulfan은 높은 생물농축성과 독성, 그리고 장거리 이동성으로 인해 잔류성유기오염물질(Persistent Organic Pollutants, POPs)로 규정되어 국제적으로 생산 및 사용이 금지되었다(Choi 등, 2017). 우리나라에서는 2011년 endosulfan에 대한 농약등록이 취소되었고, 2015년 환경부 잔류성유기오염물질 목록에 등록되어 환경 잔류 endosulfan에 대한 관리가 한층 강화되었다(Ahn 등, 2017). 하지만, 등록 취소 전까지 endosulfan의 생산 및 출하량이 연간 100 M/T 수준이었고, 농약등록 취소 이후에도 endosulfan에 대한 국내 농산물 중 잔류 보고와 가축 중독, 축산물 중 잔류 보고가 계속되고 있다(Lee 등, 2013; Hwang 등, 2016).
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