우리나라 주요 하천수의 사용 중인 농약의 실태조사를 위해서 전국 50지점을 선정 후, 1차 (농약 사용 비성수기, 4/5월)및 2차(농약 사용 성수기, 8/9월)로 나누어 실시를 하였다. 하천수 모니터링 결과 농약 1차, 2차 때 각각 11, 28개의 농약이 검출되었다. 농약은 7월부터 기온이 올라가면서 병 해충 방제를 위해 농약사용량이 증가하기 때문에 2차시기에 농약검출량이 증가한 것으로 판단된다. 검출빈도 10회 이상의 농약은 1차 시기에는 butachlor, carbofuran, 2차 시기에는 tricyclazole, azoxystrobin, chlorantraniliprole, thiamethoxam, isoprothiolane 5종이었다. 검출농약은 대부분 수도용 농약으로 검출비율은 90%, 81%로 높게 나타났다. 이러한 이유는 하천수 중 잔류농약은 논에서 사용된 농약이 비산되어 직접적으로 하천수로 잔류되기도 하며 또는 토양에 잔류된 농약이 논물을 방류하면서 하천수로 이동하기 때문이다. 네 개의 scenario를 이용하여 위해성 평가를 진행하였을 때, butachlor, carbofuran, carbendazim, chlorantranilprole 및 oxadiazon에서 잠재위해성 및 위해성이 있는 것으로 평가되었다. 추후 모니터링 연구와 수서생물에 위해성이 나타나지 않는 농도 이하로 잔류할 수 있도록 농약안전사용기준 설정연구가 필요할 것으로 보인다.
우리나라 주요 하천수의 사용 중인 농약의 실태조사를 위해서 전국 50지점을 선정 후, 1차 (농약 사용 비성수기, 4/5월)및 2차(농약 사용 성수기, 8/9월)로 나누어 실시를 하였다. 하천수 모니터링 결과 농약 1차, 2차 때 각각 11, 28개의 농약이 검출되었다. 농약은 7월부터 기온이 올라가면서 병 해충 방제를 위해 농약사용량이 증가하기 때문에 2차시기에 농약검출량이 증가한 것으로 판단된다. 검출빈도 10회 이상의 농약은 1차 시기에는 butachlor, carbofuran, 2차 시기에는 tricyclazole, azoxystrobin, chlorantraniliprole, thiamethoxam, isoprothiolane 5종이었다. 검출농약은 대부분 수도용 농약으로 검출비율은 90%, 81%로 높게 나타났다. 이러한 이유는 하천수 중 잔류농약은 논에서 사용된 농약이 비산되어 직접적으로 하천수로 잔류되기도 하며 또는 토양에 잔류된 농약이 논물을 방류하면서 하천수로 이동하기 때문이다. 네 개의 scenario를 이용하여 위해성 평가를 진행하였을 때, butachlor, carbofuran, carbendazim, chlorantranilprole 및 oxadiazon에서 잠재위해성 및 위해성이 있는 것으로 평가되었다. 추후 모니터링 연구와 수서생물에 위해성이 나타나지 않는 농도 이하로 잔류할 수 있도록 농약안전사용기준 설정연구가 필요할 것으로 보인다.
BACKGROUND: This study was carried out to investigate pesticide residues from fifty streams in Korea. Water samples were collected at two times. Thee first sampling was performed from april to may, which was the season for start of pesticide application and the second sampling event was from august ...
BACKGROUND: This study was carried out to investigate pesticide residues from fifty streams in Korea. Water samples were collected at two times. Thee first sampling was performed from april to may, which was the season for start of pesticide application and the second sampling event was from august to september, which was a period for spraying pesticides multiple times. METHODS AND RESULTS: The 136 pesticide residues were analyzed by LC-MS/MS and GC/ECD. As a result, eleven of the pesticide residues were detected at the first sampling. Twenty eight of the pesticide residues were detected at the second sampling. Seven pesticides were frequently detected from more than 10 water samples. Ecological risk assessment (ERA) was carried out by using residual and toxicological data. Four scenarios were applied for the ERA. Scenario 1 and 2 were performed using LC50 values and mean and maximum concentrations. Scenarios 3 and 4 were conducted by NOEC values and mean and maximum concentrations. CONCLUSION: Frequently detected pesticide residues tended to coincide with the period of preventing pathogen and pest at paddy rice. As a result of ERA, five pesticides (butachlor, carbendazim, carbofuran, chlorantranilprole, and oxadiazon) were assessed to be risks at scenario 4. However, only oxadiazon was assessed to be a risk at scenario 3 for the first sampling. Oxadiazon was not assessed to be a risk at the second sampling. It seems to be temporary phenomenon at the first sampling, because usage of herbicides such as oxadiazon increased from April to march for preventing weeds at paddy fields. However, this study suggested that five pesticides which were assessed to be risks need to be monitored continuously for the residues.
BACKGROUND: This study was carried out to investigate pesticide residues from fifty streams in Korea. Water samples were collected at two times. Thee first sampling was performed from april to may, which was the season for start of pesticide application and the second sampling event was from august to september, which was a period for spraying pesticides multiple times. METHODS AND RESULTS: The 136 pesticide residues were analyzed by LC-MS/MS and GC/ECD. As a result, eleven of the pesticide residues were detected at the first sampling. Twenty eight of the pesticide residues were detected at the second sampling. Seven pesticides were frequently detected from more than 10 water samples. Ecological risk assessment (ERA) was carried out by using residual and toxicological data. Four scenarios were applied for the ERA. Scenario 1 and 2 were performed using LC50 values and mean and maximum concentrations. Scenarios 3 and 4 were conducted by NOEC values and mean and maximum concentrations. CONCLUSION: Frequently detected pesticide residues tended to coincide with the period of preventing pathogen and pest at paddy rice. As a result of ERA, five pesticides (butachlor, carbendazim, carbofuran, chlorantranilprole, and oxadiazon) were assessed to be risks at scenario 4. However, only oxadiazon was assessed to be a risk at scenario 3 for the first sampling. Oxadiazon was not assessed to be a risk at the second sampling. It seems to be temporary phenomenon at the first sampling, because usage of herbicides such as oxadiazon increased from April to march for preventing weeds at paddy fields. However, this study suggested that five pesticides which were assessed to be risks need to be monitored continuously for the residues.
본 연구에서는 현재 농업용수로 활용하고 있는 전국의 주요 하천수를 대상으로 사용중인 농약의 실태조사를 위해서 농약 사용 비성수기(4-5월), 성수기(8-9월)로 나뉘어 시기별 모니터링을 실시하였고, 적절한 농약안전기준 제안을 위해서 검출농약을 대상으로 수생생물의 위해성 평가를 실시하였다.
제안 방법
우리나라의 농약 등록기준에서는 TER이 2이하일 때 위해가능성 있는 것으로 판단하고, 유럽기준은 RQi가 1 이상일 때 위해성이 있는 것으로 정의하고(EC, 2003) 있다. 본 연구에서는 총 4가지 시나리오를 가정하여 위해성 평가를 실시하였다(Table 5). 위해지수는 Vasickova 등(2019)의 연구의 위해성 평가범위를 참고하여 평가체계를 설정하였다.
환경 위해성 평가(ecological risk assessment, ERA)는 EC 가이드라인(2003), Lee 등(2011) 및 Vasickova 등(2019)의 위해성평가 연구를 참고하여 실시하였다. 조사지점에서 검출된 농약 검출량 자료를 토대로 조류, 물벼룩, 어류의 위해성 평가를 하였다. 농약에 대한 위해성평가는 독성노출비(toxicity exposure ratios, TER)와 위해지수(RQi)를 이용하여 실시하였다.
Ehrenstorfer 및 Sigma aldrich에서 구매하여 1000 mg/L stock solution을 acetonitrile (Merck, Darmstadt, Germany)에 용해하여 제조하였고, carbendazim은 100 mg/L stock solution을 Kemidas에서 구입하여 이용하였다. 하천수 중 잔류농약의 원활한 분석을 위해 10 mg/L 수준의 혼합 working solution을 3개 그룹으로 나누어 제조하였다.
대상 데이터
하천수 잔류농약 변동조사 대상농약은 다음과 같은 기준을 적용하여 선정하였다. ① 99-08년 농업환경 모니터링 연구(Park et al., 2013)의 논토양에서 검출빈도 5%이상 ② 반감기가 30일 이상 ③ 입제 및 토양관주처리 농약으로 살균제 57종, 살충제 45종, 제초제 13종 그리고 생장조절제 1종으로 총 136종이었다. 분석에 사용된 농약 표준품은 Dr.
시료는 우리나라 주요 하천수를 선정하여 전국 분포도를 고려하여 강원도 대안천 등 50지점이었다. 채취시기는 연중 농약사용 시작시기(1차)인 2018년 4, 5월과 연중 농약사용증가시기(2차)인 2018년 8, 9월에 연 2회 채취하였다.
데이터처리
조사지점에서 검출된 농약 검출량 자료를 토대로 조류, 물벼룩, 어류의 위해성 평가를 하였다. 농약에 대한 위해성평가는 독성노출비(toxicity exposure ratios, TER)와 위해지수(RQi)를 이용하여 실시하였다. 독성노출비 산출은 수서생물(어류, 물벼룩, 조류)의 반수치사량(LC50) 및 독성영향량(EC50)과 농약검출량(measured environmenta concentration, MEC)을 평균농도(MECmean)와 최고농도(MECmax) 2가지 상황을 가정하여 계산하였다.
이론/모형
본 연구에서는 총 4가지 시나리오를 가정하여 위해성 평가를 실시하였다(Table 5). 위해지수는 Vasickova 등(2019)의 연구의 위해성 평가범위를 참고하여 평가체계를 설정하였다. 독성노출비는 TER 2이하는 위해성이 있다고 평가하고, TER이 2초과 및 100 이하를 잠재 위험성, TER이 200을 초과할 경우 위해가 없는 것으로 판단하였다.
환경 위해성 평가(ecological risk assessment, ERA)는 EC 가이드라인(2003), Lee 등(2011) 및 Vasickova 등(2019)의 위해성평가 연구를 참고하여 실시하였다. 조사지점에서 검출된 농약 검출량 자료를 토대로 조류, 물벼룩, 어류의 위해성 평가를 하였다.
성능/효과
연중 농약사용 시작시기인 2018년 4, 5월의 하천수 잔류농약 검출현황은 Table 7과 같다. 검출농약은 살균제 3종, 살충제 6종 제초제 2종으로 총 11종이 검출되었다. 가장 높은 검출빈도를 나타낸 농약은 butachlor였으며 5회 이상 검출된 농약은 carbofuran, oxadiazon, cyprodinil, tricyclazole이 검출빈도 5회 이상을 보였다.
국내에서 연중 농약 사용량이 증가하는 시기에 채취한 하천수의 검출농약은 Table 8과 같다. 검출된 농약은 Acetamiprid등 28종으로 살균제 14종, 살충제 11종, 제초제 3종이고, 검출농약 중 수도용 등록농약이 22종이었다. 1차 조사시기와 비교하여 검출농약 수가 늘어난 것을 확인하였다.
수서생물 위해성 평가를 독성노출비(TER)와 위해지수(RQi)를 활용하여 실시를 하였다(Table 9, 10). 전국 주요 하천수 모니터링에서 우리나라 기준으로 위해성 평가를 실시한 결과 scenario 1에서 TER을 조사한 결과, 어류, 물벼룩 및 조류에서 1차 조사시기에는 326.9, 17.1, 6.2 이상이었고, 2차 조사는 60.9, 18.6, 99.3 이상으로 1차 조사의 carbofurnan, chlorantrniliprole (물벼룩), oxadiazon (조류), 2차 조사의 carbofurnan, chlorantrniliprole (물벼룩)에서 잠재적인 위해성이 있는 것으로 평가되었다. Oxadiazon은 1차 조사시기 TER 6.
후속연구
15로 위해성 기준 (TER < 2)에 근접한 수치지만, 1차 조사시기에만 검출되고 2차시기 불검출 되었기 때문에 일시적으로 잔류농약 사용량이 많아지면서 검출량이 증가한 것으로 파악되었고, 추가적인 연구를 통해 이 시기에 농약사용횟수 및 희석배수 등에 대한 안전관리방안을 제시할 필요가 있을 것으로 판단된다. carbofuran, chlorantraniliprole은 TER이 17.1-63.0이고, 1, 2차 시기 검출되는 농약으로 추가적인 모니터링 연구를 통한 관찰이 필요할 것으로 판단된다.
기존 잔류량 데이터를 이용한 위해성 평가를 진행하였을때, butachlor 등 4종에서 잠재위해성 또는 위해성이 있는것으로 평가되었는데, 정확한 위해성 평가를 위해서는 독성평가연구가 진행되어져야 할 것으로 판단된다. 그러나, 이번 위해성 평가에서 선정된 5종의 농약은 추가적인 모니터링 연구를 통해서 계속적으로 조사할 필요가 있다.
그러나, 이번 위해성 평가에서 선정된 5종의 농약은 추가적인 모니터링 연구를 통해서 계속적으로 조사할 필요가 있다. 또한 현장에서 농약을 사용할 때, 하천수의 수서생물에 위해성이 나타나지 않는 농도 이하로 잔류할 수 있도록 농약을 살포할 때 희석배수와 사용횟수 등을 설정하는 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
수도작이란 무엇인가?
우리나라의 주요 재배작물은 벼로 국내 농경지의 52%를 차지하고 있고, 99% 이상이 수도작으로 재배하고 있어(statics Korea, 2019), 하천수의 농약 오염이 취약한 실정이다. 수도작은 경작지에 물을 대어 농사를 짓는 방법으로 재배기간 동안 물을 흘려보내는 과정 중 토양과 흡착된 농약이 이동하면서 하천수 중 잔류농약의 검출 원인으로 작용할 수 있다(Chau etal., 2015).
농약 등 유해화학물질이 영향을 주는 요인은 두 가지를 들 수 있다. 첫째, 유기화학물질이 생물 농축 되어 먹이사슬의 상위단계 생물에서 고농도로 잔류되는 문제이다. Shin 등(2012)에 의하면 살조제 thiazolidindione의 해양생물 중 생물농축을 평가한 연구에서 하위단계인 새우에 비해 넙치에서 높은 농도로 잔류되었다고 보고하였고, 다른 연구에서도 수계 중 화학물질이 생물농축 가능성이 있다고 보고하였다(Kim et al., 1996; Min et al.
참고문헌 (24)
Journal of Chromatography A T. A., Albanis 823 1-2 59 (1998) 10.1016/S0021-9673(98)00304-5
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