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농약 사용에 의한 과수원 인근 하천 수생태계 노출 시나리오 개발
함성남 ( Seong Nam Ham ),오진아 ( Jina Oh ),이슬 ( Seul Lee ),신지영 ( Ji Young Shin ),박연기 ( Yeon Ki Park ) 한국환경농학회 2020 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2020 No.-
국내 농약 등록 시 농약 사용에 의한 비표적 야생 동식물의 피해를 예방하기 위해 환경생물에 대한 위해성을 평가하고 있으며 이는 대표생물의 서식지에 따라 수서생태계 및 육상생태계의 영향 평가로 구분할 수 있다. 수서생태계 위해성평가는 먹이사슬에 따라 녹조류, 물벼룩, 어류에 대한 영향을 단계적(tier system)으로 평가한다. 현재 국내에서는 수서생물에 대해 급성독성(1단계), 번식독성 (2단계) 그리고 모의수생태계영향 (3단계)을 평가하며 이 때 독성(toxicity) 과 노출량 (exposure)을 이용한 독성노줄비(toxicity exposure ratio)를 산출하여 각 평가기준에 따라 위해성 여부를 판단한다. 현재 농약 등록평가 시 환경추정농도(PEC; Predicted Exposure Concentration)은 수도용 농약과 원예작물용 농약에 따라 노출 시나리오를 설정하여 산출하고 있다. 이 중 원예작물용 노출 시나리오는 농경지로부터 5m 거리의 인근 하천으로 살포량의 0.6%가 비산된다는 가정이며, 단위면적당 물에 1회 살포한 농약이 전량 용해된 최고 농도를 산출한다. 이렇게 산출한 PEC는 농약의 다중살포와 시간에 따른 농도변화, 농약 성분의 이화학적 특성, 실제 우리나라 환경요인이 반영되지 않아 다양한 노출 상황을 대비한 위해성평가에 어려움이 있었다. 그러므로 우리나라 실제 농업환경과 농약 성분 특성을 반영하여 수생태계 노출 시나리오를 개선하고자 본 연구를 수행하였다. 원예작물 중 과수는 면적당 농약 살포량이 많고(250 L/10a) 살포 시 비산률이 높은 SS기를 사용하므로 다른 작물들에 비해 농약 사용으로 인한 인근 수생태계에 영향이 크다고 판단했다. 따라서 과수원 인근의 작은 하천(1 차-2차)으로 노출되는 농약 성분의 농도를 구하는 것을 목표로 각 노출경로(spray drift, runoff, drainage 등)를 검토했다. 주요 농약 노출 경로는 spray drift(SS기 사용), runoff(일일 20 mm 이상 강우 시)이고 drainage는 과수원 내 암거배수관 설치 비율이 매우 낮아(2.2%) 제외했다. drift 시 하천 농약 농도의 주요 변화 요인인 하천의 단면적은 2016~2017년 의 환경부 하천유량표를 참고하여 19개의 1-2차 하천 중 90<sup>th</sup> percentile에 해당하는 김천 지역의 하천 자료를 활용하고 runoff의 경우 기상청의 1960~2018년간 43 관측소의 일일 강수량 자료를 분석하여 90<sup>th</sup> percentile에 해당하는 대관령의 기후자료를 모델(PRZM)에 적용했다. SS기의 비산를 (33.4%)은 SPEXUS 모델로 산출, 비산량과 runoff량을 TOXSWA 모델로 연동하여 최고 노출농도를 산출할 수 있도록 파라미터화 했다. 이번 연구에서는 노출경로 별 다양한 환경요인을 고려하여 농약의 과수원 인근 수생태계로의 노출 시나리오를 새롭게 개발하고 각 모델에 적용해보았다. 향후에 본 연구에서 개발한 시나리오를 적용하여 기등록 농약의 PEC를 산출해보고, 문제점을 개선하는 연구를 진행한다면 실제 농약 평가에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.
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Pyraziflumid 및 함유 농약품목의 환경생물에 대한 위해성평가
오진아 ( Jina Oh ),함성남 ( Seong Nam Ham ),이슬 ( Seul Lee ),신지영 ( Ji Young Shin ),박연기 ( Yeon Ki Park ) 한국환경농학회 2020 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2020 No.-
국내 신규 살균제로 등록된 pyraziflumid는 pyrazine-carboxamides계 물질로 SDHI(Succinate ehydrogenase Inhibitors)계종 성분이다. SDHI계 살균제의 주요 작용기작으로는 병원균의 세포 내 미토콘드리아 complex II의 세포 호흡 과정에 관여하는 전자전달을 저해하여 일반적으로 흰가루병, 잿빛곰팡이병에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. Pyraziflumid는 갈색무늬병, 흑석병 등 다른 자낭균에 대한 활성도도 높아 채소 및 과수 대상 원예 작물에 실용성이 예상되며 국내에서는 팜한농에서 등록시험을 준비하였다. Pyraziflumid의 환경생물에 대한 독성과 pyraziflumid를 함유한 농약 품목의 환경생물에 미치는 위해성을 평가하기 위해 담수어 2종(냉수어종, 온수어종), 어류생물 농축성, 물벼룩, 녹조류 등의 수서생물과 조류, 지렁이, 꿀벌과 같은 육상생물 및 유용곤충의 독성 및 영향시험 성적서를 검토하였다. Pyraziflumid 원제성분의 환경생물에 대한 독성 검토 결과 담수 어류 급성독성 반수치사농도(LC<sub>50</sub>)는 냉수어종(무지개송어) 2.71, 온수어종(잉어) 1.6 mg/L 였고 물벼룩과 녹조류의 EC<sub>50</sub>는 >3.8, 3.4 mg/L 였다. 따라서 GHS 분류기준으로 급성수서환경유해성, 만성수서환경유해성을 구분2로 분류하였다. 무지개송어에 대한 생물농축성 시험 결과 최대 BCF<sub>SS</sub>가 352이며 배출기간(14일)동안 어체 내 농도가 대부분 감소하므로 생물축적가능성은 낮은 것으로 판단했다. 육상생물 중 조류(북미산 메추라기) 독성은 급성 경구독성과 섭식독성 LD<sub>50</sub>가 >2000, >5000 mg/kg으로 독성이 낮았고 꿀벌(LD<sub>50</sub> 접촉 >100, 섭식〉80 ㎍/bee), 지렁이(LC<sub>50</sub>〉1000 mg/kg), 천적 중 포식성응애(LR<sub>50</sub>>1000 g a.i./ha) 모두 급성독성이 낮았다. Pyraziflumid를 함유한 피라지플루미드 15% 액상수화제 농약 품목의 경우 잉어(담수 온수어종) LC<sub>50</sub>가 8.4 mg/L로 어독성 III으로 구분했다. 품목 적용작물 중 최대 살포량인 사과 경엽처리(2000배 희석) 경우의 환경 추정농도(PEC)를 산출하고, 어류와 물벼룩의 품목 독성과 녹조류, 조류, 지렁이, 꿀벌의 원제 독성을 근거로 위해성평가를 수행한 결과 모든 환경생물에 위해성이 낮은 것으로 평가하였다.
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이슬 ( Seul Lee ),오진아 ( Jina Oh ),함성남 ( Seong Nam Ham ),신지영 ( Ji Young Shin ),전경미 ( Kyong Mi Chon ),박연기 ( Yeon Ki Park ) 한국환경농학회 2020 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2020 No.-
우리나라는 농약의 등록 평가 시 농약의 이화학성, 잔류, 약효 및 약해, 인축독성과 환경생물독성을 검토하고 있으며 그 중 환경생물독성 분야는 대표생물군의 서식지에 따라 수서생태계와 육상생태계 평가로 나눌 수 있다. 농약 사용으로 인한 농경지 인근 생태계의 비의도적 피해를 예방하기 위해 서식지와 보호목적에 따라 육상생태계 대표생물을 조류, 지렁이, 꿀벌, 누에 또는 천적으로 나누어 각각의 위해성을 평가한다. 그 중 먹이사슬의 상위 포식자로 중요한 지표생물 중 하나인 조류는 종간 생물학적 차이가 크고 식성에 따라 농약 노출경로가 다양하므로 위해성평가 시 복합적 요인들을 고려한 노출량 산정이 필요하다. 현재 농약의 조류 위해성평가는 독성값(toxicity)과 노출량(exposure)으로 독성노출비(TER; toxicity exposure ratio)를 산출하여 평가기준에 따라 위해성을 판단하는데, 이 때 노출량은 대형 초식성 조류 1종의 일일식이섭취량과 먹이 중 잔류농약량을 가정하여 산출한다. 이는 최악의 상황(worst case)을 가정한 노출 시나리오지만, 조류의 종간 차이, 다양한 식성 및 농약의 사용방법을 고려하지 못하는 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 농약 중 작물살포제(경엽살포제, 수간살포제 등) 사용에 의한 조류의 식이노출 시나리오를 개선하고 산출식에 적용하여 등록농약의 위해성을 시뮬레이션 했다. 조류의 농약 노출 시나리오는 농약 살포 후 작물을 해당 식성의 조류가 일일 식이섭취량만큼 기피 없이 모두 섭취했을 때 작물 중 잔류량에 노출된다는 가정으로 설정하고 작물 별 지표종의 식이섭취량, 작물 중 농약잔류량, 농약 다중살포계수는 유럽식품안전청(EFSA) 가이던스의 자료를 참고했다. EFSA의 조류 종별 식성과 체중, 식이섭취량 설정근거를 활용하여 급성독성평가의 경우 90<sup>th</sup> percentile 식이노출량을, 만성독성평가에는 mean 식이노출량을 적용했다. 개선한 위해 성평가법의 적용 가능성을 확인하기 위해 국내 전체 기등록 농약 중 경엽살포제 1, 198품목(유효성분 별 적용건수: 40, 262건)의 조류 위해성을 기존의 평가법과 개선한 평가법으로 각각 평가했다. 기존 평가법으로 조류 위해성이 있는 농약은 3.8%(46/1198품목), 개선한 평가법으로는 4.5%(54/1198품목)로 평가법 개선 시 위해성 비율이 다소 증가하지만 이는 기존에 평가하지 않았던 농약의 다중살포량이 반영된 결과로 보인다. 그리고 개선한 평가법으로는 농약의 각 적용작물별 식성에 맞는 조류종을 평가할 수 있어 보다 현실적인 평가가 가능하며 또한 각 적용대상 별로 위해성평가를 할 수 있는 장점이 있다. 하지만 현재 조류 위해성평가 기준은 급성독성(1 단계)과 만성독성(2단계) 모두 TER 기준이 1이므로(유럽: 급성 10, 만성 5) 단계적 위해성평가의 의미가 없는 문제점이 있다. 현재 조류 식이노출 시나리오 중 또 다른 노출경로인 입제 농약의 섭취량 산출에 대한 연구를 진행 중이며, 이후에 적합한 평가기준 설정연구를 보완한다면 개선한 위해성평가법을 실제 농약 등록평가에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.
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