잔디사용 살균제의 살포자 및 출입자 위해성평가
초록
우리나라에 등록되어 있는 농약은 약 1,900여종이 되며 이 중에 잔디만 등록된 농약도 280여종이다. 본 연구에서는 잔디에 등록되어 있는 주요 살균제의 살포작업자 및 잔디밭 출입자(golfer)에 대한 위해성을 평가하여 앞으로 비농업용 농약의 안전관리체계구축에 기여하고자 하였다. 국내 잔디밭에 사용하도록 등록된 29종 살균제에 대하여 급성경구 및 경피에 대한 독성을 조사하고, 미국 및 캐나다에서 사용하고 있는 급성독성을 이용하여 재출입 허용기간을 설정하는 방법을 적용하여 국내 잔디 사용농약의 재출입허용기준을 설정 하였다. 또한 현재 국내 농작업자 평가모델과 미국에서 개발한 주거지 위해성평가 표준지침 등을 이용하여 살포자 및 출입자에 대한 위해성을 평가하였다. 잔디사용 살균제의 급성경피독성은 29품목에 포함된 24성분 모두 III급으로 구분되었으며 재출입허용기간도 12시간으로 설정되었다. 12시간으로 설정된 살균제는 살포 후 4시간까지는 출입이 불가하지만 4~6시간에는 개인보호장비를 착용한 전문가가 1시간 동안 출입이 가능하며, 6~12시간에는 농약이 살포된 작물에 직접 접촉하지 않는 작업이 가능하다. 국내사용 농작업자위해성평가 모델을 6시간 8.0 ha speed sprayer기로 살포하는 시나리오를 이용하여 평가한 결과 7품목이 추가의 노출시험이 필요한 것으로 조사되었다. 또한 미국에서 사용하는 거주자 위해성평가모델을 적용할 경우, 호스연결살포기(hose-end sprayer)를 사용하고, 1일 4.0 ha를 살포하는 시나리오에서 살포작업자 및 출입자 모두 1차 평가에서 11품목이 상위 단계의 평가가 요구되었다. 그러나 이와 같은 결과는 최악의 시나리오를 이용한 평가이므로 정밀한 추가평가가 요구되는 것으로 판단되었다.
Abstract
There are about 1,900 pesticides registered and 280 pesticides are using only grass protection in Korea. In this study, we evaluated the risk of applicators and passengers exposure by fungicides registered on lawn. Based on this study, we intend to contribute to the establishment of non-agricultural pesticide safety management system. The toxicity of acute oral and dermal exposure was investigated for major 29 fungicides registered for lawn. Restricted entry interval (REI) were set according to the degrees of toxicity were used in USA and Canada. We also assessed the risk of the fungicide applicators and passengers exposure with the current Korea pesticide operator exposure model (Ko-POEM) and US standard operating procedures (SOP) for residential pesticide exposure assessment guideline. The 29 pesticide products consisted of 24 active ingredients, and all 24 were classified as acute toxicity categories III, and REI was set to 12 hours. 12 hours REI can not be accessed until 4 hours after application. However, the certified farmer who wears protective clothing and personal protective equipment can enter for an hour after 4~8 hours and can do works that does not have direct contact with the pesticide sprayed crop after 8~12 hours. As a result of evaluating Ko-POEM using 6 hours 8 hectors spraying a day scenario, 7 items were evaluated as requiring additional high tier test. In the scenario that US SOP for residential pesticide exposure assessment guideline was applied, Hose-end sprayer and 4 hectors spraying a day were used. Results of evaluating, both the applicator and passenger were required additional test on 11 items. Because these results were evaluated using the worst case scenario, it was judged that further detailed study would be necessary.
Keywords:
Risk assessment of pesticide, Restricted entry interval, lawn키워드:
농약의 위해성평가, 재출입 허용기간, 잔디서론
농작물 재배를 위해서 농약을 사용해야 하듯이 비 농경지인 잔디밭, 골프장, 정원, 가로수 등에도 병해충을 방제하기 위해서 농약을 사용해야 한다. 국내 골프장은 경기 160 곳 등 전국적으로 555여 곳에 이르며(KGBA, 2015), 공원도 국립공원 22, 도립공원 32, 군립공원 27 곳으로 보고되어 있다(KNPS, 2015). 그러나 농경지에 사용되는 농약의 경우는 안전성평가가 체계화되어 비교적 잘 관리되고 있으나 비농경지의 경우는 그렇지 못한 것이 현실이다. 골프장은 환경부에서 관리하고 있으나 공원, 도시 주택단지, 도로 등에 사용하는 농약에 대해서는 지방자치단체나 각 공단에서 개별적으로 관리하고 있어 안전사용에 대한 체계적인 점검이 필요하다고 할 수 있다. 그러나 미국 등 일부 선진국에서만 이들에 대한 위해성평가(US EPA, 2012; EFSA, 2014) 및 연구를 수행하고 있고 대부분의 국가에서는 관리가 되지 않는 분야이다. 그러므로 주거지 또는 주거지 인근 사용 농약의 안전성에 대해서는 많은 논란이 발생되고 있다. 2016년 캘리포니아 남부지방인 리브사이드 주변 도로, 배수로, 갓길 등에 먼지를 수거하여 잔류농약을 분석한 결과 75%의 시료에서 5종 이상의 농약이 검출되었고, 평균 농약검출농도는 85 ug/kg이었으며, 인체노출 농도는 permethrin의 경우 38 ng/day 정도로 측정되었다(Jiang et al., 2016). Carmichael et al. (2014)은 캘리포니아의 San Joaquin Valley 주택지에서 농약노출과 선천성심장질환과의 관계를 조사한 결과 대부분의 농약이 이와 관련이 없었으나 몇 종의 농약들은 추가의 연구가 필요하다고 발표하였으며, 정원이나 잔디밭에 사용하는 제초제 2,4-D와 디캄바의 경우에서도 비호지킨림프종(NHL) 발생과의 연관성을 조사하였으나 명확한 영향은 밝혀지지 않았으며(Hartge et al., 2005), Freeman et al. (2005)은 24~55개월 생 어린이들의 잔디밭 및 정원에서의 농약노출량을 산출하기 위하여 농약살포 후 4시간 동안의 행동을 관찰하고, 손 및 장난감에 묻은 농약잔류량을 조사하였다. 내분비계 장애 추정물질로 분류되고 있는 atrazine의 주거지 노출에 의한 생식기능 저하(Agopian et al., 2013a) 및 농약노출과 위벽열구(복벽이 생성되지 않아 장이나 간 등 내부장기가 복부 외부로 빠져나오는 현상) 등에 대한 연구(Agopian et al., 2013b), 주거지 사용농약이나 생활주변에 사용한 농약이 어린이에게 노출되었을 때 백혈병(Van Maele-Fabry et al., 2011; Turner et al., 2010; Ward et al., 2009) 뇌종양 등(Searles Nielsen, 2010)의 발병과 연관성을 조사한 연구 등이 진행되었다. 이와 같이 주택지나 학교, 공원 등에 사용하는 농약의 노출량산정이나 위해성평가에 대해서는 미국, 유럽 등 선진국에서도 평가체계를 구축하고 개선하는 과정 중에 있다(US EPA, 2012; EFSA, 2014). 따라서 본 연구에서는 비농업지역에 사용하고 있는 농약의 안전성평가 체계 구축의 필요성에 따라 우선적으로 잔디사용 살균제의 위해성을 국내 농작업자 노출량평가 모델, 미국의 주거지역 농약노출 평가를 위한 표준작업지침서 등을 이용하여 수행하였다. 연구결과 농약살포후 재출입허용기간 설정, 살포작업자, 잔디밭 출입자의 위해성 등을 평가하여 국내 비농업용 농약의 안전관리에 적용하기 위한 방안을 모색하였다.
수행방법
대상농약의 선정
잔디용 경엽살포 살균제를 Table 1과 같이 평가대상 농약으로 선정하였다.
List of fungicides to be evaluated on lawn (29 items)
농약살포지역 재출입허용기간 설정의 일반원칙
농약살포지역 재출입허용기간 설정은 미국, 캐나다 등의 선진국에서 적용하는 기준이 있으며, 이중 DFR (dislodgeable foliar residue) 성적을 이용하는 경우와 DFR 성적이 없을 경우는 농약성분의 급성독성 구분에 의해서 설정하는 것이 일반 적이다(Table 2). 적용 원칙은 농약성분의 급성경피독성이 우선 적용되고, 이용 가능한 경피독성이 없으면 급성경구독성을 이용하며, 이들에 대한 성적도 없을 경우는 제품의 독성을 적용한다.
Acute toxicity categories for pesticides (US EPA, 2017)
독성구분에 의한 농약살포지역 재출입허용기간 설정 기준
원제의 급성경피 및 급성경구 독성은 pesticide manual 16th (BCPC, 2012)을 참고하였으며, 단일성분으로 제조된 제품의 원제 또는 제품의 독성구분이 I급이면 48시간(단, 농약살포지역의 연간 강수량이 63.5 cm (25 inch) 이하이고, 살포농약이 콜린에스테라제 저해인 경우 72시간), II급이면 24시간, III급 및 IV급 이면 12시간이다. 살포농약이 혼합제일 경우는 사용 농약성분 중 가장 강한 독성 또는 가장 긴 재출입허용기간을 가진 성분으로 설정해야한다 (Table 2, US EPA, 2017).
농약살포자에 대한 위해성평가
농약살포자에 대한 위해성평가는 2가지의 방법으로 수행하였다. 첫째는 국내에서 농작업자 위해성 평가에 적용되고 있는 KoPOEM (Korea pesticide operator exposure model)을 이용하여 골퍼장 사용농약을 기준으로 평가하였다(RDA, 2017). 평가결과의 판정은 AOEL을 체내노출량과 비교하였으며, 이와 같은 비교를 toxicity exposure ratio (TER)라하고, TER이 1.0 이상이면 안전한 것으로 판단하였다. 두 번째는 미국 환경보호청에서 개발하여 사용하고 있는 주택지 잔디밭 등 주거지 농약노출 위해성평가 표준작업지침(US EPA, 2012)에 준하여 수행하였다. 위해성평가의 개념은 농작업자 노출허용량(AOEL)을 농약노출량과 비교하여 노출량이 AOEL을 초과하면 위해한 것으로 판단하게 된다. 평가에 이용된 시나리오는 KoPOEM은 speed-sprayer applicator(S-S기)를 일일 6시간 8 ha 살포하는 것을 이용하였고, US EPA 지침은 호스연결 살포기(hose-end sprayer)를 이용한 일일 4 ha 살포기준으로 기타 조건들은 default값을 적용하여 노출량을 산출하였다. 노출량은 체중 kg당 mg으로 나타내며, 노출량은 단위노출량에 단위면적당 살포량 및 살포면 적을 고려하고 산출하며, 산출식은 다음과 같다.
- E = Exposure (mg/day), UE = Unit Exposure(mg/kg ai), AR = Application Rate (Kg ai/ha, kg/L), A = Area Treated or Amount Handled (ha/day)
- D = Dose (mg/kg-day), E = Exposure (mg/day), AF = Absorption factor (dermal), BW = Body Weight (kg)
농약살포지역 출입자에 대한 위해성평가
농약살포지역 출입자 위해성평가는 주거지 농약노출 위해 성평가 표준작업지침(Standard operating procedures for residential pesticide exposure assessment, US EPA, 2012)에 준하여 수행하였다. 노출량산출은 전이될 수 있는 엽상 잔류량, 노출시간 등을 고려하였으며, 다음의 식과같이 체내노출량을 산정하였다.
- E = exposure (mg/day), TTRt = turf transferable residue on day “t” (μg/cm2), CF1 = weight unit conversion factor (0.001 mg/μg), TC = transfer coefficient (cm2/hr), ET = exposure time (hr/day)
- TTRt = turf transferable residue on day “t” (μg/cm2), AR = Application rate (kg ai/unit area), F = fraction of ai retained on turf (unitless), FD = fraction of residue that dissipates daily (unitless), t = post-application day on which exposure is being assessed, CF2 = weight unit conversion factor (1 × 109 μg/kg), CF3 = area unit conversion (1 × 10−4 m2/cm2)
- D = dose (mg/kg-day), E = exposure (mg/day), AF = absorption factor (dermal), BW= body weight (kg)
위해성평가는 체내 노출량과 독성값인 AOEL과 비교하여 평가하였으며 TER이 1.0 보다 크면 안전한 것으로 판단하였다.
결과 및 고찰
잔디사용 살균제의 재출입허용기간 설정
잔디에 등록된 주요 살균제 성분에 대한 급성경피 및 급성경구독성(2012, BCPC)을 조사한 결과 Table 3에서와 같이 24종 모두 원제의 급성경피독성 LD50 2,000~20,000에 해당되어 III급으로 구분되었다. 급성경피독성 분포는 >2,000 mg/kg이 15종이었으며, >5,000 mg/kg이 8종이었고, >10,000 mg/kg이 1종이었다. 모든 농약성분의 재출입허용기간은 농약살포지역 재출입허용기간 설정의 일반원칙과 독성구분에 의한 농약살포지역 재출입허용기간 설정 기준에 따라 재출입허용기간을 12시간으로 설정하였다. 잔디 사용 경엽살포용 농약의 대부분은 급성경피독성이 낮은 주성분을 사용하였으며, 급성경구독성도 비교적 낮은 물질이었다. 재출입허용기간 12시간은 0~4시간까지는 출입을 허용하지 않으며, 4~6시간은 개인보호장비를 착용한 전문가가 1시간 이내 출입할 수 있고, 6~12시간은 수확, 열매속기 등 손으로 하는 작업이외의 작업을 위한 출입이 가능하다(Ontario pesticide education program, 2017).
Acute toxicity of active ingredients and restricted entry interval of major fungicides registered in lawn
KoPOEM을 이용한 공원, 골프장 등의 농약살포작업자에 대한 위해성평가
Table 4와 같이 공원이나 골프장과 같은 대 면적 농약살포작업자에 대한 위해성평가는 현재 국내에서 농작업자 위해성평가에 적용하고 있는 KoPOEM을 이용한 국내 지침에 따라 평가하였다. 평가결과 TER이 1.0보다 큰 농약은 diniconazole WP 등 27품목이었고, 1.0보다 적은 농약은 metconazole SC 등 10품목이었다. TER이 1.0보다 작은 농약은 iminoctadine tris(albesilate)·thiram WP의 iminoctadine tris(albesilate)성분 0.043, Iminoctadine tris(albesilate)·Thiram WP의 thiram성분 0.148, chlorothalonil·kresoxim-methyl SC의 chlorothalonil 성분 0.15, carbendazim·kasugamycin WP의 carbendazim 성분 0.18, bitertanol WP 0.28, tebuconazole EC 0.36, triflumizole 0.49, triforine DC 및 EC 각각 0.63, metconazole 0.72 순이었다. 안전성이 확보는 되었으나 TER이 1.0~2.0에 분포된 농약으로는 carbendazim·kasugamycin (3.45%) WP 1.03, tebuconazole (25%) 1.06, tridiamefon (5%) 1.06, etridiazole (20%)·hexaconazole EC 1.37, tebuconazole (20%) 1.6, imibenconazole (15%) WP 1.8로 6품목이 해당되었다. 그 외의 농약들은 TER 2.0이상이었다. 본 평가는 모델을 이용한 1단계 평가로 TER이 1.0보다 작은 농약의 경우 국내 농약등록평가체계에서는 노출량측정시험을 수행하여 추가 평가를 수행하여야한다. TER 1.0~2.0은 안전할 것으로 판단되나 개인보호장구 착용 등 취급제한 기준을 철저히 준수하여 사용해야한다.
Risk assessment for applicator of major fungicides registered on lawn using KoPOEM
주택지 잔디밭 등의 농약살포작업자 위해성평가
주택지 내 잔디밭 등에 대한 농약살포는 골프장과 같은 대 면적이 아니므로 농약살포 방법이 다르며, 노출량도 상대적으로 많을 수 있다. 이와 같은 환경을 고려하여 국내에서는 아직 개발되지 않았지만 미국에서는 이들에 대한 표준지침을 개발하여 평가하고 있다. 이 기준에 준하여 평가한 결과 Table 5와 같이 위해 우려기준인 1.0 이상은 azoxystrobin WG 등 26품목이었고, 1.0 이하는 bitertanol WP 등 11품목이었다. TER이 1.0보다 작은 농약은 iminoctadine tris(albesilate)·thiram WP의 iminoctadine tris(albesilate)성분 0.04, chlorothalonil·kresoxim-methyl SC의 chlorothalonil 성분 0.087, Iminoctadine tris(albesilate)·Thiram WP의 thiram 성분 0.14, carbendazim·kasugamycin WP의 carbendazim 성분 0.17, tebuconazole EW 0.20, bitertanol WP 0.27, triforine DC 및 EC 0.40, triflumizole 0.45, metconazole 0.5, Iprodione·Thiophanate-methyl WP 0.68 순이었다. TER이 1.0~2.0에 분포된 농약으로는 carbendazim·kasugamycin (3.45%) WP 1.0, tebuconazole (25%) EC 1.0, tebuconazole (25%)EW 1.01, tebuconazole (20%) SC 1.01, tridiamefon (5%) 1.01, etridiazole(20%)·hexaconazole EC 1.03, cyproconazole WG 1.67, Triadimenol WP 1.67, imibenconazole (30%) WG 1.73, imibenconazole (15%) WP 1.73으로 9품목이 해당되었다. 그 외의 농약들은 TER 2.0이상이었다. 본 평가는 default 값과 모델을 이용한 1단계 평가로 TER이 1.0보다 작은 농약의 경우 현장모니터링을 통한 노출량측정시험을 수행하여야 보다 정밀한 평가가 가능할 것으로 판단된다. TER 1.0~2.0은 안전할 것으로 판단되나 개인보호장비 착용 등 취급제한 기준을 철저히 준수하여 살포하여야 한다.
Risk assessment for applicator of major fungicides registered on lawn using US EPA standard operating procedures for residential pesticide exposure
농약살포지역 출입자에 대한 위해성평가
농약살포지역 출입자에 대한 위해성평가를 US EPA가 설정한 기준에 따라 평가하였다. 평가결과 Fig. 1과 같이 TER이 1.0보다 큰 농약은 carbendazim.kasugamycin WP 등 25이며, 1.0보다 작은 iminoctadine tris(albesilate)·thiram WP 등 12종이었다. 이 중 1.0보다 작은 농약은 iminoctadine tris(albesilate)·thiram WP 0.044, triforine DC 0.074, triforine EC 0.074, chlorothalonil.kresoxim-methyl SC 0.095, iminoctadine tris(albesilate)·thiram WP 0.154, carbendazim·kasugamycin WP 0.185, tebuconazole EW 0.222, bitertanol WP 0.296, metconazole SC 0.370, triflumizole WP 0.506, iprodione·thiophanate-methyl WP 0.741, tebuconazole EC 0.889 순이었다. TER 1.0~2.0에는 carbendazim·kasugamycin WP 1.068, tebuconazole SC 1.111, triadimefone WP 1.111, tebuconazole SC 1.111, etridiazole·hexaconazole EC 1.148, triadimenol WP 1.852, cyproconazole WG 1.852, imibenconazzole WP 1.877, imibenconazole WG 1.877 등이었으며, 이들은 취급제한 기준을 철저히 준수하여 안전성을 확보해야 할 농약들이다.
Risk assessment for the passenger in the spraying area of major fungicides registered on lawn.※ Application scenario : 1500 L/ha, 4 ha/6 hr/day with hose-end applicator.※ Concern criteria : 1 < TER
이상의 결과에 따라 매년 아파트 등 주택지 주변, 공원 및 골프장 농약살포가 주민이나 언론의 문제로 제기되고 있으나 국내에서는 주택지 인근 놀이터나, 공원에 대한 안전지침, 평가기준 등이 설정되어 있지 않아 출입자 및 살포자의 안전관리가 시급하며, 연구도 거의 진행되지 않는 분야이다. 그러므로 본 연구에서는 골프장, 공원, 주택지 등에서 사용되는 잔디사용 살균제에 대한 재출입허용기간 및 위해성을 평가하였으며, 향후 국내에서도 비농업용으로 사용하는 농약에 대한 평가체계 구축 및 안전사용 기준 설정이 시급한 것으로 판단된다.
Acknowledgments
본 연구는 농촌진흥청 기관 고유사업 과제(PJ010983052017)로 수행되었으며 이에 감사드립니다.
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