출하단계 들깻잎의 잔류농약 위해성 평가 및 부적합 원인 조사

시험 재료

분석 대상 농약은 농산물 및 토양에서 다빈도로 검출되는 농약 124종을 선정하였다(Table 1). 분석에 사용한 표준품은 Dr. Ehrenstorfer (Germany) 및 WAKO (Japan)에서 구입하였으며, 각각의 표준품은 acetone, acetonitrile, methanol을 이용하여 1,000 mg/L의 stock solution으로 제조한 후, stock solution들을 하나로 혼합하고 acetonitrile로 재용해하여 10 mg/L의 혼합표준용액으로 제조하였다.

Table 1.

124 Pesticides used in this study

분석에 사용한 용매 acetone, acetonitrile, methanol은 Dr. Ehrenstorfer (Germany)의 HPLC grade를 이용하였으며, formic acid는 Sigma Aldrich (≥98%, St. Louis, USA)에서 구입하였으며 glacial acetic acid는 Merk (100%, Germany)에서 구입하여 이용하였다. 증류수 제조 장치는 Milli-Q system (Millipore, Bedford, USA)을 사용하였다.

시료 전처리를 위해 QuEChERS (AOAC)법을 이용하였으며, 추출을 위해 Agilent QuEChERS Extract Kit AOAC pouch (6 g MgSO₄, 1.5 g NaOAc)와 Agilent QuEChERS dispersive SPE 2 mL Fatty samples (50 mg C18EC, 50 mg PSA, 150 mg MgSO₄)을 사용하였다.

잔류농약 조사 농산물은 국가잔류조사의 품목 중 한 품목이며, 잔류농약 검출율(20.0%) 및 부적합율(1.0%)이 보고되는 들깻잎을 선정하였으며(Park et al., 2015), 세 지역(금산, 진주, 밀양)에서 192점의 시료를 수거하여 분석하였다.

회수율 실험 및 잔류량 분석

들깻잎 시료에 대해 회수율 실험을 진행하였다. 먼저 시료를 고르게 분쇄하기 위해 시료를 냉동한 후 드라이아이스를 첨가하여 분쇄하였다. 분쇄된 시료 15 g을 50 mL 원심분리 튜브에 칭량을 하고 혼합표준용액 150 μl을 첨가하였다(blank 시료에는 acetonitrile 150 μl 첨가). 이 후 1% glacial acetic acid를 함유한 acetonitrile 15 mL 첨가하여 300 rpm에서 30분 동안 진탕 추출하였다. 진탕 추출 한 50 mL 원심분리 튜브에 6 g의 MgSO₄, 1.5 g NaOAc를 첨가하여 손으로 2분간 격렬히 진탕 후 3,500 rpm에서 5분간 원심분리 하였다. 원심분리 한 상징액 1 mL를 취하여 50 mg C18, 50 mg PSA, 150 mg MgSO₄이 포함된 2 mL tube에 첨가 후 30초간 vortex mixer를 이용하여 진탕하고(blank 시료는 900 mg MgSO₄, 150 mg PSA이 포함된 15 mL 튜브에 150 mg C18 첨가 후 상징액 8 mL 첨가) 1,200 rpm에서 5분간 원심분리(blank 시료는 3,500 rpm에서 5분간 원심분리)하였다. 2 mL 유리 바이알에 원심분리 한 상징액 500 μl를 담고 2mg/L triphenylphosphate (acetonitrile 용해) 50 μl, acetonitrile 50 μl, 0.1% formic acid 포함 acetonitrile 400 μl 첨가하였으며, LC-MS/MS를 이용하여 분석하였다. 혼합표준용액을 acetonitrile로 용해하여 농도 수준별로 준비하고 무처리 시료 추출용매를 이용하여 matrix matched standard를 만들고 정량분석에 이용하였다. 잔류량 분석 방법은 회수율 실험결과를 통해 분석법이 검증된 농약들에 한하여 동일한 방법으로 진행하였다.

기기분석

분석에 사용된 기기는 Agilent 1200 HPLC와 Agilent 6410 triple-quadrupole mass spectrometer이었다. LC-MS/MS에 사용된 이동상은 0.1% formic acid를 함유한 증류수와 acetonitrile이며 positive mode에서 분석하였다(Table 2, Table 3).

Table 2.

LC-MS/MS operating condition for multiresidue analysis

Table 3.

LC-MS/MS MRM analytical condition for multiresidue analysis

검출농약의 위해성 평가

들깻잎 192점을 분석 한 결과 들깻잎에 등록되어 있는 농약은 모두 MRL 미만으로 안전한 수준이라 판단하고, 등록되어 있지 않은 농약을 대상으로 위해성 평가를 실시하였다. 평가 방법은 먼저 각 성분에 대한 평균 검출량과 들깻잎의 1일 섭취량 2.37 g (KHIDI 2016)을 이용하여 1일 섭취추정량(estimated daily intake, EDI)을 구했으며, 이를 농약의 ADI를 이용하여 %ADI 값으로 위해성을 평가하였다.

잔류농약의 부적합 원인 구명을 위한 설문조사

들깻잎을 수거한 81 농가를 대상으로 잔류농약 부적합이 발생하는 원인을 구명하기 위해 설문조사를 실시하였다. 주요 조사 내용으로는 살포 농약의 종류, 농약살포 횟수와 사용량, 검출된 농약의 사용 이유 등이었다.

회수율 실험 결과

들깻잎에서 농약 97성분이 70-120%의 회수율 및 20% 이하의 RSD를 나타내어 본 분석법이 적합함을 검증하였다. Matrix matched standard를 이용하여 검량선을 작성하였으며, 직선성은 모두 R²=0.99 이상으로 양호하였다(Table 4).

Table 4.

Recoveries of pesticides at two fortification levels in perilla leaf

농약 잔류량 조사 결과

들깻잎 시료 192점에서 36성분이 검출되었으며 검출량 범위는 0.01-9.73 mg/kg이었다. 이 중 미등록 농약은 15성분이 검출되었고 그 범위는 0.01-2.82 mg/kg이었으며, 등록 농약 21성분의 검출량은 MRL 값 미만이었고 그 범위는 0.01-9.73 mg/kg이었다. 각 시료별 농약 검출 성분 수는 최소 0성분에서 최대 5성분, 평균 1.6성분이었다(Table 5). 들깻잎에서 다수의 농약이 검출된 이유는 들깻잎은 농약 살포 후 수확일의 기간이 비교적 짧은 연속수확 엽채류로써(Son et al., 2012) 농약이 누적되어 잔류할 가능성이 크며, 잔털이 많고 표면적이 넓어 더 많은 양의 농약이 부착될 수 있기 때문이라고 판단된다. 박 등이 들깻잎 시료 7점을 분석한 결과 본 연구결과에서도 검출된 azoxystrobin과 flufenoxuron이 검출(Park et al., 2015)되어 유사한 결과를 보였으며, 김 등이 들깻잎 시료 63점을 분석한 결과 dichlorvos가 검출되었다(Kim et al., 2011). 들깻잎의 경우 대부분 생으로 섭취하게 되므로 조리과정을 거쳐 섭취하는 농산물보다 안전성의 확보가 더욱 중요하며 때문에 세척 방법에 따른 농약의 제거율에 대한 연구결과도 보고되었다(Kwon et al., 2013).

Table 5.

Detected pesticides and their MRLs in perilla leaf

검출농약의 위해성 평가 결과

들깻잎 192점을 모니터링 한 후 검출된 미등록 농약 15성분을 대상으로 위해성 평가를 실시하였으며, %ADI 값의 범위는 0.000-0.019%이었다. ADI 값이 가장 작은 ethoprophos의 경우 EDI 값이 평가 농약들 중 중간 보다 높은 범위에 포함됨에 따라 %ADI가 가장 높은 값을 보였으며, ADI 값이 가장 큰 oxadixyl의 경우 EDI 값이 평가 농약들 중 낮은 범위에 포함됨에 따라 %ADI가 가장 작은 값을 보인 것으로 사료된다. EDI 값이 가장 큰 etoxazol의 경우 ADI 값이 중간 보다 높은 범위에 포함됐지만 %ADI가 네 번째로 높은 값을 보였으며, EDI 값이 가장 작은 trifloxystrobin의 경우 ADI 값이 중간 보다 높은 범위에 포함되어 %ADI가 두 번째로 낮은 값을 보였다(Table 6). %ADI가 100%보다 크면 클수록 위해하다고 판단할 수 있으며(Park et al., 2015) 위해성 평가 대상 농약 모두 %ADI가 100%를 넘지 않았으나 깻잎에 허용되지 않은 미등록 농약이므로 추가적인 위해성 평가가 필요하다고 사료된다.

Table 6.

Risk assessment for unregistered pesticides in perilla leaf

잔류농약의 부적합 원인 구명을 위한 설문조사

빈번하게 잔류농약 부적합이 발생하는 들깻잎의 원인 구명을 위하여 들깻잎 재배 81 농가를 대상으로 설문조사 한 결과 부적합이 발생할 수 있는 원인으로는 크게 세 가지가 있었다.

첫 번째 원인으로는 미등록 농약의 사용이었다. 81농가 중 30%가 미등록 농약을 사용한 적이 있다고 대답하였는데, 미등록 농약을 사용한 이유는 92%가 깻잎에 등록된 농약 중 실질적으로 사용할 수 있는 농약이 적기 때문이었다. 실질적으로 사용할 농약이 적은 이유로는 ‘약효가 없다’가 52%로 가장 많았으며 이는 신규 농약의 등록이 필요함을 보였다. 또한 ‘가격이 비싸다’가 19%, ‘판매하는 농약수가 적다’가 12%였는데 이는 농약 판매처에서 등록된 농약이 모두 판매될 수 있도록 유통 구조의 개선이 필요함을 보였다.

두 번째 원인으로는 안전사용기준의 미준수였다. 약제 살포 기준량을 초과하여 살포한다고 답한 농가는 10%이었으며, 약제 살포 기준횟수를 초과하여 살포한다고 답한 농가는 30%였고, 기준량과 기준횟수 둘 다 초과해서 사용한다고 답한 농가는 5%로 농약의 남용이 이루어지고 있어 농약의 안전사용기준 교육이 필요함을 확인하였다.

세 번째는 각 병해충에 대한 적합한 방제 방법을 모르는 경우가 있었다. 식별 할 수 있는 병해충 수에 대해 3개 이상이라고 답한 농가가 91%였지만, 각각의 병해충에 대한 적절한 방제법에 대해서는 ‘모른다’와 ‘자세히 모른다’고 답한 농가가 55%로 농약 오남용의 가능성이 있다고 판단되었다.

들깻잎의 %ADI 위해성 평가 결과 잔류된 농약이 크게 위험하지는 않다고 판단할지라도 미등록 농약이 검출되었으며, 이는 2019년부터 시행할 PLS 제도를 적용하면 모두 부적합으로 판정될 수 있는 시료였다. 부적합 발생을 줄이기 위해서는, PLS 제도 시행 이전에 농민이 더 많은 농약을 사용 할 수 있도록 신규농약등록, 잠정기준 설정 등의 보완책이 필요하다고 사료된다. 또한 농약 사용에 있어서 농민이 살포하여 발생한 의도적인 오염이든 비산, 토양잔류 등에 의한 비의도적인 오염이든 미등록 농약이 검출되지 않도록 관련 연구와 예방방안을 강구해야 하며, 등록된 농약의 경우에도 안전사용기준을 준수하여 잔류량이 MRL을 초과하지 않도록 하는 등 각각의 상황들에 대해 농민들에게 적극적인 교육과 홍보가 필요할 것으로 사료된다.