재료및방법
시험약제 및 시약
본 연구에서는 metalaxyl-M (1,000 μg/mL, Kemidas), dinotefuran (1,000 μg/mL, Kemidas), MNG (100%, Mitsui Chemicals Agro), UF (99.8%, Mitsui Chemicals Agro) 및 DN (99.5%, Mitsui Chemicals Agro)를 표준품으로 사용하였다. 포장시험에서는 metalaxyl-M 1% 입제(리도밀골드, ㈜성보화학), dinotefuran 2% 입제(대포, ㈜한국삼공)를 선정하여 토양혼화처리하였다. Acetonitrile ≧ 99.9%은 Merck & Co., Inc. (Kenilworth, NJ, USA), formic acid ≧98%는 Fluka Co. Ltd. (Steinheim, Germany), QuEChERS extraction packet (MgSO4 4 g, NaCl 1 g)은 Chiral Technology Korea (Daejeon, Korea), QuEChERS ceramic homogenizer kit는 Agilent Technologies (Lake Forest, CA, USA)에서 구입하여 사용하였다.
포장시험
시험포장은 쑥갓은 중엽쑥갓(Asia Seed Co.,Seoul, Korea) 품종을 사용하였고, 충청남도 천안시에 위치한 쑥갓 전문재배 단지의 시설하우스에서 3월부터 5월까지 수행하였다. 각각의 시험농약별 시험구는 기준량 처리구 3 반복, 배량 처리구 3 반복 및 무처리구 1 반복으로, 반복당 10 m2의 면적으로 구획을 설정하였고, 각 반복구 당 1 m의 완충구를 두었다. Metalaxyl-M은 유효함량 1%의 입제를 6 kg/10 a(기준량), 및 12 kg/10 a(배량)의 약량으로 처리하였으며, dinotefuran의 경우 2% 입제를 3 kg/10 a(기준량), 및 6 kg/10 a(배량)의 약량이 되게 파종 전 토양에 혼화 처리하였다. 파종 후 51일간 멀칭하지 않은 시설에서 재배하였으며, 점적관수를 통해 관수하였다. “식품공전 잔류농약 분석법 실무 해설서”에 따라 시료는 상품성이 있는 쑥갓을 시험구 당 1 kg 이상이 되도록 채취하였다. 채취한 시료는 P.E film bag에 넣어 24시간 이내에 실험실로 운반하였다.
시료 전처리
실험실로 운반된 채취시료는 변질 잎과 토양을 제거한 후 드라이아이스를 첨가하여 Food mixer FM-808 (Hanil Electric, Bucheon, Korea)로 균질화하였다. 균질화된 시료는 분석시료와 보관용 시료로 나누어 잔류분석 전까지 –20℃에서 냉동보존하였다.
세절한 쑥갓 시료 10 g에 acetonitrile을 가한 후 Geno grinder 2010 (SPEX Sample Prep, Metuchen, NJ)로 1분간 격렬히 진탕 추출하였다. Ice bath 상에서 QuEChERS extraction pachet (MgSO4 4 g, NaCl 1 g)을 첨가하여 3분간 격렬히 진탕한 후 4,000 rpm에서 5분간 원심분리하였다. 상등징액 500 μL와 acetonitrile 500 μL를 autosampler vial에 혼합하여 vortexing한 후 LC-MS/MS로 잔류농약을 분석하였다.
분석법의 확립
검량선 작성을 위해 metalaxyl-M, dinotefuran, MNG, UF, DN을 0.01, 0.02, 0.1, 0.2, 1, 5 μg/mL가 되도록 acetonitrile로 희석하여 working solution을 제조하였다. Working solution은 무처리 시료 추출액과 1:1로 혼합하여 matrix matched 표준용액을 조제하여 검량선 작성에 사용하였다. “식품공전 잔류농약 분석법 실무 해설서”에 따라 이성분들의 정량한계(Limit of quantitation, LOQ)는 Signal-to-noise ratio가 10 이상이 되는 농도로 설정하였다[21]. 회수율 실험은 각각 성분들이 0.1 mg/kg, 0.5 mg/kg이 되도록 무처리 시료에 처리하여 3반복 실시하였다. 또한 균질화된 무처리 시료 10 g에 각각의 분석성분들이 0.5 mg/kg가 되도록 표준물질을 처리한 후 분석시까지 냉동보존(–20℃)하고 시료 분석과 동일한 일자에 분석하여 회수율을 산출하는 방식으로 시료 보관 중 분석대상 농약의 저장안정성을 확인하였다.
기기조건
본 연구에서는 metalaxyl-M, dinotefuran 및 대사체를 분석하기 위해 HPLC-MSMS (UHPLC Nexera X2/LC-MS-8045, Shimadzu, Kyoto, Japan)의 ESI (Electrospray ionization) positive ionization mode를 사용하였다. Metalaxyl-M은 Phenomenex Kinetex C18 (2.6 μm, 2.1 × 100 mm) column을 이용하여 분석하였으며 injection volume은 2 μL, column oven 온도는 40℃이었다. 이동상은 0.1% formic acid 수용액(이동상 A)과 0.1% formic acid 함유 acetonitrile(이동상 B)을 사용하였으며, gradient 조건은 다음과 같다: flow 0.2 mL/min; 0-1 min, 20% B; 1-2 min, 20-100% B; 2-5 min, 100% B; 5-6.5 min, 100-20% B; 6.5-7 min, 20% B. Dinotefuran 및 대사체 MNG, UF, DN은 Phenomenex Kinetex HILIC (2.6 μm, 2.1 × 100 mm) column을 이용하여 분석하였으며 injection volume은 2 μL, column oven 온도는 40℃으로 설정하였다. 이동상은 0.1% formic acid 수용액(이동상 A)과 0.1% formic acid 함유 acetonitrile(이동상 B)을 사용하였으며, gradient 조건은 다음과 같다: flow 0.2 mL/min; 0-0.5 min, 50% B; 0.5-2.5 min, 50-100% B; 2.5-5 min, 100% B; 5-6 min, 100-50% B; 6-7 min, 50% B. 각 화합물에 대한 MRM (multiple reaction monitoring) 조건은 Table 1과 같다.
Dinotefuran의 총 환산잔류량
농촌진흥청의 “농약의 잔류분 정의” 지침에 따라 대사체를 포함하는 dinotefuran의 총 환산잔류량은 다음 식에 따라 산출하였다 (1):
위해성 평가
성별, 연령별 및 성별·연령별 쑥갓의 체중 kg당 섭취량은 한국보건산업진흥원 “2019년 국민영양통계”를 참고하였다. 쑥갓의 경우 섭취하는 절대적인 양과 인원은 적지만, 지역, 연령대 등에 따라 섭취인원과 비섭취인원의 섭취량 차이가 크다. 따라서 국내 총 인구 대비 쑥갓 섭취량을 위해성 평가에 적용하면 위해성이 낮게 계산될 가능성이 있다. 이를 고려하여 전체 국내 인구가 아닌 실제 섭취자를 대상으로 위해성 평가를 진행했다. 일일 섭취 허용량(Acceptable Daily Intake, ADI)은 농촌진흥청 “농약안전정보시스템”을 참고하였고, 일일 섭취 추정량(Estimation daily intake, EDI)과 hazard index (HI)는 다음 식에 따라 산출하였다 (2, 3):
References
1. Bhandari, G., Zomer, P., Atreya, K., Mol, HG., Yang, X., & Geissen,V.
((2019)).
Pesticide residues in Nepalese vegetables and potential health risks..
Environmental Research
172.
511
- 521.
2. Park, DW., Yang, YS., Lee, YU., Han, SJ., Kim, HJ., Kim, SH., Kim, JP., Jho, SJ., Lee, D., & null,null.
((2021)).
Pesticide residues and risk assessment from monitoring programs in the largest production area of leafy vegetables in South Korea: a 15-year study..
Foods
10.
425.
3. Park, JH., Park, JS., Abd El‐Aty, A., Rahman, MM., Na, TW., & Shim,JH.
((2013)).
Analysis of imidacloprid and pyrimethanil in shallot (Allium ascalonicum) grown under greenhouse conditions using tandem mass spectrometry: establishment of pre‐harvest residue limits..
Biomedical Chromatography
27.
451
- 457.
4. Basnet, N., & Chidi,CL.
((2019)).
Impact of pesticide and fertilizer on human health: a case study in Godawari Area, Lalitpur, Nepal..
The Geographic Base
6.
65
- 76.
5. Reeves, WR., McGuire, MK., Stokes, M., & Vicini,JL.
((2019)).
Assessing the safety of pesticides in food: How current regulations protect human health..
Advances in Nutrition
10.
80
- 88.
6. Woo, N., Ko, SH., & Park,YJ.
((2013)).
Monitoring of pesticide residues in vegetables collected in Chungbuk, Korea..
The Korean Journal of Food and Nutrition
26.
865
- 878.
7. Kang, HR., Park, YB., Do, YS., Jeong, JA., Lee, SB., Cho, SH., Lee, HK., Son, JH., Lee, MK., & null,null.
((2018)).
A safety survey on pesticide residues in tropical fruits depending on implementation of positive list system..
Journal of Food Hygiene and Safety
33.
310
- 315.
8. Kang, MS., Park, PH., Kim, KY., Lim, BG., Ryu, KS., Lee, YJ., Lim, JH., Kang, CW., Kim, YH., & null,null.
((2019)).
Dissipation of bifenthrin and chlorothalonil in crown daisy during cultivation and their biological halflives..
Journal of Food Hygiene and Safety
34.
191
- 198.
9. Jeon, SO., Hwang, JI., Kim, TH., Kwon, CH., Son, YU., Kim, DS., & Kim,JE.
((2015)).
Residual patterns of insecticides bifenthrin and chlorfenapyr in perilla leaf as a minor crop..
Korean Journal of Environmental Agriculture
34.
223
- 229.
10. Chung, HW., Ha, YG., Im, MH., Shin, JE., Do, JA., Oh, JH., Cho, JH., Kwon, KS., & Park,SH.
((2011)).
Establishment of 22 pesticide MRLs in agricultural products based on risk assessment..
Korean Journal of Environmental Agriculture
30.
166
- 172.
11. Lee, JK., & Woo,HD.
((2010)).
Current status for management of pesticide maximum residue limits in foods..
Food Science and Industry
43.
2
- 23.
12. Shimshoni, JA., Sperling, R., Massarwa, M., Chen, Y., Bommuraj, V., Borisover, M., & Barel,S.
((2019)).
Pesticide distribution and depletion kinetic determination in honey and beeswax: Model for pesticide occurrence and distribution in beehive products..
PLoS One
14.
e0212631.
13. Lee, KB., Kim, N.W., Song, NS., Lee, JH., Jung, SM., Shin, MH., Choi, SS., Kim, JH., & Sung,SY.
((2019)).
A safety survey of pesticide residues in fruit products circulated in chungcheongnam-do province, Korea..
Journal of Food Hygiene and Safety
34.
421
- 430.
14. Svartz, G., Acquaroni, M., & Pérez,Coll C.
((2018)).
Differential sensitivity of developmental stages of the South American toad to a fungicide based on fludioxonil and metalaxyl-M..
Environmental Science and Pollution Research
25.
23857
- 23863.
15. Pavelková, J., Lebeda, A., & Sedláková,B.
((2014)).
Efficacy of fosetyl-Al, propamocarb, dimethomorph, cymoxanil, metalaxyl and metalaxyl-M in Czech Pseudoperonospora cubensis populations during the years 2005 through 2010..
Crop Protection
60.
9
- 19.
16. Kim, A., Kim, BS., Chon, KM., Lee, H., Park, YK., You, AS., Park, HH., & Yun,H J.
((2020)).
Assessment of contact and oral toxicity of four neonicotinoid insecticides to bumblebees (Bombus terrestris)..
Korean Journal of Environmental Agriculture
39.
106
- 113.
17. Boo,KH.
((2018)).
Residual characteristics of insecticide dinotefuran in asparagus under greenhouse condition..
Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society
19.
375
- 381.
18. Watanabe, E., Baba, K., & Miyake,S.
((2011)).
Analytical evaluation of enzyme-linked immunosorbent assay for neonicotinoid dinotefuran for potential application to quick and simple screening method in rice samples..
Talanta
84.
1107
- 1111.
19. Ford, KA., & Casida,JE.
((2008)).
Comparative metabolism and pharmacokinetics of seven neonicotinoid insecticides in spinach..
Journal of Agricultural and Food Chemistry
56.
10168
- 10175.
20. Chen, X., Liu, X., Dong, B., & Hu,J.
((2018)).
Simultaneous determination of pyridaben, dinotefuran, DN and UF in eggplant ecosystem under open-field conditions: Dissipation behaviour and residue distribution..
Chemosphere
195.
245
- 251.
21. Oh,CH.
((2009)).
Monitoring of residual pesticides in herbal drug materials of Korea and China..
Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology
82.
639
- 643.
22. Pandey, G., Dorrian, SJ., Russell, RJ., & Oakeshott,JG.
((2009)).
Biotransformation of the neonicotinoid insecticides imidacloprid and thiamethoxam by Pseudomonas sp. 1G..
Biochemical and Biophysical Research Communications
380.
710
- 714.
23. Yao, W., Zhang, Z., Song, S., Hao, X., Xu, Y., & Han,L.
((2019)).
Multi-residue analysis of 34 pesticides in black pepper by QuEChERS with d-SPE vs. d-SLE cleanup..
Food Analytical Methods
12.
176
- 189.
24. Bonmatin, JM., Giorio, C., Girolami, V., Goulson, D., Kreutzweiser, DP., Krupke, C., Liess, M., Long, E., Marzaro, M., & null,null.
((2015)).
Environmental fate and exposure; neonicotinoids and fipronil..
Environmental Science and Pollution Research
22.
35
- 67.
25. Lee, YJ., Park, MK., Kim, KY., Park, EM., Kang, HG., Lim, JH., Cho, WH., Kim, YH., Lee, SY., & null,null.
((2017)).
Monitoring and safety assessment of pesticide residues and sulfur dioxide on functional rice products..
Journal of Food Hygiene and Safety
32.
493
- 499.
26. Jeon, JS., Kwon, MJ., O, SH., Nam, HJ., Kim, HY., Go, JM., & Kim,YH.
((2006)).
A survey on the pesticide residues on agricultural products on the markets in Incheon area from 2003 to 2005..
Korean Journal of Environmental Agriculture
25.
180
- 189.