Behaviour of the Soil Residues of the Acaricide-Insecticide, [$^{14}C$]Acrinathrin;I. Behaviour during Crop(Maize) Cultivation

살비살충제 [$^{14}C$Acrinathrin 토양 잔류물의 행적 규명;I. 농작물(옥수수) 재배시의 행적

In order to elucidate the fate of the residues of the pyrethroid acaricide-insecticide, acrinathrin in soil, maize plants were grown for one month on the specially-made pots filled with two different types of soils containing fresh and one-month-aged residues of [$^{14}C$]acrinathrin, respectively. The mineralization of [$^{14}C$]acrinathrin to $^{14}CO_2$ during the one-month period of aging and of maize cultivation amounted to $23{\sim}24%$ and $24{\sim}33%$, respectively, of the original $^{14}C$ activities. At harvest after one-month growing, the shoots and roots contained less than 0.1% and 1% of the originally applied $^{14}C$ activity, respectively, whereas the $^{14}C$ activity remaining in soil was $65{\sim}80%$ in both soils. Three degradation products with m/z 198(3-phenoxybenzaldehyde), m/z 214(3-phenoxybenzoic acid), and m/z 228(methyl 3-phenoxybenzoate) besides an unknown were identified from acetone extracts of both soils without and with maize plants after treatment of [$^{14}C$]acrinathrin, by autoradiography and GC-MS, and those with m/z 225(3-phenoxybenzaldehyde cyanohydrin) and m/z 198 (3-phenoxybenzaldehyde) from acetone extract of the Soil A treated with 50 ppm acrinathrin and grown with maize plants for 30 days were identified by mass spectrometry. These results suggested that the hydrolytic cleavage of the ester linkage adjacent to the $^{14}C$ with a cyano group, forming 3-phenoxybenzaldehyde cyanohydrin. The removal of hydrogen cyanide therefrom leads to the formation of 3-phenoxybenzaldehyde as one of the major products. The subsequent oxidation of the aldehyde to 3-phenoxybenzoic acid, followed by decarboxylation would evolve $^{14}CO_2$. Solvent extractability of the soils where maize plants were grown for 1 month and/or [$^{14}C$]acrinathrin was aged for 1 month was less than 31% of the original $^{14}C$ activity and over 95% of the total $^{14}C$ activity in soil extracts was distributed in the organic phase. Accordingly, acrinathrin turned out to be degraded rapidly in both soils and be bound to soil constituents as well, not being available to crops.

Pyrethroid계 살비살충제 acrinathrin 토양잔류물의 행적을 구명하기 위하여 [$^{14}C$]acrinathrin의 신생 및 1개월간의 숙성잔류물을 함유한 2종의 토양이 담긴 특수 제작한 stainless steel pot에서 옥수수를 1개월간 재배하였다. 1개월의 숙성기간과 1개월의 옥수수 재배기간중 [$^{14}C$]acrinathrin이 무기화되어 발생된 $^{14}CO_2$의 양은 두 토양 모두 총처리 방사능의 각각 $23{\sim}24%$와 $24{\sim}33%$이었다. 1개월간 재배한 후 수확한 옥수수의 지상부와 지하부에 흡수이행된 방사능은 두 토양 모두에서 각각 총처리 방사능의 0.1%와 1% 미만인 반면 전체 방사능의 $65{\sim}80%$는 토양에 남아 있었다. [$^{14}C$]acrinathrin을 처리한 후 옥수수를 재배하기 전과 후 토양 추출액의 autoradiography와 GC-MS로 1종의 미확인 분해산물을 비롯하여 m/z 198, m/z 228 및 m/z 214의 분해산물을 검출하였고 비표지 acrinathrin을 처리하고 30일간 옥수수를 재배한 토양 추출액에서는 GC-MS로 m/z 225와 m/z 198의 분해산물을 확인하였다. 토양중에서 acrinathrin은 cyano group이 결합된 탄소 ($^{14}C$)에 인접한 ester 결합이 가수분해되어 3-phenoxybenzaldehyde cyanohydrin을 형성한 후 뒤이어 HCN이 제거되어 3-phenoxybenzaldehyde를 생성하고 이것이 다시 3-phenoxybenzoic acid로 산화된 후 decarboxylation에 의하여 $^{14}CO_2$가 방출되는 것으로 판단되었다. 1개월간 옥수수를 재배한 토양과 1개월간 숙성한 토양의 acetone에 의한 추출율은 두 토양 모두에서 총처리 방사능의 31% 미만이었으며, 토양 추출액 방사능은 95% 이상이 유기상에 분배되었다. 따라서 acrinathrin은 토양중에서 분해가 신속하고 토양구성성분에 쉽게 흡착 또는 결합되어 작물에 흡수이행되지 않는 것으로 판단되었다.