본 연구에서는 골프장 등에서 살충제로 사용하는 대표적인 농약 중 fenitrothion에 대해 ZVI를 사용하여 분해경로를 파악하고 분해특성을 회분식 반응기를 이용하여 연구하였다. 또한 ZVI에 의한 순수 fenitrothion과 스미치온에 함유되어 있는 fenitrothion 분해율을 비교하였다. ZVI에 의한 fenitrothion의 분해 과정에서 3-methyl-4-nitrophenol과 4-amino-m-cresol이 생성되는 것을 알 수 있었다. ZVI에 의한 순수 fenitrothion 및 스미치온에 함유된 fenitrothion의 분해반응은 1차 반응으로 나타낼 수 있으며, 주입농도가 증가 할수록 분해율 및 1차반응 속도상수 값도 증가하였다. 순수 및 스미치온에 함유된 fenitrothion의 비표면적 1차 속도상수 값은 각각 0.0398 및 $0.1312L/m^2{\cdot}hr$으로 스미치온에 함유된 fenitrothion이 순수 fenitrothion에 비해 ZVI에 빨리 분해되었다. 이는 스미치온에 함유된 계면활성제가 fenitrothion의 용해도를 증가시키며 ZVI의 분산력을 향상시킨 것에 기인하는 것으로 판단된다.
인공핵산 분해효소로서 일련의 3,6-bis(6'-methyl-2'-pyridyl)pyridazine, ($L^{1}$)과 3,6-bis-(2'-pyridyl)pyridazine, ($L^{2}$)을 리간드로 한 몇가지 전이금속 착화합물, $1{\sim}8$을 합성하여 X-ray 결정구조를 확인한 다음, 핵산 모델 화합물과의 가수분해 반응성을 위시하여 논잡초에 대한 살초활성과 식물성 병원균에 대한 살균활성 등을 각각 검토하였다. 그 결과, $L^{2}$-Zn 착물, 8이 무촉매시 보다 빠른 가수분해 반응성을 나타내었으며, 살초활성에서는 $L^{2}$-Ni(II) 및 Co(II) 착물인 5와 6이 벼 (ORY, Oryzar sativa L.)에 대한 선택성을 나타내었을 뿐만 아니라, 올챙이고랭이(SCP, Scriptus juncoids)에 높은 살초활성을 보였다. 그리고 살균활성에서는 $L^{1}$-Co(II) 및 Zn(II) 착물인 2와 4를 위시하여 특히, $L^{1}$ 및 $L^{2}$가 도열병균 MAG (Magnaporthe grisea)에 대하여 90%이상의 살균활성을 나타내었다.
트리아졸계 살균제는 세계적으로 사용량이 가장 많은 살균제 중 하나로 토양 반감기가 상대적으로 길다. 본 연구에서는 전국 과수원 토양으로부터 트리아졸계 살균제 테부코나졸, 플루퀸코나졸, 디페노코나졸을 분해할 수 있는 세균의 순수 분리를 시도하였다. 농화배양 과정에서 세 종의 살균제 중 디페노코나졸만이 100% 분해되었으며 이 배양액에서 디페노코나졸을 분해하는 세균 균주들을 순수분리하였다. rep-PCR 밴드 패턴 비교를 통해 이 균주들은 모두 동일 균주임을 확인하였으며 이 중 C8-2 균주만을 이후 연구에 사용하였다. 이 균주는 16S rRNA 유전자 염기서열에 기반하여 Sphingomonas 속 C8-2 균주로 동정되었으며 최소배지에서 100 mg/L의 디페노코나졸을 24시간 내에 분자량 296의 물질로 전환하였다. 이 분해산물은 토양 세균 및 곰팡이에 대한 저해 효과가 디페노코나졸에 비해 현저히 감소하여 향후 토양 및 농작물의 디페노코나졸 무독화에 C8-2 균주를 사용할 수 있을 것으로 기대한다.
살균제 $^{14}C$-propiconazole의 토심별 분해를 멸균 및 비멸균 조건의 토양에서 조사하였다. Propiconazole을 토양에 7.55 mg/kg의 수준으로 처리한 후 배양기간 동안 발생된 $^{14}CO_{}2$ 양, 유기용매 추출 및 추출불가 잔류량, 그리고 분해산물을 등을 조사하였다. 배양기간 20주 동안 방출된 약제의 $^{14}CO_{2}$는 멸균 토양의 경우 토심에 따라 $0.7{\sim}1.3%$ 수준이었으며 비멸균 토양의 경우 $4.8{\sim}7.6%$이었다. 토양중 유기용매 추출불가 방사능은 멸균 토양의 경우 토심에 따라 $11.2{\sim}22.12%$ 수준이었으며 비멸균 토양의 경우 $22.1{\sim}41.9%$로서 비멸균 토양에서 더 높았다. 토양중 추출불가 잔류량은 주로 humin에 분포하였으며 배양시간에 따라 증가하였다. 토양중 propiconazole의 주요 분해산물은 수산화 치환된 형태 및 ketone성 화합물이었으며 멸균 토양에서는 모화합물만이 검출되었다. Propiconazole의 토양중 휘발성 물질 및 $CO_{2}$ 생성량과 잔류 및 분해특성은 이 화합물이 화학적 및 생물학적 분해에 안정함을 시사하였다.
아산만 해역의 유기인계농약 분포특성을 2004년 6월부터 2005년 8월까지 조사하였다. 조사 기간 동안 28가지의 유기인계 농약이 아산만에서 검출되었다. IBP는 표층수에서 가장 빈번하게 다량으로 검출되었다(최대 $6,343.7ng\;l^{-1}$). DDVP, diazionon, ethoprophos, methidathion도 비교적 높은 농도로 표층수에서 검출되었으며 최대 검출 농도는 조사기간 중 매달 $100ng\;l^{-1}$ 이상이었다. Malathion, mevinphos, phorate, chlorfenvinphos도 비교적 높은 농도로 검출되었다. 많은 유기인계 농약들이 여름에 많이 사용되어지기 때문에 해양환경에서 겨울보다 여름에 더 빈번히 검출되었다. 해수 중 유기인계 농약의 농도는 만 입구에서 외만으로 갈수록 감소하여 이 농약들이 해양환경 중에서 분해, 희석되는 것으로 판단되었다. 아산만에서 측정된 diazinon 농도는 해양수질 환경기준인 $20,000ng\;l^{-1}$을 넘지 않았다. 표층수에서 검출된 malathion, parathion의 농도는 각각 해양수질 환경기준인 $250,000ng\;l^{-1}$과 $60,000ng\;l^{-1}$를 넘지 않았다. DDVP, phorate, stirofos, EPN, azinphos-methyl, IBP 는 다른 유기인계 농약보다 부유입자에 잘 흡착되는 것으로 나 타났다. 아산만에서 채취한 시료에서 계산된 유기인계 농약의 부유입자에 대한 흡착계수($K_d-particle$)는 보고되어진 토양에의 흡착계수($K_d-soil$)와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다.
담수토양중(湛水土壤中)에 있어서 IBP의 분해(分解)에 미치는 각종(各種) 토양환경조건(土壤環境條件)의 영향(影響)에 대하여 연구검토(硏究檢討)하였다. IBP는 비담수조건(非湛水條件)에서 보다 담수조건(湛水條件)에서 느리게 분해(分解)되었다. 분해속도(分解速度)는 토양종류(土壤種類)에 따라 크게 변화(變化)되었으며, 유기물함양(有機物含量)이 높은 토양(土壤)에서보다 낮은 토양(土壤)에서 빨랐다. IBP는 저온(低溫)에서보다 고온(高溫)의 토양(土壤)에서, 고농도(高濃度)에서보다 저농도(低濃度) 첨가(添加)에서 빨리 분해(分解)되었다. 토양중(土壤中) 분해속도(分解速度)는 볏짚첨가에 의하여 현저히 저하(低下)되었으나, 복합비료(複合肥料)나 타농약(他農藥) fenitrothion과 butachlor의 첨가(添加)에 의하여는 영향(影響)을 받지 않았다. 토양중(土壤中) IBP는 호기적(好氣的) 미생물(微生物)에 의하여 분해(分解)되는 것으로 추정(推定)되었다.
헬기에 의해 항공살포된 고농도 소량 살포농약의 비산 및 분포 특성과 이에 따른 벼와 주변작물에 미치는 영향을 평가하였다. 항공살포시 농약의 벼 부착량은 채취지점 및 약제에 따라 $3.1{\sim}4.7$배의 차이를 보여 살포 균일성은 낮았다. 헬리콥터에 의한 항공방제시 대상지역 이외의 포장으로 분무입자가 비산하는 정도는 바람부는 방향으로는 30 m, 바람부는 반대방향으로는 20 m 이내로 비교적 비산 정도가 낮았다. 살포된 농약은 대부분 벼에 부착되었고 논물 또는 토양 중에 낙하된 비율은 낮은 편이었으며, 재배환경 중 분해 속도는 벼> 물>토양 순이었다. 항공방제 포장의 벼 수확 후 토양 중살포농약의 잔류량은 불검출 ${\sim}0.201\;mg/kg$이었으며, 현미와 볏짚에서는 검출되지 않았다. 또한 항공살포에 의한 벼와 주변작물에 대한 약해반응은 무시할 수준이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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