방통대 농학과 농업직 공무원 등 관련 농축산환경학 핵심 요약 정리 6. 농약

 

제6장 농약

*주요용어 ◾DDT(dichlorodiphenyl trichloroethane) : 농약 물질(살충제)의 시초라 할 수 있는 유기염소계 화합물로 저렴한 가격에 높은 살충 및 잔류 효과를 보여 1950~1960년대에 많이 사용되어 왔으나, 발암성이 확인되어 현재는 제조 및 판매가 금지된 물질. ◾BHC(benzene hexachloride) : 유기염소계 살충제로 DDT와 마찬가지로 1950~1960년대 식량 생산에 많은 기 여를 하였으나 난분해성, 높은 잔류성, 만성 독성을 나타내 현재는 제조 및 판매가 금지된 물질. ◾유기인제 살충제(organophosphate) : 해충 내 콜린에스테라아제를 억제하여 아세틸콜린이 분해되지 않게 하는 기작으로 살충 효과를 나타내는 물질로 독성이 일시적이고 중추 신경계를 통과하지 못함. ◾피레스린계 살충제(pyrethrin) - 사람 등의 포유류에 가장 안전한 농약 물질로 노출 시 나타나는 반응은 독성이라 기보다는 알레르기성 및 접촉성 피부염이 가장 흔함.

1.농약의 역사
(1)개요
·원예 분야에서 재배기술이 도입될 때 해충 방제 기술도 동시 도입.
-청산훈증, 비산납 등의 무기화합물 살충제 또는 황산 니코틴, 피레스린 등 천연 약제가 농약의 역할 담당.
·쌀의 생산 및 벼 해충에 대한 구제법은 명확히 제시되지 않음.
-벼 해충은 멸구와 곤충 종류가 주를 이룸.
-구제를 위해 고래기름을 논에 뿌려 멸구 등의 곤충을 두들겨서 떨어뜨리는 방제 방법에서 석유를 이용하는 방법으로 전
환.
-천적에 의한 방법과 청색형광 나방유고 등의 기술 개발 실시.
-하지만 만족할 만한 방제 효과는 얻지 못함.
·DDT(dichlorodiphenyl trichloroethane)의 등장
-제2차 세계대전 때 연합군이 사용한 강력한 살충제.
-개발도상국에서 풍토병과 말라리아 등을 매개로 하는 하마다라 모기 등 위생해충의 소멸에 크게 공헌.
-추후 유기염소계 농약 개발의 시발이 됨.
-DDT의 발명자인 뮬러(스위스)는 노벨 생리학 의학상 수상.
·BHC(benzene hexachloride)의 개발
-DDT에 이어 영국에서 발명되어 농약으로 해충 구제 및 식량 증산에 폭넓게 활용.
·DDT와 BHC 등의 유기염소계 농약
-석유화학공업과 소다공업에서 과잉염소를 이용한 산물.
-가격 저렴, 강한 살충 효과, 다종의 해충 구제에 유효.
-낮은 급성 독성&높은 잔류 효과.
-1950~60년대에 걸쳐 살충제의 주역으로서 식량 증산에 큰 기여.
-벼뿐만 아니라 농작물, 과수, 목초 등에 많이 이용.
·1949년도에 유기인계 농약인 파라티온(parathion) 발명
-DDT와 BHC 등의 유기염소계 농약처럼 강력한 살충력을 나타냄.
-하지만 상대적으로 급성 독성이 강해 이후 제조 판매가 중지됨.

 

(2)DDT(dichlorodiphenyl trichloroethane)
·성상
-유기염소계 화합물.
-화학물질로 존재할 경우 대기 중에서는 안전.
-동물 및 어류의 체내에서는 DDE로 대사되며 지방층에 축적.
-토양 및 수중에서는 미생물에 의해 주로 DDD로 분해.
·독성
-다른 유기염소계 농약과 비교하여 비교적 독성이 적음.
-하지만 과다 노출 시 신경 독성 유발 및 만성적 측면에서는 호르몬 균형 파괴.
-현재는 신경 계통 세포에 영향을 주고 발암성이 확인되어 제조 및 사용 금지.

 

(3)BHC(benzene hexachloride)
·성상
-다양한 이성질체를 갖는 유기염소계 화합물.
-이성질체 유형 : α, β, γ, δ.
-살충 효과가 가장 높은 것은 α-BHC, 가장 낮은 것은 β-BHC.
-α-BHC : 용출되기 쉬우며 증기압도 비교적 높아 대기 중 확산이 쉬움.
-β-BHC : 만성 독성이 가장 강하고 대사되기도 어려움(체내 잔류 기간 : 14주).
·독성
-급성 증상 : 심한 두통, 어지러움, 경련, 기관지계 자극 증상 유발.
-γ-BHC : 혈액 질환의 원인(재생불량성 빈혈).
-난분해성, 높은 잔류성, 만성 중독의 위험성으로 현재 제조 및 사용 금지.

 

2.농약 분류에 따른 건강영향
(1)개요
·사용 목적에 따른 분류
-살충제, 살균제, 제초제, 살서제, 훈증제.
·농약의 종류 및 작용

농약의 종류	작용
유기인제	콜린에스테라제의 활성도 감소
카바메이트제	콜린에스테라제의 활성도 감소
유기염소제	중추신경 자극
항응고제	혈액 응고 지연
니트로 및 크롤로페놀류	대사작용 촉진
비피리딜류	증식 변화

(2)노출관련 요인
-노출 경로와 살포 방법이 가장 중요한 요인.
-주요 살포 방법 : 손 살포, 기계 살포 등.

 

(3)살충제-유기인제
·기전
-cholinestrase를 억제하여 acethylcholine이 분해되지 않아 농도 상승.
-지속적으로 과도한 근육 수축 유발.
·진단 기준
-자극적 냄새가 특징.
-급성 중독의 증상 : 축동, 배뇨, 설사, 배분, 발한, 눈물, 흥분, 타액 분비.

 

(4)살충제-유기염소제
-DDT가 대표적, 생태계 잔류 효과(5~30년), 발암성이 알려지면서 사용 제한.
·기전 및 증상
-K⁺이온의 투과력에 영향을 주고 ATPase를 억제.
-중추 신경계 자극 : 전신적인 신경계의 흥분 상태 및 기능 장애의 증상 유발.
-불안감, 흥분, 현기증, 두통, 정신 착란, 균형 상실, 무력감, 지각 이상, 근육 경련, 진전, 전신 경련 및 혼수상태 등.

 

(5)살충제-기타 살충제
·카바메이트계
-유기인계와 작용기전이 유사.
-독성이 일시적이고 중추 신경계를 통과 못함.
-2-PAM 사용 안함.
·피레스린계
-포유류에 가장 안전.
-사람에게 노출 시 나타나는 반응은 독성이라기보다는 알레르기성, 접촉성 피부염이 가장 흔함.

 

(6)제초제
·Dipyridyl derivatives(Paraquat Gramoxon)
-흡입, 피부 접촉 및 경구를 통해 흡수.
-유리 산소가 발생하여 조직을 손상.
-진단 기준
-임상 증상과 함께 특징적인 냄새 및 손이나 옷에 묻은 푸른색 약물.
-경증이더라도 3일~14일이 지난 후 폐섬유화증으로 결국 사망.
·페녹시계 제초제
-2,4-D와 2,4,5-T : 식물의 성장 호르몬을 억제하여 고사시킴.
-Agent orange : 2,4-D와 2,4,5-T를 동량 혼합한 것.
-불순물로 첨가된 다이옥신이 kg당 30mg 혼합되어 있음.
-다이옥신의 노출경로 : 쓰레기 소각장, 디젤자동차, 다이옥신에 오염된 고기류.
-건강 영향
-기형 유발성과 발암성.
-피부와 점막 자극, 소화기 자극 증상 및 혈압 상승, 경련, 혼수상태 유발.
-하지의 감각 변화, 중추 및 말초신경계 장애, 면역 장애.

 

3.농약의 유익성 및 유해성
(1)농약 사용의 유익성
·질병의 퇴치
-제2차 세계대전 중 발진푸스를 매개하는 벼룩과 이를 제어하기 위하여 군인 및 피난민들에게 직접적으로 DDT를 살포.
-세계보건기구(WHO)에서는 해충 매체의 의한 질병 퇴치를 위해 DDT 및 이와 관련한 제2세대 살생물질들을 사용.
-말라리아의 매개체인 모기, 선페스트의 매체인 쥐벼룩, 수면병을 매개하는 째째파리, 샤가스병을 매개하는 키싱버그.
·식량의 증산
-전 세계 식량 생산량의 45%가 해충에 의한 질병으로 손실됨.
-미국의 경우 살생물질의 살포에 소요되는 비용 30억 달러를 투자하여 110억 달러어치의 수확량 증산을 가져오는 것으
로 조사됨.
-미국 농무성 보고 : 광범위한 살생물질들의 살포가 없다면 농산물 가격이 30~50% 가량 상승될 것으로 추산.

(2)농약 사용의 유해성
·유전적 내성의 증가
-농약의 과다 사용은 자연선택에 의한 내성을 갖는 품종이 우점종을 형성.
-이를 제어하려면 더 많은 양의 살충제를 살포해야 하는 악순환 지속.
·천적의 제거 및 새로운 해충의 발현
-다른 목표 생물을 죽이기 위해 살포된 살충제에 의해 천적의 숫자가 크게 제한됨.
-역으로 크게 번창하여 결국 인간에게 새로운 해충으로 등장.
·잔류성 농약의 이동 및 생물 증폭
-쉽게 분해되지 않고 잔류성이 강하며 고독성인 살충제의 과다 사용은 생태계 내의 여러 순환과정을 거치면서 환경오염
을 야기.
-먹이 사슬을 통해 인간을 포함한 고등 동물의 체내에 고농도로 축적(생물 증폭)되는 문제 유발.
·인체 건강에 대한 위해성
-여러 형태의 농약 물질들은 궁극적으로 인간에게 노출되어 다양한 유형의 급성 또는 만성 중독을 유발.
-장기 손상, 신경계 이상, 기형 유발, 발암성 등.
(3)농약 물질의 대안
·경작 순서의 변경
-매년 같은 장소에 같은 작물을 경작하면 그 농작물을 목표로 하는 해충이 상존.
-이를 막기 위해 적당한 간격을 두고 새로운 작물로 대체하는 경작 필요.
·목표 생물에 대한 생물학적 제어
-농작물에 해를 끼치는 해충에 대한 천적이나 해충에 대한 병원균을 육성, 방출함으로써 목표 해충을 제어.
-미생물 농약(micro pesticide)의 활용.
·불임에 의한 유전적 제어
-목표 해충의 수컷을 유전적 조작으로 불임시켜 자연계에 대량 방출.
-해충 암컷은 불임 수컷을 만날 확률이 높아져 결국 자손 숫자 감소 유도.
·내성 농작물의 육종(생물학적 제어)
-목표 생물(해충, 병원성 세균, 곰팡이 등)에 내성을 갖는 농작물 육종 필요.
·천연호르몬이나 성유인제를 이용한 화학적 제어
-짝짓기 시 배출하는 호르몬이나 성유인제(페로몬)를 자연계에 대량 살포.
-해충 수컷들을 일정한 장소로 유도하여 제어망 등을 이용해 제거.
-천적이 많은 곳에 살포하여 천적에게 피식되게 하는 방식으로 제어.
·수확된 종자에 대한 방사선 조사 멸균
-사용할 종자에 붙어 있는 해충, 병원균, 곰팡이 등을 제거하기 위해 살생물질 대신 방사선을 조사하여 사멸 유도.
-수확된 농작물의 보관, 수송, 판매 과정에서도 적용 가능.
4.농약 노출 평가 사례
(1)국내 디아지논 노출평가
-농작업, 방역작업, 조경작업 후에 피부 노출 평가.
·피부 노출평가 결과

측정대상	농민	농약 제조공장	방역업체	조경업체	농약 판매소
피부노출량(μg/cm²)	0.1111	0.000166	0.000299	0.002217	0.00028