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농약은 소비자나 취급자의 건강을 해칠 수 있고, 환경에 과도하게 노출될 경우 환경뿐만 아니라 환경 중에 서식하고 있는 생물에도 좋지 않은 영향을 미칠 수 있어 많은 우려와 함께 논란의 대상이 되고 있다. 농약에 의한 취급자의 급성중독은 취급 부주의나 오·남용 등으로 일시에 다량 노출될 경우 발생할 수 있으므로 철저한 관리와 예방책을 통해 그 피해를 최소화할 수 있으나, 환경과 농산물에 잔류되는 농약의 영향은 보편적이고 광범위하며 또한 그 개방성 때문에 위해를 예측하거나 회피하기가 매우 어려우며, 아울러 그 위해성 정도를 평가하기는 더욱 어려운 것이 사실이다. 따라서 농약이 갖고 있는 이러한 독성과 위해성을 관리하기 위하여 국가마다 적절한 독성평가를 통한 규제를 정책적으로 수행해 오고 있다.

농약독성에 사용되는 용어정의

  • ⓐ 독성이란 어떤 화학물질이 생물체에 손상을 끼칠 수 있는 능력을 말한다.
  • ⓑ 반수치사약량(LD50)이란 급성독성의 강도를 나타내는 것으로 독성시험에 사용된 동물의 반수(50%)를 치사에 이르게 할 수 있는 화학물질의 양(㎎)을 그 동물의 체중 1 ㎏당으로 표시하는 수치이다. 즉 반수치사약량은 독성의 강약을 비교하는 데 사용하고 있다.
  • ⓒ 최대무작용량(NOAEL : No Observed Adverse Effect Level)이란 만성독성시험, 번식독성 시험, 기형독성시험, 발암성시험 등에서 시험농약을 시험기간 동안 매일 반복 투여하며 전 시험기간에 걸쳐 투여실험동물에 아무런 악영향을 미치지 않는 최대의 농약량을 최대무작용량이라 하고 ㎎/bw ㎏/day 단위로 표기한다.
  • ⓓ 1일섭취허용량(ADI : Acceptable Daily Intake)이란 농약 등 의도적으로 사용하는 화학물질을 일생동안 섭취하여도 유해영향이 나타나지 않는, 1인에 대한 1일 최대섭취허용량을 말하며 최대무작용량을 안전계수로 나누어 설정한다. 단위는 ㎎/bw ㎏/day로 표기 한다.
  • ⓔ 노출한계(MOE : Margin of Exposure)란 최대무작용량 등 독성이 관찰되지 않는 기준 값을 인체노출량으로 나눈 값을 의미한다.
  • ⓕ 환경추정농도(PEC : Predicted Exposure Concentration)란 농약을 살포하였을 때 환경 중에 농약의 농도를 추정한 값(주로 모델을 이용하여 산정)을 의미한다.
  • ⓖ 독성노출비(TER : Toxicity Exposure Ratio)란 시험생물에 대한 독성 값(LC50)을 농약의 사용했을 때의 노출량으로 나눈 값으로 위해성을 판단하는 기준이 된다.
  • ⓗ 위해성지수(HQ : Harzard Quotient)란 노출량을 독성 값으로 나눈 것으로 위해성 평가시 위해성 정도를 나타내는 지수이다.

농약의 독성규제 현황

(가) 선진국의 독성규제
  • 1970년대는 독성물질의 오염에 대한 관심이 고조되었으며, 1980년대 중반에는 선진국 위주로 위해성평가에 대한 기반이 조성되어 일부 위해성평가에 대한 지침이 설정되었다. 미국 환경보호청은 이 시기에 만성독성, 유전독성, 혼합물에 대한 독성평가지침을 설정하였으며, 발암성평가에 대한 지침을 1986에 처음으로 마련하였다. 1990년대에는 정확한 정보를 이용한 평가기준 개정, 인체영향평가를 위한 원리 및 방법개발 등이 진행되었으며, 1990년대 후반에는 평가기준의 국제기구 및 정부 간 조화(harmonization)를 중요하게 다루게 되었으며, 어린이 보호를 강화하기 위한 식품품질보호법(FQPA : Food Quality Protection Act)이 1996에 미국에서 입법되었다. 내분비계장애물질에 대한 문제가 국제적으로 광범위하게 제시되었고, 발암성평가에 대한 지침이 개정되기 시작하였다. 2000년 이후로는 농작업자 및 소비자에 대하여 다양하고 광범위하게 평가하기 시작하였으며, 국제적인 조화도 일반화되기 시작하였다.
(나) 국내의 독성규제
  • 국내적으로는 1990년대 자몽의 잔류농약 사건을 계기로 국내 농산물에 대한 위해성평가가 강화되었고, 위해우려가 높은 농약에 대한 안전성 종합평가를 실시하여 품목폐지, 사용량 제한, 등록제한 등의 조치를 취하면서 안전성을 강화해 왔다. 뿐만 아니라 유럽 및 미국의 재등록 보류성분에 대하여 국내에서 위해성평가를 실시하고, 고독성 9품목과 비선택성 제초제인 그라목손을 품목 폐지시켰다. 이와 같이 농약의 독성평가 및 규제는 2000년대에 들어오면서 급격하게 강화되어 최근에는 인·축 뿐만 아니라 환경 및 환경생물에 대한 영향도 정밀하게 평가하여 화학물질 중 가장 엄격하게 관리되고 있다고 할 수 있다.
(다) 국내의 독성시험성적서 요구 내용
  • 1990년대 이전에는 급성독성, 자극성, 급성 어독성 등 급성독성 위주의 자료를 요구하여 독성을 구분하였으며, 반복노출에 의한 독성시험은 주로 JMPR 보고서 등 선진국의 독성성적 요약서를 받았으나 특별한 평가는 하지 않았다. 1990년대부터 일본농약초록, 유럽 및 미국 평가보고서 등이 만들어지기 시작하면서 우리나라에 제출되는 독성성적도 요약보고서 수준으로 상당히 개선되었고, 1993년도에 화학농약과 생물농약에 대한 평가기준을 설정하였다. 1997년 농약의 고시제에서 등록제가 되고, 1996년 OECD에 가입하면서 국내도입 신물질이나 세계최초 등록신청물질에 대한 full data 개념의 자료를 요구하기 시작하였으며, 1997년부터 1일섭취허용량(ADI) 개념을 도입하고, 안전성소위원회 자료작성 시 독성항목별로 평가한 검토자료를 제출하였다. 2000년 바이엘크롭사이언스에서 세계최초로 등록 신청한 펜트라자마이드에 대한 평가보고서 작성을 시작으로 국내에서도 간단한 독성평가보고서를 만들기 시작하였다. 이때부터 농약의 인·축에 대한 독성은 물론 환경과 주변 농업생태계에 대한 독성까지 시험성적을 종합적으로 평가하여, 안전성이 확보될 때 생산과 사용을 허가하기 시작하였다. 농약의 안전성을 종합적으로 평가하기 위하여 시험되어야 하는 항목은 표 1-14와 같으며, 주변 환경에 대한 영향도 평가하여야 함으로 인간의 질병을 치료하기 위하여 사용하는 의약품보다 시험항목수가 다양함을 알 수 있다. 농약의 독성시험 성적을 평가함에 있어서도 시험내용과 성적을 정밀하게 검토함으로써 등록사용 후에 야기될 수 있는 위해성을 사전에 방지하고 있다(표 1-15).
표 1-14. 농약 등록에 필요한 독성시험 항목 수
환경생물독성 자료
시험항목 시험물질
원제 제품
어류 급성독성 시험 담수어류
미꾸리 ×
물벼룩 급성독성시험
녹조류 생장저해시험 ×
조류(鳥類) 급성독성(경구, 섭식)시험 ×
지렁이 급성독성시험 ×
꿀벌 급성독성(섭식, 접촉)시험 ×
어류 생물농축성시험 ×
천적 또는 누에 급성독성시험 ×
8 항목
○ : 제출 × : 불필요 △ : 조건부제출
※ 담수어류독성시험 : 잉어, 송사리, 미꾸리 등 국제표준 시험생물종
표 1-15. 농약안전성 평가항목 및 검토사항
평 가 항 목 시 험 및 검 토 내 용
일반독성

  급성독성






  아급성 독성




  아만성 독성


  만성 독성


  변이원성




  신경 독성


  자 극 성


  특수 독성


○ 경구, 경피, 흡입 (약제의 특성을 고려하여 시험)

     Ⅰ급, Ⅱ급(맹독성, 고독성) 농약으로 분류 시 둥록 보류

     단, 수출입 식물방역 등 특수한 경우에는 별도 검토


○ 경구, 경피, 흡입 (약제의 특성을 고려하여 시험)

     Rat, Mouse 이용 90일간 시험


○ Rat, Mouse 대동물 대상, 90~180일간 시험


○ Rat, Mouse 대동물 대상, 1~3세대


○ 돌연변이성 : in vitro ; Ames 시험, 염색체 이상 시험

                      in vivo ; 소핵 시험


○ 닭 (백색 레그혼)대상, 급성 지발성 신경독성 시험


○ 안점막, 피부자극성이 큰 농약은 등록 보류


○ 발암성, 최기형성, 번식 독성환경
환경생물독성

  어독성



  조류(鳥類) 독성


  기타 환경생물

○ 잉어, 송사리 등 국내 어종 대상, 급성 및 만성 독성

     어독성 Ⅰ급에 해당되는 농약은 벼농사에 사용 금지


○ 국내 조류 대상


○ 누에, 꿀벌, 천적 대상

독성 구분

(가) 포유동물에 대한 독성구분
  • 우리나라에서는 농약의 독성을 독성의 강도에 따라 구분하고 있는데 이는 WHO(세계보건기구)의 분류방식에 준하며, 제품농약에 대한 반수치사약량(LD50, ㎎/㎏ 체중)으로 구분·관리하고 있다. 포유동물에 대한 농약의 독성구분은 1990년대 중반까지 농약의 투여경로에 따라 경구독성, 경피독성 및 흡입독성으로 구분하고, 독성의 발현속도에 따라 급성독성, 아급성독성, 만성독성으로 구분하였으며, 독성의 강도에 따라 보통독성, 고독성, 맹독성으로 구분하였다. 1996년부터 맹독성, 고독성, 보통독성 및 저독성의 4단계로 구분하다가, 1999년부터 표 1-16과 같이 Ⅰ급(맹독성), Ⅱ급(고독성), Ⅲ급(보통독성) 및 Ⅳ급(저독성)의 4단계로 분류하고 흡입독성구분이 삭제되었다. 또한 특수독성으로 발암성, 신경독성, 생식독성 등을 별도로 구분하여 취급하고 있다.
표 1-16. 농약의 독성 구분
구 분 시험동물의 반수를 죽일 수 있는 양
경 구 독 성 경 피 독 성
고 체* 액 체 고 체 액 체
Ⅰ급 (맹 독 성)

Ⅱ급 (고 독 성)

Ⅲ급 (보 통 독 성)

Ⅳ급 (저 독 성)
5 미만

5~50

50~500

500 이상
20 미만

20~200

200~2000

2000 이상
10 미만

10~100

100~1000

1000 이상
40 미만

40~400

400~4000

4000 이상
  • * 고체 및 액체의 분류는 농약품목의 물리적 상태에 의함
(나) 환경생물에 대한 독성구분
  • 어독성 구분은 2000년대 초까지 Ⅰ급, Ⅱ급, Ⅲ급으로 구분하였으나, 미꾸리를 보호해야 하는 국내 환경을 고려하여 미꾸리에 대한 반수치사농도가 0.1 ㎎/ℓ이하인 경우에 Ⅱs급을 삽입하여 4단계로 분류하고 있다(표 1-17). 또한 사용량을 고려한 수도용 농약의 어독성 구분을 추가로 적용하였다.
표 1-17. 농약의 어독성 구분
어독성 구분 어류 반수치사농도
(㎎/ℓ, 48시간)
Ⅰ 급

Ⅱ 급

Ⅱs 급

Ⅲ 급
< 0.5

0.5~2.0

미꾸리 < 0.1

>2.0
  • 2000년 이후부터 기타 환경생물인 야생 조류나 꿀벌, 누에, 천적 등 익충에 대한 독성도 평가하고 있으며, 독성의 표시는 포유동물에 대한 독성과 마찬가지로 반수치사량(LD50, ㎎/㎏ 또는 ㎍/bee 등)으로 나타내고 있으나, 독성구분은 하지 않으며 환경생물독성 위해성평가 시 적용한다.

※ 어독성 등급별 취급제한 기준

  • 어독성 Ⅰ급 농약
    • 가. 논에 사용하는 농약은 양어장, 저수지, 상수취수원, 해역으로 직접 흘러들어 갈 우려가 있는 지역의 논에서 해당 농약을 사용하지 말 것.
    • 나. 논 이외의 지역에서 사용하는 농약은 양어장, 저수지, 상수취수원, 해역으로 바람에 날려 들어가거나 빗물에 씻겨 직접 흘러 들어갈 우려가 있는 지역에서 해당 농약을 사용하지 말 것.
  • 어독성 Ⅱ급 농약
    • 가. 논에 사용하는 농약은 양어장, 저수지, 상수취수원, 해역으로 가까운 거리에서 직접 흘러들어갈 우려가 있는 지역의 논에서 일시에 광범위하게 해당 농약을 사용하지 말 것.
    • 나. 논 이외의 지역에서 사용하는 농약은 양어장, 저수지, 상수취수원, 해역으로 바람에 날려 들어가거나 빗물에 씻겨 직접 흘러 들어갈 우려가 있는 지역에서 일시에 광범위하게 해당 농약을 사용하지 말 것
  • 어독성 Ⅱs급 농약
    • 가. 논에 사용하는 농약은 양어장, 저수지, 상수취수원, 해역으로 가까운 거리에서 직접 흘러들어갈 우려가 있는 지역의 논에서 일시에 광범위하게 해당 농약을 사용하지 말 것.
    • 나. 논 이외의 지역에서 사용하는 농약은 양어장, 저수지, 상수취수원, 해역으로 바람에 날려 들어가거나 빗물에 씻겨 직접 흘러 들어갈 우려가 있는 지역에서 일시에 광범위하게 해당 농약을 사용하지 말 것.
  • 어독성 Ⅲ급 농약
    • 가. 「수도법」 제7조에 따라 환경부장관이 지정한 상수원보호구역에서 해당 농약을 논에 사용하지 말 것.

인·축에 대한 독성 및 위해성 평가

  • 급성독성평가는 반수치사약량(LD50)으로 평가하며 이는 공시동물(보통은 rat나 mouse)의 반수(50%)가 치사되는 약량을 체중 ㎏당 ㎎으로 산출한 것으로 독성구분 및 취급제한 기준에 적용한다. 농약 사용자에 대한 안전성 평가의 기초가 되는 것은 급성독성 뿐만 아니라 경피독성, 피부나 안구자극성, 흡입독성 및 기타의 시험성적도 이용된다. 또한 사용자에 대한 안전성은 농약의 독성뿐만 아니라 사용방법 즉 사용자가 살포 중 실제로 농약과 접촉하는 시간과 양에 따라서 결정된다. 만성독성 평가는 1990년대 초부터 위해우려 농약에 대하여 안전성 종합평가를 실시하여 일섭취허용량과 모니터링 성적을 이용하여 단순한 평가를 수행하여 왔으나, 2001년 제1차 농약재등록을 시작으로 소비자 및 농작업자에 대한 위해성을 구체적으로 평가해야 한다는 제안이 있어 왔고, 2000년대에 들어서 OECD 선진국 수준의 평가를 벤치마킹하여 다양한 항목을 대상으로 평가하기 시작하였다. 2006년부터 등록신청 신물질에 대한 1일섭취허용량 설정을 위한 협의회가 운영되었으며, 파라티온 등 고 위해성농약의 품목이 폐지되었다. 발암성에 대한 평가가 구체화되었으며 이때부터 유전독성 발암성물질은 종양유발가능지수(Q1*)를 이용한 평가를 수행하였고, 유전독성이 없는 발암성물질은 노출한계(MOE : margin of exposure)를 이용한 평가를 수행하였으며, 그 외에도 내분비계에 대한 영향, 임산부 등을 고려한 평가도 병행하여 수행하고 있다.

    인·축에 대한 평가에 1일섭취 소비자 위해성평가와 복합노출에 의한 평가 등이 추후 과제로 남아있으나, 현재 국내에 등록 사용되고 있는 농약은 충분한 안전성이 확보되었다고 판단된다.

환경생물 독성 및 위해성평가

  • 2000년 이전에는 잉어에 대한 급성 어독성 구분이 평가의 대부분이었으나, 그 이후 유럽이나 미국 등 선진국의 환경생물에 대한 위해성평가 기준을 도입하여 국내 환경에 맞게 조정하여 이용하게 되었다. 현재 사용하고 있는 환경생물에 대한 위해성 평가는 환경 중에 서식하는 대표 생물의 독성과 농약을 사용했을 때의 노출가능성을 이용하며, 이러한 방법은 유럽연합국, OECD국가 및 미국에서 이용하는 방법과 동일하다. 즉 수생생물(어류, 물벼룩, 녹조류)과 육상생물 중 조류, 지렁이에 대한 위해성 평가는 독성을 환경추정농도(PEC, Predicted Exposure Concentration)로 나눈 독성노출비(TER, Toxicity Exposure Ratio)를 이용하여 평가하며, 꿀벌에 대한 위해성 평가는 노출량을 꿀벌독성으로 나눈 위해성지수(HQ, Hazard Quotient)를 이용한다. 또한 우리 나라에서는 특이적으로 미꾸리의 보호를 위하여, 다른 나라에서는 수행하지 않는 미꾸리에 대한 위해성 평가를 수행하여 미꾸리의 보호에 기여하고 있다(표 1-18).
표 1-18. 농약의 환경생물에 대한 평가 기준
구 분 위해성 없음 위해성이 있는 것으로 추정
제한 사용 사용 금지
급성독성 수생생물 환경중 추정농도(PEC)가
반수치사농도(LC50)의 10%
미만인 경우
환경중 추정농도가 반수
치사농도의 10% 이상이고
50% 미만인 경우
환경중 추정농도가
반수 치사농도의
50%를 초과하는 경우
단, 미꾸리는 비고란의 평가기준을 적용.
조류(鳥類) 환경중 추정농도가 반수
치사농도의 20% 미만인
경우. 단, 입제 농약은
반수치사량(LD50)이
50㎎/㎏을 초과하는 경우
환경중 추정농도가 반수
치사농도의 20% 이상이고
100% 미만인 경우. 다만,
입제 농약은 반수치사량이
50㎎/㎏ 이하인 경우
환경중 추정농도가
반수치사농도의 100%
이상인 경우
만성독성 환경생물 환경중 추정농도가 만성적
무영향 수준 미만인 경우
- 환경중 추정농도가
만성적 무영향 수준
이상인 경우
  비고: 가. 환경중 추정농도(PEC) : Predicted Environmental Concentration.
          나. 미꾸리에 대한 야외포장시험 결과 누적치사율 평가기준
미꾸리에 대한 야외포장시험 결과 성적과 평가기준표
시험성적 평가기준
야외 포장시험 누적치사율이 10% 이상이고 30% 미만인 경우 위해성 경고문구 표기 “미꾸리 독성이 강함”
야외 포장시험 누적치사율이 30% 이상인 경우 사용금지

결론

  • 농약은 독성이 있는 물질이므로 등록사용을 위해서는 인체 및 환경에 대한 영향을 정확하게 평가하고 이해하여 농업에 보다 유용하게 이용되어야 한다. 농약의 사람 및 환경에 대한 독성을 평가하기 위해서는 급성독성, 만성독성, 유전독성, 기형독성 및 어류, 조류(鳥類), 지렁이, 꿀벌 등에 대한 많은 종류의 독성시험성적을 요구한다. 각 항목별 독성평가가 이루어지면 농약별 급성독성 및 어독성에 대한 독성구분과 1일섭취허용량, 농작업자 노출허용량 등을 설정하게 된다. 이와 같은 기준이 설정되면 노출량을 산정하여 소비자, 농작업자 및 환경생물에 대한 위해성평가를 수행하게 되고, 평가결과에 따라 취급제한기준 설정, 주의사항 표기 등으로 소비자 및 사용자뿐만 아니라 환경에도 안전하도록 관리하고 있다.
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