Abstract
To assess the effect of butachlor on freshwater aquatic organisms, acute toxicity studies for algae, invertebrate and fishes were conducted. The algae grow inhibition studies were carried out to determine the growth inhibition effects of butachlor (Tech. 93.4%) in Pseudokirchneriella subcapitata (formerly knows as Selenastrum capriconutum), Desmodesmus subspicatus (formerly known as Scendusmus subspicatus), and Chlorella vulgaris during the exposure period of 72 hours. The toxicological responses of P. subcapitata, D. subspicatus, and C. vulgaris to butachlor, expressed in individual $ErC_{50}$ values were 0.002, 0.019, and $10.4mgL^{-1}$, respectively and NOEC values were 0.0008, 0.0016, and $5.34mg\;L^{-1}$, respectively. P. subcapitata was more sensitive than any other algae species. Butachlor has very high toxicity to the algae, such as P. subcapitata and D. subspicatu. In the acute immobilisation test for Daphnia magna, the 24 and $48h-EC_{50}$ values were 2.55 and $1.50mg\;L^{-1}$, respectively. As the results of the acute toxicity test on Cyprinus carpio, Oryzias latipes and Misgurnus anguillicaudatus, the $96h-LC_{50}s$ were 0.62, 0.41 and $0.24mg\;L^{-1}$, respectively. The following ecological risk assessment of butachlor was performed on the basis of the toxicological data of algae, invertebrate and fish and exposure concentrations in rice paddy, drain and river. When a butachlor formulation is applied in rice paddy field according to label recommendation, the measured concentration of butachlor in paddy water was $0.41mg\;L^{-1}$ and the predicted environmental concentration (PEC) of butachlor in drain water was $0.03 mg\;L^{-1}$. Residues of butachlor detected in major rivers between 1997 and 1998 were ranged from $0.0004mg\;L^{-1}$ to $0.0029mg\;L^{-1}$. Toxicity exposure ratios (TERs) of algae in rice paddy, drain and river were 0.004, 0.05 and 0.36, respectively and indicated that butachlor has a risk to algae in rice paddy, drain and river. On the other hand, TERs of invertebrate in rice paddy, drain and river were 3.6, 50 and 357, respectively, well above 2, indicating no risk to invertebrate. TERs of fish in rice paddy, drain and river were 0.58, 8 and 57, respectively. The TERs for fish indicated that butachlor poses a risk to fish in rice paddy but has no risk to fish in agricultural drain and river. In conclusion, butachlor has a minimal risk to algae in agricultural drain and river exposed from rice drainage but has no risk to invertebrate and fish.
우리나라에서 벼재배용 제초제로 가장 많이 사용되고 있는 butachlor는 농약 사용 성수기($5{\sim}6$월)에 하천수 중 검출빈도가 높게 나타나고 있어 수서생물에 대한 위해가능성이 있다. 이에 본 연구는 butachlor의 담수조류와 담수무척추동물, 담수어류에 대한 급성독성시험을 수행하여 독성영향을 구명하였고 위해성을 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Butachlor의 담수조류에 대한 생장영향을 알아보고자 녹조류 3종(P. subcapitata, D. subspicatus, C. vulgaris)에 대해 생장저해시험을 수행한 결과, butachlor에 대한 P. subcapitata, D. subspicatus, 그리고 C. vulgaris의 72시간 $ErC_{50}$은 각각 0.002, 0.019, 그리고 $10.49mg\;L^{-1}$이었고, NOErC는 0.0008, 0.0016, 그리고 $5.34mg\;L^{-1}$로 나타났다 Butachlor의 담수무척추 동물인 물벼룩(Daphnia magna)에 대한 24시간 및 48시간 $EC_{50}$ 값은 각각 2.55와 $1.50mg\;L^{-1}$이었고, NOEC는 $0.6mg\;L^{-1}$이었다. Butachlor의 어류에 대한 급성독성시험 결과, 잉어(C. carpio), 송사리(O. latipes) 그리고 미꾸리(M. anguillicaudatus)에 대한 96시간 $LC_{50}$ 값은 각각 0.62, 0.41 그리고 $0.24mg\;L^{-1}$으로 나타났다. Butachlor의 수서생물에 대한 위해성을 평가하기 위하여 지점별 수서생물에 대한 TER을 산출한 결과, 논에서 조류, 물벼룩 그리고 어류에 대한 TER은 각각 0.004, 3.6 그리고 0.58로서, 조류와 어류는 우리나라 기준인 2보다 낮아 위해 가능성이 있는 것으로 나타났다. 배수로에서 조류, 물벼룩 그리고 어류에 대한 TER은 각각 0.05, 50 그리고 8로 조류는 2이하로 위해가능성은 있었다. 강에서 조류, 물벼룩 그리고 어류에 대한 각각의 TER은 0.36, 357 그리고 57로 산출되어 조류는 2이하로 여전히 위해가능성이 있었다. Butachlor의 수서생물에 대한 위해성을 평가하기 위하여 지점별 수서생물에 대한 TER을 산출한 결과, 논에서 조류, 물벼룩 그리고 어류에 대한 TER은 각각 0.004, 3.6 그리고 0.58으로서, 조류와 어류는 우리나라 기준인 2보다 낮아 위해 가능성이 있는 것으로 나타났다. 배수로에서 조류,물벼룩 그리고 어류에 대한 TER은 각각 0.05, 50 그리고 8으로 조류는 2이하로 위해가능성은 있었다. 강에서 조류, 물벼룩 그리고 어류에 대한 각각의 TER은 0.36, 357 그리고 57로 산출되어 조류는 2이하로 여전히 위해 가능성이 있었다. 결론적으로 butachlor는 녹조류 중 감수성이 높은 P. subcapitata, D. subspicatus 등에 일시적인 개체수 감소 등 생육에 영향을 줄 것으로 예상되나 감수성이 낮은 C. vulgaris는 영향이 적을 것으로 판단된다. Butachlor의 물벼룩과 어류에 대한 위해 가능성은 배수로 및 강에서 낮을 것으로 판단된다. 그러나 butachlor의 논에 살포시 논에 서식하는 미꾸리의 산란시기($6{\sim}7$월)가 butachlor의 사용시기와 비슷하여 논에 butachlor 사용으로 인한 미꾸리 수정란과 치어에 대한 영향, 개체수 감소 및 회복 등에 대한 추가적인 연구는 필요할 것으로 생각된다.
