[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 안전성평가연구소(KIT)는 환경화학연구그룹 연구팀이 ㈜목우연구소의 의뢰에 따라 새포아풀(Annual Bluegrass)을 제거하는데 효과적인 ‘메티오졸린(Methiozolin)’을 어류에 노출시켜 독성과 축적성, 어류 내 대사작용을 규명했다고 2일 밝혔다.

한국화학연구원과 ㈜목우연구소가 공동으로 개발한 것으로 알려진 잔디 제초제 ‘메티오졸린’은 골프장과 축구장, 가정의 정원 등 다양한 잔디밭에서 사용 가능한 제초제로 잔디병 유발의 숙주 역할을 하는‘새포아풀’을 선택적으로 제거할 수 있어 방제에 쓰이는 물질이다.

이번 ‘메티오졸린’의 독성 연구를 진행한 안전성평가연구소 경남분소는 국내에서 유일하게 방사성동위원소 물질로 화학물질의 물리·화학적 특성 확인과 환경(토양, 수중 퇴적물, 어류 등) 내 이동성, 축적성 그리고 분해성 등의 환경거동 관련 연구를 수행할 수 있는 실험실을 구축하고 있다.

특히 국제적으로 생물농축성시험은 OECD 시험가이드라인에 따라 방사성동위원소로 표지된 물질을 사용해 수생생물에 노출된 화학물질의 정확한 축적성과 대사산물의 발생량 및 생성경로를 규명하도록 제시하고 있다.

생물농축성시험은 화학물질이 수생식물에 미치는 농축성을 확인하는 실험으로 주로 어류나 갑각류 등을 이용하는 것이며 방사성동위원소는 동위원소들 중 불안정하여 알파선(α선), 베타선(β선), 감마선(γ선) 등의 방사선을 방출하고 쪼개지는 원소들을 말한다.

연구과정을 보면 메티오졸린의 어류를 통한 생물농축성시험을 위해 송사리(Oryzias latipes)의 96-h 반수치사농도(LC50 : 약 2.2mg/L)를 기준으로 2.0ng/L 과 20.0ng/L의 두 농도를 생물농축성 유수식 장치(특허 제10-1439105호)를 이용해 어류에 노출시켰다.

반수치사농도(Median Lethal Concentration, LC50)는 물고기나 수생생물이 물질에 노출되었을 때 50%가 죽는 독성물질의 농도를 의미한다.

이 과정에서 메티오졸린이 어류 노출 시 매우 빠르게 축적되지만 노출된 2일 이후부터 어류 내의 축적 농도가 일정하게 유지되는 것을 확인했다.

또 어류 내 축적된 메티오졸린은 배출단계의 2일 이후에는 약 70%가 배출됐으며 21일 후에는 약 95%가 배출됨을 확인했다.

이 연구결과에 의하면 메티오졸린은 어류의 축적성을 나타내는 생물농축계수(BCF : Bioconcentration Factor) 값이 약 250∼260으로 생물 농축성이 현저하게 낮음을 확인했고 BCF 값이 5,000 이상일 경우에는 매우 축적성이 높은 물질로 판단했다.

이로써 메티오졸린은 노출 이후 대부분 배출되며 어류 내 축적된 경우는 대사작용에 의해 다양한 대사산물로 분해된다는 것과 대부분의 대사산물은 미량의 대사산물로 구성된 것으로 메티오졸린 구조에서 전환되어 생성됨을 규명했다.

해당 연구를 의뢰한 ㈜목우연구소는 국내 기업 최초로 2019년 12월 메티오졸린을 미국 환경보호청(EPA, Environmental Protection Agency)에 등록해 상용화를 승인받았다.

한편 지난 2010년 한국잡초학회에서 발행하는 학술지에 게재된 연구논문인 ‘신규 잔디 제초제 메티오졸린(methiozolin) 개발’에 의하면 “메티오졸린(Methiozolin)은 유사계통의 화합물 중 세계적으로 최초 상업화 사례인 독특한 물질”이라며 “화본과 잡초에 대한 높은 활성을 가지면서 각종 작물에 안전성을 가지는데 특히 잔디에서 새포아풀, 바랭이 등을 잘 방제하는 성질을 이용하여 잔디 제초제로서 상업화에 성공했다”고 설명했다.

이어 “Methiozolin은 작용기작 또한 신규이며 식물세포벽의 생합성을 저해하고 인축독성, 환경독성, 환경동태 측면에서 신농약으로 갖추어야 할 유망한 특성을 두루 갖추었다”고 소개했다.

또 지난 해 3월에는 안전성평가연구소에서 자체 개발한 ‘호기성 및 혐기성 토양 대사 시험장치(특허번호 제10-1597514호)’를 이용한 기술을 통해 수중 퇴적물 대사 시험을 수행해 메티오졸린이 물 속과 토양 퇴적물에서 축적되지 않고 분해되는 것을 확인한 사례도 있다.

안전성평가연구소 환경화학연구그룹 김종환 그룹장은 “이번 연구를 통해 메티오졸린이 국내 최초로 미국 EPA에 정식 등록됨에 따라 국제적으로 안전성평가연구소의 화학물질에 대한 어류 축적성 및 대사작용 규명에 관한 기술력을 인정받은 계기가 되었다”라며 “방사성동위원소를 이용한 농약 및 살생물제에 대한 연구 활동을 국제적으로 더욱 활발히 수행할 예정”이라고 말했다.

이 연구는 메티오졸린의 미국 환경보호청(US-EPA) 등록자료로 사용됐으며 농업/식품화학 저널 분야 세계적 권위지인 농업식품화학 저널(Journal of Agricultural and Food Chemistry, JAFC)에 게재됐다.