훈증제의 선택
훈증제란 일정 온도와 압력하에서 해충을 사멸시키기 위해 가스상태로 개발된 약제로서, 해충의 호흡을 저해하므로 강한 독성을 가지고 있다.
훈증제는
(1) 상온에서 기체이거나 기화가 쉬우며
(2) 침투성이 강하고 훈증할 물품에 수착이 적고
(3) 훈증할 물품에 약해가 없거나 적을 뿐 아니라
(4) 인축에 독성이 없거나 적고, 인화성, 발화성이 없거나 적어야 한다.
그러나, 상기의 조건을 모두 충족시킬 수 있는 이상적인 훈증제는 거의 찾아볼 수 없어, 오늘날 사용하는 훈증제는 단점을 보완하기 위하여 제형을 개선하거나 안전관리 규정에 의해 사용되고 있다.
훈증제에 관한 일반지식
- 가스농도 : g/㎥ = mg/ℓ, 1% = 10,000ppm, 1lb/1000ft3 = 16g/㎥=16oz/1000ft3
- 질량 및 부피 : 1파운드=453.6g, 1oz=28g, 1ft=0.3m, 1000ft3=28㎥
- 압력 : 1atm=1kg/㎤=760mmHg=1,013.3hPa=10,332mmAq
- 원칙 : 기체 1mol은 0℃, 1기압에서 22.4리터의 부피를 차지한다.
- 가스 부피는 압력에 반비례하고 온도에 비례한다.
- 변환방법(0℃, 1기압하에서 MB 1g/㎥를 ppm으로 변화할 경우)
- 폭발한계 : 가연성의 기체 또는 인화성의 액체의 증기가 공기와 어느 농도범위에 혼합되어 있을 경우, 이 혼합기체에 전기 불꽃, 담뱃불의 불로부터 착화되어 급격히 연수되는 즉, 폭발이 일어나게 된다. 이 농도범위의 최저 농도를 하한계, 최고 농도를 상한계로 말하며, 단위로 % 또는 g/㎥을 사용한다. 상한계와 하한계의 범위가 클수로 폭발성이 높다.
- 자연발화온도 : 공기중에 가연성의 액체 또는 고체를 가열한 경우, 화기 없이 발화되는 최저온도를 말한다.
- 훈증제의 효과는 끓는점이 낮을수록 높아지는 경향이 있다. 일반적으로 분자량이 적을수록 끓는점이 낮다.
살충효과에 영향을 주는 요인
- 가스농도가 높을 수록 살충효과 좋음, 다만, 인화수소는 가스농도의 영향을 타 약제에 비해 적게 받음
- 시간이 길수록 살충효과가 좋음, 인화수소의 경우는 훈증시간의 영향을 타 약제에 비해 크게 받아 훈증시간이 길어짐에 따라 살충효과가 현저히 증가
- 온도가 높을수록 살충효과가 좋으며, 5℃이하로 내려가면 현저히 효과가 감소된다.
- 시간 농도적 : 살충효과는 농도와 시간을 곱한 값에 의해 결정됨, 따라서, 농도가 높으면 훈증시간을 단축할수 있음. (그림 3) 다만, 인화수소는 훈증시간의 영향이 온도에 비해 큼
- 훈증제별로 해충별, 태별로 약제 저항성 다름 (그림 4)
※ 세부사항은 "훈증제의 종류 및 특성"에 기술
- 가능한 빨리 가스를 확산시키는 것이 살충효과를 높임, 저온보다 고온이 상압보다 감압상태가 가스 확산 빠름. 용적율이 적을수록 가스 확산 빠름
- MB, HCN은 증발기로 투약하고, 확산팬을 가동해야 하나, 초기부터 농도가 균일화되는 인화수소는 불필요
1. 가스의 침투
- ① MB의 경우, 박류 등 입자가 적은 품목을 제외하고는 침투가 용이함
- ② 인화수소는 분자가 적고 수착이 매우 적어 침투성이 강하여 박류 등의 품목도 비교적 침투가 용이함
2. 가스의 수착 및 탈착
- ① 가스가 피훈증물의 표면의 인력에 의해 얇은 막을 형성하는 것을 흡착이라 하며, 내부에까지 침투되어 화학적 변화를 일으키는 것을 흡수라 하고, 양자를 총칭하여 수착이라 함
- ② 탈착은 가스 배기시 피훈증물의 주위 가스농도가 급격히 저하되어 주위 가스농도와 수착된 농도와의 평형을 잃으므로써, 피훈증물로 부터 가스가 방출되는 현상임
- ③ 수착이 많을수록 훈증효과는 저하되며, 약제의 종류 등 여러 요인이 작용
- 훈증제 : 일반적으로 끓는점이 높을수록, 용해도가 높을수록 수착량 많음(그림5)
- 피훈증물의 종류 : MB의 경우 박류, 두류(지방질, 단백질 함량이 높음)가 수착이 심함. 인화수소의 경우는 수착량이 극히적음
- 용적율 : 높을수록 수착 많음(그림5)
- 피훈증물의 수분함량 : 일반적으로 높을수록 수착량 많음
- 온도 : 낮을수록 흡착량 많으나 흡수량은 적음(그림 6)
- 가스농도 : 높을수록 수착량 많음
- 훈증시간 : 시간이 길수록 수착량 중 흡수량 비중이 높아짐
그림5. 상압, 21℃, 3㎥훈증상에서 훈증제 농도와 화물(오렌지상자)과의 관계
그림6. 화물별 훈증제의 수착에 대한 온도의 영향, 각 처리에 MB 48g/㎥ 투약
- 인화수소는 확산, 침투성이 강하여 누설되기 쉬움
훈증제가 식물체에 미치는 영향
- 1. 접촉 독성
HCN의 경우 약산성이므로 표피 손상(훈증후 세척시 약해 감소)
- 2. 물질대사저해
효소의 합성·세포막 관련 효소 저해, 세포간 물질 이동 저해
- 3. 효소 저해① MB는 -OH, -SH, -NH2 성분을 가진 효소 및 단백질과 반응
② HCN은 금속성분을 가진 효소에 반응
③ 이로 인하여 탈색, 후숙 변화, 무름 증상 등 발생
- 4. 효소 유도 : Ozone의 경우 Glutathione-S-transferase 유도
- 5. 유전자 변화
MB는 DNA와 methylation하여 1-methylguanin, 1-methyladenine, 3-methylcytosine 등 생성
- 6. 세포막 손상
HCN 및 PH3는 catalase 및 perxoidase 기능을 저해하여 free radical 생성되므로 세포막 경화, 세포막 기능 파괴, 세포막 약화, 붉은색 색소 발생
탈색, 표피 함몰, 냄새 변화, 후숙 지연 또는 촉진, 부패 감수성 증가, 스트레스 감수성 증가
- 1. 훈증 처리 조건 : 훈증제, 농도, 시간
- 2. 용적율 : 높을수록 훈증농도가 감소되므로 약해 감소
- 3. 훈증중 또는 훈증후의 환경 조건
① 훈증 온도 및 압력 : 온도 낮을수록, 상압일 경우 약해 적음
② 습 도 : MB의 경우 상대 습도 75% 이상일 때 약해 적음
③ 약제 또는 코팅 처리 : 코팅처리후 훈증하는 것이 약해 적음
③ 환 기
- 훈증 온도보다 높은 온도에서 환기하는 것이 약해 및 잔류 감소
- 환기시간이 길수록 탈착이 잘 되어 약해 적음
- 훈증후 활성탄 등 탈취제와 함께 포장하면 약해 적음
④ 보관온도
- 자몽은 MB 훈증후 10℃보다 21~27℃에 보관하는 것이 약해 감소
- MB훈증은 저온 감수성을 증가시키므로 저온에서 보관은 약해 증가의 요인이 됨
- 감귤은 훈증후 실온보다는 12℃에서 보관한 것이 약해 적음
- 사과는 훈증후 0℃ 보관했을 때 내부 갈변 없음
⑤ 훈증후 비닐포장하면 약해 증가. HCN의 경우 햇빛 노출시 약해 증가
⑥ 공기조절 : 이산화탄소 첨가하면 산화반응이 적어져 약해 감소
- 4. 식물체 조건
① 약제별로에 대한 식물체 감수성 다름(세부사항은 각 훈증제별 기술)
② 숙 도
- 사과의 경우 적정 숙도를 가진 사과보다 미숙 또는 완숙 사과가 약해 큼
③ 소독전 보관
- 사과의 경우 수확후 1주일 소독처리하는 것이 수확직후 또는 3, 6주 후보다 적음
- 식물체 조직이 새로운 환경에 적응하는 기간을 두는 것이 약해 감소에 효과
④ 식물체의 생리적 조건
- 신선한 과일을 사용하고 병해충에 상하지 않은 과일을 선택하여 실시하는 것이 약해 감소
⑤ 저성장 저활성 식물체가 약제 내성 강함
⑥ 오렌지 내 β-cyanoalanine synthase 가 HCN의 무독화 작용을 함.