유기인산계와 카바마이트계 살충제

유기인산계와 카바마이트계 살충제

 

DDT 및 다른 유기염소계 살충제에 내성을 갖는 곤충들이 많아지자 다른 살충제를 개발하기 위한 연구가 활발히 수행되었는데, 유기인산계(有機酸系) 살충제가 가장 대표적인 성공사례이다. 여기에 속하는 약제로서 파라티온, 마라티온은 제 2 차 세계대전 당시 신경가스로 개발되었는데 이들은 아세틸콜린에스테라제(acetylcholinesterase)라는 효소와 비가역적으로 작용하여 신경과 근육의 접합부위나 중추신경계와 자율신경계 내의 시냅스 부위에서 아세틸콜린을 불활성화시킨다. 그런데 유기인산계 살충제 예컨대 파라티온은 일반적으로 인간에게 매우 독하여 DDT 보다 30배 이상 강하기 때문에 유기인산계 중독자가 전세계적으로 매년 수천 명에 이르고 이중 수백 명이 죽는 실정이다.

유기인산계 살충제는 유기염소계와는 달리 자연상태에서 쉽게 분해되므로 농작물에 남아 있는 잔류성분은 거의 문제가 되지 않으며 동물조직내에 저장되지도 않기 때문에 먹이연쇄를 따라서 독성이 누적될 염려는 없다. 따라서 유기인산계를 사용함으로써 물수리나 독수리와 같은 동물들에 대한 위험성이 크게 감소되었다. 그러나 유기염소계와 마찬가지로 유기인산계에서도 내성을 갖는 곤충이 발생되므로 여기에 대처하기 위해 카바마이트(carbamate)를 개발하기에 이르렀다.

 

카바마이트계 살충제인 카바릴(“sevin”)도 아세틸콜린 에스테라제의 활성을 억제하지만 유기인산계와는 달리 가역적으로 반응하며 복합물은 빨리 독성을 잃고 배출된다. 그래서 항온동물에게 미치는 위험성은 다른 살충제보다 훨씬 적다. 이것은 자연상태에서 쉽게 분해되므로 독성의 잔류성에 대한 것은 문제가 되지 않지만 꿀벌과 같이 유용한 곤충에 끼칠 위험성은 고려되어야 한다. 해충방제를 위하여 화학물질의 연구개발은 계속되고 있다. 최근 살충제로서 키틴질(chitin) 형성을 억제하는 물질이 개발되었는데, diflubenzuron("dimilin)이 대표적인 것으로 척추동물에는 독성이 거의 없으나 갑각류나 해충에게는 치명적이다. 곰팡이에 있어 키틴질 형성 억제효과에 관한 것은 더 연구되어야 할 과제이다. 살충제에 대한 저항성이 생기면 더 강력한 살충제가 있어야 한다고 지적된 바 많다. 그러나 이보다 더 절실한 것은 곤충들의 외피가 갖는 약점을 찾아 쉽게 공격할 수 있는 새로운 화학물질을 찾는 일이다. 새로운 물질의 사용량을 늘릴 때마다 해충에 더 독성이 있는지 덜있는지(그리고 포유동물에 대한 반치사량이 낮은지 높은지)는 상당히 다른 문제다.

반치사량(LD%)

반치사량(半致死量)은 화학물질들의 독성을 비교하고 표현하는 하나의 표준화된 척도로써 실험대상이 되는 동물의 반절을 죽이는 양을 말한다. 토끼, 모르모트, 햄스터 등이 때때로 사용되지만 쥐나 혹은 생쥐가 일반적으로 사용된다. 토끼는 생쥐보다 훨씬 크기 때문에 투여량은 동물의 크기를 고려하여 계산하여야 한다. 가장 일반적인 단위는 실험동물의 체중 kg당 화학물질의 mg이다(mg/kg 또는 ppm). 여러 살충제들에 대한 반치사량값을 보여주고 있다. 어느 경우이든 실험동물들은 쥐이고 화학물질을 쥐에게 먹인 결과이다. 반치사량값이 작으면 작을수록 화학물질의 독성이 더함을 알아야 한다. 반치사량은 실험동물의 체중을 고려하여 조정한 값이지만 어떤 동물에 대한 반치사량값은 어떤 반치사량값이 사람에게 위험한가에 대해서는 단지 근사치만을 말해줄 따름이다. 화학물질을 어떻게 투여하는가 하는 방법 역시 반치사량값에 큰 영향을 미친다. 화학물질은 먹일 수도 있고 주사할 수도 있으며, 동물의 피부에 바르는 등 여러 방법이 있으나 각각은 서로 다른 반치사량값을 나타낸다.