에어컨의 냉매로 사용되는 프레온가스, 소화기에 사용되는 할론가스, 농약의 훈증제로 널리 이용되는 메틸브로마이드의 공통점은 무엇일까? 정답은 1987년 몬트리올 의정서에 따라 오존층 파괴 물질로 지정되어 사용이 감축, 금지될 계획이라는 것이다.

이 중 농업에서 훈증제로 널리 이용되는 메틸브로마이드(이하 ‘MB’)는 메탄올에 브롬산을 첨가하여 산업적으로 제조된 물질로 브롬화메틸(MeBr)이라고도 불린다. MB는 검역용 훈증제로 전 세계적으로 널리 이용되고 있지만, 오존층 파괴 물질로 지정되어 선진국에서는 2005년까지 개발도상국은 2015년까지 단계적으로 금지(검역, 선적 전 사용은 예외)하도록 규정하고 있다.

국내에서는 1981년에 최초 등록된 이래 식물 검역용 및 목재류 소독에 한하여 사용되고 있으며 국내 사용량이 전 세계 MB 사용량의 약 5%를 차지하고 있는 만큼 MB 금지 이후 예상될 문제점에 대비하여 MB 대체제에 대한 연구 개발이 시급한 실정이다.

국외에서는 MB가 주로 토양용으로 이용되고 있어 대체 토양 훈증제에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있는데 Teline C35(1,3-Dichloropropene and chloropicrin), 클로로피크린(Chloropicrin), 다조맷(Dazomet), 메틸요오드(Methyl iodide), 프로필렌 옥사이드(Propylene oxide), EDN(Ethanedinitrile) 등이 대표적인 예이다. 식물 검역용으로는 에틸포메이트(곡물 등), EDN(목재), 메틸요오드(곡류, 목재류), 포스핀(과채류), 카보닐설파이드(곡물 등 건조농산물) 등이 연구되어 일부는 이미 실용화 되었다.

국내는 농림축산검역본부 식품검역부를 중심으로 훈증제 소독기법을 연구 개발 추진하고 있으며 현재 에틸포메이트, 포스핀(인화늄, 마그톡신, 포스핀 가스) 등이 농약으로 등록되어 사용하고 있으며 EDN에 대해서 연구 개발하고 있다.

에틸포메이트(Ethyl formate) 훈증제는 식품 등과 접촉 시 빠르게 에탄올과 포름산으로 분해되어 잔류가 거의 없으며 허용농도(TLV:유해물질을 함유하는 공기 중에서 작업자가 연일 그 공기에 폭로되어도 건강 장해를 일으키지 않는 물질 농도)가 100ppm으로 안전한 물질이나 인화성이 높아 그동안 훈증제로 사용하지 못하였다. 그러나 2005년 CO2를 혼합한 실린더 형태가 개발되어 현재는 호주, 뉴질랜드, 필리핀뿐만 아니라 국내에서도 MB 대체제로 2011년 등록되어 이용되고 있다. 16.7% Ethyl formate와 83.3% CO2를 혼합하여 실린더 형태의 고압가스로 제조되는데 이때 CO2는 에틸포메이트의 자체 인화성을 감소시키는 역할을 한다. 호주의 경우에는 에틸포메이트를 토양 훈증제, 엽채소, 절화류, 과실류 훈증제 등으로 이용하는 반면 아직까지 국내에서는 과실류 검역용 훈증제에 한하여 이용 가능하다.

작업자 안전성 뛰어나고 효과 높아
포스핀(Phosphine) 훈증제는 인화수소라고도 하며 1990년부터 곡물류를 가해하는 저장해충 방제를 위하여 전 세계적으로 널리 사용해 오고 있으며 인화성이 높아 인화늄(알루미늄 혼합), 마그톡신(마그네슘 혼합)과 같은 정제 형태로 사용하였으나 최근에는 액화 인화수소 또는 이산화탄소와 혼합한 제형이 개발되어 이용하고 있다. 국내에서는 정제 형태와 실린더 형태(2% 포스핀에 98% CO2를 혼합)로 제조한 훈증제가 농약으로 등록되어 있다.

인화늄의 경우 훈증 후 공기 중의 수분과 결합하여 인화수소(PH3)를 발생시키며 약 48시간 후 분해되나 약 2%는 완전 분해되지 않아, 남은 잔류물에 비눗물을 서서히 투입하여 완전 분해 후 처리해야하는 어려움이 있는 반면 포스핀 가스는 처리 후 잔류물이 없기에 작업 시간이 단축되고 작업자에게 보다 안전하다. 국내에서 인화늄은 저장 곡물 등에 이용 되며 포스핀 가스는 절화류에 이용 가능하다. 또한, 2002년 미국에서 등록된 포스핀 가스는 포스핀 99.3%에 N2 0.7%를 혼합한 제형으로 포스핀 2% 36개를 합한 수준의 훈증 효과를 발휘하므로 처리 비용 절감이 예상되며 국내에서는 현재 농약 품목 등록 추진 중에 있다.

EDN(Ethanedinitrile)은 시안(C2N2)을 액체상태 실린더에 넣어 제조한 것으로 피훈증물에 빠르고 깊게 침투하는 능력이 있으며 끓는점이 -21℃로 낮아 저온에서도 소독이 가능하며 수분에 대한 감수성이 매우 높다. 이러한 이유로 겨울철에도 수입이 필요하고 수분함량이 높은 목재류 소독에 적합하다. 또한, 해외에서 발표된 실험결과 MB와 비교하여 살충, 살균, 제초 효과가 더 뛰어났으며 토양 처리 후 잔류물은 토양 중 비료 성분인 NH4와 NO3로 전환되며 살포된 EDN의 80%가 2일안에 암모니아(NH3)로 변환될 정도로 분해 속도도 빠른 편에 속한다. 비록 허용농도(TLV)가 10ppm이나 MB보다는 2배 높아 이 또한 EDN이 가지고 있는 장점 중 하나이다. 호주에서는 지난해 8월 목재류 훈증제로 등록 완료된 상태이다.

위에서 살펴보았듯이 MB는 그 사용대상이 광범위하여 단일 약제 또는 소독기법으로는 대체가 어렵다. 그러나 EDN은 목재류, 에틸포메이트는 과실류, 인화늄 및 마그톡신은 곡물류 및 저장해충용, 포스핀 가스 훈증제는 절화류에서 각각 품목별로 MB를 대체할 수 있다. 또한, MB와 비교 시 작업자의 안전성 측면에서 뛰어나며 오존층 파괴 물질도 아니다. 향후 MB 대체 훈증제에 대한 개발 및 새로운 소독기법 개발에 대한 연구가 지속된다면 MB 금지 이후 발생할 문제는 없을 것으로 예상된다.
김민주 농촌진흥청 국립농업과학원 농자재평가과 주무관