살충제
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1. 개요
殺蟲劑 / Insecticide[1]
살충제란 사람이나 가축, 농작물에 해가 되는 곤충을 포함한 절지동물을 제거하는 효과를 지닌 화학물질을 통칭한다. 크게 농업용 살충제(농약)와 비농업용 살충제로 구분하며, 농업용 살충제의 경우 말 그대로 농업해충을 대상으로 사용되는 살충제이며, 비농업용 살충제는 또다시 가정용 살충제와 감염병 예방용(이하 방역용) 살충제로 구분할 수 있다. 살충제는 그 자체로서 독성을 가지고 있는 화학물질로서 제품화하여 판매 또는 수입하기 위해서는 정부기관의 인허가가 필요하다. 농업용 살충제의 경우 농촌진흥청에서 인허가 및 관리 업무를 수행하고 있다. 가정용 살충제와 방역용 살충제의 경우는 식품의약품안전처에서 의약외품으로 분류하여 관리하고 있었으나, 2019년 1월 1일부터 생활화학제품 및 살생물제 안전관리에 관한 법률에 따라 대한민국 환경부가 인허가 및 관리 업무를 담당하게 된다.
살충제의 종류는 굉장히 많으나 가장 유명한 살충제로는 DDT가 있다. DDT가 처음 개발되고 상용화되었을 당시 사람들은 해충과의 전쟁에서 인간이 승리했다고 장담하였으나, 몇 년 후부터 DDT에 대한 저항성을 가지는 해충이 발견되고 그 이후 제기된 환경 축적과 인체 유해성 논란으로 이후로 일부 저개발국가 또는 말라리아 문제가 심각한 국가를 제외하고 전세계적으로 생산과 사용이 금지되었다.
BT살충제(Bacillus thuringiensis)는 곤충병원성 토양미생물을 이용한 생물학적 살충제이다. BT 박테리아가 생산하는 단백질 크리스탈은 곤충의 체내에 들어가게 되면 곤충의 소화기관 환경에서 구조가 변형되어 소화기 벽에 천공을 일으켜 곤충을 죽이는 효과를 가져온다. BT살충제는 그 아종(subspecies)에 따라 대상 해충이 제한적이어서 일반적인 살충제가 가지는 비대상생물에 대한 피해가 적고, 기본적으로 살충력을 가지는 성분이 다른 화학살충제가 달라 비교적 환경 내에서 안전하고 인체에도 무해하다. 다만 BT박테리아는 생화학무기에 사용되는 탄저균과 분류상으로 매우 근접한 미생물로서 다소 위험성을 가지고 있다는 의견도 있다. 우리가 알고 있는 GMO 작물 중에는 이러한 BT박테리아가 가지고 있는 살충성 단백질을 만드는 유전자를 유전자 변형기술을 이용하여 식물에 삽입하여 실제 약제를 처리하지 않아도 해당 식물(농산물)을 가해하는 해충을 살충시키는 작물로 개발된 것을 말한다. 그 이외의 GMO에는 환경 내성 유전자 또는 제초제 내성 유전자를 삽입한 경우도 있다.
2. 성분에 의한 분류
2.1. 무기성 살충제
무기 황제와 비소제, 불소제 등 무기 화합물을 주성분으로 하는 살충제
2.2. 유기성 살충제
2.2.1. 천연유기 살충제
식물의 살충성분을 이용한 것으로, 제충국의 피레스린, 담배의 니코틴 등이 있다. 높은 생산 효율성으로 시설재배 농가에서 자주 쓰이는데, 가격도 비싸고 약효도 별로다.
2.2.2. 유기합성 살충제
- 유기인계 살충제(Organophosphorus insecticide): 살충제의 대다수를 차지하고 있는 종류로, 인을 중심으로 이중결합을 한 산소나 황이 결합한다. 아르곤기에는 질산, 염소, 플루오린, SCN, 페놀, 에놀 등과 같은 무기 또는 유기산 잔기가 결합하고 R에는 알코실 알킬 및 아미드기 등이 결합되어 있다. 식독, 접촉독 및 호흡독으로 살충작용을 일으킨다. 지렁이(환형동물)>두더지(포유류)>뱀(파충류)으로 이어지는 3단 연쇄중독을 가진 농약도 있다. 아세페이트, 다이아지논, 디클로보스, 페니스로시온, 말라시온, 모노크로토포스, 파라시온, 피리미포스-메틸 등이 있다. 조류 대량살상용 다이멕크론도 이 계열에 속한다.
- 카바메이트계(Carbamate insecticide): 카밤산의 골격을 가진 화합물로, 유기인계와 같이 AChE 저해제로 접촉독으로 작용한다. 속효성 및 침투 이행성이 좋으나 잔효력은 길지 않다. 흡즙성 해충에 효과가 있다. 벤디오캅, 카바릴, 카보푸란, 카보설판, 메소밀, 피리미캅 등이 있다.
- 합성 피레스로이드계(Pyrethroid insecticide): 제충국의 피레스린을 모방해 만든 물질로, DDT와 같은 기작을 가지고 있다. 신경축삭에 작용해 반복흥분을 유발해 녹다운 효과을 일으킨다. 고온보다 저온 상태에서 약효발현이 쉽게 일어난다. 약제로는 아크리나스린, 비펜스린, 사이플루트린, 사이할로스린, 사이퍼메스린, 델타메스린, 펜발레레이트, 페노프로파스린, 플루발리네이트 등이 있다. 일명 에프킬라로 대표되는 가정용 범용 살충제가 대부분 이쪽 계열이다. 넓은 범용성과 싼 가격이 장점. 이 외에도 양주와 맥주를 섞어 폭탄주를 만들 듯, 고독성 살충제와 피레스계열 약을 섞어 사용하는 경우도 있다. 효과 좋은 살충제는 눈 튀어나올 정도로 비싸기 때문에 이런 식으로 섞어 절약을 할 수 있지만... 당연히 사 먹는 사람의 건강치도 감소한다.
- 요소계(Urea insecticide): 요소계 제초제 개발 과정 중 생겨난 농약이다. 벤졸페닐우레아계 화합물이 가장 대표적으로 나비목 유충에게 작용하여 탈피를 교란시키는 현상을 일으킨다. 복문아목 곤충에게는 살충효과가 없다. 이 계열에서 곤충 표피의 키틴 생합성을 저해하는 디플루벤주론이 처음 개발되었다. 이러한 특성 때문에 곤충성장조절제라고 부르며, 인간과 가축에 저독성이며 환경오염이 적고 곤충과 동물 간에 선택독성이 높아 약제들이 많이 개발되고 있는 중이다.
- 네레이톡신계(Nereitoxtin insecticide): 갯지렁이에서 추출된 네레이톡신 구조를 기본으로 하고 있는 화합물이다. 접촉독 및 소화중독제로 작용한다. 식물체에 대하여 침투력 및 잔효력이 있어 나비목 해충에 효과가 상당하다. 곤충 신경계의 시냅스 후막에 Ach 전달을 저해하여 살충력을 보인다. 일본의 타케다라고 하는 약품회사에서 이 화합물을 이용해 카탑(cartap)과 벤설탑(bensultap)을 개발한 경력이 있다.
- 니코틴계(Nicotinoid insecticide): 담배 잎에 들어있는 살충성분을 이용하는 화합물로, 섭식이나 식독작용을 일으킨다. 포유동물에 대한 독성이 강하고 잘 분해되어 잔효성이 짧다. 또 충체 내 침투력에 문제가 있어 사용이 제한되었으나, 네오니코티노이드계인 이미다클로프리드가 개발되어 이 부분을 보완하고 있다. 이 화합물은 흡즙성 곤충에 대하여 효과가 강하다. 마트나 약국에서 구입할 수 있는 개미 살충제에도 이 계열의 이미다클로프리드를 사용한다. 양봉농가에선 사용하지 않는 것이 좋다. 대표적 약제로는 아세타미프리드, 글로시아니딘, 티아메속산 등이 있다.
- 유기염소계: 농약부침개로 많은 사고를 일으킨 장본인(?). 담배를 피우는 흡연자들이 연기와 함께 들이마신다. DDT가 여기에 들어간다.
- 유기주석계: 응애 제거용 살비제로 자주 쓰인다. 살충제 계란에서 검출된 바와 같이 이게 응애 뿐 아니라 거미, 진드기 등의 절지동물에 기가막힌 효과를 보이는 터라 이런 오남용 사례는 예전부터 우려가 되었던 사항이다. 최근에야 성분량을 줄여 출시가 되었지만 2000년대까지만 해도 고성분, 고독성의 제품들이 즐비했고 닭뿐만 아니라 대부분의 축사에서 클로로피리포스와 함께 축사 주변 살충용으로 쓰는 경우도 있었다. 축사에 직접적으로 살포하지는 않는다 하더라도 바람을 타고 날아오거나 토양이나 지하수에 섞여 가축에 흡수되었을 가능성이 높다.
- 유기황계
- 이 밖에도 많고, 친환경 살충제까지 적용하면 수십 가지가 넘으므로 지면이 부족해 생략한다. 농업용 살균제의 경우 항생제, 혼합계까지 포함하면 수백여 종에 이른다. 제초제나 살충제의 분류 수가 우습게 보일 정도.
3. 체내 침입경로에 따른 분류
3.1. 소화중독제
약제가 해충의 입을 통해 소화관 내에 들어가 중독작용을 일으켜 살충작용을 나타내는 약제이다. 나비목 유충, 딱정벌레목, 메뚜기목 곤충과 같이 저작형 또는 핥는 입을 가진 해충에 주로 쓰인다. 대부분의 유기인계나 Bt가 이에 속한다. 사용방법으로는 해충이 붙어 있는 식물의 줄기, 잎 등의 전후면에 살포하거나 줄기나 잎을 섭식시키는 방법과, 먹이에 섞어서 독먹이를 만들어 먹이는 방법이 있다.
3.2. 접촉제
해충의 체표면에 직간접으로 약제를 접촉시켜 기공이나 체표를 통해 충체 내로 침입시키거나 기문이나 기관을 막도록 하여 호흡곤란으로 사망하게 한다. 접촉제로는 오래 전부터 사용했던 제충국제, 니코틴제, 알칼리제, 기계유제를 비롯해 유기염소계, 유기인계, 카바메이트계, 그리고 합성피레스로이드계를 예로 들 수 있을 정도로 종류가 상당하다.
접촉제는 약효가 나타나는 시간에 따라 약효가 빨리 나타나는 속효성 살충제와 약효가 비교적 늦게 나타나는 저효성 살충제로 구분할 수 있다. 또 열이나 광선에 불안정하여 충체에 직접 닿았을 때만 약효가 발생(직접접촉제)하거나 유기염소계처럼 잔효성이 길어서 약제살포 시 약제가 직접 충체 내에 부착하지 않아도 식물체 상에 남아 있다가 접촉해 체표를 통해 침투 후 치사 효과를 나타내는(잔효성 살충제) 것으로 구분할 수 있다.
3.3. 훈증제
약제의 분자량이 작아 기화시킨 약제를 해충의 기문을 통해 호흡기로 빠르게 침투시켜 해충을 죽게 하는 약제이다. 사용 시 반드시 밀폐 용기, 실내 및 창고, 텐트 등의 제한 공간을 만들어 훈증시킨다. 토양훈증 시에는 땅에 구멍을 뚫고 약제를 주입한 후 비닐로 덮어 주어야 한다. 저곡해충이나 목질부 내에 깊숙이 숨어있는 가해해충의 방제에도 적용된다.
훈증제의 종류로는 클로로피크린, 메틸브로마이드[2], 이황화탄소, 에틸 포메이트, 포스파인, 이산화탄소, 설푸릴 플루오라이드, EDN, 메틸요오드, 메틸 이소티오사이아네이트 등이 있다.
3.4. 침투성 살충제
작물의 뿌리, 경엽, 나무의 수간 등 특정 부분에 약제를 스며들게 하여 작물 전체로 퍼지게 하여 약제 비처리 부위에서도 작물을 가해하는 해충이 섭식해 죽게 만드는 약제이다. 소화중독이 중요한 역할을 한다.
작물 체내에 약제가 흡수되는 것이기 때문에, 천적에 직접적인 영향을 주지는 않는다. 작물의 줄기나 잎의 내부에 기생하는 해충에게 매우 유효하다. 대표적인 약제로 카보푸란, 이미다클로프리드가 있다.
3.5. 보조제
살충제의 효력을 발휘하기 위하여 첨가하는 보조물질의 총칭이다. 주제의 물리적 성질을 개선하는 것이 목적이다.
- 용제: 약제를 용해시키는 물질로, 벤젠, 자일렌, 디메틸프탈레인, 나프사가 대표적이다.
- 유화제: 약제를 물에 혼합시켰을 때 기름 입자가 균일하게 수중 분산되어 큰 입자로 모이거나 층을 만드는 것을 방지하기 위한 것이다. 비누, 황산화유, 비이온성 계면활성제가 이에 해당한다.
- 희석제(증량제): 약제의 주성분의 농도를 낮게 하기 위한 것으로, 탈크, 벤토나이트, 규조토, 카올린 등이 있다.
- 전착제: 약제에 현수성[3]. 확전성[4], 고착성[5] 등을 높이기 위하여 쓰이는 보조제로, 농약용 비누, 비이온성 계면활성제가 포함된다.
- 협력제: 협력제 자체로는 살충성은 없으나 혼합되는 살충제의 살충효과를 증진시켜 준다.
3.6. 유인제
해충을 독먹이나 포충기 쪽으로 유인하는 약제로서, 휘발성 물질이나 성유인제(페로몬)를 사용해 방제에 쓰고 있다.
3.7. 기피제
농작물이나 인축에 접근하지 못하게 하는 약제이다. 의류해충에 대해서는 나프탈렌이 오래 전부터 쓰여왔다. DEET는 모기 기피제로 유명하다.
3.8. 화학불임제
곤충 생식기관의 발육을 저해하거나 생식 세포의 발육 또는 생리에 저해를 일으켜 생식 능력을 잃게 하는 약제이다. 수컷성 불임제, 암컷성 불임제, 양성 불임제로 나누어진다. 작용기작에 따라 알킬화제로는 아폴레이트, 메테파, 테파 등이 있고, 항대사 물질로는 아미노프테린, 티우라실, 메토트렉세이트 등이 있다.
4. 기타
에프킬라 등 스프레이 형태의 살충제는 화기엄금이다. 밀폐된 방에서 살충제를 뿌린 다음 향초를 켰다가 전신 3도 화상을 입은 사례가 있다. 이는 분사를 위해 LPG 고압가스를 집어넣기 때문.
바퀴벌레를 잡기 위해 연막형 살충제(훈연살충제)를 터트리는 일도 있는데, 이웃집이나 관리실 등에 미리 알려 두고, 꼭 소방서에는 미리 신고를 한 뒤 사용하자. 집안에서 흰 연기가 풀풀 피어오르고 타는 냄새가 나서 소방서에 화재신고를 했는데, 막상 출동해 보니 바퀴벌레용 연막살충제인 경우가 있다. # 소방관들은 연기 모습만 봐도 화재인지 살충제인지 구별할 정도지만, 출동한 시간만큼 공백이 발생한다. 실수로 환기를 시키지 않고 그냥 들어갔다간 단 몇 초의 연기에도 중독되어 구토, 호흡곤란, 애성, 흉통 등 여러 증상을 유발하기도 한다. 특히나 비염 천식 후두염과같은 각종 호흡기 질환자에게는 매우 치명적이니 주의하자.
2017년 8월에는 네덜란드와 벨기에산 계란에서 살충제 성분이 다량 검출되는 사건이 일어났다.