<313428BFCFB7E129BDC3BCB3C0E7B9E820C2FCBFDC20C1DF20BBECB1D5C1A6C0C75FB1E8C0E5BEEF2E687770>

한국환경농학회지제 28 권제 4 호 (2009) Korean Journal of Environmental Agriculture Vol. 28, o. 4, pp. 419-426 연구보문 시설재배참외중살균제의생물학적반감기 이주희 전영환 신갑식 김효영 박은정 김태화 김장억 * 경북대학교농업생명과학대학응용생명과학부 (2009 년 12 월 9 일접수, 2009 년 12 월 26 일수리 ) Biological Half-lives of Fungicides in Korean Melon under Greenhouse Condition Ju-Hee Lee, Young-Hwan Jeon, Kab-Sik Shin, Hyo-Young Kim, Eun-jeong Park, Tae-Hwa Kim, and Jang-Eok Kim * (Division of Applied Biosciences, College of Agriculture and Life Sciences Kyungpook ational University, Daegu 702-701, Korea) ABSTRACT: This study was conducted to know the biological half-lives and dissipation patterns of fungicides, pyrimethanil, chlorothalonil and tetraconazole in Korean melon under green house condition. The instrument for analyzing pyrimethanil and chlorothalonil was HPLC equipped with UV detector. Initial residue amounts of pyrimethanil were 0.16 mg/kg at recommended rate and 0.28 mg/kg at double recommended rate in Korean melon. The biological half-lives of pyrimethanil were 11.2 days at recommended rate and 10.1 days at double recommended rate in Korean melon. In case of chlorothalonil, initial residue amounts of chlorothalonil were 0.06 mg/kg at recommended and 0.11 mg/kg at double recommended rate in Korean melon. The biological half-lives of chlorothalonil in Korean melon were 3.4 days at recommended rate and 6.6 days at double recommended rate. The instrument for analyzing tetraconazole was GLC equipped with electron capture detector. Initial residue amounts of tetraconazole were 0.14 mg/kg at recommended and 0.22 mg/kg at double recommended rate in Korean melon, respectively. The biological half-lives of tetraconazole were 9.6 days at recommended rate and 18.5 days at double recommended rate in Korean melon. Key Words: Biological half-life, Chlorothalonil, Fungicides, Korean melon, Pyrimethanil, Tetraconazole 서론 우수한농산물을생산하기위하여서는재배단계부터위해요소들에대한관리를철저히하여수확시에는안전성이확보되어야소비자들의요구에부응할수있을것이다. 현재국내의농산물안전성평가는유통전과후로구분되어관리되고있는데유통전까지는국립농산물품질관리원에서관리하고유통후에는식품의약품안전청에서관리하도록되어있다 1,2). 현재생산자와소비자를보호하기위하여실시되고있는농산물의생산단계잔류허용기준설정작업은 1999년부터농산물품질관리법에근거하여생산단계농작물에대하여잔 * 연락저자 : Tel: +82-53-950-5720 Fax: +82-53-953-7233 E-mail: jekim@knu.ac.kr 류허용기준을설정하고계속적으로잔류검사를통하여부적합한농산물의출하를사전에차단하여생산자와소비자들을보호하고있다 3-5). 농림수산식품부는농산물품질관리법제12조및같은법시행규칙제21조에따라 생산단계농산물의유해물질잔류허용기준 을 2009년 7월에개정고시한바있다. 이기준은생산단계농산물에적용할농약등유해물질의잔류허용기준에관하여필요한사항을규정함을목적으로하고있는데현재 583개의농약성분을쌀등을포함한농산물에설정되어있다. 현재는출하일의농약잔류허용기준은식품위생법제7 조에서정한농산물의농약잔류허용기준을적용하고농약잔류허용기준이설정되어있지않은경우에는별도기준을적용하도록되어있다. 해당농산물품목및성분에허용기준이없는경우는대분류군에속하는농산물의최저감소상수로하고해당분류에설정된허용기준이없는경우는대분류의최저감소상수, 대분류에설정된기준이없으면농산물전체의최저감소상수를적용하고있다. 따라서작물의재배기 419

420 이주희 전영환 신갑식 김효영 박은정 김태화 김장억 간중농약의분해양상을조사하고생물학적인반감기를산출하여감소지수를만드는일은농산물의적절한출하시기를조절하는연구이기때문에생산자나소비자들모두에게중요한과제라고할수있다 ( 농림수산식품고시, 2009). 참외는소분류에서이과류에해당되며최저감소지수가 0.0234로제시되어있다. 참외는전국대비 71% 가경상북도성주지역에서재배되며면적은 2008년을기준으로 3,820 ha 를차지하고있다. 참외는시설재배의특성상병해충발생이많아서농약의사용은불가피하며사용되는농약들은주로노균병, 흰가루병, 총채벌레및응애류등의방제를위해서 strobilurin계, anilide계, triazole계, pyrimidine 계와유기인계통의농약들이많이사용되고있다 6-15). 참외의재배기간중에살포된농약은참외표면에서분해, 휘산및세척등에의해서잔류농도는서서히감소하지만출하되는시점까지도일정수준은참외에그대로잔류할수도있다 16). 참외는 2009년 10월기준으로 97개의농약에대하여잔류허용기준치가설정되어있는데최저 cadusafos 0.01 mg/kg에서최고 diclofluanid 15 mg/kg 범위이다. 참외에잔류된농약은국내과채류에등록된농약의독성과토양잔류시험결과를이용한농약에대한환경영향평가에서도다른과채류에비하여농작업자, 소비자및환경에대한영향지수가약간더높게나타났다 17-20). 따라서본연구는살균제 pyrimethanil, chlorothalonil 및 tetraconazole을실제참외재배포장에직접살포하여일정기간별로참외중의농약잔류특성을조사하고, kinetic 해석에따른합리적인회귀식과생물학적인반감기를산출하여잔류허용기준치와비교평가함으로서생산단계에서의농약잔류허용기준을설정하기위한기초자료로활용하고자하였다. 재료및방법 약제및시약살균제인 pyrimethanil (98.0%), chlorothalonil (99.8%) 과 tetraconazole (98.0%) 의표준품은 Dr. Ehrenstorfer( 독일 ) 로부터구입하여사용하였으며시험농약의구조는 Table 1과같다. 포장시험에사용된제품은 pyrimethanil 과 chlorothalonil은 각각 12.4% 와 31% 액상수화제 ( 상표명 : 탐실 ) 를사용하였고, tetraconazole은 12.5% 유탁제 ( 상표명 : 에머넌트 ) 를살포하였다. 잔류농약의분석을위한 acetone, acetonitrile, dichloromethane, ethyl acetate 및 n-hexane은 Burdick & Jackson(U.S.A.) 사로부터농약잔류분석용시약을구입하여사용하였다. 시료의정제를위한 glass column( 지름 16 mm) 의충진제는 florisil이었으며 Sigma-aldrich Chemical Co.(U.S.A.) 사의 F9127(60-100 mesh, 농약잔류분석용 ) 을구입하여사용하였다. Sodium sulfate(gr급 ) 및 sodium chloride (EP급) 는 Junsei Chemical(Japan) 에서구입하여사용하였다. 시험구배치및약제살포시험포장은김등의보고 1) 와같은시험구배치로경상북도성주군대가면옥성리에위치한시설재배단지의참외경작농가의포장을사용하였다. 시험에사용된참외의품종은명문이며 2007년 12월에정식하였다. 참외의주산지인성주지역의관행적인참외재배방법에따라폭 5 m 길이 75 m 의단동식비닐하우스내에서시험구는폭 2 m 길이 10 m 크기로구획을정리하고, 시험구배치는완전임의배치법 3 반복으로하였으며, 처리구간의오염을방지하기위하여폭 2 m 길이 1 m의완충지대를설치하였다. 농약의살포는 2008년 6월 13일에 pyrimethanil과 chlorothalonil 액상수화제는 20 ml/20 L(1,000배희석, 기준량 ) 및 40 ml/20 L(500배희석, 배량 ) 희석하고, tetraconazole 유탁제는 20 ml/20 L(1,000배희석, 기준량 ) 및 40 ml/20 L(500배희석, 배량 ) 수준으로희석하여배부식분무기를사용하여시험구전체에골고루살포하였다. 약제살포후 2 시간부터 0일, 1일, 3일, 5일, 7일, 10일및 14일에간격으로생육상태가균일한시료를 15개이상씩무작위로채취하였다. 이시료는처리구별로포장상자에개별포장하여실험실로운반하였으며즉시균질화한후플라스틱용기에넣고밀봉한후분석시까지 -20 의냉동고에보관하였다. 농약의잔류분석 균질화된참외시료 25 g 을칭량하여 acetone 100 ml 를 Table 1. Structure and Physicochemical properties of pyrimethanil, chlorothalonil and tetraconazole Pyrimethanil Chlorothalonil Tetraconazole Structure IUPAC ame H CH 3 CH 3 C C CH 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 CH -(4,6-dimethylpyrimidin-2-yl)aniline Tetrachloroisophthalonitrile (RS)-2-(2,4-dichlorophenyl)-3-(1H-1,2,4-triaz ol-1-yl)propyl 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether

참외의생산단계중농약의잔류양상 421 가한후 homogenizer (ISSEI AM-7, ihonseiki Kaisha Ltd., Japan) 를이용하여 12,000 rpm으로마쇄 추출하였다. 이추출액을 celite 545가깔린 Büchner funnel에서흡인여과한후분액여두에서옮기고증류수와포화소금물을가하고 dichloromethane 50 ml로분배하였다. 이 dichloromethane층을 sodium sulfate anhydrous층을통과시켜탈수시키고감압농축기 (R-110, BÜCHI, Germany) 를이용하여농축건고한후 florisil 10 g이충진된 glass column( 지름 16 mm) 에서정제하였다. Pyrimethanil과 chlorothalonil 은동시분석법으로추출, 분배및정제과정이동일하였으며 tetraconazole은개별분석으로정제과정은서로다른혼합용출용매를이용하여농약을용출시켰다. Pyrimethanil과 chlorothalonil의정제는 florisil이충진된 column 을 n-hexane 100 ml로활성화시킨후농축건고된시료를 n-hexane 10 ml에재용해하여옮기고 ethyl acetate : n-hexane(5/95, v/v) 혼합용액 30 ml을용출시켜서버렸다. 이후 ethyl acetate : n-hexane(5/95, v/v) 혼합용액 110 ml로다시용출시켜서모은후 40 이하의수욕상에서감압농축하였다. 이농축된잔사를 acetonitrile 2.5 ml에재용해하고 0.45 µm acro-disc 필터로여과한후 Capcellpak C18 UG120 column[15 cm(l.) x 4.6 mm(i.d.), particle size: 5 µm] 이장착된 HPLC/UVD(254 nm) 에서이동상용매 acetonitrile : H 2O(6/4, v/v) 를이용하여유속 1.0 ml/min 조건으로분석하였다. Tetraconazole의정제는 florisil이충진된 column을 n-hexane 100 ml로활성화시킨후농축건고된시료를 n-hexane 10 ml에재용해하여가하고 ethyl acetate : n-hexane(5/95, v/v) 혼합용액으로 100 ml과 acetone : n-hexane(2/8, v/v) 혼합용액 30 ml를이용해차례대로용출시켜서버렸다. 이후 acetone : n-hexane(2/8, v/v) 혼합용액 60 ml로다시용출시켜서모은시료를 40 이하의수욕상에서감압농축하였다. 이농축된잔사를농약잔류분석용 acetone 2.5 ml에재용해한후 DB-5 column [30 m(l.) x 0.53 mm(i.d.) x 0.5 µm] 이장착된 GC/ECD 에서 2 flow rate 5.0 ml/min 조건으로분석하였다. 결과및고찰 회수율시험무처리참외시료 25 g에 pyrimethanil과 chlorothalonil 의경우에는 0.1 mg/kg 및 0.5 mg/kg 수준으로, tetraconazole 의경우에는 0.05 mg/kg 및 0.2 mg/kg 수준으로농약표준품을처리하여회수율시험한결과 Table 2와같았다. Pyrimethanil, chlorothalonil 및 tetraconazole 표준검량선의상관계수 (r 2 ) 값은모두 0.999이상으로서정량분석을위한양호한직선성을나타내었다. Pyrimethanil 과 chlorothalonil 의회수율시험결과는 79.2%~101.4% 범위이었으며 HPLC/ UVD 상에서의최소검출량은 2.0 ng 이었고검출한계는 0.01 mg/kg 이었다. Tetraconazole의회수율시험의결과는 85.3 ~ 102.9% 이었고최소검출량은 0.05 ng, 검출한계는 0.005 mg/kg 이었다. 표준품및회수율시험중의분석 chromatogram은각각 Fig. 1 및 2와같이나타났으며농약의머무름시간과중첩되는방해 peak는발생되지않았다. 참외의증체율약제살포후 14일간시료를채취하여야하기때문에참외는계속적으로성장하게되며농약은무게당잔류량으로표현되기때문에시료개체의무게변화는희석되는효과를나타내기때문에무게변화를측정하여두어야한다 (Fig. 3). 경과일수별로채취된참외시료는개별로무게를측정하여시험기간중참외의무게변화및증체율을기록하였다. 참외는비대성장속도가비교적빠른박과류 18) 나엽채류 19,20) 와비교할시무게의증체율은상대적으로낮았으며시험기간 (2008년 6월 13일~6월 27일 ) 중평균 50% 정도의무게가증가하였다. 시험기간중시설내의온도및습도의변화를연속적으로측정한결과는 Fig. 4와같이평균온도는 26.6 ± 3.7, 평균습도는 68.5 ± 9.8% 이었다. 참외중농약의분해양상시설재배참외에살포된 3가지약제의두가지농도수준 Table 2. Recoveries and limit of detection for pyrimethanil, chlorothalonil and tetraconazole analysis Pesticide Fortification level (mg/kg) Recovery(%) 1 2 3 Mean±SD a) MDA b) (ng) LOD c) (mg/kg) Pyrimethanil 0.1 79.2 87.4 88.0 84.9 ± 4.9 0.5 98.8 101.4 96.2 98.8 ± 2.6 2 0.01 Chlorothalonil 0.1 85.4 85.4 93.6 88.1 ± 4.7 0.5 85.6 87.5 84.0 85.7 ± 1.8 2 0.01 Tetraconazole 0.05 85.7 96.2 85.3 89.1 ± 6.2 0.2 102.9 99.3 99.6 100.6 ± 2.0 0.05 0.005 a) SD, Standard Deviation; b) MDA, Minimum detectable amount; c) LOD, Limit of detection

422 이주희 전영환 신갑식 김효영 박은정 김태화 김장억 Mixed STD 100 ng Control Recovery 0.5 mg/kg Fig. 1. HPLC chromatograms of pyrimethanil and chlorothalonil in Korean melon. Tetraconazole 2 ng Control Recovery 0.2 mg/kg Fig. 2. GLC/ ECD chromatograms of tetraconazole in Korean melon. 에서농약잔류량은 Fig. 5와같이살포후시간의경과에따라서지속적으로감소하는경향을보였다. Pyrimethanil은살포직후의참외중잔류량은기준량및배량처리구에서각각 0.16 mg/kg 및 0.28 mg/kg으로참외에설정된 pyrimethanil의잔류허용기준인 0.3 mg/kg보다낮게나타났으며, chlorothalonil의경우살포직후의참외중잔류량은기준량및배량처리구에서각각 0.06 mg/kg 및 0.11 mg/kg으로참외에설정된 chlorothalonil의잔류허용기준인 5.0 mg/kg보다낮게나타났고 tetraconazole의최대잔류량도처리직후기준량및배량처리구에서각각 0.14 mg/kg 및 0.22 mg/kg으로서참외에설정된잔류허용기준인 1.0 mg/kg 보다낮은수준이었다. Pyrimethanil, chlorothalonil 및 tetraconazole의반감기를산출하기위하여회귀곡선식으로나타내면 Table 3과같았다. Pyrimethanil의분해곡선은기준량처리구에서 y=0.1402e -0.0621x, 배량처리구에서 y=0.2728e -0.0687x 이었으며잔류반감기는 11.2일및 10.1일이었다. Chlorothalonil은기준량처리구에서 y=0.0509e -0.202x, 배량처리구에서 y=0.1149e -0.1053x 이었으며잔류반감기는기준량처리구에서 3.4일, 배량처리구에서 6.6일이었다. 그리고 tetraconazole의분해곡선은기준량처리구에서 y=0.1389e -0.0719x, 배량처리구에서 y=0.2159e -0.0375x 이었으며잔류반감기는기준량처리구에서 9.6일, 배량처리구에서 18.5

참외의생산단계중농약의잔류양상 423 Fig. 3. Variation of Korean melon weight during the experimental period. Fig. 4. The climatic conditions of the greenhouse during experimental period. (A) Pyrimethanil (B) Chlorothalonil (C) Tetraconazole Fig. 5. Dissipation patterns of pyrimethanil, chlorothalonil and tetraconazole in Korean melon under greenhouse condition. 일이었다. 3가지농약모두살포직후의잔류량이비교적낮은이유는참외의생육특성상수정이이루어진꽃은착과가이루어지는데시험이이루어진시기는잎의생육이왕성하게이루어져서참외과일을가리기때문에농약살포시부착성이떨어지는것으로생각되며또한농약사용지침서상의안전사용기준은 3회까지살포하도록되어져있는데본연구에서는단 1회살포후의잔류량이기때문에비교적초기잔류량이 낮게나온것으로도사료된다. 또다른이유로는참외가대부분이토양에닿아있고표면이매끄럽기때문에사과나복숭아처럼농약의부착이많지않은것으로도생각할수있다. 사과같은경우는움푹파인과일꼭지부분에농약살포액이상당량집적되고복숭아같은경우는표면의털때문에많이부착될가능성도크기때문에과실의형태적인차이에의한원인도될수있다고생각된다 21,22).

424 이주희 전영환 신갑식 김효영 박은정 김태화 김장억 Table 3. Biological half-life of pesticides in Korean melon under greenhouse condition Pesticides Application Regression curves a) Half-life (days) Pyrimethanil Chlorothalonil Tetraconazole Recommended Y=0.1402e -0.0621x 11.2 Double Y=0.2728e -0.0687x 10.1 Recommended Y=0.0509e -0.202x 3.4 Double Y=0.1149e -0.1053x 6.6 Recommended Y=0.1389e -0.0719x 9.6 Double Y=0.2159e -0.0375x 18.5 a) Regression curve, Based on the first-order kinetics. (A) Pyrimethanil (B) Chlorothalonil, (C) Tetraconazole Fig. 6. Dissipation patterns of absolute residue amount of pyrimethanil, chlorothalonil and tetraconazole. 참외중농약의절대잔류량참외포장에살포된농약은시설내의높은온도와습도에의해분해및휘발이이루어지고작물의생육을위한관수처리등에의해서세척되어농약의잔류량은점차감소하게된다. 또한이런순수한분해, 휘발및세척외에도참외의재배기간중무게가증가함에따라서희석효과도농약의잔류량에크게영향을미치기때문에순수한농약만의분해정도를아는것이잔류농약의관리에있어서중요하다고할수있다. 본연구에서사용된 3가지약제인 pyrimethanil, chlorothalonil 및 tetraconazole 참외의무게증가에의해크게영향을받았기때문에비대성장으로인한희석효과를 배제한참외중농약의순수한잔류량을다음식 1과같이계산하여참외중농약의절대잔류량이라고정의하였다. 이절대잔류량의감소추이는다음 Fig. 6과같이나타낼수있으며, 이를분해곡선식으로표현하면 Table 4와같았다. Absolute Residue Concentrate in Korean Melon(mg/kg) = Residue Concentrate in Korean Melon(mg/kg) Increase Rate of Korean Melon weight(g) Equation 1

참외의생산단계중농약의잔류양상 425 Table 4. Biological half-life of absolute residue amount pesticides in Korean melon under greenhouse condition Pesticides Application Regression curves a) Half-life (days) Pyrimethanil Recommended Y=0.1476e -0.039x 17.8 Double Y=0.284e -0.051x 13.6 Chlorothalonil Recommended Y=0.0434e -0.046x 15.1 Double Y=0.1147e -0.081x 8.6 Tetraconazole Recommended Y=0.141e -0.058x 11.9 Double Y=0.2184e -0.050x 13.9 a) Regression curve, Based on the first-order kinetics. 또한이절대잔류농도의감소는참외중 pyrimethanil, chlorothalonil 및 tetraconazole의잔류량이실제로분해소실되는것으로추정할수있다. Pyrimethanil 살포직후의 0일차절대잔류농도는기준량및배량처리구에서각각 0.16 mg/kg 및 0.28 mg/kg으로나타났으며 14일경과한때의절대잔류농도는각각 0.09 mg/kg 및 0.14 mg/kg 이었다. 시험기간중의무게의증가율이약 50% 정도일어났으므로 14일동안의시험기간중분해나휘발및관수처리중세척등에의한순수한농약의감소는기준량의경우 56.3%, 배량의경우에는 50.0% 정도이루어진것을알수있다. Chlorothalonil 의살포직후의절대잔류농도는기준량및배량처리구에서각각 0.06 mg/kg 및 0.11 mg/kg으로나타났으며 14일경과한때의절대잔류농도는각각 0.03 mg/kg 및 0.03 mg/kg 이었다. 시험기간중의무게의증가율은약 50% 이었으며 14일동안의시험기간중분해나휘발및관수처리중세척등에의한순수한농약감소율은기준량의경우 50.0%, 배량의경우에는 27.3% 이었다. Tetraconazole의살포직후의절대잔류농도는기준량및배량처리구에서각각 0.14 mg/kg 및 0.22 mg/kg으로나타났으며 14일경과한때의절대잔류농도는각각 0.06 mg/kg 및 0.18 mg/kg 이었다. 시험기간중의무게의증가율은약 50% 이었으며 14 일동안의시험기간중분해나휘발및관수처리중세척등에의한순수한농약감소율은기준량의경우 42.9%, 배량의경우에는 81.8% 이었다본연구의결과에서알수있듯이 pyrimethanil, chlorothalonil 및 tetraconazole의경우에는참외에대한잔류허용기준이각각 0.3 mg/kg, 5.0 mg/kg 및 1.0 mg/kg으로설정되어있어서농약의살포직후잔류량이허용기준을초과하지않았으며정상적인시설재배환경에서농약이살포된경우에는농약살포직후에도참외의출하가가능할것으로사료된다. 요약 살균제 pyrimethanil, chlorothalonil 및 tetraconazole 의참외중반감기와잔류양상을조사하였다. Pyrimethanil 의참외중 0일차잔류량은기준량및배량처리구에서각각 0.16 mg/kg 및 0.28 mg/kg으로나타났으며농약의분해곡선식은 y=0.1402e -0.0621x 및 y=0.2727e -0.0687x 이었고, 반감일은각각 11.2일과 10.1일이었다. Chlorothalonil의참외중 0일차잔류량은기준량및배량처리구에서각각 0.06 mg/kg 및 0.11 mg/kg으로나타났으며농약의소실곡선식은 y=0.0509e -0.202x 및 y=0.1149e -0.1053x 이었고, 반감일은각각 3.4일과 6.6일이었다. Tetraconazole의참외중 0일차잔류량은기준량및배량처리구에서각각 0.14 mg/kg 및 0.22 mg/kg 으로나타났으며농약의소실곡선식은 y=0.1389e -0.0719x 및 y=0.2159e -0.0375x 이었고, 반감일은 9.6일과 18.5일이었다. 재배기간중참외의무게증가에농약희석효과를배제한절대잔류농도는약제살포후 14일경과시 pyrimethanil 은기준량및배량에서각각 56.3% 및 50.0% 의농약이분해되었다. Chlorothalonil은 50.0% 및 27.3%, tetraconazole은기준량및배량에서각각 42.9% 및 81.8% 정도의농약분해율을보였다. 감사의글 이연구는 2008년국립농산물품질관리원의 생산단계농산물의잔류농약허용기준설정연구 의연구비지원으로수행한결과의일부이며, 연구비지원에감사드립니다. 참고문헌 1. Park, E. J., Lee, J. H., Kim, T. H., and Kim, J. E. (2009) Residual patterns of strobilurin fungicides in Korean melon under plastic film house condition, Kor. J. Environ. Agric. 28 (3), 281-288. 2. Lee, E. Y., Kim, D. K., Park, I. Y., oh, H. H., Park, Y. S., Kim, T. H., Jin, C. W., Kim, K. I., Yun, S. S., Oh, S. K., and Kyung, K. S. (2008) Residue patterns of indoxacarb and thiamethoxam in chinese cabbage(brassica campestris L.) Grown under Greenhouse Conditions and Their Estimated Daily Intake, Kor. J. Environ. Agric. 27 (1), 92-98.

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