선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 축종별 대·중·소규모 사육 농가를 선정하여 축종별 사육현황에 따라 상대적인 악취 강도는 어떻게 다르며 주요 악취 물질은 무엇이며 그 기여율은 어느 정도 되는지에 대하여 악취물질별 화학분석을 통하여 평가하였다.
- 따라서 국내 실정에 맞는 가축종별 사업장 규모별 악취물질 배출특성의 파악이 요구되어지고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 우사, 돈사, 양계사 등 축산시설의 축종별, 사육규모별, 사육시설별 악취 배출특성을 조사하고 배출특성에 따른 악취도 평가를 하고자 하였다.
가설 설정
- * 디메틸아민과 트리메틸아민 악취도 : 디메틸아민과 트리메틸아민 전체 농도가 디메틸아민으로 가정하여 계산함.
- 아민계열의 분석은 GC/FID를 이용하여 분석을 실시하였다. 아민계열의 분석 시 디메틸아민, 트리메틸아민을 분리하여 분석치 못하여 전체를 디메틸아민 농도로 가정하여 결과를 분석하였다. 지방산 계열의 시료의 포집은 측정 당시(2003년) 국내 대기공정시험법의 지방산 포집에 대한 시험법이 없어 일본의 대기공정 시험법을 이용하였으며, 내경 5 mmj, 길이 18 cm의 유리관에 저급지방산 Sr(OH)2로 충전한 흡착관으로 하였다.
제안 방법
- 또한 이러한 다성분계 냄새의 세기는 냄새를 일으키는 성분끼리의 복합 작용이 있기 때문에, 단순하게 성분물질의 농도 합으로 나타내기에는 어려움이 있다. 따라서 다음 식과 같이 냄새 물질별 농도 값을 표 13의 냄새물질별 최소감지농도 (threshold value)로 나눈 악취강도 (Odor unit)로 환산한 값을 더하여 상대적인 악취기여도를 알 수 있으며, 본 연구에서는 축종별 악취강도를 비교 분석하였다.
- 실측대상 농가의 선정은 국립축산과학연구원의 도움을 받아 축종에 따라 국내의 평균적인 대·중·소규모 사육 농가를 선정하였다. 악취 농도의 측정은 악취 공정시험법의 시료채취 일반사항의 입지 여건, 악취분포 상태, 대상지역의 기상상태를 고려하여 악취가 가장 높을 것으로 판단되는 곳을 시료 채취지점으로 선정하는 것을 원칙으로 하고 있으나, 사육시설 내에서의 측정으로 악취농도가 가장 높을 것으로 판단되는 사육시설 중앙지점에서 측정하는 것을 원칙으로 하였다(그림 5 참조). 축종별 조사대상 사육시설의 사육두수와 크기는 표 1과 같다.
- 암모니아 시료의 포집은 흡수액으로 붕산용액 25 mL를 사용하여 Handy sampler를 이용하여 포집하였으며, 유량은 overflow가 일어나지 않는 1.5 L/min으로 유지하여 10분간 포집을 실시하였다. 암모니아의 분석은 축산시설내 고농도로 인하여 대기공정시험법의 악취편 암모니아 분석의 검출한계 내에 들지 못하여 배출허용기준 시험방법의 인도페놀법을 사용하여 분석하였다.
- 아민계열의 분석 시 디메틸아민, 트리메틸아민을 분리하여 분석치 못하여 전체를 디메틸아민 농도로 가정하여 결과를 분석하였다. 지방산 계열의 시료의 포집은 측정 당시(2003년) 국내 대기공정시험법의 지방산 포집에 대한 시험법이 없어 일본의 대기공정 시험법을 이용하였으며, 내경 5 mmj, 길이 18 cm의 유리관에 저급지방산 Sr(OH)2로 충전한 흡착관으로 하였다. 시료의 포집은 2.
- 축종에 따라 악취물질별 악취 강도를 모두 합한 종합 악취강도를 표 14와 같이 비교하였다. 이를 살펴보면 돼지 사육시설이 모두 높은 악취강도를 보이는데 이는 최소감지농도가 낮은 황화수소의 농도가 비육돈사와 모돈사에서 높게 측정되었기 때문이다.
- 시료의 포집 시간은 10분간 실시하였다. 황 계열의 분석은 GC/SCD를 이용하여 분석을 실시하였다. 아민계열의 시료의 포집은 대기공정시험방법의 악취편 트리메틸아민 법을 이용하여 포집하였으며, 포집용 거름종이는 직경 47 mm, 구멍크기 0.
대상 데이터
- 2) 측정 대상 물질은 축산 악취물질에 대하여 황화수소, 메틸머캅탄, 황화이메틸, 이황화이메틸인 S계열 4 가지 물질과 암모니아, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민인 N계열 4 가지 물질, 지방산인 부틸산, 발레르산, 이소발레르산 3 가지 물질로 총 11 개 물질을 대상으로 소, 닭, 돼지의 사육시설에서 측정하였다.
- 실측대상 농가의 선정은 국립축산과학연구원의 도움을 받아 축종에 따라 국내의 평균적인 대·중·소규모 사육 농가를 선정하였다.
- 측정 대상 물질은 축산 사업장과 분뇨처리장에서 주로 발생되는 악취물질에 대하여 황화수소(H2S), 메틸머캅탄((CH3)SH), 황화이메틸((CH3)2S), 이황 화이메틸((CH3)2S2)인 S계열 4 가지 물질과 암모니아(NH3), 메틸아민(CH3N), 디메틸아민((CH3)2N), 트리메틸아민((CH3)3N)인 N계열 4 가지 물질, 지방산인 부틸산(C3H7COOH), 발레르산(C5H10O2), 이소발레르산((CH3)2CHCH2COOH) 3 가지 물질로 총 11 개 물질을 대상으로 측정하였다.
데이터처리
- 5 L/min의 유속으로 20 ~ 30분간 여지에 흡수하였다. 아민계열의 분석은 GC/FID를 이용하여 분석을 실시하였다. 아민계열의 분석 시 디메틸아민, 트리메틸아민을 분리하여 분석치 못하여 전체를 디메틸아민 농도로 가정하여 결과를 분석하였다.
- 5 L/min의 유속으로 20 ~ 30분간 여지에 흡수하였다. 지방산 계열의 분석은 GC/FID를 이용하여 분석을 실시하였다. 조사대상 악취물질의 종류와 실험법을 정리하면 표 2와 같다.
이론/모형
- 황 계열의 분석은 GC/SCD를 이용하여 분석을 실시하였다. 아민계열의 시료의 포집은 대기공정시험방법의 악취편 트리메틸아민 법을 이용하여 포집하였으며, 포집용 거름종이는 직경 47 mm, 구멍크기 0.3 mm 의 원형 유리섬유 거름종이로 20 % H2SO4에 함침하고 Dry Oven에서 60 ℃로 1시간정도 건조시킨 후 48시간 이상 데시케이터에서 건조시킨 것을 사용하였다. 시료의 포집은 2.
- 5 L/min으로 유지하여 10분간 포집을 실시하였다. 암모니아의 분석은 축산시설내 고농도로 인하여 대기공정시험법의 악취편 암모니아 분석의 검출한계 내에 들지 못하여 배출허용기준 시험방법의 인도페놀법을 사용하여 분석하였다. 황 계열의 시료의 포집은 5 ~ 10 L 정도의 시료채취용 백을 이용하였으며, 감압을 할 수 있도록 밀폐 상자를 이용하였다.
- 축종별 악취 물질별 냄새세기의 분석을 위해 악취 물질 자극량과 감각세기와의 관계를 나타내는 Weber-Fechner 식을 이용하였으며 표 11과 같다. 악취 물질별 냄새세기가 3도를 넘는 물질은 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄인 것으로 나타났다.
성능/효과
- 1) 연도별 국내 가축사육 현황을 살펴보면 젖소를 제외한 한육우, 돼지, 닭의 경우 매년 증가추세를 나타내고 있으며, 사축 사육농가의 경우 감소추세를 나타내고 있다. 이는 가축 사육농가가 대형화 되어가고 있으며, 악취 발생원으로 중요성이 높아짐을 알 수 있다.
- 3) 축종별 악취 측정결과 암모니아의 경우 육계와 산란계사 내 농도가 9.5 ~ 15.0 ppm으로 높게 나타났다. 황화수소는 돼지 사육시설에서 857.
- 4) Weber-Fechner 식을 이용한 축종별 개별 악취 물질에 대한 냄새세기 분석결과 악취 물질별 냄새세기가 3도를 넘는 물질은 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄인 것으로 나타났다. 소의 경우 상대적인 악취도가 다른 축종보다 낮았고, 닭은 암모니아가, 돼지는 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄에 의한 악취도가 높았다.
- 5) 대부분의 악취물질은 다성분계로서 악취물질별 농도 값을 악취물질별 최소감지농도로 나눈 악취강도(Odor Unit)로 환산한 값을 더하여 축종별 종합 악취강도를 비교한 결과 돼지, 닭의 경우 황화수소와 황화이메틸의 악취기여도가 높고, 돼지의 경우는 황화수소의 악취기여도가 절대적인 것으로 평가되었다. 이러한 결과는 Weber-Fechner식에 의한 악취도 분석과 약간 다른 결과인데 이는 최소 감지농도가 상대적으로 암모니아는 높고 황화수소는 낮기 때문이다.
- 3 ppb가 측정되었다. 또한 분뇨처리 형태별로 슬러리 처리에서 암모니아는 평균 5.6 ppm, 황화수소는 323.6 ppb, 메틸머캅탄은 10.2 ppb, 황화이메틸은 2.9 ppb, 이황화이메틸은 1.4ppb가 측정되었으며, 톱밥 처리에서 암모니아는 평균 7.0 ppm, 황화소소는 2,066.7 ppb, 메틸머캅탄은 10.5 ppb, 황화이메틸은 3.2 ppb, 이황화이메틸은 1.1 ppb가 측정되었다.
- 모돈사의 악취물질 측정결과 산술평균으로 암모니아는 4.2 ppm, 황화수소는 1,872.2 ppb, 메틸머캅탄은 10.2 ppb, 황화이메틸은 2.8 ppb, 이황화이메틸은 2.2 ppb가 측정되었다.
- 분만돈사의 악취물질 측정결과 산술평균으로 암모니아는 3.5 ppm, 황화수소는 598.6 ppb, 메틸머캅탄은 9.8 ppb, 황화이메틸은 2.1 ppb, 이황화이메틸은 2.2 ppb가 측정되었다.
- 비육돈사의 악취물질 측정결과 산술평균으로 암모니아는 6.2 ppm, 황화수소는 1,020.9 ppb, 메틸 머캅탄은 10.3 ppb, 황화이메틸은 3.0 ppb, 이황화이메틸은 1.3 ppb가 측정되었다. 또한 분뇨처리 형태별로 슬러리 처리에서 암모니아는 평균 5.
- 산란계사의 악취물질 측정결과 산술평균으로 암모니아는 16.4 ppm, 황화수소는 141.6 ppb, 메틸머캅탄은 3.3 ppb, 황화이메틸은 13.5 ppb, 이황화이메틸은 측정한계 이하, 메틸아민은 11.5 ppb, 디메틸아민과 트리메틸아민은 45.8 ppb, 부틸산은 3.8 ppt, 발레르산은 11.2 ppt, 이소발레르산은 22.1 ppt로 측정되었다.
- 4) Weber-Fechner 식을 이용한 축종별 개별 악취 물질에 대한 냄새세기 분석결과 악취 물질별 냄새세기가 3도를 넘는 물질은 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄인 것으로 나타났다. 소의 경우 상대적인 악취도가 다른 축종보다 낮았고, 닭은 암모니아가, 돼지는 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄에 의한 악취도가 높았다.
- 축종별 악취 물질별 냄새세기의 분석을 위해 악취 물질 자극량과 감각세기와의 관계를 나타내는 Weber-Fechner 식을 이용하였으며 표 11과 같다. 악취 물질별 냄새세기가 3도를 넘는 물질은 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄인 것으로 나타났다. 표 12에서 보는바와 같이 소의 경우 상대적인 악취도가 다른 축종보다 낮았고 닭은 암모니아가, 돼지는 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄에 의한 악취도가 높았다.
- 육계사의 악취물질 측정결과 산술평균으로 암모니아는 14.4 ppm, 황화수소는 7.9 ppb, 메틸머캅탄은 11.7 ppb, 황화이메틸은 7.1 ppb, 이황화이메틸은 0.8 ppb, 메틸아민은 11.0 ppb, 디메틸아민과 트리메틸아민은 37.9 ppb, 부틸산은 15.1 ppt, 발레르산은 9.4 ppt, 이소발레르산은 6.3 ppt가 측정되었다.
- 자돈사의 악취물질 측정결과 산술평균으로 암모니아는 8.8 ppm, 황화수소는 190.5 ppb, 메틸머캅탄은 11.5 ppb, 황화이메틸은 4.1 ppb, 이황화이메틸은 2.3 ppb가 측정되었다.
- 젖소 축사내의 악취물질 측정결과 산술평균으로 암모니아가 3.6 ppm, 황화수소는 15.4 ppb, 메틸머캅탄은 2.4 ppb, 황화이메틸은 1.4 ppb, 이황화이메틸은 1.1 ppb, 메틸아민은 16.7 ppb, 디메틸아민과 트리메틸아민은 22.7 ppb가 측정되었다.
- 축종별 종합 악취강도는 모돈사에서 가장 높게나타났으며, 비육돈사, 분만돈사, 자돈사, 산란계, 육계, 한육우, 젖소 사육시설 순으로 분석되었다. 종합 악취강도가 가장 작은 젖소 사육시설의 악취 강도를 1로 보았을 때 축종별 사육시설의 악취강도의 상대적 크기를 비교하여 보면 모돈사의 경우 약 35 배, 비육돈사 20 배, 분만돈사 12 배, 산란계사 7 배, 자돈사 6 배, 육계사가 4 배 큰 악취 강도를 나타내었다.
- 축종별 악취물질별 기여도를 비교하여 보면 닭의 경우 황화수소와 황화이메틸의 악취기여도가 높고, 돼지의 경우는 황화수소의 악취기여도가 절대적인 것으로 평가되었다(그림 6 참조).
- 이를 살펴보면 돼지 사육시설이 모두 높은 악취강도를 보이는데 이는 최소감지농도가 낮은 황화수소의 농도가 비육돈사와 모돈사에서 높게 측정되었기 때문이다. 축종별 종합 악취강도는 모돈사에서 가장 높게나타났으며, 비육돈사, 분만돈사, 자돈사, 산란계, 육계, 한육우, 젖소 사육시설 순으로 분석되었다. 종합 악취강도가 가장 작은 젖소 사육시설의 악취 강도를 1로 보았을 때 축종별 사육시설의 악취강도의 상대적 크기를 비교하여 보면 모돈사의 경우 약 35 배, 비육돈사 20 배, 분만돈사 12 배, 산란계사 7 배, 자돈사 6 배, 육계사가 4 배 큰 악취 강도를 나타내었다.
- 악취 물질별 냄새세기가 3도를 넘는 물질은 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄인 것으로 나타났다. 표 12에서 보는바와 같이 소의 경우 상대적인 악취도가 다른 축종보다 낮았고 닭은 암모니아가, 돼지는 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄에 의한 악취도가 높았다. 그러나 Weber-Fechner의 법칙은 단일 물질의 농도와 냄새세기에 대한 관계식으로 일반적으로 복합 악취에 대해서 표현하는 것은 한계가 있다.
- 한육우사의 악취물질 측정결과 암모니아는 산술 평균으로 2.6 ppm, 황하수소는 31.5 ppb, 메틸머캅탄은 5.0 ppb, 황화이메틸은 1.3 ppb, 이황화이메틸은 1.1 ppb, 메틸아민는 9.0 ppb, 디메틸아민과 트리메틸아민은 25.1 ppb, 부틸산은 46.8 ppt, 발레르산은 17.6 ppt, 이소발레르산은 81.6 ppt로 측정되었다.
- 0 ppm으로 높게 나타났다. 황화수소는 돼지 사육시설에서 857.7 ppb로 가장 높은 농도를 나타내었으며, 메틸머캅탄은 육계사에서 11 ~ 13 ppb로 가장 높게 나타났다.
후속연구
- 최근 축산시설은 점차 대형화하고 있어 주요 악취배출시설의 가능성이 높아지고 있다. 따라서 악취 관리를 위해서는 축종별 축산시설의 악취발생 특성과 저감대책에 대한 지속적 조사연구가 필요하다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.