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축산 돈사에서 온실가스 측정 방법에 대한 연구
Measurements of Greenhouse Gas from the Manure in the Piggery 원문보기

축산시설환경학회지 = Journal of livestock housing and environment, v.17 no.3, 2011년, pp.155 - 162  

감동환 (아이티에스 기술연구소) ,  박규현 (국립축산과학원) ,  최동윤 (국립축산과학원) ,  정만순 (국립축산과학원) ,  민병로 (성균관대학교) ,  이대원 (성균관대학교) ,  김진경 (아이티에스 기술연구소)

초록
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기후변화협약 대응을 위해 IPCC 온실가스 인벤토리 가이드라인에 따라 축산분야 온실가스인 $CH_4$, $N_2O$가스의 배출량을 평가하고 배출계수를 산출하여 국가 Database 확보 및 측정기준을 제시하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 돈사 슬러리 피트에 샘플링 챔버를 설치 운영하기 위해 돈분뇨위에 띄울 수 있는 반구형태의 플로팅 챔버(Open chamber method or flow-through steady-state)를 고안 제작하였다. Open chamber method의 특성상 외부의 공기를 일정한 제어를 통해 챔버내로 유입시켜 돈사 슬러리에서 발생된 가스를 희석하고 정상상태의 최적조건에서 발생된 가스의 일정량을 제어하여 포집하는 장치로 시스템을 구성하였다. 돈분뇨 슬러리에서 온실가스 발생 특성상 돈사 내부에 위치에 따라 10개의 챔버를 투입하여 Data의 신뢰성을 갖출 수 있게 하였다. 유입유량을 $5{\sim}9{\ell}/min$, 포집유량을 $1{\ell}/min$으로 변경하면서 포집된 가스를 GC/ECD를 통해 분석하였고 챔버로 유입되는 공기가 슬러리 표면을 직접 접촉하지 않는 방법으로 기구를 구성하고 잉여 공급공기는 챔버 상부를 통해 외부로 배출하는 방법으로 최적조건의 정상상태 온실가스를 샘플링 할 수 있었다. 포집 가스를 GC/ECD 분석결과 $N_2O$ 가스의 배출형태는 대기중의 신선한 공기에 포함된 $N_2O$ 농도와 돈사 10곳의 샘플링 가스 시료의 농도를 볼 때 오차 범위 안의 농도로 슬러리 돈사내 분뇨에서는 $N_2O$의 발생은 없다고 판단된다. $CH_4$ 가스 발생량은 $0.15{\sim}1.02mg/m^2{\cdot}s$로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was conducted to suggest the measurement procedure and to build up national greenhouse gas inventory database of animal agricultural sector by assessing methane and nitrous oxide emissions according to IPCC guidelines for national greenhouse gas inventory report in order to correspond to ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 발생량 조사 등축산분야에서의 온실가스 발생량에 관한 연구가 대내외적으로 활발히 이루어지고 있다 (USEPA, 2009, Park 등, 2010). 2006 IPCC Guideline중 제 4권을 보면 뇨처리에 따른 CH4 와 N2O 배출량 가이드라인의 방법론에 따른 축산분야의 온실가스 배출량을 평가하고 배출계수 산출을 위하여 본 연구를 진행하였다 (IPCC, 2006).
  • 기후변화협약 대응을 위해 IPCC 온실가스 인벤토리 가이드라인에 따라 축산분야 온실 가스인 CH4, N2O가스의 배출량을 평가하고 배출계수를 산출하여 국가 Database 확보 및측정기준을 제시하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 돈사 슬러리 피트에 샘플링 챔버를 설치 운영하기 위해 돈분뇨 위에 띄울 수 있는 반구형태의 플로팅 챔버(Open chamber method or flow-through steadystate)를 고안 제작하였다.
  • O가스의 배출량을 평가하고 배출계수를 산출하여 국가 Database 확보 및측정기준을 제시하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 돈사 슬러리 피트에 샘플링 챔버를 설치 운영하기 위해 돈분뇨 위에 띄울 수 있는 반구형태의 플로팅 챔버(Open chamber method or flow-through steadystate)를 고안 제작하였다. Open chamber method의 특성상 외부의 공기를 일정한 제어를 통해 챔버내로 유입시켜 돈사 슬러리에서 발생된 가스를 희석하고 정상상태의 최적조건에서 발생된 가스의 일정량을 제어하여 포집하는 장치로 시스템을 구성하였다.
  • 따라서 플로팅 챔버를 이용하는 경우 챔버를 이용하여 외부영향을 최소화한 후 측정하기 때문에 정확한 배출량 정보를 획득 할 수 있다. 본 연구에서는 축산분야 중 양돈농가의 온실가스 배출량을 조사하기 위하여 돈사 슬러리 피트에서 발생하는 온실가스를 샘플링 하기 위한 반구형태의 플로팅 챔버 (Open chamber method or flow-through steady-state)를고안하여 CH4 및 N2O의 발생량 및 돈분뇨의 성상에 대하여 분석하는 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
돈분뇨의 온실가스 배출량 조사 방법은 어떻게 구분되어지는가? 돈분뇨의 온실가스 배출량 조사 방법은 일반적으로 Closed (or non-steady state) (Hellebrand 와 Kalk, 2001)과 Open (or steady state) Chamber 방법 (Husted, 1993, Neter 등, 1996) 구분되어 진다. 기존의 가스 샘플링 후 기기분석법은 분뇨의 상부에서 흡입식으로 샘플을 채취하는 방법으로 주변 환경의 영향을 받는다.
기존의 가스 샘플링 후 기기분석법은 어떤 방법인가? 돈분뇨의 온실가스 배출량 조사 방법은 일반적으로 Closed (or non-steady state) (Hellebrand 와 Kalk, 2001)과 Open (or steady state) Chamber 방법 (Husted, 1993, Neter 등, 1996) 구분되어 진다. 기존의 가스 샘플링 후 기기분석법은 분뇨의 상부에서 흡입식으로 샘플을 채취하는 방법으로 주변 환경의 영향을 받는다. 따라서 플로팅 챔버를 이용하는 경우 챔버를 이용하여 외부영향을 최소화한 후 측정하기 때문에 정확한 배출량 정보를 획득 할 수 있다.
국내외적으로 축산농가의 온실가스 문제에 대한 연구 동향은 어떠한가? 현재 국내외 적으로 반추 동물의 장내 발효에 의한 CH4 발생량 연구 (Mills 등, 2004) 나 퇴비화시설에서의 CH4 발생량 조사 등축산분야에서의 온실가스 발생량에 관한 연구가 대내외적으로 활발히 이루어지고 있다 (USEPA, 2009, Park 등, 2010). 2006 IPCC Guideline중 제 4권을 보면 뇨처리에 따른 CH4 와 N2O 배출량 가이드라인의 방법론에 따른 축산분야의 온실가스 배출량을 평가하고 배출계수 산출을 위하여 본 연구를 진행하였다 (IPCC, 2006).
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참고문헌 (8)

  1. Hellebrand, H. J. and Kalk, W. D. 2001. Emission of methane, nitrous oxide, and ammonia from dung windrows. Nutr. Cycl. Agroecosys. 60, 83-87. 

  2. Husted, S. 1993. An open chamber technique for determination of methane emission from stored livestock manure. Atm. Environ. 27, 1635-1642. 

  3. IPCC. 2000. Good Practice Guidiance and Uncertainly Management in National Greenhouse Gas Inventories 

  4. IPCC, Revised 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Work book 

  5. Mills, J. A. N., E. Kebreab, C. M. Yates, L. A. Crompton, S. B. Cammell, M. S. Dhanoa, R. E. Agnew, and j. France. 2003. Alternative approaches to predicting methane emissions from dairy cows. J. Anim. Sci. 81:3141-3150. 

  6. Neter, J., M. H. Kutner, C. J. Nachtsheim, and W. Wasserman. 1996. Applied linear statistical models. 4th ed. McGraw-Hill Publishing, Boston, MA, USA. 

  7. Park, K. H., Claudia, W. R. and Robert, J. G. 2010. Comparing methane fluxes from stored liquid manure using micro- meteorological mass balance and floating chamber methods, Agricultural and Forest Meteorology 150, 175-181. 

  8. USEPA, 2009. 2009 U.S. Greenhouse Gas Inventory Report, Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2007 [Online]. Available at http://epa.gov/climatechange/emissions/usinventoryreport.html (verified July 10, 2009). 

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