[논문]양돈 슬러리에 첨가된 발효탄수화물의 종류별 악취물질 농도 비교

황옥화; 양승학; 전중환; 곽정훈; 최동윤; 양승봉; 김두환; 조성백

doi:10.11109/jaes.2013.19.1.001

양돈 슬러리에 첨가된 발효탄수화물의 종류별 악취물질 농도 비교
The Effect of the Addition of Carbohydrate on the Concentration of Odorous Compounds in Pig Slurry 원문보기

한국축산시설환경학회지 = Journal of animal environmental science, v.19 no.1, 2013년, pp.1 - 8

황옥화 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 양승학 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 전중환 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 곽정훈 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 최동윤 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 양승봉 (울산대학교) , 김두환 (경남과학기술대학교) , 조성백 (농촌진흥청 국립축산과학원)

Abstract ▼ AI-Helper

Slurry treatments included peanut shell, palm golden fiber, almond hull, which was added 2% of the amount of slurry, and non-treatment control (n=4 each group). Levels of odorous compounds were measured from the liquid slurry incubated in $20^{\circ}C$ for 2 wk in chamber whose structure is similar to slurry pit. Concentration of phenols and indoles was higher (p<0.05) in control (48.4, 4.0 ppm) compared to almond hull (31.5, 1.4 ppm) or palm golden fiber (29.1, 1.6 ppm) group. Short chain fatty acid (SCFA) level was lowest (p<0.05) in control (2,121 ppm) but highest in peanut shell group (3,640 ppm). Branched chain fatty acid (BCFA) concentration was highest (p<0.05) in peanut shell (296 ppm), but lowest in almond hull (90 ppm). Taken together, concentration of odorous compounds was decreased by addition of almond hull in pig slurry by which crude fiber and non-digestible fiber (NDF) may act as a carbon source.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 양돈 농장에서 발생되는 악취를 줄이기 위하여 양돈 슬러리에 다양한 종류의 발효탄수화물을 첨가하였을 때 발생되는 악취물질의 농도를 비교하기 위하여 수행되었다.

제안 방법

돈사 피트모형의 20 L 아크릴 반응조에 슬러리를 15 L씩 채운 다음 처리구별로 슬러리 양의 2%(w/w)로 발효탄수화물을 첨가하여 20℃에서 14일간 배양하였다. 1주 간격으로 액상시료를 채취하여 volatile organic compound(VOC), VFA, 암모니아태 질소(NH₄⁺-N) 및 pH를 측정하였다.
(1995)의 방법에 따라 준비한 후 Gas Chromatography(6890N, Agilent, USA)를 이용하여 분석되었다. Inlet과 detector의 온도는 250℃로 하였고, Split ratio는 VFA 10:1과 VOC 5:1로 설정하였다. column은 직경 0.
돼지의 영양소 요구량이 충족되도록 배합한 사료를 체중 45~65 kg 돼지에게 급여한 후 배설된 슬러리를 채취하여 시험에 이용하였다(NIAS, 2012). 돈사 피트모형의 20 L 아크릴 반응조에 슬러리를 15 L씩 채운 다음 처리구별로 슬러리 양의 2%(w/w)로 발효탄수화물을 첨가하여 20℃에서 14일간 배양하였다. 1주 간격으로 액상시료를 채취하여 volatile organic compound(VOC), VFA, 암모니아태 질소(NH₄⁺-N) 및 pH를 측정하였다.
처리구는 땅콩껍질(조섬유 29.87, NDF 44.02%), 팜 골든화이버(조섬유 48.77, NDF 65.88%) 및 아몬드피(조섬유 44.30, NDF 64.44%) 를 양돈 슬러리에 각각 첨가한 3처리와 무처리(대조구)로 구성하여 4처리로 하였으며, 처리구당 4반복으로 수행되었다. 돼지의 영양소 요구량이 충족되도록 배합한 사료를 체중 45~65 kg 돼지에게 급여한 후 배설된 슬러리를 채취하여 시험에 이용하였다(NIAS, 2012).

대상 데이터

44%) 를 양돈 슬러리에 각각 첨가한 3처리와 무처리(대조구)로 구성하여 4처리로 하였으며, 처리구당 4반복으로 수행되었다. 돼지의 영양소 요구량이 충족되도록 배합한 사료를 체중 45~65 kg 돼지에게 급여한 후 배설된 슬러리를 채취하여 시험에 이용하였다(NIAS, 2012). 돈사 피트모형의 20 L 아크릴 반응조에 슬러리를 15 L씩 채운 다음 처리구별로 슬러리 양의 2%(w/w)로 발효탄수화물을 첨가하여 20℃에서 14일간 배양하였다.

데이터처리

모든 실험은 각각 4반복으로 실험을 하였으며, 실험결과에 대한 통계분석은 SAS (Statistical Analysis System, 1996) package GLM (General Linear Model)을 이용하여 분산분석을 실시하였고, 평균간 차이는 Duncan (1955)의 다중검정법에 의해 95% 유의수준으로 분석되었다.

이론/모형

검출기는 두 물질 모두 Flame Ionization Detector(FID)를 이용하였다. NH₄⁺-N은 시료 내 암모니아를 황산용액에 흡수시키고 수산화나트륨 용액으로 적정하는 중화적정법으로 전처리하고 킬달질소분해장치(1035 Analysis, Foss, Denmark)를 이용하여 분석되었다. pH는 pH meter(850C, Schott, Germany)를 이용하여 측정되었다.
VFA를 분석하기 위한 시료는 25% 인산용액을 이용하여 전처리 한 후 준비되었고, VOC 분석용 시료는 Jensen et al. (1995)의 방법에 따라 준비한 후 Gas Chromatography(6890N, Agilent, USA)를 이용하여 분석되었다. Inlet과 detector의 온도는 250℃로 하였고, Split ratio는 VFA 10:1과 VOC 5:1로 설정하였다.
25 mm, 길이 30 m의 HPINNOWax와 DB-1을 각각 사용하였다. 검출기는 두 물질 모두 Flame Ionization Detector(FID)를 이용하였다. NH₄⁺-N은 시료 내 암모니아를 황산용액에 흡수시키고 수산화나트륨 용액으로 적정하는 중화적정법으로 전처리하고 킬달질소분해장치(1035 Analysis, Foss, Denmark)를 이용하여 분석되었다.

성능/효과

05). 슬러리 저장 1주째와 2주째 페놀류 농도는 큰 차이가 없으며, 슬러리 저장 1주와 2주 모두 페놀 농도가 p-크레졸 농도보다 낮았다. Spoelstra (1977)의 연구에서 돼지 슬러리의 페놀 농도가 p-크레졸의 10% 이하로 존재한다고 보고하였다.
, 1999). 슬러리의 저장기간이 1주에서 2주로 경과됨에 따라 SCFA의 농도가 감소되는 경향을 보였다. Hobbs et al.
, 2004). 저장 1주째 인돌 농도가 스카톨 농도보다 높았으나 2주째에는 아몬드피 구를 제외하고 인돌 농도보다 스카톨 농도가 더 높았으며, 저장 1주째보다 2주째 인돌류 농도는 크게 증가되었다. 다른 연구자들도 양돈 슬러리의 저장기간이 증가함에 따라 스카톨의 농도가 증가되었다고 하였다 (Williams and Evans, 1981; Ye et al.
저장 1주째 인돌류 농도는 아몬드피, 팜 골든화이버, 땅콩껍질, 대조구에서 각각 0.9, 0.9, 1.6, 1.9 ppm으로 아몬드피와 팜 골든화이버 구에서 가장 낮았고(p<0.05), 대조구에서 가장 높았다(p<0.05).
저장 1주째 페놀류 농도는 아몬드피, 팜 골든 화이버, 땅콩껍질, 대조구에서 각각 33.6, 33.7, 43.7, 48.6 ppm으로 아몬드피와 팜 골든 화이버 구에서 가장 낮았고(p<0.05), 대조구에서 가장 높았다(p<0.05).
저장 1주째에 BCFA의 농도는 아몬드피, 팜 골든화이버, 대조구, 땅콩껍질 구에서 각각 103, 129, 148, 331 ppm으로 아몬드피 구에서 가장 낮았고(p<0.05), 땅콩껍질 구에서 가장 높았다(p<0.05).
저장 1주째에 SCFA의 농도는 대조구, 팜 골든화이버, 땅콩껍질, 아몬드 피 구에서 각각 2,854, 3,958, 4,832, 5,044 ppm으로 대조구에서 가장 낮았고(p<0.05), 땅콩껍질과 아몬드피 구에서 가장 높았다(p<0.05).
저장 2주째 인돌류 농도는 아몬드피, 팜 골든화이버, 땅콩껍질, 대조구에서 각각 1.4, 1.6, 3.5, 4.0 ppm으로 아몬드피와 팜 골든화이버 구에서 가장 낮았고(p<0.05), 대조구에서 가장 높았다(p<0.05).
저장 2주째 페놀류 농도는 팜 골든 화이버, 아몬드 피, 대조구, 땅콩껍질 구에서 각각 29.1, 31.5, 48.4, 50.3 ppm으로 팜 골든 화이버와 아몬드피 구에서 가장 낮았고(p<0.05), 대조구와 땅콩껍질 구에서 높았다(p<0.05).
저장 2주째 페놀류 농도는 팜 골든화이버, 아몬드 피, 대조구, 땅콩껍질 구에서 각각 29.1, 31.5, 48.4, 50.3 ppm으로 팜 골든화이버와 아몬드피 구에서 가장 낮았고(p<0.05), 대조구와 땅콩껍질 구에서 높았다(p<0.05).
저장 2주째에 BCFA의 농도는 아몬드피, 팜 골든화이버, 대조구, 땅콩껍질 구에서 각각 90, 123, 135, 296 ppm으로 아몬드피 구에서 가장 낮았고(p<0.05), 땅콩껍질 구에서 가장 높았다(p<0.05).
저장 2주째에 SCFA의 농도는 대조구, 팜 골든화이버, 아몬드피, 땅콩껍질 구에서 각각 2,121, 3,343, 3,454, 3,640 ppm으로 대조구에서 가장 낮았고(p<0.05), 땅콩껍질과 아몬드피 구에서 가장 높았다 (p<0.05).
저장 2주째에 SCFA의 농도는 대조구, 팜 골든화이버, 아몬드피, 땅콩껍질 구에서 각각 2,121, 3,343, 3,454, 3,640 ppm으로 대조구에서 가장 낮았고(p<0.05), 땅콩껍질과 아몬드피 구에서 가장 높았다(p<0.05).

후속연구

본 연구를 통하여 사료나 분뇨에서 단백질과 발효탄수화물의 비율이 최적화되면 양돈장의 악취가 크게 감소 될 것으로 기대된다. 그러기 위해 돼지 슬러리에 적당한 탄수화물원 탐색 및 첨가 수준을 결정하는 연구가 더 많이 수행되어야 할 것이다.
, 1999). 따라서 사료나 분뇨에서 단백질과 발효탄수화물의 비율이 최적화되면 축사 시설의 악취가 크게 감소 될 것으로 기대된다. DeCamp et al.
본 연구를 통하여 사료나 분뇨에서 단백질과 발효탄수화물의 비율이 최적화되면 양돈장의 악취가 크게 감소 될 것으로 기대된다. 그러기 위해 돼지 슬러리에 적당한 탄수화물원 탐색 및 첨가 수준을 결정하는 연구가 더 많이 수행되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	양돈시설에서 발생하는 대표적인 악취물질은?	2005년도에 축산시설에서 발생되는 악취를 규제하기 시작한 이래 (MEV, 2005), 양돈시설을 대상으로 하는 악취 민원이 축산시설을 대상으로 한 악취 민원의 54%를 차지하였다 (MEV, 2006). 돈사에서 발생되는 악취물질은 volatile fatty이 대표적인 물질로 제시되고 있다 (Schaefer, 1977; Williams and Evans, 1981). 페놀류와인돌류는 악취 최소감지 농도가 매우 낮고, 축사와 멀리 떨어진 곳까지 이동하여 영향을줄 정도로 강한 악취를 발생한다 (Conn et al.
	가축에게서 악취물질이 생기는 과정은?	가축에 급여한 사료의 영양소가 체내에 축적되지 않고 배설되면 이들이 돈사 바닥 또는 슬랏 아래에서 혐기 미생물에 의해 발효 되어 악취물질이 생성된다 (Spoelstra, 1977; Williams and Evans, 1981). 2005년도에 축산시설에서 발생되는 악취를 규제하기 시작한 이래 (MEV, 2005), 양돈시설을 대상으로 하는 악취 민원이 축산시설을 대상으로 한 악취 민원의 54%를 차지하였다 (MEV, 2006).
	페놀류와인돌류에 의한 악취의 특징은?	돈사에서 발생되는 악취물질은 volatile fatty이 대표적인 물질로 제시되고 있다 (Schaefer, 1977; Williams and Evans, 1981). 페놀류와인돌류는 악취 최소감지 농도가 매우 낮고, 축사와 멀리 떨어진 곳까지 이동하여 영향을줄 정도로 강한 악취를 발생한다 (Conn et al., 2007).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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