[논문]돈사 종류별 슬러리의 악취물질 농도 비교

조성백; 양승학; 이준엽; 김중곤; 전중환; 한만희; 한덕우; 정광화; 곽정훈; 최동윤; 황옥화

doi:10.11109/jaes.2013.19.1.025

돈사 종류별 슬러리의 악취물질 농도 비교
The Comparison of Concentration of Volatile Fatty Acids, Ammonia, and Volatile Organic Compounds in Pig Slurry 원문보기

한국축산시설환경학회지 = Journal of animal environmental science, v.19 no.1, 2013년, pp.25 - 32

Abstract ▼ AI-Helper

This study was performed to analyse the concentration of odorous compounds in the piggeries. Piggeries for different types of pigs include piglets, growing pigs, gestating and lactating sows. Slurry from these piggeries was sampled every month for chemical analysis. Short chain fatty acid (SCFA) was 9,862 ppm (piglet), 8,410 ppm (growing pigs), 6,791 ppm (fattening pigs), 3,508 ppm (lactating sows) and 1,687 ppm (gestating sows). Branched chain fatty acid (BCFA) was 1,634 ppm (piglet), 1,206 ppm (growing pigs), 868 ppm (fattening pigs), 493 ppm (lactating sows) and 185 ppm (gestating sows). Concentration of phenols was 209 ppm (piglet), 166 ppm (growing pigs), 127 ppm (fattening pigs), 85 ppm (lactating sows) and 36 ppm (gestating sows). Indoles was 18 ppm (piglet), 14 ppm (growing pigs), 8 ppm (fattening pigs), 6 ppm (lactating sows) and 4 ppm (gestating sows). Altogether, concentration of odorous compounds was decreased as pigs got aged.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 돼지의 성장 및 생리단계별 슬러리의 악취물질 농도를 비교 분석하여 돈사의 악취발생 패턴에 따른 악취저감 대책을 수립 하기 위한 기초자료를 얻고자 수행되었다.
본 연구는 돼지의 성장 및 생리단계별 슬러리의 악취물질 농도를 비교 분석하여 돈사의 악취발생 패턴에 따른 악취저감 대책을 수립 하기 위한 기초자료를 얻고자 수행되었다.

제안 방법

(1995)의 방법에 따라 준비한 후 Gas Chromatography (6890N, Agilent, USA)를 이용하여 분석되었다. Inlet 과 detector의 온도는 250℃로 하였고, Split ratio는 VFA 10:1과 VOC 5:1로 설정하였다. column은 직경 0.
돈사 피트의 깊이가 약 80 cm 되는 슬러리 돈사 중에서 성장단계 및 생리특성을 구분하기 위하여 자돈사, 육성돈사, 비육돈사, 임신 돈사 및 포유돈사를 시험돈사로 이용하였다. 각 돈사별로 4개의 돈방을 선정하여 돈방의 중앙에서 슬랏바닥을 기준으로 20 cm 하단의 슬러리를 매월 1회 20 L씩 10개월간 채취하였다.
매월 액상시료를 채취하여 VFA, VOC, 암모니아태 질소 (NH₄⁺-N)를 측정하였다. VFA 를 분석하기 위한 시료는 25% 인산용액을 이용하여 전처리 한 후 준비되었고, VOC 분석용 시료는 Jensen et al.

대상 데이터

돈사 피트의 깊이가 약 80 cm 되는 슬러리 돈사 중에서 성장단계 및 생리특성을 구분하기 위하여 자돈사, 육성돈사, 비육돈사, 임신 돈사 및 포유돈사를 시험돈사로 이용하였다. 각 돈사별로 4개의 돈방을 선정하여 돈방의 중앙에서 슬랏바닥을 기준으로 20 cm 하단의 슬러리를 매월 1회 20 L씩 10개월간 채취하였다.

데이터처리

모든 실험은 각각 4반복으로 실험을 하였으며, 실험결과에 대한 통계분석은 SAS(Statistical Analysis System, 1996) package GLM (General Linear Model)을 이용하여 분산 분석을 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.
-N)를 측정하였다. VFA 를 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. Inlet 과 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

BCFA 농도는 자돈사 1,634 ppm, 육성돈사 1,206 ppm, 비육돈사 868 ppm, 포유돈사 493 ppm, 임신돈사 185 ppm 순으로 낮았으며, 자돈사의 BCFA 농도를 100으로 하였을 때 육성돈사 74, 비육돈사 53, 포유돈사 30, 임신돈사 11 수준이었다. SCFA처럼 BCFA 농도도 번식돈사보다 육성비육돈사에서 더 높았으며, SCFA와 같은 패턴을 보였다 (Table 1).
SCFA, BCFA 및 NH₄⁺-N 농도는 모두 자돈사에서 가장 높았고, 다음으로 육성돈사, 비육돈사 순으로 감소하였으며, 임신돈사에서 가장 낮았다. 돼지의 성장단계 및 생리특성별 사료 내 권장 아미노산 수준에 따르면 (NIAS, 2012), 체중 7~11, 25~45, 65~85 kg 돼지, 포유돈 및 임신돈의 경우 사료 내 라이신 함량이 각각 1.
SCFA, BCFA 및 NH₄⁺-N 농도는 자돈사에서 가장 높았고 임신돈사에서 가장 낮았다. 돼지가 성장함에 따라 사료의 단백질 수준이 감소하기 때문에 자돈사에서 가장 많은 농도의 악취물질이 생성되고, 번식돈 사료에는 육성비육돈 사료보다 섬유소 함량이 많기 때문에 비육돈사보다 번식돈사에서 악취가 더 적은 것으로 판단된다.
BCFA 농도는 자돈사 1,634 ppm, 육성돈사 1,206 ppm, 비육돈사 868 ppm, 포유돈사 493 ppm, 임신돈사 185 ppm 순으로 낮았으며, 자돈사의 BCFA 농도를 100으로 하였을 때 육성돈사 74, 비육돈사 53, 포유돈사 30, 임신돈사 11 수준이었다. SCFA처럼 BCFA 농도도 번식돈사보다 육성비육돈사에서 더 높았으며, SCFA와 같은 패턴을 보였다 (Table 1).
40%이다. 따라서 돼지가 성장함에 따라 사료의단백질 수준이 감소하고, 번식돈의 경우 육성비육돈보다 단백질 수준이 낮을 것으로 판단된다. 따라서 자돈사에서 가장 많은 농도의 SCFA, BCFA 및 NH₄⁺-N 농도를 보였을 것으로 추정된다.
인돌류 농도는 자돈사 18 ppm, 육성돈사 14 ppm, 비육돈사 8 ppm, 포유돈사 6 ppm 및 임신돈사 4 ppm 순으로 감소하였다. 인돌류 농도는 자돈사 (100) 대비 육성돈사 78, 비육돈사 44, 포유돈사 33, 임신돈사 22 수준이 었다.
페놀류 농도는 자돈사 209 ppm, 육성돈사 166 ppm, 비육돈사 127 ppm, 포유돈사 85 ppm, 임신돈사 36 ppm 순으로 감소하였다. 페놀류 농도는 자돈사 (100) 대비 육성돈사 79, 비육돈사 61, 포유돈사 41, 임신돈사 17수준이었다.

후속연구

, 1999). 따라서 사료나 분뇨에서 단백질과 발효탄수화물의 비율이 최적화되면 축산시설에서 발생되는 악취가 크게 감소 될 것으로 기대된다. 번식돈 사료에는 육성비육돈 사료보다 섬유소 함량이 많기 때문에 비육돈사보다 번식돈사에서 악취가 더 적을 수 있을 것이다.
돼지가 성장함에 따라 사료의 단백질 수준이 감소하기 때문에 자돈사에서 가장 많은 농도의 악취물질이 생성되고, 번식돈 사료에는 육성비육돈 사료보다 섬유소 함량이 많기 때문에 비육돈사보다 번식돈사에서 악취가 더 적은 것으로 판단된다. 따라서 지속 가능한 축산을 위해서는 돼지의 성장 및 생리 상태별 분뇨의 특성을 파악하여 악취물질을 제어하는 노력을 기울려야 할 것이며, 돼지의 영양소 수준과 분뇨의 악취물질간의 상관관계에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.
따라서 사료나 분뇨에서 단백질과 발효탄수화물의 비율이 최적화되면 축산시설에서 발생되는 악취가 크게 감소 될 것으로 기대된다. 번식돈 사료에는 육성비육돈 사료보다 섬유소 함량이 많기 때문에 비육돈사보다 번식돈사에서 악취가 더 적을 수 있을 것이다. 또한, 번식농장에 비하여 비육농장에서 돼지 사육두수가 더 많고, 비육돈사보다 번식돈사에서 더 많은 세정수를 사용하기 때문에 비육돈 분뇨의 건물 양이 모돈의 건물 양보다 많아 (Conn et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	돈사악취를 구성하는 주요 악취물질은 무엇인가?	이들이 모여서 농촌의 환경을 오염시키고 있기 때문에 지속가능한 축산을 위해서는 반드시 악취를 제어하여야 한다. 돈사악취를 구성하는 주요 악취물질은 황화합물류, 페놀류, 인돌류 등이며 (Le et al., 2005), 이들의 생성경로는 휘발성지방산 (Volatile fatty acid; VFA)의 생성경로와 같기 때문에 VFA 농도가 분뇨의 휘발성유기물 (Volatile organic compound; VOC) 농도의 지표로 이용되고 있다 (Zhu et al.
	돈사악취 주요 악취물질의 생성경로는 무엇과 같은가?	돈사악취를 구성하는 주요 악취물질은 황화합물류, 페놀류, 인돌류 등이며 (Le et al., 2005), 이들의 생성경로는 휘발성지방산 (Volatile fatty acid; VFA)의 생성경로와 같기 때문에 VFA 농도가 분뇨의 휘발성유기물 (Volatile organic compound; VOC) 농도의 지표로 이용되고 있다 (Zhu et al., 1999).
	돈사 악취물질은 어떻게 형성되는가?	가축이 급여한 사료의 영양소가 분과 뇨로 배설되면 혐기발효되어 악취물질이 생성된다(Spoelstra, 1977; Williams and Evans, 1981). 이들이 모여서 농촌의 환경을 오염시키고 있기 때문에 지속가능한 축산을 위해서는 반드시 악취를 제어하여야 한다.

참고문헌 (26)

Arogo, J., Westerman, P.W., Heber, A.J., 2003. A review of ammonium emissions from confined swine feeding operations. Trans. ASAE 46, 805-817.
Bakke, O.M., 1969. Urinary simple phenols in rats fed diets containing different amounts of casein and 10% tyrosine. J. Nut. 98, 217-221.

상세보기
Beard, W.L., Guenzi, W.D., 1983. Volatile sulfur compounds from a redoxcontroleed-cattle-manure slurry. J. Environ. Qual. 12, 113-116.
Conn, K.L., Tenuta, M., Lazarovits, G., 2005. Liquid swine manure can kill Verticillium dahliae microsclerotia in soil by volatile fatty acid, nitrous acid, and ammonia toxicity. Phytopathology. 95, 28-35.

상세보기
Conn, K.L., Topp, E., Lazarovits, G., 2007. Factors influencing the concentration of volatile fatty acids, ammonia and other nutrients in stored liquid pig manure. J. Environ. qual. 36, 440-447.

상세보기
Cooper, P., Cornforth, I.S., 1978. Volatile fatty acids in stored animal slurry. J. Sci. of Food and Agric. 29, 19-27.

상세보기
Duncan, D.B., 1955. Multiple range and multiple F test. Biometrics. 11, 1-42.

상세보기
Gibson, G.R., Roberfroid, M.B., 1995. Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics. J. Nutr. 125, 1401-1412.

상세보기
Goa, Y., Rideout, T., Lackeyram, D., Archbold, T., Fan, M.Z., Squires, E.J., Duns C.F.M. de Lange, G., Smith, T.K., 1999. Manipulation of hindgut fermentation to reduce the excretion of selected odorcausing compounds in pigs. In: Proceedings of Canadian Pork Council: Symposium of The Hog Environmental Management Strategy, Ontario, Canada, 24-29.
Hobbs, J.P., Brian, F.P., Roger, M.K., Lee, P.A., 1996. Reduction of odorous compounds in fresh pig slurry by dietary control of crude protein. J. Sci. of Food and Agric. 74, 508-514.
Jensen, M.T., Cox, R.P., Jensen, B.B., 1995. 3-Methylindole (skatole) and indole production by mixed populations of pig fecal bacteria. Appl. and Environ. Microbiol. 61(8), 3180-3184.
Kim, J.H., Yoo, K.S., Oh, J.B., Jung, J.Y., 2012. Study on the characteristics of odor emitted from swine facilities. J. KSEA. 439-444.

원문보기 상세보기
Knarreborg, A., Beck, J., Jensen, M.T., Laue, A., Agergaard, N., Jensen, B.B., 2002. Effects of non-starch polysaccharides on production and absorption of indolic compounds in entire male pigs. Anim. Sci. 74, 445-453.

상세보기
Le, P.D., Aarnink, A.J.A., Ogink, N.W.M., Becker, P.M., Verstegen, M.W.A., 2005. Odour from animal production facilities: Its relationship to diet. Nutr. Res. Rev. 18, 3-30.

상세보기
Mackie, R.I., Stroot, P.G., Varel, V.H., 1998. Biological identification and biological origin of key odour compounds in livestock waste. J. Ani. Sci. 76, 1331-1342.

상세보기
National Institute of Animal Science (NIAS). 2012. Korean Feeding Standard for Swine: Nutrient Requirement of Swine. NIAS, Suwon, Korea.
Otto, E.R., Yokoyama, M., Hengemuehle, S., von Bermuth, R.D., van Kempen, T., Trottier, N.L., 2003. Ammonia, volatile fatty acids, phenolics, and odor offensiveness in manure from growing pigs fed diets reduced in protein concentration. J. Anim. Sci. 81, 1754-1763.

상세보기
Paul, J.W., Beauchamp, E.G., 1989. Relationship between volatile fatty acids, total ammonia, and pH in manure slurries. Biol. Wastes. 29, 313-318.

상세보기
Rasmussen, H.S., Holtug, K., Mortensen, P.B., 1988. Degradation of amino acids to short chain fatty acids in humans. an in-vitro study. Scandinavian J. Gastroenterol. 23, 178-182.

상세보기
Reid, C.A., Hillman, K., 1999. The effects of retrogradation and amylose/ amylopectin ratio of starches on carbohydrate fermentation and microbial populations in the porcine colon. Ani. Sci. 68, 503-510.

상세보기
SAS. 1996. SAS/STAT(R) software for PC. SAS Institute Inc., Cary, NC, USA.
Spoelstra, S.F., 1977. Simple phenols and indoles in anaerobically stored piggery wastes. J. Sci. of Food and Agric. 28, 415-423.

상세보기
Spoelstra, S.F., 1980. Origin of objectionable odorous components in piggery wastes and the possibility of applying indicator components for studying odour development. Agric. Environ. 5, 241-260.

상세보기
Sutton, A.L., Kephart, K.B., Verstegen, M.W., Canh, T.T., Hobbs, P.J., 1999. Potential for reduction of odorous compounds in swine manure through diet modification. J. Anim. Sci. 77, 430-439.

상세보기
Williams, A.G., Evans, M.R., 1981. Storage of piggery slurry. Agric. Wastes. 3, 11-321.
Zhu, J., Riskowski, G.L., Torremorell, M., 1999. Volatile fatty acids as odor indicators in swine manure-a critical review. Trans. ASAE. 42, 175-182.

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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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