[논문]슬러리 환경개선물질이 초지환원용 양돈 슬러리의 악취물질 농도에 미치는 효과

조성백; 황옥화; 이준엽; 김중곤; 최동윤; 박성권

doi:10.5333/kgfs.2013.33.4.252

슬러리 환경개선물질이 초지환원용 양돈 슬러리의 악취물질 농도에 미치는 효과
Effects of Horseradish, Spent Mushroom Compost and Almond Hull on Odorous Compound Concentration of Pig Slurry for Recycling in Grassland 원문보기

한국초지조사료학회지 = Journal of the Korean Society of Grassland and Forage Science, v.33 no.4, 2013년, pp.252 - 256

조성백 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 황옥화 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 이준엽 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 김중곤 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 최동윤 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 박성권 (농촌진흥청 국립축산과학원)

초록
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본 연구는 양돈 슬러리의 악취물질 감소에 효과가 있는 것으로 확인된 물질의 효능을 비교분석하기 위하여 수행되었다. 페놀류 농도는 고추냉이와 아몬드피 구에서 낮았고, 인돌류 농도는 아몬드피 구에서 가장 낮았다(p<0.05). 따라서 슬러리에 아몬드피를 첨가하면 VOC 농도가 감소되었다. SCFA 농도는 팽이버섯폐배지와 아몬드피 구에서 높았고, BCFA 농도는 대조구에 비해 다른 모든 처리구에서 낮았다(p<0.05). 또한 슬러리의 pH는 팽이버섯폐배지와 아몬드피 구에서 낮았다(p<0.05). 따라서 팽이버섯폐배지 또는 아몬드피를 슬러리에 첨가하면 SCFA 농도는 증가되고 BCFA 농도는 감소되는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the effect of slurry additives on reducing the concentration of odorous compounds. Slurry treatments included control, horseradish, spent mushroom, and almond hull (n = 4 each group). Odorous compounds including volatile organic compounds (VOCs phenols and indoles) and volatile fatty acids (VFAs short chain FA, SCFA, and branched chain FA, BCFA) were analyzed. Pigs of 85~120 kg body weight were fed diets formulated to meet the Korean Feeding Standard (2012) and their excretion was sampled from slurry pits. VOCs decreased (p<0.05) in horseradish, spent mushroom, and almond hull, compared to the control. SCFA was lower (p<0.05) in the horseradish group and BCFA was lower (p<0.05) in all three treatment groups compared to the control. Taken together, the tested additives are effective in reducing odorous compounds in pig slurry, indicating that the use of spent mushroom and almond hull can not only recycle the agri-byproduct but also reduce the impact of odors on surrounding communities.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 양돈 슬러리에 서양고추냉이 가루, 팽이버섯폐배지 및 아몬드피를 첨가하였을 때 악취물질 농도저감에 미치는 효과를 비교분석하기 위하여 수행되었다.

제안 방법

양돈 슬러리는 체중 85~120 kg의 돼지에 한국가축사양표준(2012)을 기준으로 돼지의 영양소 요구량에 맞추어 배합된 사료를 급여한 후 배설된 슬러리를 돈사 피트에서 채취하였다. 시험은 양돈 슬러리에 서양고추냉이 가루, 팽이버섯폐배지 및 아몬드피를 처리한 3처리구와 무처리구(대조구)로 이루어진 4처리구로 수행되었다. 돈사 피트와 유사한 모형의 20 L 아크릴 반응조에 슬러리 15 L를 채운 후 슬러리 양의 0.
03%의 서양고추냉이 가루, 1%의 팽이버섯폐배지, 1%의 아몬드피를 각 처리구 당 4반복으로 처리하였고, 서양고추냉이 가루 처리구에는 3% 과산화수소 희석액을 추가로 첨가하였다. 반응조 상부에 공기를 분 당 15 mL씩 지속적으로 주입하면서 35℃에서 14일간 배양한 후 슬러리 시료를 채취하여 휘발성 유기물 (VOC : Volatile Organic Compound), VFA 및 암모니아태 질소(NH₄⁺-N) 농도를 측정하였다.

대상 데이터

양돈 슬러리는 체중 85~120 kg의 돼지에 한국가축사양표준(2012)을 기준으로 돼지의 영양소 요구량에 맞추어 배합된 사료를 급여한 후 배설된 슬러리를 돈사 피트에서 채취하였다. 시험은 양돈 슬러리에 서양고추냉이 가루, 팽이버섯폐배지 및 아몬드피를 처리한 3처리구와 무처리구(대조구)로 이루어진 4처리구로 수행되었다.

데이터처리

모든 실험은 각각 4회 반복 실험을 수행하였으며, 실험 결과에 대한 통계분석은 SAS (Statistical Analysis System, 1996) package GLM (General Linear Model)을 이용하여 분산분석을 실시하였고, 평균간 차이는 Duncan (1995)의 다중 검정법에 의해 95% 유의수준으로 분석하였다.

이론/모형

검출기는 두 물질 모두 FID (Flame Ionization Detector)를 이용하였다. NH₄⁺-N은 암모니아를 황산용액에 흡수시키고 수산화나트륨 용액으로 적정하는 중화적정법으로 전처리하고 Kjeldahl 질소분해장치(1035 Analysis, Foss, Denmark)를 이용하여 분석되었다. pH는 pH meter (850C, Schott, Germany)를 이용하여 측정되었다.
VOC 분석을 위한 시료는 Jensen et al. (1995)의 방법에 따라 전처리하여 준비하였고, VFA는 25% 인산용액으로 전처리하여 준비한 후 Gas Chromatography (6890N, Agilent, USA)를 이용하여 분석되었다. Inlet과 detector 온도는 250℃로 하였고, Split ratio는 VOC 5:1과 VFA 10:1로 설정하였다.

성능/효과

양돈 슬러리에 환경개선물질을 처리한 후 VFA 농도를 분석한 결과는 Table 2와 같다. SCFA 농도는 고추냉이, 대조구, 팽이버섯폐배지, 아몬드피 구에서 각각 3,958, 4,240, 4,568, 4,743 ppm 으로 고추냉이 구에서 가장 낮았고, 팽이버섯폐배지와 아몬드피 구에서 높았다(p<0.05). SCFA 중 아세트산과 프로피온산은 각각 64%와 25%를 차지하고 있으며, 다른 연구에서도 총 VFA 중 아세트산이 60% 정도로 존재하였다(McGill and Jackson, 1977; Cooper and Cornforth, 1978; Spoelstra, 1980).
-N의 농도를 측정한 결과는 Table 1과 같다. 아몬드피, 고추냉이, 팽이버섯폐배지 및 대조구의 페놀류 농도는 각각 91.5, 93.1, 100.4, 및 100.7 ppm으로 아몬드피와 고추냉이 구에서 낮게 나타났다(p<0.05). Govere et al.
, 2012). 위의 결과를 종합하면, 아몬드피와 팽이버섯폐배지는 슬러리에 부족한 발효 탄수화물을 공급해주어 인돌류와 같은 단백질 유래 악취물질의 생산을 감소시켰을 것으로 판단된다.
인돌류 농도는 아몬드피, 팽이버섯폐배지, 대조구 및 고추냉이 구에서 각각 12.4, 14.3, 15.1, 및 15.2 ppm으로 아몬드피 구에서 가장 낮았다(p<0.05). 악취저감제들의 효과가 통계적으로 유의하게 나타났지만 수치상으로 현저히 감소는 되지 않아 향후 실용화 부분에 대한 추가 실험이 필요할 것으로 사료된다.

후속연구

05). 악취저감제들의 효과가 통계적으로 유의하게 나타났지만 수치상으로 현저히 감소는 되지 않아 향후 실용화 부분에 대한 추가 실험이 필요할 것으로 사료된다. Knarreborg et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	배설된 분뇨에서 발생하는 악취물질에는 무엇이 있는가?	, 1999). 이렇게 배설된 분뇨가 돈사 내부에서 혐기적으로 발효되면서 다양한 악취물질이 발생되는데, 대표적으로 휘발성 지방산(VFA : Volatile Fatty Acid;), 페놀류, 인돌류, 암모니아 등이다(Schaefer, 1977; Williams and Evans, 1981). 많은 악취물질 중에서도 페놀류와 인돌류는 각각 타이로신과 트립토판이 분해되어 생산되는 물질이며 악취 최소감지 농도가 매우 낮고, 축사와 멀리 떨어진 곳까지 이동하여 영향을 줄 정도로 강한 악취를 발생한다(Zahn et al.
	악취제거장치의 설치 등의 방법의 한계는 무엇인가	양돈 농가에서는 악취를 줄이고자 생균제나 탈취제의 살포 및 악취제거장치의 설치 등의 방법을 사용하고 있다. 하지만 악취물질의 발생원인 및 주요한 악취물질에 대한 사전 조사가 이루어지지 않은 채 악취제거에만 치중하고 있어 악취저감기술이 지속적이고, 효과적으로 이용되지 않을 뿐만 아니라 경제적인 부담이 가중되고 있다. 따라서, 정확한 악취발생 원인을 파악하고 악취가 저감된 양돈 슬러리를 초지 및 사료작물에 환원한다면 토양을 건전하게 보전하고 생산성을 확보 할 수 있다.
	양돈 시설에서의 악취는 어떤 문제를 일으키는가?	양돈 시설에서 발생되는 악취민원은 축산 시설을 대상으로 한 악취 민원의 54%를 차지할 정도로 문제가 되고 있다(Ministry of Environment, Korea, 2006). 또한 악취는 환경적인 문제뿐만 아니라 축산 농가와 인근주민 간에 마찰이 지속되면서 양돈 시설의 설치장소와 규모를 결정하는 핵심 사안이 되고 있다. 최근 연구결과에 따르면, 돼지에 이탈리안 라이그라스 급여 시 대장에서 발효가 일어나 유기산이 생성되는데, 이는 악취원인 미생물이 잘 자라지 못해 악취가 줄어든다고 한다.

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