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문제 정의
- 본 연구는 양돈 농장에서 발생되는 악취를 줄이기 위하여 고추냉이 분말, 팽이버섯폐배지 및 생균제를 각각 3수준으로 혼합하여 양돈 슬러리에 첨가하였을 때 악취물질의 감소 정도를 분석하기 위하여 수행되었다.
- 본 연구는 양돈 슬러리의 악취물질 감소에 효과가 있는 것으로 확인된 물질을 수준별로 혼합하여 슬러리에 첨가한 후 악취저감 효능을 비교하기 위해 수행되었다.
제안 방법
- (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 80~110 kg 돼지에게 급여한 후 배설된 슬러리를 채취하여 돈사 피트모형의 20 L 아크릴 반응조에 15 L씩 채워서 시험조건을 일정하게 하였다 (NIAS, 2012). 반응조의 슬러리 량을 기준으로 고추냉이 가루, 팽이버섯폐배지 및 생균제 (Lactobacillus lichenifomis)를 각각 1수준 (0.
- 돼지의 영양소 요구량이 충족되도록 배합한 사료를 체중 80~110 kg 돼지에게 급여한 후 배설된 슬러리를 채취하여 돈사 피트모형의 20 L 아크릴 반응조에 15 L씩 채워서 시험조건을 일정하게 하였다 (NIAS, 2012). 반응조의 슬러리 량을 기준으로 고추냉이 가루, 팽이버섯폐배지 및 생균제 (Lactobacillus lichenifomis)를 각각 1수준 (0.01, 0.4, 0.004%), 2수준 (0.02, 0.7, 0.007%), 3수준 (0.03, 0.1, 0.01%) 첨가한 시험구와 무처리구 (대조구)로 구성된 4처리로 시험을 설계하였으며, 처리구당 4반복으로 하였다 (Table 1). 처리된 슬러리를 상온 (20~25℃)에서 2주간 배양하여 액상시료를 채취한 다음 volatile organic compound (VOC), VFA 및 암모니아태 질소 (NH4+-N) 농도를 측정하였다.
- 양돈 슬러리를 2주 간 배양한 후 슬러리를 채취하여 VFA 농도를 분석하였다. SCFA의 농도는 대조구, 수준 1, 수준 2, 수준 3 처리 구에서 각각 7,408, 6,557, 9,052, 7,940 ppm으로 대조구보다 수준 1이 낮았다 (p<0.
- 01%) 첨가한 시험구와 무처리구 (대조구)로 구성된 4처리로 시험을 설계하였으며, 처리구당 4반복으로 하였다 (Table 1). 처리된 슬러리를 상온 (20~25℃)에서 2주간 배양하여 액상시료를 채취한 다음 volatile organic compound (VOC), VFA 및 암모니아태 질소 (NH4+-N) 농도를 측정하였다. 본시험에서 양돈 슬러리에 첨가된 고추냉이 가루와 팽이버섯폐배지의 첨가수준은 Cho et al.
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.
- VFA를 분석하기 위한 시료는 25% 인산용액을 이용하여 전처리한 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.
- 처리된 슬러리를 상온 (20~25℃)에서 2주간 배양하여 액상시료를 채취한 다음 volatile organic compound (VOC), VFA 및 암모니아태 질소 (NH4+-N) 농도를 측정하였다. 본시험에서 양돈 슬러리에 첨가된 고추냉이 가루와 팽이버섯폐배지의 첨가수준은 Cho et al. (2013)의 연구결과를 근거로 하였으며, 생균제의 첨가 수준은 시군 농업기술센터에서 사용하고 있는 자료 (unpublished data)를 참고로 하였다.
성능/효과
- BCFA의 농도는 대조구, 수준 1, 수준 2, 수준 3 처리구에서 각각 1,925, 1,675, 2,310, 1,919 ppm으로 SCFA와 동일한 결과를 보였다 (p<0.05).
- NH4+-N의 농도의 경우 처리구간에 유의적인 차이는 없었지만 대조구에 비해 악취저감물질 처리구가 낮은 경향을 보였다 (p>0.05).
- SCFA의 농도는 대조구, 수준 1, 수준 2, 수준 3 처리구에서 각각 7,408, 6,557, 9,052, 7,940 ppm으로 수준 2에서 가장 높았으며, 수준 1에서 가장 낮았는데 (p<0.05), 대조구보다 낮은 처리구는 수준1 이었다 (p<0.05).
- 본 연구결과를 종합하면, 고추냉이 분말, 팽이버섯폐배지 및 생균제를 혼합하여 슬러리에 넣었을 때 미생물과 미생물 기질의 상호작용에 의해 악취가 감소되는 것으로 평가되었다. 그리고 이들 혼합제의 첨가수준에 따라 슬러리의 악취물질 농도에 차이가 있다는 것이 밝혀졌다. 따라서 향후 돼지 슬러리의 오염물질 농도에 따른 악취저감제 첨가수준을 결정하는 연구가 더 많이 수행되어야할 것이며, 양돈 슬러리의 악취물질 농도와 돈사 내 공기로 휘산된 농도를 비교하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 본 연구결과를 종합하면, 고추냉이 분말, 팽이버섯폐배지 및 생균제를 혼합하여 슬러리에 넣었을 때 미생물과 미생물 기질의 상호작용에 의해 악취가 감소되는 것으로 평가되었다. 그리고 이들 혼합제의 첨가수준에 따라 슬러리의 악취물질 농도에 차이가 있다는 것이 밝혀졌다.
- 인돌류 농도는 대조구, 수준 1, 수준 2, 수준 3 처리구에서 2.42, 1.87, 2.20, 1.91 ppm으로 수준 1과 수준 3에서 가장 낮았고 (p<0.05), 대조구에서 가장 높았다 (p0.05).
- 인돌류 농도는 대조구, 수준 1, 수준 2, 수준 3 처리구에서 각각 2.42, 1.87, 2.20, 1.91 ppm으로 수준 1과 수준3 처리구에서 가장 낮았고 (p<0.05), 대조구에서 가장 높았다 (p<0.05).
- 처리구별 VFA 농도를 비교하면 수준 1 처리구에서만 대조구에 비하여 SCFA와 BCFA 농도가 낮았다(p<0.05).
후속연구
- 그리고 이들 혼합제의 첨가수준에 따라 슬러리의 악취물질 농도에 차이가 있다는 것이 밝혀졌다. 따라서 향후 돼지 슬러리의 오염물질 농도에 따른 악취저감제 첨가수준을 결정하는 연구가 더 많이 수행되어야할 것이며, 양돈 슬러리의 악취물질 농도와 돈사 내 공기로 휘산된 농도를 비교하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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