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문제 정의
- 또한 돈사 작업장 안의 실내 공기질 평가와 더불어 작업자가 공기 오염물질에 노출되는 반응 기작을 규명한다는 측면에서 환기율의 변화에 따른 가스상 오염물질의 발생 농도를 조사하는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 연구의 목적은 각기 다르게 설정된 전체 환기율 적용 시 발생되는 가스상 오염물질의 실내농도를 비교하여 환기율에 의해 영향을 받는 가스상 오염물질의 변화량 양상을 평가함과 동시에 돈사 작업장에 적용되는 전체 환기율과 가스상 오염물질 발생 농도간의 통계적 연관성을 규명하는 데 있다.
제안 방법
- 미국국립산업안전보건연구원(National Institute for Occupational Safety & Health, NIOSH) method NO.??(NIOSH, 2010)에 근거하여 암모니아는 임핀저를 이용한 황산 흡수액, 황화수소는 Charcoal tube를 통해 포집한 후 Ion chromatography(761 Compact IC, Metrohm Inc., Switzerland)에 의해 분석하였다. 악취 농도 지수(Odor concentration index)는 휴대용 디지털 직독식 측정기(XP-329, Cosmos Corp.
- , Japan)에 의해 측정되었다. 동시에 돈사 작업장 실내 온열 인자인 온도와 상대습도는 Hybrid recorder(MV 200, Yokogawa Inc., Japan)를 통한 온라인 센서 측정 방식으로 10분 간격으로 실시간 모니터링 되었다.
- 실험 초기에는 피트 내 분뇨를 깨끗이 제거한 상황에서 시작하여 실험 기간 중 2주마다 한 번씩 피트에 축적된 분뇨를 외부 저장조로 배출시켰다. 환기 형태는 전체 환기의 음압 배기 시스템으로 측벽에 설치된 슬롯 형태의 공기 유입구를 통해 신선한 공기가 유입된 후 반대편 측벽에 설치된 5개의 직경 1.
- 측정 대상 가스상 오염물질로 돈사 작업장에서 가장 많이 발생되는 것으로 알려져 있는 암모니아와 황화수소를 선정하였고, 복합 악취도를 평가하기 위해 악취 농도 지수(Odor concentration index)를 동시에 측정하였다. 측정 시간대는 오전 9시에서 오후 5시로 시료 분석 특성 및 발생 농도 상황에 따라 30분~1시간 동안 공기 시료를 포집하는 방식으로 3.
- 측정 대상 가스상 오염물질로 돈사 작업장에서 가장 많이 발생되는 것으로 알려져 있는 암모니아와 황화수소를 선정하였고, 복합 악취도를 평가하기 위해 악취 농도 지수(Odor concentration index)를 동시에 측정하였다. 측정 시간대는 오전 9시에서 오후 5시로 시료 분석 특성 및 발생 농도 상황에 따라 30분~1시간 동안 공기 시료를 포집하는 방식으로 3.5시간 간격으로 총 3번 채취하여 분석한 평균값을 대표값으로 하였다. 현장 평가된 돈사 작업장 전체 환기율의 3가지 조건은 돈사 작업장에 적용되는 적정 환기율을 100%로 기준하여 이와 대비 시 30%(4.
- 5시간 간격으로 총 3번 채취하여 분석한 평균값을 대표값으로 하였다. 현장 평가된 돈사 작업장 전체 환기율의 3가지 조건은 돈사 작업장에 적용되는 적정 환기율을 100%로 기준하여 이와 대비 시 30%(4.12 ㎥ s-1), 50%(6.87 ㎥ s-1), 70%(9.61 ㎥ s-1)로 설정하였고, 각 처리 조건을 동일시하기 위해 매일 번갈아 가며 실험하였다.
- 실험 초기에는 피트 내 분뇨를 깨끗이 제거한 상황에서 시작하여 실험 기간 중 2주마다 한 번씩 피트에 축적된 분뇨를 외부 저장조로 배출시켰다. 환기 형태는 전체 환기의 음압 배기 시스템으로 측벽에 설치된 슬롯 형태의 공기 유입구를 통해 신선한 공기가 유입된 후 반대편 측벽에 설치된 5개의 직경 1.2 m의 배기팬에 의해 외부로 배출되는 방식이었다(Figure 1).
대상 데이터
- 2011년 3~5월 기간 중 3가지 전체 환기율 조건을 설정하여 각 처리구별로 15일, 총 45일 동안의 측정 데이터를 수집하였다. Figure 1에서 보이는 바와 같이 작업자의 호흡 위치에 해당되는 바닥으로부터 1.
- 2011년 3~5월 기간 중 3가지 전체 환기율 조건을 설정하여 각 처리구별로 15일, 총 45일 동안의 측정 데이터를 수집하였다. Figure 1에서 보이는 바와 같이 작업자의 호흡 위치에 해당되는 바닥으로부터 1.2 m 위치에 총 6개의 측정 지점을 선정하여 지역 시료를 채취하였고, 시료 채취 시 돼지의 접근을 방지하기 위해 철근 받침대로 공기 시료 샘플러를 보호하였다.
- 각 펜에는 평균 체중 50-75 kg의 교잡종(Landrace×Yorkshire×Duroc) 육성 비육돈 10마리를 무작위 방식으로 총 18개 펜에 대해 총 180마리를 입식시켰다.
- 1 m 중앙 복도를 기점으로 양쪽에 철근 구조로 이루어진 펜(2 m×5 m×1 m)이 9개씩 설치되었다. 돈사 작업장 안의 측벽과 천장은 0.8 mm 철근 플레이트와 50 mm 스티로폼 재질로 절연화하였다(Figure 1). 실험기간 중 사료와 음용수는 각각 자동 공급장치를 통해 자유채식토록 관리하였다.
- 본 연구는 S대학교 농업생명과학대학 실험목장에 위치하고 있는 밀폐형 육성/비육돈사 작업장(20 m×12 m×3 m)에서 수행되었다.
데이터처리
- SPSS(Version, IBM, USA)프로그램을 이용하여 각 환기율 처리 조건에 대한 가스상 오염물질간의 농도 차이를 분산분석을 통해 통계 처리하였다. 또한 환기율 변화에 따른 각 가스상 오염물질의 농도 변화 관계를 규명하기 위해 각 항목별로 직선회귀분석을 실시하였다.
- SPSS(Version, IBM, USA)프로그램을 이용하여 각 환기율 처리 조건에 대한 가스상 오염물질간의 농도 차이를 분산분석을 통해 통계 처리하였다. 또한 환기율 변화에 따른 각 가스상 오염물질의 농도 변화 관계를 규명하기 위해 각 항목별로 직선회귀분석을 실시하였다.
이론/모형
- , Switzerland)에 의해 분석하였다. 악취 농도 지수(Odor concentration index)는 휴대용 디지털 직독식 측정기(XP-329, Cosmos Corp., Japan)에 의해 측정되었다. 동시에 돈사 작업장 실내 온열 인자인 온도와 상대습도는 Hybrid recorder(MV 200, Yokogawa Inc.
성능/효과
- 돈사 작업장 내 설정된 3가지 환기율 조건에 대해 평가대상 가스상 오염물질 중 악취농도와 암모니아는 통계적으로 유의한 차이가 나타났으나(p>0.05), 황화수소의 경우 유의한 차이가 나타나지 않는 것으로 분석되었다.
- 05). 돈사 작업장 내 온도, 상대습도, 황화수소는 전체 환기율 변화에 통계적으로 유의한 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
- 돈사 작업장에 적용되는 전체 환기율이 증가함에 따라 측정대상 모든 실내 환경 요인들이 동시에 낮아지는 경향을 보였으나, 통계적으로 유의한 변수들은 악취농도와 암모니아인 것으로 조사되었다(p<0.05).
- 05). 반면 온도, 상대습도, 황화수소는 환기율 설정 조건과 통계적으로 유의하지 않은 직선 회귀 관계가 성립되는 것으로 나타났다.
- 측정 결과, 전체 환기율 30% 조건 시에 악취농도, 암모니아, 황화수소의 평균 농도는 609(±213), 18.3(±3.47) ppm, 132.7(±15.3) ppb, 50% 조건의 경우 447(±186) ppm, 9.3(±2.2) ppm, 118.2(±23.2) ppb, 70% 조건의 경우 259(±207), 2.1(±1.1) ppm, 92.37(±11.8) ppb인 것으로 조사되었다.
- Table 1은 돈사 작업장에서 측정된 개별 실내 환경 요인들을 종속 변수로 설정하고, 이들 분포에 영향을 줄 것으로 예측되는 전체 환기율의 설정된 조건을 독립 변수로 하여 일차 직선 회귀 모델을 적용한 결과를 보여주고 있다. 통계 분석 결과, 돈사 작업장에 적용되는 전체 환기율이 증가함에 따라 측정대상 모든 실내 환경 요인들이 동시에 낮아지는 경향을 보였다. 하지만 본 종속 변수들과 환기율 설정 조건 간에 통계적으로 유의한 직선 회귀 관계가 성립된 요인은 악취 농도와 암모니아인 것으로 분석되었다(p<0.
- 통계 분석 결과, 악취 농도와 암모니아의 경우 환기율 설정 조건에 따른 농도 차이가 통계적으로 유의한 것으로 나타났으나(p<0.05), 황화수소 농도의 경우 환기율 조건에 따른 유의한 차이가 없는 것으로 조사되었다.
- 하지만 본 종속 변수들과 환기율 설정 조건 간에 통계적으로 유의한 직선 회귀 관계가 성립된 요인은 악취 농도와 암모니아인 것으로 분석되었다(p<0.05).
- 현장 실험 결과, 전반적으로 가스상 오염물질인 악취농도, 암모니아, 황화수소는 돈사 작업장 전체 환기율이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이는 것으로 조사되었다. 이러한 측정 결과가 도출된 이유는 밀폐형 돈사 작업장 내 적용되는 전체 환기율과 가스상 오염물질 농도 간에 역의 관계는 환기율 증가에 의한 내부 공기 희석에 의한 결과라 할 수 있다(Ni et al.
후속연구
- , 2005). 따라서 향후 돈사 작업장의 가스상 오염물질 노출에 따른 작업자의 호흡기계 질환 및 돼지의 안전한 생산성 확보를 위해서는 다른 일반 사업장의 경우와 동일하게 돈사 작업장의 적정 실내공기질 맞춤형 환기시스템의 운용 방안이 시급히 설정되어야 하며, 이를 위해서는 지금보다 심화적인 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것이다.
- 즉, 돈사 작업장 내 발생되는 가스상 오염물질들은 일반적으로 환기 패턴에 의해 형성된 공기 흐름에 따라 이동된다는 것을 단적으로 보여주고 있는 결과라 할 수 있다. 또한 돈사 작업장 내 온도(Curtis et al., 1975), 상대습도(Bundy, 1984), 돼지의 행동성(Gustafsson, 1999)과 같은 실내 환경 요인들이 가스상 오염물질의 실외 배출 양상에 영향을 준다는 점도 본 결과 해석 시 고려되어야 할 것이다.
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