[논문]축사 내 황화수소와 암모니아의 저감방안 고찰: 한중비교

딩옌; 문찬석

doi:10.15269/jksoeh.2019.29.4.442

[국내논문] 축사 내 황화수소와 암모니아의 저감방안 고찰: 한중비교
Literature review of the Reduction of Hydrogen Sulfide and Ammonia in Livestock Pen: Comparison between Korean and Chinese cases 원문보기

한국산업보건학회지 = Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene, v.29 no.4, 2019년, pp.442 - 451

딩옌 (부산가톨릭대학교 대학원 환경산업보건학과) , 문찬석 (부산가톨릭대학교 대학원 환경산업보건학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: The aim of this study was to review the reduction methods for ammonia (NH3) and hydrogen sulfide (H2S) exposure in livestock. Methods: By reviewing domestic and international research reports from Korea and China, reducing ammonia and hydrogen sulfide in livestock pens was analyzed in terms of ventilation, deodorant, and feed additives. In addition, exposure limits in Korea and China were examined through a comparison between 'TLV-TWA and STEL under the Industrial Safety and Health Act in Korea' and 'Management Standards for Air of Livestock Pens in China'. Results and Discussion: In order to effectively control hazardous gases and odors in livestock pens, the enhancement of natural ventilation or the addition of ventilation fans at the pollution source are being examined. Deodorants are used as adsorbents or masking deodorants. Additives to feed were zeolite powder, FeSO4·7H2O, enzymes, and microbial preparations. Use of feed additives was low-cost and had significant effects compared to other methods. Zeolite was the most commonly used in feed additive in Chinese cases and proved to be low-cost and effective for reducing harmful gases. Enzyme preparations were shown to stimulate the growth of livestock, but were expensive. Conclusions: This study reviewed and examined domestic and international research papers in Korea and China for reducing ammonia and hydrogen sulfide concentrations in livestock pens. More diverse research and the development of feed additives are needed.

Keyword

표/그림 (6)

표 Table 1. Exposure level and symptoms of hydrogen sulfide and ammonia
표 Table 2. Daily average quality standard of ammonia and hydrogen sulfide in Chinese livestock farm^*
표 Table 3. TWA and STEL in Korean exposure limits of ambient air^*
표 Table 4. Ammonia and hydrogen sulfide concentration in livestock pen of China.
표 Table 5. Indoor air contaminants in livestock pen in Korea
표 Table 6. Reduction Method of Hydrogen Sulfide and Ammonia in Livestock Pen

AI 본문요약
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문제 정의

그 원인으로서 주로 가축의 성장환경, 특히 축사에서 공기질이 호흡기 질환 유발의 중요한 요인이다. 그러므로 본 연구에서는 한국과 중국의 국내외 연구 자료의 리뷰를 통하여 양국의 가축사육 현황 및 사육시설의 공기질을 비교 분석하고 향후 황화수소 및 암모니아의 노출 수준를 효율적으로 감소시킬 수 있는 방안을 검토하고자 한다.
중국은 1999년에 ‘축사 대기질 기준’을 제정하였다. 이 기준의 목적은 가축과 축사 주변 환경을 보호하고 축산물의 품질을 유지하며, 가축 사육자들의 건강을 보호하기 위한 목적이다. 축사내의 기준 항목으로서 암모니아, 황화수소, 이산화탄소 및 악취의 4가지이며, 항목 중 황화수소와 암모니아는 Table 2에 나타낸 바와 같다.

제안 방법

과거 10년간 한국과 중국의 축산농가에서 연구된 축사 내 황화수소와 암모니아 노출 수준과 노출의 원인 및 노출관리방안에 관한 연구논문 및 인용 자료를 인터넷 또는 개별 수집(인터넷 탑재가 되지 않은 중국자료 일부의 경우)하였다. 축사 내 황화수소 및 암모니아 발생원인 및 특성을 양국자료를 통하여 확인하였으며, 위해성에 관하여 사람과 동물의 경우를 비교하였다. 한국과 중국 양국간의 축사 내 대기질 기준을 비교함으로써 축사의 노출농도 설정의 기본 방향을 비교 확인하였다.
축사 내 황화수소 및 암모니아 발생원인 및 특성을 양국자료를 통하여 확인하였으며, 위해성에 관하여 사람과 동물의 경우를 비교하였다. 한국과 중국 양국간의 축사 내 대기질 기준을 비교함으로써 축사의 노출농도 설정의 기본 방향을 비교 확인하였다. 한국과 중국의 축사의 실내오염도 및 오염특성의 원인을 비교 분석하였고, 양국의 축사 내 황화수소 및 암모니아 저감방안으로서 환기, 탈취제, 분뇨처리, 사료첨가의 방법으로 분류하여 각 국가별 특성에 적합한 방법을 고찰하였다.
한국과 중국 양국간의 축사 내 대기질 기준을 비교함으로써 축사의 노출농도 설정의 기본 방향을 비교 확인하였다. 한국과 중국의 축사의 실내오염도 및 오염특성의 원인을 비교 분석하였고, 양국의 축사 내 황화수소 및 암모니아 저감방안으로서 환기, 탈취제, 분뇨처리, 사료첨가의 방법으로 분류하여 각 국가별 특성에 적합한 방법을 고찰하였다.
한국과 중국의 축사 내에서 발생되는 황화수소 및 암모니아에 관해 국내외 연구논문을 비교 검토하였으며 저감 방안은 고찰하였다. 한국과 중국의 모두에서 겨울철은 축사 실내 온도를 유지하기 위해 환기량이 감소하여 유해 가스 농도가 증가하는 경향을 나타내었으며, 여름철에는 고온 조건이 악취가스가 발생되는 요인이었다.

대상 데이터

한국내의 연구논문 및 연구자료의 검색은 한국교육 학술정보원(KERIS)의 RISS, 한국과학기술정보연구원(KiSTi)의 NDSL(National Digital Science Library), 구글(Google)의 Google Scholar(Google 학술 검색)를 사용하였으며, 중국 논문의 경우 바이두 문고(Baidu; 百度文库), 중국지망(Cnki; 中国知网), 비프망(CQVIP; 维普网), 만방 데이터베이스(WANFANG DATA; 万方数据库), OALib 무료 논문 검색 엔진(OALib; OALib 免费论文搜索引擎), 하이와이어 스탠포드 학술 문헌(HighWire; 斯坦福学术文献电子期刊)을 사용하였다. 국제저널 중 관련 논문의 검색에는 미국국립의학도서관(National Center for Biotechnology Information, U.
한국내의 연구논문 및 연구자료의 검색은 한국교육 학술정보원(KERIS)의 RISS, 한국과학기술정보연구원(KiSTi)의 NDSL(National Digital Science Library), 구글(Google)의 Google Scholar(Google 학술 검색)를 사용하였으며, 중국 논문의 경우 바이두 문고(Baidu; 百度文库), 중국지망(Cnki; 中国知网), 비프망(CQVIP; 维普网), 만방 데이터베이스(WANFANG DATA; 万方数据库), OALib 무료 논문 검색 엔진(OALib; OALib 免费论文搜索引擎), 하이와이어 스탠포드 학술 문헌(HighWire; 斯坦福学术文献电子期刊)을 사용하였다. 국제저널 중 관련 논문의 검색에는 미국국립의학도서관(National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine)의 PubMed를 사용하였다.

성능/효과

이산화탄소의 경우, 축사의 온도를 유지하기 위해 각종연료 등의 연소로 인하여 겨울철에 가장 높게 나타났다. 상기의 보고에서 볼 때, 암모니아와 황화수소의 농도가 온도의 증가에 따라 증가한다는 것을 알 수 있었다. 특히 여름과 겨울철에서, 봄과 가을에 비해 실내 축사의 농도에 차이가 나타났다.
한국의 축사관련 연구에서는 조사대상 돈사 작업장 모두에서 암모니아와 황화수소의 노출기준을 초과하지 않았다. 돈사 작업장의 유형에 관계없이 돈사 내부의 암모니아 평균 농도는 8.60 ppm, 범위는 4.97~14.15 ppm으로 조사 되었으며, 황화수소는 평균 307.54 ppb 였으며, 33.94~831.53 ppb의 범위를 보였다(Table 5). 경기, 충남, 충북 지역의 농장들을 대상으로 5월~6월, 9월~10월에 수행한 조사 연구에 따르면 환기방식의 측면에서는 강제환기가 적용되는 돈사 작업장의 암모니아 농도가 자연환기가 적용되는 돈사 작업장보다 높았다(Kim et al.
61) ppb로 나타났다. 이 연구의 측정 결과만을 근거로 고찰해 보면 환기방식 측면에서 강제 환기가 적용되는 무창 계사와 자연환기가 적용되는 윈치 계사 간의 내부 악취 농도 분포는 일정한 변화 양상이 관찰되지 않았고 물질 별로 농도 차이가 다양하게 나타난 것으로 확인되었다. 월별 암모니아와 황화수소의 농도는 계사 환기율이 상대적으로 높게 적용되는 여름철(7월, 8월)이 계사 환기율이 감소하는 가을철(9월, 10월) 보다 대체로 높은 것으로 나타났다(Kim et al.
요약하면 중국의 가축 농장에 대한 실내 공기 연구에서 유해한 가스의 농도는 여름철과 환기율이 낮은 겨울철에 높았고, 봄과 가을의 농도 변화의 특징은 크지 않았다. 그러나 한국의 경우에서는 겨울철에 통풍 환기율이 낮기 때문에 유해가스 농도가 가장 높았다.

후속연구

축사내의 황화수소와 암모니아를 효과적으로 저감시키기 위해서는 환기시스템, 사료 내 조단백질 조절, 합성아미노산의 사용, 효소제 첨가, 미생물첨가, 탈취제의 사용, 화학물질 사용하는 방법이 연구되고 있으며, 제올라이트를 이용하는 방법이 현재 중국에서 가장 보편적으로 활용되고 있으며 한국의 경우는 환기시스템을 사용하고 있다. 경제적인 축사 내의 유해가스를 감소시키기 위해 향후 국내외 사례 비교한 다각적인 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	축산물의 특징은 무엇인가?	축산물은 인간에게 중요한 단백질 섭취원으로서, 축산물 생산을 위한 생산 관리자 및 가축의 보건안전은 산업보건 및 축산물 생산관리의 측면에서도 중요하다. 축사의 실내 환경 모니터링은 환경오염방지와 더불어 효율적이고 안전한 축산물의 생육 및 관리를 위해 의미를 가진다고 볼 수 있다(KREI, 2010).
	가축 사육 시설에서 발생하는 유해 가스는 어떤 것이 있는가?	축산 식품의 지속적인 수요증가에 따른 가축의 집약된 생산 강화와 대규모 축산업 운용으로 인하여 축사 내의 공기질의 저하는 생산성이나 가축의 건강상태에도 좋지 않은 영향을 나타낸다. 특히 가축 사육 시설에서 발생되는 황화수소, 암모니아, 일산화탄소와 같은 유해 가스는 축산업 종사자의 호흡기질환 및 유독가스로 인한 치명적인 사고를 유발하고 있으며, 이러한 심각한 오염은 최근 한국 및 중국의 경우에서도 밀폐공간과 관련한 황화수소 및 일산화탄소 노출 사고와 관련성이 있다(Lee et al., 2016).
	돼지와 가금류의 호흡기질환의 원인은 무엇인가?	, 2016). 그 원인으로서 주로 가축의 성장환경, 특히 축사에서 공기질이 호흡기 질환 유발의 중요한 요인이다. 그러므로 본 연구에서는 한국과 중국의 국내외 연구 자료의 리뷰를 통하여 양국의 가축사육 현황 및 사육시설의 공기질을 비교 분석하고 향후 황화수소 및 암모니아의 노출 수준를 효율적으로 감소시킬 수 있는 방안을 검토하고자 한다.

참고문헌 (49)

Baidu. Available from: URL: https://wk.baidu.com/?pcf2
Chang CW, Chung H, Huang CF, and Su HJJ. Exposure assessment to airborne endotoxin, dust, ammonia, hydrogen sulfide and carbon dioxide in open style swine house. Ann Occuo Hyg. 2001;45:457-465

상세보기
Cho J-P, Kang JH, Song JH. Effects of Influent Concentrations on Mass Transfer Coefficients for the Removal of Hydrogen Sulfide and Ammonia in Biogas using a Wet Scrubber. Proceedings of the 2018 Spring Conference of the Korea Society of Waste Management. 2018. P.158
Cnki. Available from: URL: https://www.cnki.net
CQVIP. Available from: URL: http://www.cqvip.com
Dachaine C, Grimard Y, Cormier Y. Influence of building maintenance, environmental factors and seasons on air borne contaminants of swine confinement buildings. Am Ind Hyg Assoc J 2000;61:56-63
Dai XR, Ni J, Pan Q, Wang QN, Albert JH. Monitoring of Temperature, Humidity and Air Quality inside Pig Weaner House in Eastern China. Trans Chinese Soc Agri Machin 2016;47(7):315-322.
Ding Y. Comparing indoor air quality in Chinese and Korean farms. Thesis of Master Course in Graduate School of Catholic University of Pusan. 2019
Ding Y. Environmental Impact Assessment of Sheep Houses and Analysis of the Amount of Manure on Sheep Farm in Inner Mongolia. Inner Mongolia Agricultural University 2016
Donhem and Popendorf. Relationship of airborne endotoxin and bacteria levels in pig farms with the lung function and respiratory symptoms of farmers. 1985
Feng F, Li YS, Liu YY, Chen W, Wang Y,et al. Analysis on Environmental Pollution of Typical Scale Aquaculture Farms in Haikou City, Acta Ecologiae Animails Domaistici 2014;35(11):45-51
Gao L, Bai Z J, Feng B, Han Y K, Sun J D, Research and application progress of microbial feed additives. Journal of Microbiology 2014;2:1

상세보기
Gao Lin, Baizijin, Feng Bo, et al. Progress in research and application of microbial feed additives [J]. Journal of Microbiology, 2014a, 34(2): 1-5.
Gao SS, Deng BL, Liu W, Wang CM, Shi WQ, He HX. Emission concentration of methane and nitrous oxide in fattening pig house, Swine Science 2011;12:80-82
HighWire. Available from: URL: http://home.highwire.org/
Hong N, Yang SG, Ze RDK, Wang Y, Wen YL et al. Tesing of air quality of inner houses for Jianyang Da'er Goat in summer. Journal of Southwest University for Nationalities. Natural Science Edition 2014;40(5):663-667
Jeon E-C, Song MJ, Sa JH. Removal Characteristics of H2S in a Bioscrubber Proceedings of the 1998 Conference of the Korean Society for Atmospheric Environment. 1998, 143-145.
Kim KY, Choi JH, Distribution characteristics of odorous compounds concentrations according to type of pig buildings J. Korean Soc. Odor Res. Eng. 2013 Vol.12, No.1: 27-37
Kim KY, Choi JH, Kim DK Temporal Distribution Characteristics of Indoor Concentrations of Odorous Compounds according to Poultry Buildings J. Korean Soc. Indoor Environ. 2013 Vol. 10, No.2, pp.69-82
Kim KY, Choi JH, Kim DK. Temporal Distribution Characteristics of Indoor Concentrations of Odorous Compounds according to Poultry Buildings. J Korean Soc. Indoor Environ 2013;10(2):69-82
Kim KY, Choi JH, Seo SC. Effect of General V entilation Rate on Concentrations of Gaseous Pollutants Emitted from Enclosed Pig Building Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene, 2014:24(1): 46-51

원문보기 상세보기
Kim KY, Ko HJ, Kim HT. Comparison of Seasonal Concentration of Ammonia and Hydrogen Sulfide in Swine House according to Pig's Growth Stage Journal of Agriculture & Life Science 2011 46(2) pp.163-168
Kim KY, Ko HJ, Kim HT. Kim DK. Kim YS. Concentration Characteristics of Ammonia and Hydrogen Sulfide Emitted Form Domestic Types of Chicken Buildings. Korean Indoor Environment Painting Paper 2011 7(4); 216-223
Kim KY, Ko HJ, On-site Investigation of Distribution Characteristics ofOdorous Compounds Emitted from Poultry Buildings Korean Journal of Odor Research and Engineering 2012 Vol.11, No.3, 105-111
Kim KY, Park JB, Kim CN, Lee KJ. Field Study of Emission Characteristics of Ammonia and Hydrogen Sulfide by Pig Building Type. J Korean Soc Occup Environ Hyg 2006;16(1):36-43
Kim KY, Seo SC, Choi JH. Effect of General Ventilation Rate on Concentrations of Gaseous Pollutants Emitted from Enclosed Pig Building. J Korean Soc Occup Environ Hyg 2014;24(1):46-51

원문보기 상세보기
Kim KY, Song JM, Ko HJ, Kim YJ. A Field Survey of Indoor Odorous Compounds Emitted from Pig Buildings Journal of Korean Society for Indoor Environment 2012 Vol. 9, No.2, pp135-145
Kim KY. A Study on the Modeling of Atmosphere Diffusion for Stinky Substances J. of Advaned Eriexring and Tochnologey Vol, 4 No.3 (20ll)pp. 273-281
Kim KY. Distribution of Concentration and Emission of Dust according to Types of Poultry Buildings in KoreaJ Environ Health Sci. 2017; 43(3): 185-193
Kim KY. Field Study of Emission Characteristics of Ammonia and Hydrogen Sulfide by Pig Building Types J Korean Soc Occup Environ Hyg 2006;16(1):36-43
Kim KY. On-site Investigation of Distribution Characteristics of Odorous Compounds Emitted from Poultry buildings. Korean J Odor Res Eng 2012;11(3):105-111
Ko YJ, Kim KY, Ko HJ, A Field Survey of Indoor Odorous Compounds Emitted from Pig Buildings Journal of Korean Society for Indoor Environment 2012 Vol. 9, No.2, pp135-145
KREI. A Study on Farm Animal Welfare and Policy Roadmap for Korea. KREI Report R618. 2010
Lee JW, Kim TH, Ha HC, Piao CX, Ahn K. Analysis of Suffocating Accidents in Confined Spacesin the Past 10 Years (2005-2015). J Korean Soc Occup Environ Hyg 2016;26(4):436-444

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Li C, Zhang XH, Yao G, Yang DS, Wu CC, et al Determination and Evaluation on the Ambient Air Quality of Beef Cattle Cowshed in Early Winter of Aksu, Xinjiang. Animal Husbandry and Feed Science 2013;34(4):9-12
Ma Y, Qingzhou Boner pasture items of basic construction environmental effect evaluation study. Ocean University of China 2011
Mei W, Comparative Study on the Environmental Indices in Beef Cattle Farms in the North and South of Xinjiang between Summer and Winter Time. Xinjiang Agricultural University 2015
Ni JQ, Heber AJ. Sampling and measurement of ammonia at animal facilities. Advan Agron 2008;98:201-269
OALib. Available from: URL: http://www.oalib.com/
Ouyang HF. Study on Detection and Control Technology of Air Environment Quality in Closed Sheep Houses in Winter in Xinjiang. Xinjiang Agricultural University. 2008
Song IJ. The Development Process of Korean Livestock Industry : The World-Historical Origin of Structural Ecological Problems. ECO 2018;22(2):225-266
WANFANG DATA. Available from: URL: http://www.wanfangdata.com.cn/index.html
Wu QL, Jin LM, Zhou LL, Xiang M, Ding JJ, Liu HM. Study on the Air Quality Inside and Outside the Scaled Pig Farm. China Animal Husban Veterin Med 2012;39(11):220-224
Wu WH. A study on piggery environmental monitoring and control system based on internet of things. Hangzhou Zhejiang University 2014
Wu WT, Zhai J. Evaluation of methods for determining air exchange rate in a naturally ventilated daily cattle building with large opening using computational fluid dynamics (CFD). Atmos Environ 2012;63:179-188

상세보기
Xie SG, He MY, Tang JY, Zhang YZ, Zhang YD. Analysis of harmful gases in cattle, pig and chicken house in plastic greenhouse. Gansu animal husbandry and veterinary 1991;(6): 7-8
Ying HC, Huang DD, Wang KY. Animal husbandry Greenhouse gas detection methods and techniques. Livestock ecology 2011;10(47):56-63
Yu LH and Liu JC. The influence and control of air quality in pig house in winter in North China. Modern animal husbandry technology Issue 6 2016:31
Zhang YH, Yuan Z, Peng X, Wang H. $FeSO4{\cdot}7H2O$ of zeolite on laying performance of laying hens. animals breeding and feed 2015;7:34-18

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