[논문]왕겨 활성 바이오차 혼합 비율에 따른 우분 호기소화 시 온실가스 발생 특성

노연희; 정우진; 정석주; 정인호; 나홍식; 김민수; 신중두

doi:10.5338/kjea.2020.39.3.26

왕겨 활성 바이오차 혼합 비율에 따른 우분 호기소화 시 온실가스 발생 특성
Characteristics of Greenhouse Gas Emissions with Different Combination Rates of Activated Rice Hull Biochar during Aerobic Digestion of Cow Manure 원문보기

한국환경농학회지 = Korean journal of environmental agriculture, v.39 no.3, 2020년, pp.222 - 227

노연희 (경기대학교 일반대학원 환경에너지공학과) , 정우진 (경기대학교 창의공과대학 환경에너지공학과) , 정석주 ((주)누보) , 정인호 ((주)누보) , 나홍식 ((주)누보) , 김민수 (서울시립대학교 환경공학과) , 신중두 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업환경부 기후변화생태과)

Abstract ▼ AI-Helper

BACKGROUND: Among the biomass conversion techniques of livestock manure, composting process is a method of decomposing organic matter through microorganisms, and converting it into fertilizer in soil. The aerobic composting process is capable of treating cow manure in large quantities, and produces greenhouse gas as CO2 and N2O, although it has economical benefit. By using the activated rice hull biochar, which is a porous material, it was intended to mitigate the greenhouse gas emissions, and to produce the compost of which quality was high. Objective of this experiment was to estimate CO2 and N2O emissions through composting process of cow manure with different cooperated biochar contents. METHODS AND RESULTS: The treatments of activated rice hull biochar were set at 0%, 5%, 10% and 15%, respectively, during composting cow manure. The CO2 emission in the control was 534.7 L kg-1, but was 385.5 L kg-1 at 15% activated rice hull biochar. Reduction efficiency of CO2 emission was estimated to be 28%. N2O emission was 0.28 L kg-1 in the control, but was 0.03 L min-1 at 15% of activated rice hull biochar, estimating about 89% reduction efficiency. CONCLUSION: Greenhouse gas emissions during the composting process of cow manure can be reduced by mixing with 15% of activated rice hull biochar for eco-friendly compost production.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 우분 호기성 퇴비화 시 혼합한 왕겨 활성 바이오차의 함량에 따라 기후변화에 영향을 미치는 온실 가스 CO₂ 및 N₂O의 저감량을 평가하기 위해 수행하였다. ;

제안 방법

바이오차 함량에 따른 가스 발생량 평가를 위해 시료의 첨가 비율은 Table 1에 나타냈다. 왕겨 활성 바이오차를 첨가하지 않은 무처리구를 대조구(Control)로 설정하였으며, 왕겨 활성 바이오차의 혼합 비율을 1:5 (T1), 1:10 (T2) 그리고 1:15 (T3) 무게비로 구성하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 우분은 경기도 여주시에 있는 축사로부터 채취하였다. 모든 처리구의 수분함량을 약 65%로 조절하기 위해 소나무 톱밥을 사용하며, 초기 수분함량을 측정한 후각 처리구에 동일한 양의 소나무 톱밥을 투여하였다.
모든 처리구의 수분함량을 약 65%로 조절하기 위해 소나무 톱밥을 사용하며, 초기 수분함량을 측정한 후각 처리구에 동일한 양의 소나무 톱밥을 투여하였다. 왕겨 바이오차는 전라북도 고창군에 있는 바이오차 제조사 ㈜유기산업에서 구매하였으며, 왕겨 활성 바이오차 제조를 위해 왕겨 바이오차와 6 M의 KOH 용액을 1:1 wt% 비율로 왕겨 바이오차에 살포하고 하루 동안 충분히 흡수 및 건조 시켰다. 그후 탄화를 위해 5 mL min^-1의 속도로 N₂를 흘려 10℃ min^-1로 850℃까지 상승시켰으며, 탄화 후 잔류 KOH 제거를 위해약 3회 증류수로 세척 후 105℃에서 48시간 동안 건조 후 사용하였다.

성능/효과

9%의 N₂O 저감 효율을 보였다. 따라서 본 연구를 통해 퇴비화 공정 시 왕겨 활성 바이오차의 투입은 온실가스 배출을 줄이게 할 수 있는 가능성을 평가하였다. 추후 바이오차 첨가 시 퇴비의 미생물 군집의 변화 및 부숙도 평가 부분에 대한 보다 세부적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
퇴비화 실험 시 Control, T1, T2, T3의 CO₂ 발생 총 양은 각각 4,277 L, 3,776 L, 3,389 L, 3084 L으로 나타났으며, T3는 Control과 비교하여 약 28%의 가장 높은 CO₂ 저감 효율을 보였다. 또한, 퇴비화 공정 중 발생한 총 N₂O의 양은 Control, T1, T2, T3 각각 2.2 L, 1.3 L, 0.6 L, 0.2 L로 T3에서 약 90.9%의 N₂O 저감 효율을 보였다. 따라서 본 연구를 통해 퇴비화 공정 시 왕겨 활성 바이오차의 투입은 온실가스 배출을 줄이게 할 수 있는 가능성을 평가하였다.
O 발생 양상을 구명하기 위해 수행하였다. 퇴비화 실험 시 Control, T1, T2, T3의 CO₂ 발생 총 양은 각각 4,277 L, 3,776 L, 3,389 L, 3084 L으로 나타났으며, T3는 Control과 비교하여 약 28%의 가장 높은 CO₂ 저감 효율을 보였다. 또한, 퇴비화 공정 중 발생한 총 N₂O의 양은 Control, T1, T2, T3 각각 2.

후속연구

따라서 본 연구를 통해 퇴비화 공정 시 왕겨 활성 바이오차의 투입은 온실가스 배출을 줄이게 할 수 있는 가능성을 평가하였다. 추후 바이오차 첨가 시 퇴비의 미생물 군집의 변화 및 부숙도 평가 부분에 대한 보다 세부적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국민의 삶의 질이 높아질수록 무슨 소비가 비례하여 증가하는가?	경제 성장에 따라 국민의 삶의 질이 높아질수록 육류 소비가 증가하고 있다. 국민 1인당 육류소비량은 2005년 기준 31.
	국민 1인당 육류소비량은 2005년 대비 2016년은 얼마나 증가했는가?	경제 성장에 따라 국민의 삶의 질이 높아질수록 육류 소비가 증가하고 있다. 국민 1인당 육류소비량은 2005년 기준 31.9 kg에서 2016년 49.5 kg으로 약 10년 동안 155% 증가하는 추세를 보였다[1]. 국내 축산업은 기업형 사육 형태로 확대되고 있으며 발생하는 가축분뇨의 양도 증가하고 있다.
	국내 축산업에 발생하는 가축분뇨는 해양투기가 가능한가?	국내 축산업은 기업형 사육 형태로 확대되고 있으며 발생하는 가축분뇨의 양도 증가하고 있다. 런던 협약에 따라 가축분뇨의 해양투기가 단계적으로 금지되었으며, 2012년 가축분뇨 해양투기 전면 중단 선언에 따라 가축분뇨의 처리 및 자원화 연구가 활발히 진행되고 있다[2-4]. 가축분뇨 자원화 방법에는 퇴비화, 액비화 및 바이오가스화 등이 있고, 2017년 농림축산식품부에 따르면 퇴비화는 가축분뇨의 자원화 중 82%로 가장 높은 비중을 차지하고 있다.

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저자의 다른 논문 :

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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