보고서 정보
주관연구기관 |
국립축산과학원 National Institute of Animal Science |
연구책임자 |
하태환
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2021-12 |
과제시작연도 |
2021 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO202200009394 |
과제고유번호 |
1395068685 |
사업명 |
농축산미세먼지발생실태및저감기술개발(R&D) |
DB 구축일자 |
2022-09-17
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키워드 |
미세먼지.암모니아.모니터링.발생량.Particulate matter.Ammonia.Monitoring.Emission.
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초록
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□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
○ 주요 양돈지역 대기질 장기 모니터링 및 한우, 산란계의 미세먼지 발생특성 연구
- 보령 양돈지역 대기질 측정소의 미세먼지 모니터링 및 특성 평가
- 개방식 한우사 사육형태에 따른 미세먼지 발생특성 평가
- 밀폐식 산란계사 형태별 미세먼지‧암모니아 발생특성 평가 및 인벤토리 구축
- 홍성 양돈지역 대기질 측정소의 미세먼지 모니터링 및 특성 평가
○ 전체 내용
○ 보령 양돈지역 대기질 측정소의 미세먼지 모니터링 및 특성 평가
- 기상 특
□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
○ 주요 양돈지역 대기질 장기 모니터링 및 한우, 산란계의 미세먼지 발생특성 연구
- 보령 양돈지역 대기질 측정소의 미세먼지 모니터링 및 특성 평가
- 개방식 한우사 사육형태에 따른 미세먼지 발생특성 평가
- 밀폐식 산란계사 형태별 미세먼지‧암모니아 발생특성 평가 및 인벤토리 구축
- 홍성 양돈지역 대기질 측정소의 미세먼지 모니터링 및 특성 평가
○ 전체 내용
○ 보령 양돈지역 대기질 측정소의 미세먼지 모니터링 및 특성 평가
- 기상 특성 분석
․ 2020년 연평균기온은 15.0 ℃, 평균 풍속은 1.9 m/s, 상대습도는 78.0%, 주풍향은 남동풍으로 측정됨
․ 2021년 연평균기온은 14.2 ℃, 평균 풍속은 1.8 m/s, 상대습도는 77.3%, 주풍향은 남동풍으로 측정됨
- 일반 대기오염 항목 (NO2, SO2, O3, PM10, PM2.5) 분석
․ 2020년 NO2 SO2, O3, PM10, PM2.5 연평균 농도는 각각 13.60 ppb, 1.94 ppb, 26.97ppb, 38.44 ㎍/㎥, 25.17 ㎍/㎥로 측정됨
․ 2021년 NO2 SO2, O3, PM10, PM2.5 연평균 농도는 각각 5.98 ppb, 2.21 ppb, 32.37ppb, 47.6 ㎍/㎥, 26.25 ㎍/㎥로 측정됨
- 암모니아 농도 분석
․ 2020년 연평균 대기 중 암모니아 농도는 86.11 ppb로 측정되었고, 2021년 연평균 농도는 75.40 ppb로 측정됨
- 초미세먼지 화상성분 분석 결과를 바탕으로 질산암모늄 및 황산암모늄 농도를 추정한 결과 2020년 농도는 각각 6.450 ㎍/㎥, 4.913 ㎍/㎥로 추정되었고, 2021년 농도는 각각 5.531 ㎍/㎥ 및 3.714 ㎍/㎥로 추정됨
- 암모니아 농도와 암모늄 이온 농도를 통해 산출된 암모늄이온 전환율은 2020년은 8.2% 2021년은 15.2%로 산출됨
- 양돈지역에서 대기 중 암모니아 농도 증가에 따라서 초미세먼지 농도가 함께 증가하는 상관성이 있는지 분석을 진행함
․ 2020년 측정 데이터를 바탕으로 분석한 상관계수는 0.420 이었고 2021년에는 0.391로 분석되어 암모니아 농도의 증가와 초미세먼지 농도의 증가 상관성은 매우 낮음
○ 개방식 비육 한우사의 깔짚종류와 사료급여 종류 및 형태에 따른 작업내용별 실시간 미세먼지(입경별) 농도변화 조사 및 분석
- 광산란분광법 이용 개방식 한우사의 사료급여(양구, 횡성, 4농가, 총 42회), 깔짚교체 (양구, 횡성, 영주, 4농가, 총 5회), TMR 배합(의령, 진주, 영주, 3배합시설, 총 6회) 작업시 발생하는 실시간 입경별(TSP, PM10, PM2.5) 미세먼지 농도변화 조사
- 작업 중 왕겨깔짚 투입 시 TSP, PM10이 각각 1548.10±158.45, 784.80±69.13㎍/㎥로 가장 높게 나타났음
- 깔짚 교체 중 왕겨 투입 시에만 입자가 작아 세기관지에 염증반응을 일으킬 수 있는 PM10, PM2.5가 투입 후 30분 후 발생량이 증가하여 작업자의 왕겨 깔짚 교체 시 주의가 필요할 것으로 사료됨
- 작업 중 TMR 급여 시 TSP, PM10, PM2.5이 각각 58.07±354.30, 20.86±154.59, 17.71±9.63㎍/㎥로 가장 낮게 나타남
○ 개방식 비육 한우사의 깔짚형태(왕겨, 톱밥)에 따른 계절별 미세먼지 농도변화 조사 및 평가
- 중량법 이용 개방식 한우사의 계절에 따른 입경별(TSP, PM10, PM2.5) 미세먼지 농도변화 조사(횡성, 양구, 4농가, 총 36회 측정)
- 개방형 한우사는 동절기(12∼2월)에 깔짚 수분이 71.67±2.33%로 가장 높았고, TSP, PM10, PM2.5는 각각 78.72±6.43, 60.81±3.80, 43.56±2.65㎍/㎥로 가장 높게 나타났음
- 동절기에는 추위로 인해 우사환기가 쉽지 않지만, 우사 내 습도 및 공기질 개선을 위해서 적절한 환기가 필요할 것으로 사료됨
- 개방형 한우사에서 왕겨 사용 시 TSP, PM10, PM2.5가 각각 597.84±50.84, 296.42±27.27, 33.24±1.57㎍/㎥로 유의적으로 높게 나타남
○ 밀폐식 산란계사 형태별 미세먼지‧암모니아 발생특성 평가 및 인벤토리 구축
- 산란계사 사육형태별 미세먼지·암모니아 발생 농도 비교
․ PM10, μg/m3 : (평사) 756.8, (다단식) 2,930, (케이지) 308.9
․ PM2.5, μg/m3 : (평사) 73.7, (다단식) 280.6, (케이지) 50.1
․ NH3, ppm : (평사) 3.77, (다단식) 6.61, (케이지) 5.84
- 산란계사 미세먼지·암모니아 배출계수 산정
․ (PM10) 0.026 kg/수/년, (PM2.5) 0.0029 kg/수/년, (NH3) 0.407 kg/수/년
○ 홍성 양돈지역 대기질 측정소의 미세먼지 모니터링 및 특성 평가
- 기상 특성 분석
․ 2020년 연평균기온은 14.6 ℃, 평균 풍속은 1.5 m/s, 주풍향은 동남동풍으로 측정됨
․ 2021년 연평균기온은 14.3 ℃, 평균 풍속은 1.5 m/s, 상대습도는 78.0%, 주풍향은 남동풍으로 측정됨
- 일반 대기오염 항목 (NO2, SO2, O3, PM10, PM2.5) 분석
․ 2020년 NO2 SO2, O3, PM10, PM2.5 연평균 농도는 각각 7.94 ppb, 4.55 ppb, 29.65 ppb, 35.23 ㎍/㎥, 20.67 ㎍/㎥로 측정됨
․ 2021년 NO2 SO2, O3, PM10, PM2.5 연평균 농도는 각각 5.84 ppb, 7.71 ppb, 32.16 ppb, 41.91 ㎍/㎥, 19.73 ㎍/㎥로 측정됨
- 암모니아 농도 분석
․ 2020년 연평균 대기 중 암모니아 농도는 63.64 ppb로 측정되었고, 2021년 연평균 농도는 65.24 ppb로 측정됨
- 초미세먼지 화상성분 분석 결과를 바탕으로 질산암모늄 및 황산암모늄 농도를 추정한 결과 2020년 농도는 각각 8.720 ㎍/㎥, 5.509 ㎍/㎥로 추정되었고, 2021년 농도는 각각 5.106 ㎍/㎥ 및 2.790 ㎍/㎥로 추정됨
- 암모니아 농도와 암모늄 이온 농도를 통해 산출된 암모늄이온 전환율은 2020년은 11.5%, 2021년은 9.0%로 산출됨
- 양돈지역에서 대기 중 암모니아 농도 증가에 따라서 초미세먼지 농도가 함께 증가하는 상관성이 있는지 분석을 진행함
․ 2020년 측정 데이터를 바탕으로 분석한 상관계수는 0.388 이었고 2021년에는 0.240로 분석되어 암모니아 농도의 증가와 초미세먼지 농도의 증가 상관성은 매우 낮음
□ 연구개발성과
양돈사육 밀집지역의 대기 중 암모니아 등 오염물질의 농도 특성을 평가하여 대기 중 암모니아 농도와 초미세먼지 농도의 상관성을 분석하고 밀폐식 산란계사에서 배출되는 암모니아 및 미세먼지 배출량을 평가함
□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 양돈사육 밀집지역에서의 대기오염물질 특성을 바탕으로 암모니아 및 초미세먼지의 상관성을 분석하고 양돈사육 지역 대기질에 대한 기초자료로 활용
○ 개방식 한우사 계절별·작업별 미세먼지 농도에 관한 기초자료 제공
○ 밀폐식 산란계사의 케이지 형태별 미세먼지 및 암모니아 배출계수 현행화 자료로 활용 가능
(출처 : 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 요 약 문 ... 2
- 목차 ... 4
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 7
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
- 1) 연구 수행 결과 ... 9
- (1) 정성적 연구개발성과 ... 9
- (2) 정량적 연구개발성과 ... 107
- (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 107
- (4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 113
- 2) 목표 달성 수준 ... 114
- 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 114
- 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 115
- 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 115
- 끝페이지 ... 116
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