슬러리피트 내 액비 투입이 육성⦁비육돈사 암모니아와 황화수소 발생량에 미치는 영향

Effects of liquid fertilizer application in slurry pits on ammonia and hydrogen sulfide emissions in growing-finishing pig barns

김동여1, 신진호2, 이주미1, Wardhani Riuh2, 이태구1, 송용우1, 이승훈3, 안희권4*

Dongyeo Kim1, Jinho Shin2, Jumi Lee1, Riuh Wardhani2, Tegu Lee1, Yongwoo Song1, Seunghoon Lee3, Heekwon Ahn4*

1충남대학교 축산환경학과, 2충남대학교 낙농학과, 3충남대학교 농업과학연구소, 4충남대학교 동물자원과학부

1Dept. of Livestock Environmental Science & Technology, Chungnam National University, Daejeon, Korea

2Dept. of Dairy Science, Chungnam National University, Daejeon, Korea

3Institute of Agricultural Science, Chungnam National University

4Division of Animal and Dairy Science, Chungnam National University, Daejeon, Korea

*교신저자: 안희권*(hkahn@cnu.ac.kr)

2021년 국내 악취 민원 23,511건 중 약 58%(13,616건)가 축산부문에서 발생했으며, 양돈장과 관련된 민원이 많은 것으로 알려져 있다. 2023년 기준 국내 전체 가축분뇨 발생량 중 돼지분뇨가 약 39%로 가장 많이 차지하고 있으며, 돼지 사육과정 중 배설되는 분뇨의 60% 이상이 슬러리피트에 저장되어 악취를 유발한다. 선행연구에 따르면 돈사 복합악취를 돼지 성장단계에 따라 측정한 결과, 복합악취는 평균 25-452배 차이가 났으며, 육성돈사와 비육돈사에서 각각 319배, 452배로 가장 높은 수준을 보였다. 국내 양돈장에서는 슬러리피트 내에서 발생하는 악취를 저감하기 위해 액비 투입, 미생물 제제 활용, 바이오필터 설치 등의 방법들을 현장에서 적극적으로 사용되고 있다. 특히, 액비 투입은 슬러리피트 내 유기물을 희석시켜 암모니아(NH3)와 황화수소(H2S) 등의 악취물질 발생을 줄이는 데 효과적인 방법으로 알려져 있다. 따라서 슬러리피트 내 액비 투입이 적용된 육성·비육돈사에서 발생되는 암모니아와 황화수소 발생량을 평가한 연구 사례는 희소하다. 따라서 본 연구에서는 돼지 입식 전 슬러리피트 내에 액비를 사전에 투입한 상태에서 육성·비육돈사의 NH3와 H2S 발생량을 100일 동안 평가하였다.

돼지 입식 전 슬러리피트(부피: 243m3) 내 분뇨를 배출한 후, 슬러리피트 전체 부피의 약 14% 수준에 해당되는 양만큼 액비를 채웠다. 이후 81일령 육성돈을 230두씩 3개의 돈방에 입식하였다. 초기 투입된 액비의 Total nitrogen, NH4-N, NO3-N 농도는 0.19, 0.12, 0.006%(wet basis) 수준이었으며, pH와 EC는 각각 8.6, 18.0mS/cm로 나타났다. 돈방은 중압 환기 시스템을 갖추고 있었으며, 350Ø 상시가동 측벽 환기팬 2기를 통해 배출되는 양만큼 공기가 천장의 배관을 통해 입기되었다. NH3, H2S 발생량은 상시 가동되는 측벽 환기팬에서 포집된 각 물질의 농도와 포집 시의 환기량을 기준으로 계산하였으며, 돈방 내부 온도는 약 29.1±0.4℃로 유지되었다.

실험 기간 시작일과 종료일의 분뇨 성상 변화를 비교한 결과, 함수율은 97.1%(wet basis)에서 94.3%로 2.9% 감소하였으며, 휘발성 고형물 함량은 58.6%(dry basis)에서 74.8%로 27.6% 증가하였다. pH는 8.0에서 7.7로 100일 동안 지속해서 감소하였으며, EC(mS/cm)는 23.6에서 22.9로 약 3% 감소하였다. 실험 기간 NH3는 평균 264.9±62.3mg/hr/head 발생 되었으며, 이는 액비가 초기에 투입되지 않은 기존 선행연구의 육성·비육돈사 NH3 발생량의 약 45-97% 수준인 것으로 나타났다. 이는 액비 투입으로 인한 분뇨의 희석효과에 의한 것으로 판단된다. 반면에, H2S 발생량은 133.3±76mg/hr/head으로 나타나, 기존 보고된 선행연구의 H2S 발생량과 비교할 때 약 1.3~1.5배 높은 것으로 나타났다. 이는 돼지 입식 전 슬러리피트 내 분뇨 배출 시 분뇨가 완전히 제거되지 않고 쌓인 침전물 내 유기물이 혐기성 미생물에 의해 분해되는 과정에서 H2S가 발생됐기 때문인 것으로 추정된다.

*키워드(Keywords): 육성·비육돈, 분뇨 성상, 암모니아, 황화수소

*사사(Acknowledgment):