자돈사 내 Floating Cover를 이용한

돈사 슬러리피트 황화수소 배출량 저감 효능 평가

Evaluation of hydrogen sulfide emission mitigation efficacy

of floating cover in nursery barn

이태구, 신진호, 이승훈, Riuh Wardhani, 이주미, 송용우, 김동여, 안희권*

충남대학교 축산환경학과

1. 서 론

축산물의 수요증가로 인한 축산농가의 생산밀도 증가와 대규모화로 인한 축사 내의 공기 질 저하는 생산성 저하와 작업자의 건강상의 위해 등 악영향을 미치고 있다. 특히 축산농가의 악취는 인근 주민의 민원을 유발하고 있어 농가 운영에 어려움을 주고 있다. 황화수소(H2S)는 22종의 국가 지정악취 물질 중 하나이며 주로 가축의 분변 내 미생물에 의해 환원된 황산염에서 발생한다. 이에 따라 H2S를 비롯한 황화합물의 발생을 저감하기 위해 환기 및 분뇨관리 개선, 사료 내 조단백질 조절 등의 다양한 노력을 하고 있다. 그러나 근본적으로 슬러리피트 내부에서 발생하는 악취를 해결하는 데는 한계가 있다. 따라서 슬러리피트 내 분뇨로부터의 황화수소의 배출을 효과적으로 방지할 수 있는 기술을 개발할 필요가 있다. Floating cover(FC)는 호수 및 저수지 표면을 덮는 부유체로 돈사 내 슬러리피트의 표면적을 줄임으로 인하여 슬러리피트 유래 암모니아의 발생량을 줄이는 효과가 있다고 보고된 바 있다. 그러나 부유체가 슬러리피트의 혐기상태를 조성하여 H2S의 발생량을 오히려 증가시키는 역효과가 있다는 우려가 제기된 연구사례도 있다. 따라서 본 연구에서는 현장규모 시설에서 자돈사 슬러리 피트에 FC를 적용하여 H2S 배출량 추이를 살피고 FC와 연계하여 H2S의 발생량을 저감할 수 있는 기술의 적용 가능성을 살피고자 하였다.

2. 연구 방법 

 연구는 충청남도 공주소재 양돈장에서 실시되었으며 실험대상으로는 4주 포유 후 이유된 자돈 800두를 대상으로(대조구, 처리구 각 400두) 33일간 진행되었다. 물과 사료는 자율채식 되었으며, 돈방 내부온도는 실험 기간 평균 약 28℃, 환기량은 22.7m3/min로 사육 적정 수준으로 유지되었다. 실험은 2개 돈방을 각각 대조구와 처리구로 나누어 실시하였으며 각 실험군은 서로 분리된 슬러리피트를 보유하였다. 양측 슬러리피트에는 자돈 입식 전 액비를 높이 15cm 수준으로 채워놓았으며 처리구의 슬러리피트에는 직경 8cm 수준의 FC를 띄워놓았다. H2S 배출량의 저감효과 비교를 위하여 실험 개시 후 주 1회 돈사 내부 가스를 포집하여 H2S의 농도를 측정한 후 다음의 식을 이용하여 악취 저감효과를 평가하였다. 

3. 결과 및 고찰 

 FC 투입시 황화수소 배출 저감량을 분석한 결과, 실험 기간 중 자돈사 내 H2S 최대 배출량은 대조구 39.4µg/min, 처리구 13.1µg/min까지 측정되었으며 평균 H2S 배출량은 대조구 23.4±17.3µg/min 처리구 7.2±5.9µg/min으로 나타났다. Table 1은 식(1)을 이용한 H2S 배출량 및 저감률을 보여준다. H2S 배출량은 자돈 입식 직후에는 양 실험군 약 2µg/min 수준으로 유의한 차이를 보이지 않았으나 (p>0.05) 입식 2주 차부터 4주 차까지 배출량에 대한 평균 저감률은 68%로 나타났다.(p<0.05) 실험 기간 전체 배출량에 대한 평균 저감률은 43.6±0.24% 수준을 유지하였다. 돈사 슬러리피트 내 FC를 적용하였을 시 피트 내 혐기조건을 강화하여 H2S의 발생량을 증가시킬 것이라는 우려가 있었지만 본 연구를 통하여 현장규모에서 FC를 적용하더라도 혐기분해 과정에서 발생하는 H2S 등의 가스 배출량도 줄일 가능성을 확인할 수 있었다.

4. 결  론

 본 연구는 자돈 사육환경에서 FC를 이용한 H2S 배출량 저감 효능 평가를 위하여 수행되었다. 슬러리 피트 내에 FC 적용 시, H2S 배출량 평균 저감률은 약 43.6%로 나타났다. 이번 실험은 FC를 현장에 적용하였을 때 기존에 보고된 연구결과와는 상반되게 슬러리피트 내 H2S 발생량을 저감할 수 있었던 요인을 추가적으로 연구 할 필요가 있을 것으로 보인다.