이산화염소 처리가 양돈장 악취 저감에 미치는 영향 = Effect of chlorine dioxide on odor reduction in the commercial swine facility

국문 초록 (Abstract)

본 실험은 이산화염소 처리가 양돈장 악취 저감에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행되었다. 이산화염소 수용액이 악취 저감에 미치는 영향을 알아보기 위해 무창돈사, 부지경계 및 액비저장조에서 실험을 수행하였으며, 이산화염소 가스가 악취 저감에 미치는 영향을 알아보기 위해 개방돈사에서 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 이산화염소 수용액의 농도는 약 10 ppm으로 수행하였고 이산화염소 가스는 약 10~20 ppm의 농도를 분무하였다. 이산화염소의 효과를 즉각적으로 측정하기 위하여 이산화염소 수용액 및 가스 분무 후 4시간 동안 30분 간격으로 암모니아를 악취강도 측정하였으며, 4일동안 반복하였다. 이산화염소의 효과를 보정하기 위하여 실험기간 동안 온도, 습도 및 환기속도를 지속적으로 측정하였다. 실험을 통해 얻은 암모니아 및 악취강도 관측치를 SAS PROC MIXED를 이용하여 최소유의차검정 및 t-검정을 수행하여 비교하였고, 온도, 습도, 환기량을 SAS PROC PRINCOMP를 이용하여 주성분 회귀분석을 수행하였다. 이산화염소 수용액 분무 후 암모니아 농도는 대조구보다 수돗물 및 이산화염소 수용액 처리구가 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 온도, 습도 및 환기량 변수를 활용하여 암모니아 수치에 대한 주성분 회귀분석을 수행한 결과 환경 변이 값이 낮을수록 수돗물 및 이산화염소의 효과가 크며, 환경 변이값이 증가할수록 점차 이산화염소의 암모니아 저감효과는 낮아지는 것으로 나타났다. 대조구, 물 및 이산화염소 수용액 분무 후 악취 강도는 이산화염소 수용액, 대조구 및 수돗물 처리구 순으로 나타났으며(p<0.05), 주성분 회귀분석 결과 이산화염소 수용액 분무 후 악취 강도가 대조구 대비 낮게 나타났다. 개방돈사에서 이산화염소 가스 분무 후 암모니아 및 악취저감 효과는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 암모니아 수치에 대한 온도, 습도 및 환기량의 주성분 회귀분석 결과는 유의적인 차이를 나타내지 않았으며, 악취강도 결과에서는 이산화염소 가스 분무가 악취강도 저감에 유의적으로 효과가 있으며 환경변수가 증가함에 따라 그 효과가 줄어드는 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구는 이산화염소 수용액 및 가스가 양돈장 내 악취저감에 효과가 있음을 확인하였으며, 개발된 주성분 회귀 모델을 통해서 양돈장 내에서 이산화염소의 악취저감량을 추정해 볼 수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was performed to evaluate the effect of chlorine dioxide solution (ClO2) on odor reduction in a commercial swine facilities. An experiment, which effects of ClO2 solution on odor, was carried out in a closed swine house, swine facility site boundaries, and liquid fertilizer storage tank, another experiment, which effects of ClO2 gas on odor, was performed in an open swine house. The concentration of ClO2 solution and gas sprayed around 10ppm and around 10 to 20ppm during experimental periods, respectively. The effect of ClO2 on odor reduction was compared by the least significant difference test and t-test using SAS PROC MIXED. Principal component regression was performed to solve multicollinearity and to predict the effect of ClO2 the model, Independent variables used temperature, humidity, and ventilation volume, the dependent variable was ammonia and odor intensity. The ammonia concentration of tap water and ClO2 solution treatments were significantly lower than that of the control group (p<0.05). In the principal component regression analysis on ammonia concentration by temperature, humidity, and ventilation variables, it was found that the lower the environmental variable value, the greater the effect of tap water and ClO2 on odor reduction. As the environmental variable value increased, the effect of the ammonia reduction by ClO2 gradually decreased. After spraying, the odor was lower in order of the ClO2 solutions, control, and tap-water treatments (p<0.05). The effect of ammonia and odor reduction by ClO2 gas spray was not significantly different in an open swine house. The ClO2 gas spraying has effective in reducing odor intensity and it was reduced as environmental variables increased. In conclusion, this study confirmed that ClO2 solution and gas have a positive effect on reducing odor in pig facilities, and it is considered that the effect of ClO2 on odor reduction can be estimated through the developed principal component regression model.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 3
• 1. 공시재료 및 실험장소 3
• 2. 실험 설계 5
• 3. 수돗물, 이산화염소 수용액, 가스 분무시설 및 측정지점 6
• 4. 측정항목 및 방법 8
• 4.1. 지정악취 8
• 4.2. 악취강도 및 복합악취 8
• 5. 통계분석 10
• Ⅲ. 결과 및 고찰 11
• 1. 이산화염소 수용액 분무가 돈사 내부, 부지경계 및 액비저장조 악취에 미치는 영향 11
• 1.1. 수돗물 및 이산화염소 수용액 분무가 무창 돈사 내 악취 저감에 미치는 영향 11
• 1.1.1. 돈사 내 암모니아 변화 11
• 1.1.2. 돈사 내 악취강도 변화 25
• 1.2. 무창돈사 경계부지 및 액비 저장조 주변 복합악취농도 변화 34
• 2. 이산화염소 가스 분무가 따른 개방돈사 내 악취에 미치는 영향 36
• 2.1. 개방 돈사 내 암모니아 변화 36
• 2.2. 개방 돈사 내 악취강도 변화 49
• Ⅳ. 종합고찰 58
• 참 고 문 헌 60
• 국 문 초 록 63