가축분뇨 정화처리 전환 시나리오에 따른 배출부하량 비교 분석 = A Comparative Analysis of Discharge Loads Based on Scenarios of Converting to Livestock Manure Purification Treatment

국문 초록 (Abstract)

가축분뇨 정화처리 전환 시나리오에 따른 배출부하량 비교 분석
상지대학교 일반대학원
환 경 공 학 과
김 하 제
지 도 교 수 이 명 규


국내 축산업의 규모화와 전업화에 따라 가축분뇨 발생량은 지속적 으로 증가하고 있으나, 기존의 주요 처리 방식인 퇴·액비화(자원화)는 도시화 및 농경지 면적 감소로 인해 살포지 확보에 어려움을 겪고 있다. 특히 우리나라는 OECD 국가 중 농경지 양분 수지가 가장 높 은 수준으로, 토양 및 수계로의 양분 유출 우려가 심화됨에 따라 가 축분뇨 처리 방식의 다각화와 정화처리 확대에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 이에 본 연구는 가축분뇨 처리 방식을 기존의 자원화 중 심에서 정화처리로 전환할 경우, 수질오염총량관리제 측면에서의 환 경적 기여도를 정량적으로 평가하고, 이를 바탕으로 제도적 개선 방 안을 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 환경부의 『수질오염총량관리기술지침』에 근거하 여 양돈농가의 분뇨 처리 방식을 ‘전량 자원화(유형-1)’와 ‘정화처리 병행(유형-2)’으로 구분하고, 2031년 개정 예정인 원단위를 포함한 다 양한 시나리오를 설정하여 배출부하량을 비교·분석하였다. 주요 분석 대상 지역으로는 경기도 소재 시·군을 선정하였다. 연구 결과, 자원화 방식(유형-1)을 정화처리 방식(유형-2)으로 전환 할 경우 BOD와 T-N 항목의 총 배출부하량(점오염원+비점오염원)은 전반적으로 감소하는 것으로 나타나 수질 개선 효과가 입증되었다. 그러나 T-P(인) 항목의 경우, 현행 지침상의 산정 방식을 적용하면 정화처리 전환 시 점오염원 부하량이 비점오염원 삭감량을 상쇄하여 총 배출부하량이 오히려 증가하는 ‘오염 부하 역전 현상’이 확인되었 다. 이는 현행 제도가 정화처리의 실제 삭감 효율을 충분히 반영하지 못하고 있음을 시사한다. 이에 대해 처리효율 민감도 분석을 수행한 결과, 기타지역 기준으로 방류수 T-P 농도를 법적 기준보다 강화된 40mg/L 이하로 관리하는 고도처리를 수행할 경우, T-P 항목에서도 유의미한 배출부하량 저감 효과를 달성할 수 있음을 규명하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 본 연구는 가축분뇨 정화처리 활성화 를 위한 다음과 같은 정책 및 제도 개선 방안을 제언하였다. 첫째, 오염총량관리기술지침의 산정 방식을 개선하여 정화처리 공 정 내 슬러지 분배율과 고도처리 기술에 따른 실질적인 삭감 효율을 반영해야 한다. 둘째, 법적 방류수 수질 기준 준수를 넘어 농가가 자 발적으로 오염물질을 획기적으로 저감하거나 재이용수를 활용할 경 우, 실측 데이터를 기반으로 추가 삭감량을 인정해 주는 ‘실적 기반 인증제도’의 도입이 필요하다. 셋째, 지자체장의 재량에 의존하는 가 축분뇨 처리방법 변경허가 절차에 대해 객관적이고 표준화된 판단 기준을 마련하여 행정의 예측 가능성을 확보해야 한다. 넷째, 가축분 뇨 재이용수에 대한 법적 근거를 신설하고, 위탁 운영 시 책임 소재 를 명확히 하는 등 정화처리 안착을 위한 제도적 장치를 보완해야 한다. 마지막으로, 인(T-P) 회수 기술 및 소규모 분산형 고형물 에너 지화 기술 등 축산계 양분 저감을 위한 R&D 투자를 확대해야 한다. 결론적으로 본 연구는 가축분뇨 정화처리가 적절한 관리와 제도적 뒷받침 하에 이루어질 경우 수질오염총량제 목표 달성과 지속 가능 한 축산업 구현을 위한 효과적인 대안이 될 수 있음을 정량적으로 입증하였으며, 이를 실현하기 위한 구체적인 정책적 로드맵을 제시하 였다는 데 의의가 있다. 핵심어 : 가축분뇨, 정화처리, 수질오염총량관리제, 배출부하량, 양 분삭감

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 01
• 제1절 연구 배경 및 필요성 01
• 1. 연구 배경 01
• 2. 연구 필요성 05
• 제2절 연구의 구성 및 내용 08
• 제2장 연구사 10
• 제1절 국내 가축분뇨의 관리 및 수질오염총량제 운영 현황 10
• 1. 국내 가축분뇨 관리 및 이용에 관한 정책 및 제도 10
• 2. 국내 가축분뇨의 발생·처리 및 경지면적 전망 12
• 3. 수질오염총량관리제 14
• 제2절 선행연구 검토 24
• 1. 수질오염총량제의 도입(개선) 및 제도 연구 24
• 2. 수질오염총량관리제 내 축산부문 적용 및 삭감 방안 연구 28
• 제3장 가축분뇨 정화처리를 통한 수질오염총량제 기반 환경 개선 기여도 평가 32
• 제1절 오염총량관리기술지침: 축산계 오염 배출량 산출 방법 32
• 1. 축산계 발생 유량 및 발생 부하량 산정 32
• 2. 축산계 배출량 산정 상세 36
• 제2절 양돈농가 개별처리 방식별 배출부하량 저감효과 분석 45
• 1. 분석방법 45
• 2. 배출부하량 분석 결과(양돈농가 사육규모 3,000두 기준) 51
• 3. 처리효율 민감도에 따른 배출부하량 분석 결과(양돈농가 사육규모 3,000두 기준) 66
• 4. 소결 76
• 제3절 오염총량배출 삭감 시나리오 분석(경기도 소재 지역) 77
• 1. 조사 대상 농가의 사육 현황 및 입지 특성 77
• 2. 배출부하량 결과 분석 86
• 3. 소결 161
• 제4장 종합결론 163
• 참 고 문 헌 201
• ABSTRACT 210