수입사료에 의한 가축분뇨 물질순환 및 환경부하 분석

윤영만(Young Man Yoon),이상은(Sang Eun Lee),정덕영(Doug Young Chung),조규용(Gyu Yong Cho),김종덕(Jong Duk Kim),김창현(Chang-Hyun Kim) 한국초지조사료학회 2008 한국초지조사료학회지 Vol.28 No.2

본 연구는 수입사료가 우리나라 농업환경의 오염부하에 미치는 영향을 파악하고자 2005년을 기준년도로 하여 수입사료 품목별 수입량 및 비료성분량, 수입사료로 인한 가축 사양단계에서 비료성분 발생량을 추산하고, 농경지 작물별 재배면적과 양분요구도 분석을 통해 수입사료로 인한 농경지의 오염부하도를 분석하였다. 수입사료를 통해 국내로 도입되는 비료성분량은 질소 371천 톤, 인산 140천 톤, 가리 143천 톤, 주요 수입품목인 곡류 및 식물성 유박류에서 유래하는 비료성분 국내도입량은 성분별로 질소 93%, 인산 89%, 가리 84%를 차지하였으며, 양돈급여를 기준으로 한, 수입사료 유래 가축분뇨 중 비료성분 함량은 질소 148천 톤, 인산 84천 톤, 가리 86천 톤으로 수입사료를 통한 국내 양분 도입량의 52%, 인산 52%, 가리 42%의 비중을 차지하였다. 가축으로부터 배설되는 비료성분 중 퇴ㆍ액비화를 통한 자원화량은 질소 81천 톤, 인산 74천 톤, 가리 76천 톤이었으며, 퇴ㆍ액비로 투여된 비료성분의 무기화율을 고려한 성분별 작물유효량은 질소 44천 톤, 인산 48천 톤, 가리 69천 톤이었다. 또한 작물에 흡수 이용되지 못하고 토양에 축적되거나 지하수 등으로 용탈되는 비료성분은 질소 37천 톤, 인산 27천 톤, 가리 7천 톤으로 추산되었다. 총수입가축사료로 도입되는 비료성분량 질소 371천 톤, 인산 140천 톤, 가리 143천 톤과 비교할 때, 총비료성분 도입량 대비 농경지에서 작물에 흡수되는 비료성분량은 질소 12%, 인산 34%, 가리 48% 이었으며, 농경지에 축적ㆍ유출되는 비료성분량은 질소 10%, 인산 34%, 가리 5%로 가축분뇨 처리과정에서 대기 및 수계로의 유출량 등을 고려할 때 우리나라 환경 전반에 대한 오염부하 영향을 줄 우려가 있는 것으로 나타났다. The nearly 75% of animal feed materials used for livestock production are imported every year in Korea. Most of imported feed ingredients are concentrated feeds such as corn, wheat, soybean, soybean meal, etc. and they are used as the source materials for the production of assorted feed. The imported concentrated feeds are high in nitrogen and phosphorus. Therefore, the consistent import of feed ingredients may cause an increase of nutrient deposit in our agricultural ecosystem. In the current review, it was discussed with the situation of the feed importation and its nutritional composition to evaluate the nutrient load by the imported feeds onto agricultural ecosystem. The nutrient load caused by imported feeds in agricultural environment was compared with the nutrient demand for crop production. The amounts of N, P₂O? and K₂O introduced by the imported feeds in Korea were 371, 140 and 143 Ktons. And, the N, P₂O? and K₂O loads excreted from imported feeds in livestock were 148, 84 and 86 Ktons of N, P₂O? and K₂O and These nutrient loads by the imported feeds are at the percentage of N 52%, P₂O? 52% and K₂O 42% in the comparison of total nutrient amounts excreted from livestock animals in Korea. The 82.3% of nutrients excreted from livestock was recycled to crop land as compost and liquid fertilizer, and the others were discharged to river after water treatment processing or disposed to ocean. Also, passing through the recycling process for the production of compost and liquid fertilizer, the amount of nutrients was reduced by the ammonia vaporization of livestock feces and urine. Accordingly, N 81, P₂O? 74 and K₂O 76 Ktons in the nutrients excreted from livestock were estimated to be utilized in the crop land. Consequently, it was estimated that 44, 48 and 69 Ktons of N, P₂O? and K₂O were taken up with crops in the consideration of the ratio of mineralization, and the amounts of leached or deposited N, P₂O? and K₂O in crop land were estimated to be 37, 27 and 7 Ktons, respectively. It is estimated that 12%, 34% and 48% of N, P₂O? and K₂O introduced by the imported feeds were used by crops, and 10%, 34% and 5% of N, P₂O? and K₂O were leached or deposited in agricultural ecosystem. Therefore, considering the leached and deposited amounts of N, P₂O? and K₂O originated from the imported feed ingredients, the consistent import of feeds may gradually increase the nutrient load onto agricultural ecosystem.

The Selection of Yield Response Model of Sugar beet (Beta vulgaris var. Aaron) to Nitrogen Fertilizer and Pig Manure Compost in Reclaimed Tidal Land Soil

Sang-Eun Lee(이상은),Woo-Jin Lim(임우진),Seung-Hwan Kim(김승환),Young-Man Yoon(윤영만),Kook-sik Shin(신국식),Yeon-Kyu Sonn(손연규) 한국토양비료학회 2010 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2010 No.5

Chemical Properties Distributions of Commercial Organic By-product Fertilizers

Chang-Ho Lee(이창호),Young-Man Yoon(윤영만),Yong-Sik Ok(옥용식),Soo-Kil Lim(임수길),Jeong-Gyu Kim(김정규) 한국토양비료학회 2004 한국토양비료학회지 Vol.37 No.1

지역단위 미이용 바이오매스 발생량 추정

최은희,이문용,윤영만,김창현,윤성이,Choi, Eun-Hee,Lee, Mun-Yong,Yoon, Young-Man,Kim, Chang-Hyun,Yoon, Sung-Yee 한국유기농업학회 2012 韓國有機農業學會誌 Vol.20 No.4

This study was carried out to evaluation of biomass generation mechanisms and to propose the estimation method of biomass generation. Agricultural by-product biomass is generated during crops cultivation and after harvest. However these are not uniformly generated yearly and these depending on the seasons. For planning of biomass utilization, accurate information of the biomass resources is needed, especially characteristic and productivity of biomass are necessary. Agricultural by-product biomass are generated in a wide area being scattered and it is one of the major reason why agricultural biomass utilization is not activated compared with other waste biomass. In this study, estimation and evaluation biomass generation is achieved in specific spatial and temporal boundary, A-city in Gyeongi-do and september to November respectively. Quantity and quality of by-product biomass show big difference depending on the crop species and cultivation periods and these difference bring up that accurate biomass estimation should be considered during planning of biomass utilization and technology selecting for biomass converting to energy and other forms.

Physical and Chemical Quality of Organic by Product Fertilizers by Composting of Livestock Manure in Korea

Chang-Ho Lee(이창호),Yong-Sik Ok(옥용식),Young-Man Yoon(윤영만),Dae-Yeon Kim(김대연),Soo-Kil Lim(임우길),Ki-Chul Eom(엄기철),Jeong-Gyu Kim(김정규) 한국토양비료학회 2006 한국토양비료학회지 Vol.39 No.4

도시 개발 전·후 LID 기법 적용에 따른 물수지 및 오염부하 변동 특성

박지영(Ji Young Park),임현만(Hyun Man Lim),이혜인(Hae In Lee),윤영한(Young Han Yoon),오현제(Hyun Je Oh),김원재(Weon Jae Kim) 大韓環境工學會 2013 대한환경공학회지 Vol.35 No.11

도시 개발 과정에서 토지이용 특성의 변화에 기인하는 불투수면적률의 증가에 따라 일반적으로 강우시 침투율은 감소하고, 유출률은 증가한다. 이에 따라 개발 이후 도시 내 하천 및 하류부 공공수역의 수질에 미치는 영향도 커질 것으로 우려되고 있다. 이러한 문제에 대응하기 위하여 도시 개발과정에서 가능한 개발 이전의 강우 유출특성을 유지하도록 하는 저영향개발(LID, Low Impact Development) 기법의 도입이 활발하게 검토되고 있다. 그러나 다양한 LID 기법이 검토되고 있음에도 불구하고, 각 기법별로 강우 및 오염부하 유출특성에 미치는 영향에 대한 이해는 충분치 못한 실정이다. 본 연구에서는 현재개발이 진행되고 있는 도시 지역을 대상으로 분포형 강우유출모형을 구축하여 모의를 수행하였다. 범용성이 높은 SWMM 모형을 이용하여 LID 기법 적용에 따른 도시 개발 전·후의 유출 및 오염부하 저감효과를 분석하였다. 모의결과, 침투/저류율은 개발 전보다 개발 후 78%에서 15%로 감소하였고, LID 기법(투수성포장, 빗물저류조, 빗물정원)을 적용한 결과 24%까지 다시 증가하였다. 또한 유출률은 개발 전 20%에서 개발 후 74%로 3배 이상 증가하였고, LID 기법 적용시 66%까지 저감시킬 수있는 것으로 나타나 그 효용성을 확인하였다. 본 모의에 적용한 LID 기법 중 강우유출 저감 측면에서는 투수성포장의 효율이 가장 높았고, 오염부하(TSS, BOD, COD, T-N, T-P) 저감 측면에서는 빗물저류조의 효율이 높은 것으로 나타났다. 따라서 도시 개발에 따른 유출 및 오염부하 저감을 고려하여 LID 기법을 선정할 경우, 강우유출 저감의 측면을 고려한다면 침투의 기능이 주요한 기법을 선정하고, 오염부하 저감의 측면을 고려한다면 저류의 기능이 주요한 기법을 선정하는 것이 효율적인 것으로 판단된다. According to the increase of impervious area due to the town development, the rate of infiltration generally lessens and that of runoff rises during wet weather events. And it is concerned that its impacts on water quality for the downstream water bodies due to the change of rainfall runoff patterns may also increase. To cope with these issues, LID (Low Impact Development) techniques which try to maintain the characteristics of rainfall runoff regardless of the town development have been introduced actively. However, the behaviors of each LID technique for rainfall runoff and pollutant loads is not understood sufficiently. In this study, considering the applications of some LID techniques, several sets of simulations using a distributed rainfall runoff model, SWMM-LID, have been conducted for D town whose development is progressing. As the results of the simulations, the rates of infiltration/storage have been decreased from 78% in the case before the town development to 15% after the development and increased again by 24% with LID techniques such as porous pavement, rain barrel and rain garden. The rates of runoff have been increased more than three times from 20% in the case before the development to 74% after the development, and they have also been decreased to 66% by the adoption of LID techniques. It has been simulated that porous pavement is more effective than others in the view point of the reduction of runoff and rain barrel is more attractive for the management of pollutant loads (TSS, BOD, COD, T-N and T-P). Therefore, if some LID techniques should be selected for the a new town, it could be concluded that some techniques with better infiltration functions are recommendable for the control of runoff, and ones with larger storage functions for the management of pollutant loads.

우분과 돈분의 통합소화 최적 운영조건 평가 통합소화 최적 운영조건 평가

이준형(Jun-Hyung Lee),여진(Jin Yeo),김태봉(Tae-Bong Kim),성유지(You-Ji Sung),김태희(Tae-Hee Kim),윤영만(Young-Man Yoon) 한국열환경공학회 2020 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2020 No.추계

농경지 양분관리가 온실가스 배출량 저감에 미치는 영향

이준형(Jun-Hyeong Lee),정은아(Eun-A Jeong),윤영만(Young-Man Yoon) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11

정부는 2020년 12월 2050 탄소중립 추진전략을 마련하였으며, 2021년 10월에는 2050년 탄소 중립 달성을 위한 단계적인 조치로 2030년까지 국가 온실가스 배출량을 2018년 기준 40%까지 감축하는 국가 온실가스 감축목표를 공표하였다. 특히, 농축수산 부분 온실가스 감축목표는 2018년 대비 2030년까지 25.9%를 감축하는 것을 목표로 하고 있어 농축수산 분야 탄소중립을 위한 적극적인 대응방안의 마련이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 탄소중립 방안의 하나로 농경지 양분관리가 온실가스 배출량 저감에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 도 단위 농경지 양분수지는 2019년을 기준으로 토양수지(Soil budget)를 기반으로 분석하였으며, 지역단위 양분관리 목표치는 작물의 생산성과 잠재적인 수계 양분유출량의 관계를 분석하여 도출하였다. 2019년 기준 전국 평균 질소 양분부하는 2.22로 산출되었으며, 농업생산성에 영향을 미치지 않는 적정양분 부하는 1.63으로 분석되었다. 이때, 잠재적 수계양분유출량은 약 118.02 kg-N ha<SUP>-1</SUP>이 감소되었으며, 농업생산성은 2.52 kg-N ha<SUP>-1</SUP> 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 가축분뇨 퇴·액비와 무기질비료에서 유래하는 양분의 저감량은 질소 성분의 경우 46,992와 67,342 ton-N year<SUP>-1</SUP>이었으며, 인 성분의 경우 12,785와 8,589 ton-P year<SUP>-1</SUP>이었다. 농경지 양분투입 저감량으로부터 산출한 농경지 온실가스 배출량 저감 효과는 가축분뇨 퇴·액비와 무기질비료 양분투입 저감에서 기인하는 온실가스 직접배출량 저감이 331,963 ton-CO₂–eq. year<SUP>-1</SUP>으로 추산되었으며, 대기·수계로의 온실가스 간접배출량이 811,924 ton-CO₂–eq. year<SUP>-1</SUP>으로 추산되었다. 또한, 무기질비료 사용 감소로 인해 무기질비료의 제조과정에서 저감되는 온실가스 배출량 저감효과가 231,738 ton-CO₂–eq. year<SUP>-1</SUP>으로 추산되었다. 따라서, 지역 단위 적정 양분관리는 농업 생산성 향상, 수계 비점오염원 저감, 온실가스 배출량 저감의 효과를 동시에 가지는 것을 평가되었으며, 지역단위 적정 양분관리는 농업부문에서의 탄소중립 달성을 위한 의미 있는 대응방안으로 활용이 가능한 것으로 평가되었다.

연구보문 : 생태환경 ; 전과정평가 방법을 이용한 가축분뇨/음식폐기물 통합 소화형 바이오가스 시설의 온실가스 배출량 평가

남재작 ( Jae Jak Nam ),윤영만 ( Young Man Yoon ),이영행 ( Young Haeng Lee ),소규호 ( Kyu Ho So ),김창현 ( Chang Hyun Kim ) 한국환경농학회 2008 한국환경농학회지 Vol.27 No.4

Biogas plant with anaerobic digestion is receiving high attention as a facility for both livestock waste treatment and electric power generation. Objective of this study was to perform life cycle assessment (LCA) of a biogas plant which incorporates swine and food waste (7:3) as source materials for biogas production. In addition, the biogas production process was compared with the prevalent composting method as a reference in the aspects of green house gas (GHG) reduction potential and environmental impact. The biogas method was capable of reducing 52 kg CO2 eq. emission per ton of swine/food waste, but the composting process was estimated to emit 268 kg CO2 eq. into air. The biogas method was evaluated as more beneficial to the environment by mitigating the impact on abiotic depletion potential (ADP), global warming potential (GWP), ozone depletion potential (ODP), eutrophication potential (EP), and photochemical ozone creation potential (POCP), but not to acidification potential (AP).

간척지에서 질소비료 및 돈분 퇴비 시용에 따른 사탕무 (Beta vulgaris var.Aaron)의 수량 반응 해석을 위한 시비반응 모델 탐색

이상은 ( Sang Eun Lee ),임우진 ( Woo Jin Lim ),김승환 ( Seung Hwan Kim ),윤영만 ( Young Man Yoon ),신국식 ( Kook Sik Shin ),손연규 ( Yeon Kyu Sonn ) 한국토양비료학회 2010 한국토양비료학회 학술발표회 Vol.2010 No.-