알칼리수(pH10)의 돈사 벽면 휘발성지방산류 세척효과

우샘이 ( Saem-ee Woo ),조광곤 ( Gwanggon Jo ),서시영 ( Si Young Seo ),하태환 ( Taehwan Ha ),장유나 ( Yu Na Jang ),정민웅 ( Min Woong Jung ),곽정훈 ( Jung-hoon Kwag ),한덕우 ( Deug-woo Han ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

휘발성지방산은 산성 냄새물질로서, 축사시설 유래 냄새물질 중 민원을 유발하는 주요 원인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 산성 물질을 용해시키는 효과를 가진 알카리수(pH10)의 살포 시 돈사벽면에 부착된 휘발성 지방산류가 제거되는 효과를 확인하고자 하였다. 본 연구의 수행을 위해 “돈사 세척제 효능 평가시스템”을 구축하였으며 총 9기의 배양시설로 구성하였다. 각 배양시설은 축산냄새물질을 휘발시키는 돈분뇨슬러리 배양조, 휘발된 냄새물질을 콘크리트 벽에 흡착시키는 장치, 공기의 흐름을 일정하게 유지하는 장치, 콘크리트 면의 냄새물질을 흡착튜브로 포집하는 장치로 구성하였다. 알칼리수의 세척 효능 검증을 위해 평가시스템의 배양시설들(n=9)을 무처리구(무분사, n=3), 중성 세척수(pH7) 처리구(n=3), 알칼리수(pH10) 처리구(n=3)로 구분한 후 세척액을 콘크리트 벽면(30cm* 30cm)에 살포하였다(50ml, 0.5L/m2). 세척액이 다 마른 후(60분) 콘크리트 벽면의 일부(10cm*10cm)에 부착된 냄새 물질들을 플라스틱 솜으로 닦아 채집한 후 흡착튜브에 포집하였으며 휘발성지방산류의 정량 분석을 위해 TD-GC-FID를 이용하였다. 시험 수행 결과 세척제 분무 이후 콘크리트 표면의 휘발성지방산류의 농도가 현저하게 감소하는 경향이 나타났다. 중성 세척수 처리구의 경우, 분무 이후 무처리구에 비해 콘크리트 표면의 휘발성지방산류가 저감되었으며 각각의 지방산에 대해 52%(아세트산), 34%(프로피온산), 41%(이소발레르산) 저감되는 효과가 있었다. 알카리수 처리구의 경우 각 지방산 별로 49%(아세트산), 24%(이소발레르산) 저감되는 효과를 보였고, 프로피온산은 무분사구에 비해 오히려 12% 증가되는 결과를 얻었다.

돈사 내부에서 측정한 냄새 지표들 간의 상관성 분석

우샘이 ( Saem-ee Woo ),조광곤 ( Gwanggon Jo ),서시영 ( Si Young Seo ),하태환 ( Taehwan Ha ),장유나 ( Yu Na Jang ),정민웅 ( Min Woong Jung ),곽정훈 ( Jung-hoon Kwag ),한덕우 ( Deug-woo Han ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

최근 국민소득과 축산물에 대한 수요 증가로 인해 가축사육두수 및 가축 분뇨발생량이 지속적으로 증가하고 있다. 가축의 사육 규모 확대에 따른 주된 부작용은 환경부 통계자료에서 알 수 있듯 축산냄새민원의 증가라고 할 수 있다. 축산냄새민원은 여러 가지 원인에 의해 유발되는데 대표적으로 분뇨의 퇴·액비화, 농경지 환원(퇴·액비 살포), 가축 사육 등을 들 수 있다. 가축을 사육하는 축산농장의 경우, 효과적인 냄새의 관리를 이루기 위해 농장 관리자의 노력이 가장 중요하다고 할 수 있으나, 축산냄새에 지속적으로 노출되는 근로자는 그 냄새에 익숙해짐으로 더 이상 냄새를 감지할 수 없게 된다. 본 연구의 목표는 농장주를 비롯, 축산농장 근무자에게 후각을 대신하여 축산냄새의 강도를 판단하기 위한 수단을 제공함으로서 농장 냄새 관리에 적절한 노력을 기울일 수 있도록 유도하기 위함이다. 양돈농장(6개소) 돈사를 2회 방문하여(여름, 가을) 돈사 내부 공기의 냄새강도를 분석하였다. 악취분석전문기관에 의뢰하여 공기시료의 복합악취와 황화합물을 분석하였으며, 또한 TD-GC-FID를 이용하여 축산냄새의 주요 원인 물질로 알려진 휘발성지방산류, 인돌류, 페놀류를 분석하였다. 돈사 내부 공기 중 농도가 비교적 높은 암모니아 등은 가스검지관을 이용하여 분석하였다. 측정된 지표들 간의 통계적인 상관성을 규명하기 위해 Pearson’s Correlation을 수행하였다. 연구 수행 결과, 돈사 내부에서 희석관능법에 의한 복합악취와 상관성이 높은 지표는 공기 중 황화수소(r=0.678), 스케톨(r=0.61), 페놀(r=0.595)의 농도인 것으로 나타났다. 이에 비해 나머지 물질들의 경우, 복합악취와의 상관성이 높지 않은 것으로 나타났다. 종합해 볼 때 복합악취와의 상관성이 높고 비교적 측정이 용이한 황화수소가 돈사 내부 냄새 강도를 판정하기 위한 지표로서 가장 적합한 것으로 판단된다. 더불어 복합악취와 3종의 냄새물질(황화수소, 스케톨, 페놀) 간의 높은 상관성이 인과관계(원인/결과)를 의미하는 것인지는 확실하지 않으며 이의 입증을 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

양돈 농장의 악취 추정을 위한 복합악취 희석배수와 화합물 농도 비교

우샘이(Saem Ee Woo),장유나(Yuna Jang),조광곤(Gwanggon Jo),서시영(Siyoung Seo),이소진(Sojin LEE),황옥화(Okhwa Hwang),정민웅(Minwoong Jung),한덕우(Deug-Woo HAN) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

왕겨숯을 이용한 양돈농가 퇴비사 냄새저감

한덕우(Deug-Woo Han),우샘이(Saem-Ee Woo),황옥화(Okhwa Hwang),서시영(Si Young Seo),장유나(Yu Na Jang),하태환(Taehwan Ha),조광곤(Gwanggon Jo),이소진(Sojin Lee),정민웅(Min Woong Jung),곽정훈(Jung-Hoon Kwag) 유기성자원학회 2019 유기성자원학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.추계

본 연구에서는 양돈농가에서 이용될 수 있는 냄새 저감 방법으로서 왕겨숯의 활용 가능성을 검증해보았다. 비교적 밀폐도가 높은 퇴비사를 보유한 양돈농가(n=3)를 섭외하여 저장된 분뇨더미의 표면에 왕겨숯을 살포하였으며(28 L/m 2 ) 살포 전 후 퇴비사 내 공기 중 냄새 변화를 추적하였다. 왕겨숯 살포는 농가 여건이허락되는 경우, 추가적으로 실시되었다. 냄새 평가를 위한 지표로서 (1) 냄새물질 15종의 악취강도(Odor Activity Value)의 합(OAV-15 sum)과 (2) 희석관능을 이용한 복합악취를 활용하였다. 냄새측정을 비롯해 실험수행과정은 농가마다 약간의 차이가 있는데 이는 농가 여건 및 요구를 반영함에 따라 발생한 것이다. 냄새 저감효과평가를 위해 냄새측정은 왕겨숯 살포 전날과 당일(48시간) 8~10회, 그리고 이후 농가 여건이 허락하는 날에추가적으로 실시하였다. 본 실험을 실시함에 있어 설정된 가설은 왕겨숯의 흡착효과로 인해 살포 후 공기중 냄새물질이 3~4 시간 이내에 급격히 감소하고 이후 흡착능력이 소진됨에 따라 어느 시점에서 농도가 원래수준으로 빠르게 회복된다는 것이었다. 이의 검증을 위해 살포 전 냄새물질 농도를 대조구로, 살포 후(4~7시간) 냄새물질농도를 처리구로 설정하였다. 본 연구의 수행 결과, 왕겨숯 살포 후, 수 시간 내의 단기적인 효과는 뚜렷이 증명되지 않았으며(평균 복합악취: 483 → 452, 평균 OAV-15 sum: 2645 → 1936) 효과가 있다고하더라도 냄새민원의 해결에는 충분치 않을 것으로 판단하였다. 그러나 이후 십수일 동안 추가적인 왕겨숯살포(1~2회)를 실시하는 과정에서 냄새 지표의 충분한 감소가 관찰되었는데(평균 복합악취: 93, 평균OAV-15 sum: 343) 이는 우리가 설정한 가설 즉 단기적인 효과에 반하는 것이라 할 수 있다. 본 실험의 결과를 종합하면, 퇴비사 내 왕겨숯 살포가 유용한 냄새 저감 수단인 것으로 판단되나 그 효과가 흡착에 의한효과인지는 불분명하다. 관련하여 기존 보고들을 살펴보면 숯(Biochar)의 첨가가 분뇨 내 휘발성지방산을 비롯, 냄새물질의 농도를 크게 저감시키는 효과가 있으며(Awasthi et al., 2018) 그 원인은 분뇨 내 양분의 격리에 따른 제한효과(Hagemann et al., 2017) 및 미생물의 군집 다양화(Mao et al., 2018)에 따른 것으로 설명되고있다. 본 실험에서도 왕겨숯의 살포 이후 농장주에 의해 분뇨의 교반이 정기적으로 이루어졌음으로 왕겨숯에의한 분뇨 내 복합적인 변화가 있었음을 추정해 볼 수 있다. 이에 근거하여 왕겨숯의 현장 활용을 위해서는분뇨, 퇴비, 농경지에 미치는 영향에 대해 좀 더 종합적인 연구의 수행이 필요한 것으로 판단된다.

완충공간의 설치가 이유자돈사 온·습도변화 및 자돈 폐사율에 미치는 영향

이준엽,이동현,우샘이,최희철,Lee, Jun-Yeob,Lee, Dong-Hyun,Woo, Saem-Ee,Choi, Hee-Cheol 한국축산환경학회 2015 한국축산시설환경학회지 Vol.21 No.3

This survey was conducted to collect basic data about the effect of buffering zone installation in weaned pig house. Buffering zone was installed either inside or outside of pig house to compare changes of temperature, humidity and air velocity of pig room. The body weight and mortality of weaned pigs in house with buffering zone was also measured. There was no difference in temperature, humidity and air velocity between inside and outside buffering zone. Mortality of weaned pig in house with buffering zone was drastically decreased compare to pigs in house without buffering zone that could be useful to maintain constant temperature and decrease mortality.

왕겨바이오차 투입에 따른 가축분뇨퇴비 유래 암모니아 휘산의 저감 효과

한덕우 ( Deug-woo Han ),서시영 ( Si Young Seo ),우샘이 ( Saem-ee Woo ),황옥화 ( Okhwa Hwang ),정민웅 ( Min Woong Jung ) 한국환경농학회 2022 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2022 No.-

암모니아는 미세먼지의 주요 원인으로 여겨지는 물질로서 가축의 사육과 분뇨의 처리, 퇴액비 살포 과정에서 다량으로 발생한다. 본 연구에서는 가축분뇨 유래 암모니아의 휘산을 저감하기 위한 방안으로서 바이오차 투입의 효과를 평가하였다. (실험재료 및 방법) 진동스크린 방식의 고액분리기를 이용하여 피트형 돈사에서 배출되는 슬러리를 처리하여 고상 돈분을 준비하였으며 톱밥을 투입하여 퇴비화를 위해 적합하도록 수분함량을 70%로 조절하였다. 바이오차의 효과를 검증하기 위해 분뇨/톱밥 혼합물과 더불어 대조구에는 일정량(5% v/v)의 왕겨를, 처리구에는 왕겨숯을 투입하였다. 퇴비화실험을 위해 제작된 아크릴챔버에 혼합물을 넣고 양압식 송풍을 가하여 퇴비화를 유도하였으며 공기는 챔버의 바닥으로 주입되어 분뇨를 통과한 후 뚜껑의 배관을 통해 배출되었다. 바이오차 투입의 효과를 평가하기 위해 배출되는 공기의 암모니아, 산소, 이산화탄소 농도를 측정하였으며 더불어 퇴비의 온도 변화를 모니터링 하였다. (결과 및 논의) 공기의 주입이 진행됨에 따라 모든 챔버에서 분뇨혼합물의 온도는 50℃ 이상으로 상승하였다. 특이하게도 발효 초기(1~11 days)에는 바이오차 처리구에서 온도가 더 높게 상승하였으나 발효 중기(11~25 days)에는 대조구의 온도가 더욱 높게 상승하였다. 배출공기의 암모니아 농도를 비교해 보았을 때 대조구의 평균 암모니아 농도는 40ppm 이상까지 상승하였다. 반면 바이오차 처리구의 암모니아 농도는 25ppm을 넘지 못하였다. 바이오차 처리에 따른 암모니아 저감 효과를 일별로 평가해 보았을 때 5~6일차 저감 효과는 70%로서 가장 높은 수준이었으며 실험 초기 10일간 평균 저감 효과는 38%이었다.

경기지역 젖소 농가 고온저감시설 활용 실태조사 및 축사내 온습도 변화

이준엽,최희철,이동현,우샘이,기광석,전중환,Lee, Jun-Yeob,Choi, Hee-Cheol,Lee, Dong-Hyun,Woo, Saem-Ee,Ki, Kwang-Seok,Jeon, Jung-Hwan 한국축산환경학회 2015 한국축산시설환경학회지 Vol.21 No.2

This survey was conducted to give the basic information and temperature and humidity variation by cooling systems in dairy farms in Korea. A total of 36 farms were surveyed in Gyeonggi province with the general information of farms such as milk production, and milk quality, types of cooling systems, and its operation method of dairy farms. All of surveyed farms have cooling fan and some have 1 more cooling systems such as sprinkler, foggy systems, ventilation duct, and shower system. Although the indoor THI of cow house was decreased by either ventilation duct or foggy system during hot season, the range belongs to mild heat stress scale for dairy cows.

액비순환시스템 적용에 따른 슬러리 내 냄새물질 저감 효과

장유나 ( Yu-na Jang ),우샘이 ( Saem-ee Woo ),조광곤 ( Gwang-gon Jo ),서시영 ( Si-young Seo ),하태환 ( Tae-hwan Ha ),한덕우 ( Deug-woo Han ),정민웅 ( Min-woong Jung ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

1990년대 양돈농가는 분뇨처리 비용을 줄이기 위하여 피트 돈사를 건축하기 시작했고 현재 피트 돈사 비율은 점점 늘어가고 있는 추세이다. 슬러리는 피트에 짧게는 15일에서 길게는 3달 이상 저장이 되고, 저장된 슬러리로부터 냄새물질이 지속적으로 발생한다. 발생된 축산냄새물질은 농장 근무자와 인근 지역 주민들의 후각을 자극하여 불쾌감을 주는 등 부정적인 영향을 미치고 있지만 냄새물질의 저감기술에 대한 효과 검증은 부족한 실정이다. 최근, 농가에서는 가축분뇨처리와 냄새저감에 도움이 된다고 알려진 액비순환시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 액비순환시스템을 농가가 개별적으로 설치하여 운영하기에는 공정이 복잡하여 관리 및 운영에 어려움이 따르며 시스템에 사용되는 액비 품질의 유지가 어려워 기대만큼의 효과를 거두지 못하고 있는 경우가 많다. 반면에 공동자원화시설에서 만들어진 부숙액비를 활용 할 경우 액비의 품질의 유지가 용이하여 효과적인 냄새 저감이 가능하다는 장점을 지닌다. 또한 개별 농장에 부숙액비저장조 및 배관의 설치만으로 액비순환시스템을 용이하게 운영할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공동자원화시설에 생산된 부숙액비를 이용하여 액비순환시스템을 운영 시 냄새저감 효율을 평가하고자 하였다. 본 연구는 육성·비육돈사에서 수행하였으며, 대조구와 처리구로 구분하여 시험을 수행하였다. 대조구는 액비순환시스템을 이용하지 않고 피트 내부에 슬러리를 단순 저장하는 구조이고, 처리구는 액비순환시스템을 이용하여 4주 간격으로 공동자원화시설에서 제조된 부숙액비를 순환시키는 구조이다. 실험 기간 중 매주 대조구와 처리구 내 슬러리를 채취하여 추출하는 전처리 과정을 진행한 후 슬러리 내 냄새물질 SCFA(Short Chain Fatty Acids), BCFA(Branch Chain Fatty Acids), Phenols, Indoles의 농도를 분석하였다. GC/FID를 이용하여 SCFA, BCFA 농도를, GC/MSD를 이용하여 Phenols, Indoles의 시료의 농도를 분석하였다. 대조구에서는 저장기간이 경과함에 따라 슬러리 내 냄새물질이 증가하는 경향을 보였으며, 특히 6주차에 농도가 가장 높게 나타났다. 냄새물질의 농도는 1주차에 비해 6주차에는 SCFA(649%), BCFA(371%), Phenols(223%), Indoles(244%)로 각각 증가하였다. 반면에 처리구에서는 액비순환에 의해 냄새물질의 증가가 둔화되었으며, 냄새물질의 농도 또한 낮게 나타났다. 대조구 대비 처리구의 냄새물질 저감률은 SCFA(75.4%), BCFA(82.8%), Phenols(98.4%), Indoles(99.5%)로 평균 89% 이상의 저감효율을 가지는 것으로 나타나 액비순환시스템의 적용이 냄새물질 저감에 매우 효과적인 것으로 사료된다.

악취저감제 살포에 따른 양돈분뇨 내 오염물질 저감 효과

장유나(YuNa Jang),하태환(Taehwan Ha),조광곤(Gwanggon Jo),서시영(Siyoung Seo),우샘이(Saem Ee Woo),한덕우(Deug-Woo HAN),황옥화(Okhwa Hwang),정민웅(Minwoong Jung) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

환경온도가 비육우의 직장온도, 체표면 온도 및 음수량에 미치 는 영향

전중환 ( Jung Hwan Jeon ),권경석 ( Kyeong Seok Kwon ),우샘이 ( Saem Ee Woo ),이동현 ( Dong Hyeon Lee ),이준엽 ( Jun Yeob Lee ),김종복 ( Jong Bok Kim ),양가영 ( Ga Yeong Yang ),전상곤 ( Sang Gon Jeon ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

최근 지구온난화와 기후변화로 인하여 국내의 혹서기 폭염이 사회적 문제로 대두되고 있다. 이러한 폭염은 가축의 생산성 저하와 더불어 동물복지적 측면에서도 많은 문제점들을 야기하고 있다. 이에 본 연구는 환경온도의 변화가 비육우의 체표면 온도, 직장온도 및 음수량에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 비육우 8두를 공시하였으며, 온습도를 제어할 수 있는 챔버(temperature-humidity controlled chamber)를 활용하여 각 4두씩 2개의 처리구(18℃와 23℃)에 구분하여 배치하였다. 챔버 내의 상대습도는 50%로 설정하였으며, 비육우의 목부위 체표면 온도, 직장온도 및 음수량을 측정하였다. 실험결과, 체표면 온도, 직장온도에서는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 하지만 23℃ 처리구에서의 일일 음수량(3.22± 0.08kg)이 18℃ 처리구에서의 일일 음수량(2.59 ± 0.13 kg) 보다 높은 경향을 보였다(p<0.05). 향후 온도처리를 더욱 다변화하여 체표면 온도, 직장온도의 변화를 연구할 필요가 있을 것으로 판단된다.