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PEA 포집 백 보관 시간에 따른 축산 악취에서의 휘발성지방산 회수율 추정 연구
우샘이,서시영,정민웅,박준용,장유나 한국냄새환경학회 2021 실내환경 및 냄새 학회지 Vol.20 No.2
The sampling bag is used as a storage container for odor gas samples. It is known that the substances recovery rate of odor bags decreases during storage time, and the degree of recovery varies depending on the characteristics of the gas sample and the material of the bag. This study investigated the recovery rate of VFA (ACA, PPA, BTA, VLA) in PEA bags during storage time. In addition, a model was developed to estimate the recovery rate of each substance as a function of time. Standard gas (ACA, PPA, BTA, VLA mixed) recovery rate was used for the model development. The concentration of the compound in the bag was measured by SIFT-MS at intervals of 1 to 2 hours. The recovery rate according to the storage time was calculated as the ratio to the initial concentration. The recovery rate of each substance according to the storage period (12h, 24h, 36h, 48h) was ACA (66.2%, 62.8%, 55.6%, 52.0%), PPA (77.6%, 72.1%, 63.0%, 58.1%, 86.6%), BTA (86.6%, 81.3%, 71.6%, 66.9%), VLA (94.8%, 89.0%, 76.6%, 71.7%). The recovery rate continued to decrease over the course of 48 hours of storage time. ACA, PPA, and BTA showed the greatest decrease within the initial 12 hours, which is form of exponential decrease. Therefore, we considered a 1~3 degree polynomial regression model and a 1~2 degree exponential decay model. Each developed model was evaluated by r², RMSE, MAPE, AIC, and then a model for each substance was selected. Selected models were tested with recovery rate data from swine farm odor samples. Only the ACA model exhibited a good performance (r² = 0.76).
주성분 회귀모형을 이용한 돈사 내부 악취 추정 모델 개발
우샘이,장유나,정민웅,서시영 (사)한국축산환경학회 2021 한국축산시설환경학회지 Vol.23 No.1
In this study, a odor concentration estimation model in the grow to finish swine pen was derived using principal component analysis and multiple regression models. 14 kinds of odor compounds were used. Prior to the statistical analysis, the missing value (less than MDL)for each compounds was imputed with MDL/2, and the concentration of the odor compounds and the odor unit were log-transformed to follow a normal distribution. The three principal components extracted through principal component analysis explained for 77.03% of the initial variables. The correlation between Principal components and odor compounds was evaluated by the loading value. PC1 was correlated with VOC (10 Type), PC2 with sulfur compounds (3 Type), and PC3 with ammonia and hydrogen sulfide. A odor concentration estimation model was derived using PC1, PC2, PC3 as independent variables. As a result, the model and the regression coefficient were statistically significant (p < 0.05), but adjusted R2 (0.25) was low.
우샘이,하태환,윤관훈,전용석 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
암모니아(NH₃)는 가스상 물질로서 비료사용, 토양, 가축분뇨 등의 농 · 축산업활동에서 발생하고, 배출가스와 산업활동에서도 발생하는 것으로 보고되고 있다. 대기중 NH₃는 입자상의 암모늄(NH₄<SUP>+</SUP>)으로 전환되어 미세먼지 농도와 대기질에 영향을 미치는 것으로 보고됨에 따라 NH₃ 발생에 대한 관심이 증가되고 있다. 그러나 현재까지 국내 국가대기 오염측정망 측정물질에는 NH₃가 포함되어 있지 않으며, 특히 농축산 지역에서 장기간 모니터링 된 NH₃ 농도는 거의 보고된 바 없다. 이에 따라 본 연구는 농 · 축산업이 발달한 대표적인 지역으로 분류되고 있는 충남 보령과 홍성에서 2020년 3월부터 2021년 2월까지 1년간 NH₃ 모니터링을 수행하였다. 보령의 경우 1 km 이내주변에 돼지농장이 골고루 위치해 있으며, 홍성은 남서쪽에는 돼지농장이 다수 존재하며 북동쪽으로는 논과 밭으로 둘러 싸여 있었다. 모니터링 기간 중 8월과 9월의 경우 장마로 인하여 데이터의 불확도가 높아 제외 후 분석하였다. 각 측정지점의 암모니아 연간 평균 농도는 보령이 85.3±31.0 ppb, 홍성이 62.9±20.1 ppb로 나타났다. 측정기간 동안 월평균 농도는 보령은 10월 (125.8 ppb)에 가장 높았고 1월(48.5 ppb)에 가장 낮았으며, 홍성은 6월(77.7 ppb)이 가장 높고 10월(45.8ppb)이 가장 낮게 나타나 두 지역 간에 상이한 경향을 보였으며, 평균 일변화 경향은 보령과 홍성에서 각각 07시, 08시에 가장 높은 농도를 보인 후 16시까지 감소한 후 증가는 유사한 경향을 확인하였다.
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.
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.
장유나,정민웅,우샘이,서시영,조광곤 한국폐기물자원순환학회 2020 한국폐기물자원순환학회지 Vol.37 No.5
This study to collect basic data for odor management in a swine facility, using the characteristics of changes in themanure according to its storage period in the pit. Samples were collected weekly for 12 weeks from manure accumulatedin slurry pit. Then, odorous substances, chemical properties, and microbial communities were analyzed. Results showedthat the concentration of odorous substances and their physicochemical properties increased during the storage period. Astrong positive correlation between physicochemical properties and odorous substances was found, which showsapplicability as an indicator for malodor management. In addition, - dominant communities changed according to thestorage period. Therefore, it is necessary to consider how characteristics of manure change according to the storage period,in order to manage the odor in the swine facility.