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<논단>축산과 환경, 고급 식품의 딜레마 <2>

  • 등록 2020.04.03 10:21:49


박 규 현 교수(강원대학교)


축산과 기후변화
우리나라의 국가보고서에서 다루는 장내발효 배출원에 해당하는 축종은 젖소, 한우와 육우, 돼지, 닭, 염소(산양), 면양, 말, 사슴, 오리로 나눌 수 있다. 혐기적 소화 과정인 장내발효 과정에서 배출되는 온실가스는 메탄(CH4)이며 가축이 섭취한 사료가 소화되는 과정에서 장(腸)에 있는 미생물들이 그것을 발효하는 과정에서 발생한다. 소, 염소 등과 같은 반추가축(ruminants)은 소화기관에 있는 탄수화물 형태인 셀루로스(cellulose)를 소화하는 미생물들을 이용하는 과정에서 대사산물인 메탄이 많이 배출된다. 반추가축과 비슷하게 장내 미생물의 도움을 받는 가축이 있는데 이를 유사 반추위 가축(Pseudo-ruminant animals : 말, 노새, 당나귀)이라고 하며 이들 가축은 반추가축보다는 적지만 단위가축보다는 많은 양의 메탄을 배출한다. 위가 하나인 단위가축(monogastric animals : 돼지, 닭 등)은 반추가축에 비해 소화기관에서 메탄 발생이 적다. 또한, 가축의 소화기관의 형태 뿐만 아니라 가축의 나이, 무게, 사료의 질과 양, 그리고 에너지 소비에 따라 메탄 배출량이 다르다.
가축분뇨 처리과정 중 배출되는 온실가스로는 메탄과 아산화질소(N2O)가 있다. 가축 분뇨는 유기물로 구성되어 있다. 이 유기물이 혐기적 환경에서 분해될 때 메탄 생성 미생물에 의해 메탄이 발생한다. 가축 분뇨의 메탄 배출량에 영향을 주는 주요 요인은 분뇨량, 분뇨의 유기물 양, 그리고 공기의 공급 유무이다. 분뇨량 및 분뇨의 유기물 양은 한 마리당 배설하는 양과 개체수, 그리고 섭취 사료에 따라 다르다. 공기(산소)의 공급 없이 분뇨를 액체로 저장하거나 처리한다면 혐기적으로 분해되기가 쉽기 때문에 많은 양의 메탄이 생산된다. 퇴비의 형태로 분뇨를 처리할 경우 또는 방목하는 가축이 초원과 목장 등 방목지에서 배설할 경우 그 분뇨는 호기적으로 분해되는 경향이 있기 때문에 메탄 발생량은 감소한다. 가축분뇨로부터의 아산화질소 배출은 가축분뇨의 질소 성분의 분해 과정에서 일어난다. 분뇨가 질산화 및 탈질화 과정을 거치면서 질소 성분이 분해되어 질소 가스가 되는 바로 전 단계의 부산물로 발생하지만 산소가 부족한 상황에서 일어나는 질산화 과정 중에도 생긴다. 질산화는 산소의 공급이 원할할 경우 일어나는 현상이며 탈질화는 산소의 공급이 원활하지 않아 산소가 부족한 환경에서 일어나는 현상이다. 이러한 과정을 통해 배출되는 아산화질소의 양은 분뇨처리 체계와 기간에 달려 있다. 간단히 요약하면 탄소의 경우 혐기적 상황에서는 메탄으로 배출되는 경향이 높고 호기적 상황에서는 이산화탄소로 배출되는 경향이 높다. 질소의 경우 혐기적 상황에서는 아산화질소의 배출이 적고 약간의 산소가 존재할 경우에는 배출량이 높으며 산소가 많을 경우에는 배출이 적게 된다.
기후변화는 축산에 직·간접적인 영향을 미칠 수 있다. 방목의 경우 기후변화에 따라 폭염, 혹한, 폭우 등 극한의 날씨가 증가하고 가뭄, 홍수 등이 증가하고 온도가 상승하면서 직접적으로 영향을 받아 생산성이 줄어들 수 있다. 또한 기후변화의 간접적 영향은 사료작물의 품종이 변하고 품질이 떨어지고 새로운 병충해가 발생할 수 있다는 것이다. 집중적 축산의 경우 물의 양과 질 등 물 이용성이 변하고 극한의 날씨 변화들로 인해 직접적 피해를 입을 수 있다. 간접적 영향으로는 사료 비용, 물 비용, 전기 등 에너지 비용이 증가할 수 있으며 병충해의 증가, 그리고 변하는 환경에 대비하기 위해 시설비의 증가가 발생할 수 있다.


축산과 미세먼지
화석연료의 연소 등에 의해 1차로 배출되는 오염물질 중 황산화물과 질소산화물은 2차 오염물질을 생성할 수 있다. 황산화물이 암모니아와 결합하여 황산암모늄((NH4)2SO4) 등을 생성할 수 있다. 질소산화물(주로 NO, NO2)은 암모니아(NH3)와 반응하여 질산암모늄(NH4NO3)을 생성할 수 있다. 이러한 과정에서 만들어지는 2차 오염물질들은 그 크기가 무척 작기 때문에 수도권에서는 PM2.5 발생량의 2/3를 차지할 정도로 높다. 축산에서는 가축분뇨가 분해되는 과정에서 암모니아가 생성되고 공기 중에 배출되는데 주변에 화석연료를 사용하는 곳(자동차, 공장 등)이 있다면 2차 미세먼지의 생성이 가능하게 된다. 이런 이유로 축산이 초미세먼지를 발생시킨다는 주장이 나오고 있으나 농업에서 사용하는 화학비료에도 암모니아 성분이 많이 있으며 축산과 달리 사용량에 규제를 받고 있지 않기 때문에 축산에서 암모니아가 배출된다는 사실만을 가지고 축산을 비난하는 것은 올바르지 않다.


못본 척, 모른 척…
생태학의 용어로 생태학적 효율(ecological efficiency)이 있다. 한 영양단계에서 다음 단계로 바이오매스(biomass, 생물량)로 전달되는 사용가능한 에너지의 비율을 나타내는 말이다. 우리가 곡물을 먹고 축산물, 수산물을 먹고 영양분을 소화·흡수하고 나머지는 배설하는 효율을 이야기한다. 단순히 계산했을 때 식물이 20,810(단위생략)의 에너지를 가지고 있다면 그 식물을 먹는 초식동물은 3,368의 에너지를 흡수하고, 그 초식동물을 먹는 육식동물은 383, 그리고 최종 육식동물은 21을 흡수한다고 한다. 즉, 먹이 피라미드에서 높은 곳에 있을수록 낭비를 많이 한다고 볼 수 있다(인간을 생각해보자). 축산에서 사육하는 가축들은 먹이 피라미드에서 상위에 존재하기 때문에 그 아래 단계에서 발생하는 환경문제도 축산의 것으로 생각되는 기류가 있다. 단지, 아래 단계에서 발생하는 이익은 축산으로 인해 발생하는 것이라는 생각을 하지 않을 뿐… 아니면 애써 외면하던지…   


<끝>


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