<악취와 전쟁, 이겨야 산다>코리아스펙트럴 / 액비성분 분석기·부숙판정기

  • 등록 2016.02.11 10:34:36
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고품질 액비 생산 도움…축분 자원화 ‘첨병’

[축산신문 박윤만 기자]


기계적 측정으로 5분내 판정…신뢰성 확보
화학적 전처리 필요없어 현장서 사용 간편


가축분뇨를 발효하여 얻은 액비는 작물 또는 토양에 알맞은 영양소를 공급시키고 유기성분과 무기성분이 고르고 균형 있게 조성되어 있어 그 성분조성과 농도가 작물 생육에 있어 가장 적당하여 작물재배에 있어 높은 효과를 보는 것으로 알려져 있다.
가축분뇨는 작물의 영양소인 비료성분이 풍부하게 때문에 이를 적절한 방법으로 처리하고 활용하면 토양의 물리화학적 성질 및 미생물 상이 개선되어 토양개량을 위한 귀중한 자원이 된다.
그래서 선진국을 포함한 여러 나라에서는 가축 분뇨를 액상 비료화하여 토양에 적용시키는 방법을 주로 이용하고 있다 그러나 가축분뇨는 유기물과 영양 염류의 함량이 높기 때문에 제대로 사용하지 않으면 오히려 작물의 성장발육의 저하를 초래하고 액상비료 살포시 발생하는 악취로 인한 민원문제와 환경오염을 유발하게 되어 정확한 비료성분 분석과 부숙 여부의 판단이 이 같은 문제점을 해결하고 액비를 적절하게 이용하기 위한 기준이 될 수 있다.
이전의 가축분뇨액비의 비료성분과 부숙 여부 측정은 이화학적 측정방법과 물리·생물학적 측정방법 또는 색의 변화와 악취 강도를 주관적 판단으로 측정 하였으나 분석환경에 따른 제약과 시간 및 비용이 지나치게 많이 요구되고 또한 분석방법에 따라 지나치게 주관적 판단이 개입되어 정확성이 떨어지는 많은 문제점을 야기하여 국립축산과학원에서 2007년도에는 근적외선을 이용한 액비성분분석기를 개발하여 상용화하였고 2008년부터 3년 동안의 연구 끝에 국내 환경에 최적화된 기계적부숙도측정법을 개발하여 2011년도 상용화 하였다.
특히 기계적부숙도측정법은 분광광도계(分光光度計)를 이용한 액비의 색 측정과 전기화학식 가스센서를 이용한 암모니아, 황화수소로 총 3가지 척도를 이용하여 5분 이내에 부숙 여부를 판정할 수 있다.
주요 특징으로는 별도의 화학적 전처리가 필요없어 분석에 필요한 환경과 전문적 인력이 요구되지 않고 손쉬운 조작법으로 가축분뇨 살포지 자원화 현장 및 농가에서 누구나 쉽게 신속하게 부숙 여부의 정보를 제공 받을 수 있다.
특히 현장에서 바로 부숙도를 검증 할 수 있으며 액비성분 분석기와 함께 검증하면 액비에 함유된 질소, 인, 가리 성분을 5분안에 검출과 부숙도 정도를 파악할 수 있어 액비에 대한 살포량과 함께 신뢰성을 확보 할 수 있다.
‘액비 부숙도 기준설정’과 '기계적부숙도측정법’을 개발한 농촌진흥청 축산과학원 보고에 의하면 액비는 부숙이 진행됨에 따라 주요성분 변화가 일어나는데 대표적 요인별 특징으로 암모니아(NH3) 농도 저감이 확인되었으며 황화수소(H2S)도 액비처리가 진행됨에 따라 농도가 저감이 되거나 제거 되는 것으로 밝혀졌다. EC와 질소(총 질소)도 농도가 낮아지는 것으로 확인되었고 특히 무우와 배추씨를 이용한 종자발아율 실험에서 부숙이 되지 않은 초기 액비같은 경우는 발아가 거의 되지 않으나 부숙이 된 액비는 70%이상의 높은 발아율이 나왔다.  
부숙이 되는 액비에서 한 가지 눈에 띄는 특징이 밝혀졌는데 그것은 색의 공통된 변화이다. 색의 변화는 부식화(humification)에 의한 고분자의 유기물질의 영향으로 갈색 또는 흑색의 빛깔이 띄게 되는데 이것이 부숙 여부와 매우 높은 상관관계를 가지는 것으로 알려져 있다.
이전에 퇴비 부숙도 판정 방법으로 색을 주관으로 판정하는 방법이 있는데 이와 같은 원리다. 그러나 이와 같은 방법은 결과의 신뢰성이 매우 떨어져 이를 대신할 분광광도계를 이용한 색 측정을 적용하여 정량화된 데이터를 제공함으로써 보다 정확하고 객관적인 판정을 하게 된다. 또한 암모니아와 황화수소는 부숙 여부를 판정하는 핵심 요인임 뿐만 아니라 환경부에서 지정한 지정악취물질이므로 높은 안정성이 특징인 가스센서를 이용한 방법 적용으로 색측정 결과와 함께 합산되어 액비의 부숙 여부를 판정하게 된다.
부숙 단계는 정도에 따라 미부숙, 부숙중기, 부숙완료로 구분되어지며 암모니아와 황화수소는 미량 내지 검출이 되지 않아야 하고 색도 갈색 또는 흑색 빛깔이 측정되어야 부숙완료가 판정되며 그 외 나머지는 부숙정도에 따라 미부숙 내지 부숙중기로 판정되게 된다.
기계적부숙도측정법은 환경부 가축분뇨법(가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률) ‘제5조 액비의 부숙도 측정방법 등’으로 고시 되었으며 제시된 자원화 시설별로 2017년부터 적용되어 2019년까지 법률 시행이 완료됨을 목표로 향후 가축분뇨액비의 품질향상과 이용 활용성 증가에 기인할 것으로 기대된다.


박윤만 qkrdbsaks@hanmail.net
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