• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.139-147
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• 2021

가축분뇨는 고액분리 후 액상 가축분뇨를 호기생물반응조에서 충분히 부숙시켜 화학비료를 대체한 유기질비료(액비)로 이용하고 있다. 그러나 액비는 작물 생장 중인 여름철에는 토양 살포가 제한되기 때문에 액비 처분 문제가 반복 발생되고 있다. 액비를 추비(웃거름)로 이용하기 위해서는 액비 내 슬러지 저감, 병원성 미생물에 대한 안정성 문제가 확보되어야 한다. 본 연구에서는 가축분뇨 액비의 추비 이용을 위해 부유물질(SS) 제거와 살균 효과가 있다고 알려져 있는 마이크로버블 장치(FeMgO 촉매 삽입)의 액비 내 부유물질과 대장균군의 저감효과를 알아보고 마이크로 필터 장치를 연계한 시스템의 부유물질 제거 효율 향상 여부를 확인하였다. 마이크로버블 장치의 부상분리 과정을 거치면서 액비 내 부유물질은 57.9% 제거되었으며, 대장균군은 검출되지 않았다(16,200 MPN/100mL → 0 MPN/100mL). 마이크로 버블 장치와 마이크로 필터 연계 시스템의 수리학적 체류시간 최적화을 통해 액비 내 부유물질 제거 효율은 수리학적 체류시간이 0.1h 조건에서 92.9%까지 향상된 것을 확인하였다. 같은 조건에서 처리수의 성상을 확인한 결과 유기오염물질은 64.5%(TCOD), 70.1%(SCOD) 제거되었으며 인산염인(PO4-P)과 총질소(TN)의 농도도 각각 54.9%와 51.5%까지 감소되었다. 이러한 연계 시스템으로부터 처리된 유출수는 기존 액비의 조성보다 부유물질 및 오염물질 농도 감소, 대장균군이 포함되지 않아 추비로 직접 이용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제27권1호
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• pp.21-28
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• 2007

본 연구는 경사도를 달리한 혼파초지에서 우분액비의 시용이 초지의 생산성 및 유거수 중의 N과 P의 유실에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 건국대학교 축산대학 초지 및 사료작물 시험포 내 설치된 Erosion apparatuses를 이용하여 수행하였다. 시험구의 경사도는 0%, 8.75%, 17.50%로 하였으며, 초지조성은 Orchard-grass 17 kg, Tallfescue 13 kg, Kentucky bluegrass 5 kg의 비율로 ha 당 35 kg을 파종하였으며, 얻어진 결과는 다음과 같다. 목초의 건물생산량과 질소생산량은 경사도가 증가할수록 감소하였으나, 질소 함량은 경사도가 증가함에 따라 약간 증가하였다. 유거수 중의 $NO_3-N$, $PO_4-P$의 평균 농도는 경사도가 증가할수록 유의적으로 증가하였으나, 년중 농도 변화의 경우 $NO_3-N$ 일정한 경향을 나타내지 않았으나 우분액비 살포 후 처음 수집한 유거수 중의 농도가 높게 나타났다. 년 중 $PO_4-P$의 농도는 시험 전 기간에 걸쳐 2 mg/L를 넘지 않았으며, 최고 농도는 1.56 mg/L로 일정한 경향을 나타내지는 않았다. 전체적인 양분의 유실의 변화는 비료 살포 후 첫 강우 시 높게 나타났으며, 여름철 강우가 집중되는 시기에는 상대적으로 농도가 낮았는데, 이는 집중 강우로 인해 유거수의 양이 많아져 양분의 농도가 희석된 것으로 생각된다. 이상의 결과에서 우리나라와 같이 경사지가 많고 여름철에 강우가 집중되는 환경에서, 경사지에서 우분액비의 시용은 양분의 유실로 인한 수질오염과 이에 따른 초지의 생산성 저하를 가져올 수 있는 것으로 사료된다. 따라서 여름철 집중 강우가 내리는 시기를 피해 우분액비를 시용하여 작물의 양분 이용 효율을 높이고 유거수 중의 양분 유실을 방지하는 시비 방법의 정립이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권3호
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• pp.235-246
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• 2012

현대농업의 여러 가지 폐해를 시정하고 지속가능한 농업시스템으로 전환하기 위해서는 지역단위의 경축순환농업시스템을 갖추는 것이 필요하다. 이것은 친환경농업은 물론이거니와 관행농업에서도 시급히 도입되어야 할 대안이다. 본 연구에서는 분뇨단위 설정기준을 도별 지역에 적용하여 도별 분뇨단위를 산출하여 농경지의 N-부하량과 농지의 가축분뇨 수용량을 평가하여 가축생산과 경작지를 연계한 경축순환농업의 적용 방안을 검토하였다. 1. 농경지의 ha 당 N-부하량 (MU/ha)은 경기도가 2.7 (216 kg/ha), 충청남도가 2.54 (203 kg/ha)로 높은 부하량을 나타내었으나 강원, 전남, 충북 지역은 1.6 이하로 낮게 나타났다. 분뇨단위 결과로 볼 때, 경기도, 충남지역은 가축분뇨의 농경지 부하량이 수용능력에 비하여 높은 지역으로 평가된다. 이에 비하여 전남, 전북, 경남, 충남은 가축분뇨를 시용 할 수 있는 작물재배 면적이 높아 자원화 수용능력이 높은 도로 나타났다. 2. 가축분뇨 부하량과 작물의 양분수용능력을 동시 평가한 순환수지는 전남이 1위, 전북이 2위, 경남이 3위로 남부지방 3개 군이 가축분뇨 부하량에 비하여 자원화 용량이 높아 순환수지가 양호한 것으로 나타났다. 강원, 충북의 순환수지 순위는 각각 4, 5위를 나타내었다. 충남, 경북, 경기도는 가축분뇨 부하량이 높으나 자원화 용량이 낮아 6, 7, 8 위로 평가되었다. 특히 경기도는 가축분뇨 부하량이 높고 자원화 용량은 낮아 양분 순환수지가 가장 불량한 것으로 나타났다. 3. 가축분뇨 발생량으로 추정한 N-부하량과 농경지의 수용량을 예측해 보면 우리나라 도별 농경지는 전체적으로 가축분뇨를 충분히 유입시킬 수 있는 용량인 것으로 평가되는데 가축분뇨가 지역적 시기적으로 편재되어 있어 이용이 곤란한 것이 문제이다. 따라서 경종과 축산의 연계추진이라는 정책에서 가축분뇨 액비의 자원화 환원용량을 증가시키기 위하여 여름작물 액비 살포 증대와 액비 잠재작물의 액비 살포정책 수립 및 인센티브 정책 추진이 필요하다. 결론적으로 환경보호를 고려한 가축분뇨의 자원화를 위하여 가축분뇨의 N-부하량과 농작물의 자원화 수용능력을 산출하여 순환수지 평가가 필요하며, 유기자원이용과 환경오염방지를 양립시키기 위해서는 이 개념에 따라 가축분뇨 자원화 정책을 수립, 실시하는 것이 기본이라고 할 수 있다. 따라서 축산, 경종 연계 추진을 위하여 도, 시군 지자체에서는 액비 잠재작물의 농경지 환원용량을 증대시키기 위하여 체계적이고 정밀한 정책수립과 실행이 필요하다.

• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.99-110
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• 2023

농업지역에서 발생하는 비점오염물질은 타 지역에 비해 넓은 면적에서 배출되기 때문에 수질관리를 위해서는 발생원 제어와 배출수 관리와 같은 다양한 오염원 저감대책이 필요하며, 이를 위해서는 유역특성을 고려한 오염원별 배출량 및 최적관리방안에 따른 수질개선 효과를 정량적으로 파악할 필요가 있다. 이에 본 연구는 Hydrological Simulation Program-FORTRAN(HSPF)모델을 활용하여 유역내 오염원별 부하 및 주요 오염원저감방안에 대한 수질개선효과를 분석하여 농업지역의 비점오염관리대책 수립 지원을 목적으로 하였다. 연구지역은 경남 창녕군 계성천 유역으로 전체 면적대비 농업지역이 약 26.13%로 산림을 제외하고 지배적인 토지이용을 가지며, 주요 오염원은 농업활동에 기인하는 화학비료 및 액비살포와 축사에서 발생하여 야적 또는 농지에 살포되는 축분을 포함하고 있다. 계성천 유역에 대한 HSPF 모델 구축시 화학비료와 액비 사용량, 소규모 축사의 축분 발생량과 공공하수처리장, 분뇨처리장, 마을하수도 및 개인오수처리시설 등 점오염원 영향을 고려하였다. 특히 본 연구에서는 영양염류의 식생흡수, 침적, 흡탈착, 깊은침투에 의한 손실 등 상세 순환기작모의가 가능하도록 NITR 및 PHOS모듈을 활용하였다. 구축된 모델은 유역말단의 2015~2020년 측정값을 토대로 보·검정을 수행하였으며 모델이 유량 및 수질을 적절히 모의하는 것을 확인하였다. 오염저감시나리오는 농업비점관리(배수물꼬관리, 완효성비료와 사용), 축산비점관리(액비저감, 소규모 축사 축분관리), 생활계오염원제어(개인오수처리시설 관리) 등 세 부문으로 구분하고, 달성기간에 따라 단기, 중기, 및 장기로 구분하여 부문별로 단계별 저감대책을 구성하였다. 개별시나리오 모의 결과 수질개선에 효과는 완효성비료의 대체사용>배수물꼬관리>소규모축사 축분관리 순으로 나타났다. 유역 전반에 모든 관리방안을 적용하였을 때 장기적으로 TN, TP의 연간부하량은 각각 40.6%, 41.1%, 연평균 농도는 각각 35.1%, 29.2% 감소되는 효과를 보였다. 본 연구를 통하여 농업활동 우세 유역에서의 다양한 오염원 저감시나리오별 수질개선효과에 대한 예측 및 이에 기반한 오염관리대책 우선순위 도출을 위한 합리적인 방법론을 제시하고자 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권1호
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• pp.89-95
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• 2020

2015년 현재 우리나라는 OECD 국가 중 질소기준 양분수지가 1위로 양분관리가 시급한 실정이다. 양분관리를 위해서는 축사에서 발생하는 가축분뇨의 자원화를 통하여 생산된 가축분뇨 퇴·액비를 농경지에 올바르게 살포하여 양분이 순환될 수 있는 구조를 만드는 것이 매우 중요하다. 이는 무기질 및 유기질 비료의 사용량을 줄일 수 있어 농경지에 대한 양분관리와도 연계되어 있다. 본 연구에서는 양분수지를 활용하여 연구대상지역에 대한 양분현황을 파악하였으며, 경제성과 효율성을 고려하여 조사료의 생산을 통한 가축분뇨 퇴·액비의 적절한 활용을 통하여 양분관리 효과를 검토하였다. 지역에서 발생하는 가축분뇨로 생산된 퇴·액비를 지역으로 다시 재순환할 수 있도록 하여, 가축분뇨 액비만으로도 충분한 양의 조사료 생산이 가능함을 보여주었으며, 농경지의 토양에서의 총 질소의 농도저감을 확인할 수 있었다. 질소농도의 감소는 작물의 사용량 뿐 아니라 토양에 축적되거나 지하수 및 지표수로 유출되는 것이 포함되어 수질개선의 효과를 예상할 수 있다.

• 환경생물
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• 제38권1호
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• pp.71-81
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• 2020

국내 발생 암모니아 중 가축분뇨의 기여율이 높은 것은 자명한 사실이다. 암모니아 배출량 산정 과정의 정확도와 신뢰도 향상을 위해서는, 가축분뇨 발생량의 정확한 집계, 가축분뇨의 퇴비화 및 액비화 과정에서 단계별 암모니아 전환량과 발생량 산출, 퇴액비의 저장 및 운송과정에서의 암모니아 발생량 산정 그리고 토양 살포 과정과 방법에 따른 암모니아 발생량 비교 연구가 반드시 수행되어야 할 것이다. 미국과 유럽과 비교해 볼 때, 특히 국내 배출계수가 상대적으로 매우 획일적이고 시공간적으로 세분화되지 못해 국내 실정을 충분히 반영하지 못하고 있다. 암모니아 배출계수 산정의 정확도와 전문성을 향상 시킬 수 있는 방안으로, 퇴액비의 특성, 토양의 특성 그리고 기후 특성의 복합적인 고려가 가능한 챔버시스템을 활용할 수 있을 것이다. 국내외 암모니아 배출과 관련한 자료의 검토와 비교를 통해 현재 국내 시스템의 부족한 점과 나아가야할 방향을 확인할 수 있었으며, 암모니아 배출유량 산정이 가능한 챔버 시스템을 제언하였다. 향후 누락배출원의 신규 배출계수 산정과 같은 실질적인 정책과의 연계를 위해서는 실내의 챔버 시스템에서 더 나아가 현장에서의 mesocosom 시스템의 방법론 구축 또한 필요할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제22권2호
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• pp.35-43
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• 2014

각기 다른 돈분 처리시스템 운영 과정을 포함하여 액비의 농경지 살포에 따른 옥수수 재배에 대한 환경영향을 분석하기 위하여 전과정 평가방법을 적용하였다. 전과정평가의 첫 번째 부분은 사용될 분석 항목을 구성하는 것으로 돈분 처리시스템 운영에 대한 유입 및 배출에 대한 항목이며, 전과정 영향평가를 위한 다음 단계로서 전체 환경부하를 최종적으로 하나의 지수로 통합하기 위하여, 특정 항목에 대한 자료를 취합하고 분석하는 것이다. 전과정 영향 분석을 위한 실례로서 호기 및 혐기소화시스템 운영부터 호기 및 혐기 액비의 농경지 시용에 대한 옥수수 재배과정에 이르기 까지를 평가하였다. 농업환경영향에 대한 부하량 평가에서, 혐기소화액을 이용한 옥수수 재배에서는 수계부영야화가 7.6배 높았으며, 지구온난화에 대한 생태지표 지수(Eco-indicator value)는 10.9 tonne $CO_2$ eq.로 0.9배 적게 배출하는 것으로 산정되었다.

• 상하수도학회지
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• 제30권1호
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• pp.19-31
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• 2016

The Saemangeum watershed is required to manage water pollution effectively but the effect of liquid manure (LM) on soil and water quality in the basin is not clearly identified as yet. This study aims at assessing the effect on soil of a rice field and water quality of water bodies near the rice field during rice-crop time period to find out the effect of LM, the effect of rainfall, and the effect of rice-crop environment on soil and water quality by analyzing data of nitrogen components. As a result of the LM distribution, $NO_3-N$ was much higher than other N components in the entire soil layers and it was accelerated by rainfall right after the LM distribution. Compared to chemical fertilizer (CF), LM was slightly affected but still influenced on the surface water quality. During weak rainfall, low nitrogen concentration in topsoil was resulted as NH3-N decreased and Org-N and $NO_3-N$ increased. $NO_3-N$ concentration in the water of irrigation canals increased with time. During intensive rainfall, $NO_3-N$ and Org-N of the soil were measured highly in the submerged condition, while the water quality of the rice field was lower due to flooding into the irrigation canal as well as the growth of the rice plants. Also, total nitrogen was increased more than 7 times and it showed serious water quality deterioration due to LM and excessive fertilizer distribution, and rainfall during all rice-crop processes. The effect of LM on water quality should be studied consistently to provide critical data while considering weather condition, cropping conditions, soil characteristics, and so on.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제11권3로
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• pp.161-168
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• 2005

1. 돈슬러리의 초기 pH는 8.2로 약알칼리를 띠고 있었으며, 수분 함량은 $98.6\%$, 유기물 함량은 $0.4\%$였다. 돈슬러리내에 존재하는 총미생물수는 $6.3\times10^5cfu/ml$로 조사되었으며 Escherichia coli, Staphylococcus aureus 및 Bacillus cereus는 각각 $1.2\times10^4,\;4.1\times10^4,\;1.7\times10^4 cfu/ml,$였다. 2. 소독제 종류, 살포농도에 따른 처리별 수분, 유기물 함량은 큰 변화를 보이지 않았으며, pH는 기간이 경과함에 따라 높아지는 경향이었다. 3. 처리구별 초기 총미생물수는 $2.2\times10^5,\;9.9\times10^5\;cfu/ml,$의 분포를 나타냈으며, 소독제 살포후에는 모든 처리구에서 총미생물수가 점차적으로 감소하기 시작하여 2주째에 가장 낮은 수준인 $0.1\times10^5\~0.8\times10^5\;cfu/ml$으로 조사되었고 14일후에는 모든 처리구에서 다시 증가하는 경향을 나타내었다. 4. 병원성미생물인 Escherichia coli와 Staphylococcus aureus는 초기에는 각각 $1.0\times10^4\~4.8\times10^4,\;3.2\times10^4\~9.9\times10^4\;cfu/ml$의 분포를 나타내었으나, 소독제 살포당일부터 급격하게 감소하기 시작하여 살포 7일후에는 모든 처리 구에서 사멸되는 것으로 조사되었으며 살포 30일 후부터 서서히 증가하는 경향을 보였다. 5. 돈슬러리내 미생물중 부숙에 관여하는 미생물인 Bacillus cereus의 초기 미생물수는 $0.7\times10^4\~5.8\times10^4\;cfu/ml$였으며 소독제 살포당일에는 뚜렷한 감소효과를 보이지 않았으나 살포 3일 후부터 서서히 감소하기 시작하여 살포 14일 후까지 초기 수준에 비해 $8.6\~85.75\%$까지 감소하다가 그 이후부터는 서서히 증가하기 시작하여 시험초기와 비슷한 수준을 보였다. 6. 소독제 살포가 초기에는 돈슬러리 부숙에 약간의 영향을 미칠 수는 있으나, 기간이 경과함에 따라 그러한 영향은 거의 없어지는 것으로 나타났다.

• 한국유기농업학회지
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• 제11권3호
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• pp.65-73
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• 2003

제주지역 화산회토 시설재배지에서 유용미생물제를 시용하여 알타리 무의 생육, 수량변화를 알아보기 위하여 미생물제 액비 1,000mg$.$L$^{-1}$ 엽면시비 3회, 2,000mg$.$L$^{-1}$ 엽면시비 3회, 1,000mg$.$L$^{-1}$ 엽면시비 3회 + 미생물발효퇴비 600kg10a 정식전 살포처리후 20, 40, 60일 후 생육조사한 결과는 다음과 같다. 엽장과 엽폭은 무처리에 비해 미생물제제 처리구가 60일후에 유의하게 길어지는 것으로 나타났다. 엽수는 60일 후에 1,000mg$.$L$^{-1}$ 엽면시비 3회+미생물발효퇴비 600kg/10a에서 가장 많았고 다음으로 2,000mg$.$L$^{-1}$ 엽면시비 3회 처리구, 1,000mg$.$L$^{-1}$ 엽면시비 3회 처리 순으로 조사되었다. 엽록소함량치(SPAD reading value)는 60일 후에는 2,000mg$.$L$^{-1}$ 엽면시비 3회 처리구 및 1,000mg$.$L$^{-1}$ 엽면시비 3회+미생물발효퇴비 600kg/10a 처리구가 높은 것으로 나타났다. 지상부생체중은 미생물제제처리구가 무처리구에 비해 높은 경향을 보였다. 근장은 무처리구보다 미생물제제처리구가 길어지는 것으로 나타났다. 근중은 미생물제액비 1,000mg$.$L$^{-1}$ 엽면시비 3회+미생물발효퇴비 600kg/10a 처리구가 220g으로 가장 높은 것으로 나타났다.