퇴비 부숙도 측정 전처리 표준화 방법 고찰

A study on the pre-processing method for compost maturity

본 연구는 2021년 3월 25일부터 실시된 퇴비 부숙도 검사의무화에 따른 시⋅군농업기술센터에서 축산농가 시료 분석의 정확도와 효율성을 향상하기 위해 수행되고 있다. 부숙도 검사의무화 이후 현장 실태를 확인한 결과 일반적으로 축산농가는 시⋅군센터에 부숙도 측정 의뢰를 위해 시료 채취 시 봉투에 넣기 쉬운 수분함량이 낮은 부분을 떠서 제출하는 사례가 빈번하였다. 하지만, 현재 비료공정규격상 부숙도 측정 전 수분함량이 40% 이하일 때는 수분을 50%내외로 보충하고 24-48시간 뚜껑을 닫고방치 후 측정하게 되어있다. 따라서, 수분함량이 낮은 퇴비 부숙도 측정 전 현장에서 수분 보정을 함에있어 시간과 기술적인 부분의 개선이 필요하다. 이와 같은 현장의 애로사항을 해결하기 위해 국립농업과학원에서는 자동수분보정장치를 개발하고 있다. 장치 개발을 위해 1단계로 퇴비의 부숙도 측정 최적조건을 설정을 위한 실험을 하였다. 주요 외부 환경조건으로는 수분함량, 반응온도, 방치시간에 대한최적조건을 설정하였다. 조건설정은 부숙도 측정인자인 이산화탄소와 암모니아 발생량으로 하였으며, 측정방법은 자체 개발한 비분산적외선(NDIR)센서 기반 부숙도 측정장치를 이용하였다. 수분함량별가스 발생량을 측정하기 위해 부숙초기, 부숙완료 가축분혼합퇴비와 부숙후기 일반퇴비를 이용하였다. 부숙초기 가축분 퇴비의 경우 40% 수분함량 조건에서 초기 이산화탄소와 암모니아 농도가 각각 121.4, 109.7 ppm으로 가장 높게 발생했으나, 30분간 누적 발생량은 수분함량 30%조건에서 73.3, 810 g/kg/h로가장 높았다. 온도(20~60oC)에 따른 영향 평가 결과는 온도가 높아질수록 초기 농도(ppm)값과 발생량(g/kg/h)은 증가하는 경향을 띠었으나 부숙초기 가축분혼합퇴비의 경우 50oC 조건에서 30분동안 발생한 가스 발생량(g/kg/h)이 높게 나타났다. 이와 같은 이유는 미부숙 또는 부숙초기 퇴비의 경우 발생한가스가 퇴비 내 미생물 활성 저해 인자로 작용였거나, 반응기내 발생한 수분에 발생 가스가 녹아 최종발생량이 감소하였을 것으로 예상된다. 수분함량 30~40% 조건에서 미부숙 가축분혼합퇴비를 이용하여 최적 방치시간을 확인한 결과 2시간에서 최대 가스 발생량(g/kg/h)을 확인할 수 있었다. 이와 같은결과를 통해 수분함량은 기존 40%으로 유지하면서 60oC에서 2~3시간 방치 후 부숙도를 측정함으로써 전처리 시간 단축과 판정 정확 및 효율성을 증진할 것으로 판단된다.