농산부산물 재활용을 위한 바이오차의 제조 조건 별 화학적 특성 평가

Evaluating chemical properties of biochar pyrolyzed from agricultural by-products

바이오차는 열분해를 거친 난분해성 탄화물로 높은 표면음전하를 가지고 있어 탄소격리, 폐기물관리, 환경오염물질의 직접적인 제거뿐만 아니라 토양개량제로서 농업 생산성 개선책으로의 활용 가능성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 발생하는 4종의 농산부산물(솔잎, 맥주박, 버섯폐배지, 왕겨)을 원료로 선정하여 바이오차의 열분해 조건에 따른 화학적 특성 평가를 실시하였다. 각 제제별로 솔잎은 300, 500, 600℃에서 맥주박, 버섯폐배지 그리고 왕겨는 300, 500, 700℃의 온도 조건에서 1시간 동안 열분해하였다. 바이오차의 pH는 300℃에서 솔잎 5.6, 맥주박 5.5, 버섯 폐배지 6.7, 왕겨 6.9 로 약산성에서 중성을 나타내었으나, 500℃ 이상의 열분해 온도에서는 모든 제제에서 pH 10이 넘는 강염기성을 나타내었다. 각 바이오차의 탄소함량 분석 결과, 600℃의 솔잎 바이오차에서88.5±8.8%로 가장 높았으며 온도가 올라감에 따라 다른 제제에서도 탄소함량비가 증가하였다. 주사전자현미경(SEM)을 이용한 표면특성 조사 결과, 온도가 증가하면서 거친 다공질의 표면을 형성하는것을 확인하였다. 종합적으로 300℃로 열분해 된 바이오차는 낮은 pH로 농경지 내 암모니아 휘산억제에 효과적이고, 500℃이상의 바이오차는 높은 pH와 다공질 표면특성으로 농경지 토양의 산성화나 양분이용능력 개선에 뛰어날 것으로 기대된다.