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Sep 01, 2023

암모니아 및 메탄 배출을 줄이기 위한 슬러리의 산성화

2023년 4월 3일 이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

2023년 4월 3일

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본 대학교

환경으로 배출되는 암모니아는 큰 문제입니다. 농업은 가장 많은 오염을 유발하는 것으로 간주됩니다. 이는 독일에서 이러한 배출량의 95%를 담당합니다. 무색의 매운 가스는 농도가 높을수록 독성이 있습니다. 또한 수역의 부영양화에 기여하고 다른 대기 오염 물질과 반응하여 입자상 물질을 형성할 수 있습니다.

특히 이산화탄소보다 기후에 약 300배 더 해로운 온실가스인 아산화질소로의 전환이 문제가 되는 것으로 간주됩니다. 아산화질소는 지구 온난화에 약 10% 정도 기여하는 것으로 추정됩니다.

따라서 EU는 이제 회원국에 국가별 암모니아 배출 제한을 부과합니다. 그러나 농부들이 극도로 비용이 많이 드는 신축이나 가축 건물 개조를 수행하지 않고도 이러한 목표를 어떻게 달성할 수 있습니까?

"지난 3년 동안 우리는 기존 축사를 개조하는 데 사용할 수 있는 기술을 테스트해 왔습니다."라고 본 대학교 농업 공학 연구소(ILT)의 Veronika Overmeyer 박사는 설명합니다.

프로젝트 파트너인 SF-Soepenberg 및 Hölscher + Leuschner와 함께 연구진은 이러한 목적을 위해 검증된 방법인 황산을 사용한 슬러리의 산성화를 사용했습니다. 돼지와 소는 소위 슬레이트 바닥에 사육되는 경우가 많습니다. 그들의 배설물은 바닥의 틈새를 통해 아래의 슬러리 채널로 떨어집니다. 다음 성장 시즌이 시작될 때 비료로 사용될 때까지 거기에 저장됩니다.

"암모니아는 분변-소변 혼합물에서 지속적으로 방출됩니다"라고 Overmeyer는 말합니다. "산을 첨가하면 암모니아가 암모늄으로 존재하게 되는데, 이는 기체 형태로 빠져나올 수 없어 슬러리에 남아 있습니다." 이 메커니즘은 오랫동안 알려져 왔습니다. 예를 들어 독일에서는 일부 슬러리를 들판에 뿌릴 때 이미 일부 슬러리에 산이 첨가되어 있습니다. 그러나 이것은 헛간이나 슬러리 저장 중에 발생하는 가스 방출을 제어하지 못합니다.

슬러리 채널에서 배설물을 직접 산성화하는 것은 독성 황화수소가 생성될 수 있으므로 특정 상황에서는 위험할 수 있습니다. Overmeyer는 "이것이 우리가 이 공정을 헛간 밖으로 옮긴 이유입니다"라고 강조합니다. "며칠마다 슬러리를 특수 교반 탱크로 펌핑하여 황산과 혼합합니다. 그런 다음 새로 산성화된 슬러리를 다시 슬러리로 펌핑합니다. 채널."

이는 헛간에 계속 보관하는 동시에 암모니아 배출을 줄일 수 있음을 의미합니다. 이번 연구에서는 이러한 수치가 40% 미만으로 감소했습니다. 방법이 최적화되면 60% 이상의 값도 생각할 수 있습니다. 전처리된 슬러리를 사용한 시비로 인한 암모니아 배출량도 상당히 낮습니다. 또한, 산성화된 슬러리에는 일반보다 더 많은 양의 질소와 황이 포함되어 있기 때문에 시비 효과가 더욱 좋습니다.

또 다른 관찰도 예상치 못한 것이었습니다. 산성화는 매우 강력한 온실가스인 메탄의 형성도 억제했다는 것입니다. 인공 메탄의 10~15%는 슬러리 저장고에서 나옵니다. 연구를 감독한 ILT의 Wolfgang Büscher 교수는 "우리의 방법을 통해 메탄 배출량을 2/3까지 줄일 수 있었습니다."라고 설명합니다. "그래서 우리는 일석이조를 이루고 있는 것입니다."

개조는 무료로 제공되지 않습니다. 그러나 비용이 많이 드는 개조나 신축에 비해 상대적으로 저렴하며 비료 개선의 형태로 농부에게 추가적인 이점을 제공합니다. 그럼에도 불구하고 현재 독일의 입법 상황으로 인해 해결책이 흔들리고 있습니다. 이는 슬러리 채널이 이전에 특수 라이너로 밀봉된 경우에만 저장된 슬러리에 산을 첨가하는 것이 허용된다는 것을 규정합니다.