• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권2호
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• pp.185-190
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• 2015

농경지 토양에서 배출되는 온실가스는 기후변화와 지구온난화에 영향을 미치는 중요한 요인 중 하나이다. 본 연구에서는 해외에서 개발되어 이용되고 있는 DNDC, DAYCENT, EXPER-N, COUP 모델의 기본적인 구조와 입력, 출력 인자를 분석함으로써 국내 적용 가능성을 평가하였으며, 현재 국내의 여건에서 각 모델의 구동에 요구되는 필수 입력 인자의 형태와 확보 가능성에 대해 조사하였다. 모델 구동의 필수 인자는 기상청, 한국토양정보시스템, 농촌진흥청 등의 국내 관계 기관의 자료를 통해 확보할 수 있다. 하지만 실제 국내 적용을 위해서는 국내 지형과 기후 조건을 반영하고 모델의 보정과 검증을 통해 모델을 교정할 필요가 있다. 또한, 다양한 조건의 농경지를 대상으로 한 장기적인 현장 온실가스 발생 모니터링 자료 구축이 필요하다.

• 도시과학
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• 제9권1호
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• pp.69-73
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• 2020

Sudokwon landfill("Sudokwon" means regions of Seoul, Kyunggi and Incheon metropolitan cities in Korea), the world's largest sanitary landfill, has been systematically managing statistics on the incoming and dumping wastes and satisfactorily controlling pollutants including leachate and LFG. According to our long time experience of LFG field monitoring, the emission of GHG from landfill estimated by the IPCC Guideline showed much difference with our results. C&D waste has high concentration of sulfate compared to other wastes. Increased C&D waste of dumping waste had changed the COD/sulfate ratio in the landfill, which caused the increase of H₂S gas and the decrease of CH₄ gas. But the IPCC estimation method does not consider the effects of sulfate. In addition to that, the oxidation factor of the cover soil is set to the default values of 0.1 but the measured values by the field monitoring, are showing much higher than that, especially in the closed landfill.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.716-721
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• 2010

농산물 탄소성적표지제도 도입을 위한 농업분야 LCI database에 대한 연구를 위하여 쌀의 생산체계를 대상으로 전과정평가를 수행하였다. LCI 구축을 위한 영농 투입물과 산출물에 대한 데이터결과 유기질비료와 복합비료가 각각 4.29E-01 kg $kg^{-1}$ rice, 2.30E-01 kg $kg^{-1}$ rice으로 영농단계에서 가장 높은 투입량을 보였고, 영농단계에서 발생하는 직접대기배출물이 3.23E-02 kg $kg^{-1}$ rice의 배출값을 나타내었다. 쌀생산체계에서 발생하는 온실가스를 중심으로 전과정 목록분석을 수행한 결과 탄소성적값은 8.70E-01 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ rice이었다. 이 중 $CO_2$가 7.02E-01 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ rice로 온실가스 발생의 약 80%가 $CO_2$였고, $CH_4$과 $N_2O$의 배출량은 각각 13%, 5%의 비중을 차지하였다. 전과정 영향평가 결과 지구온난화에 기여하는 주요인자는 유기질비료 생산 공정이 42%, 무기질비료 생산공정이 40%로 비료생산공정에 의한 비중이 가장 높았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1185-1194
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• 2011

시설재배 상추생산체계에 대한 LCI DB를 구축하고 상추의 탄소성적산정과 전과정 영향평가를 위하여 전과정평가를 수행하였다. 상추재배에 관련된 농작업 투입물과 산출물에 대한 GTG 목록작성결과 시설상추 1 kg 생산하는데 투입되는 물질 중 유기질비료와 화학비료가 각각 $7.85E-01kg\;kg^{-1}\;lettuce$, $4.42E-02kg\;kg^{-1}\;lettuce$로 비료의 투입량이 가장 높았다. 비료와 에너지의 투입이 시설상추 생산에 가장 높은 비중을 차지하는 물질이었다. 영농단계에서 발생하는 직접 대기배출물 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$ 배출량의 합은 $3.23E-02kg\;kg^{-1}\;lettuce$이었다. 시설 상추 1 kg을 생산 전과정 중 발생하는 온실가스를 LCI 분석한 결과 시설상추 생산체계 전과정을 통하여 상추 1kg 생산에 발생하는 온난화 가스는 $CO_2$가 $8.65E-01kg\;CO_2\;kg^{-1}$로 가장 많았고, $CH_4$와 $N_2O$가 각각 $8.59E-03kg\;CH_4\;kg^{-1}$, $2.90E-04kg\;N_2O\;kg^{-1}$이었다. 전체적으로 온실가스 배출에 가장 크게 기여하는 공정은 비료생산으로 나타났고, 특히 아산화질소 발생에서 상추재배단계가 차지하는 비중이 높게 나타났는데 이것은 질소 비료 시용에 의한 아산화질소의 대기배출 때문으로 판단되었다. 각 온난화 가스들의 발생량을 $CO_2$-eq.로 환산하여 시설 상추 생산체계에서 발생하는 온실가스 배출량을 탄소 성적값으로 산정하였다. 시설상추 생산체계의 탄소 성적값은 1.14E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$였다. $CO_2$-eq.로 환산된 탄소 성적에 $CO_2$는 발생 비중이 총 온실가스 배출량에 약 76%, $CH_4$는 16%, $N_2O$는 8%를 차지하였다. LCI 분석결과 영농작업 단계에서 배출되는 온난화 가스의 주요원인은 농기계사용으로 인한 화석연료의 연소 중에 발생하는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소와 질소비료 시용에 기인한 아산화질소의 대기 발생이었다. 전과정 영향평가 영향범주 중 포장에서 배출되는 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$와 직접적으로 관련된 영향범주는 지구온난화 영향범주와 광화학적 산화물 생성 범주 이며, 평가결과 지구온난화 영향범주의 특성화 값은 1.14E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$이었고, 광화학적 산화물 생성 범주 특성화 값은 9.45E-05 kg $C_2H_4$-eq. $kg^{-1}$이었다. 대부분 영향범주에서 비료생산에 의한 환경영향 기여도가 가장 높았고, 그다음으로 농자재생산 공정과 에너지생산 공정이 환경영향에 대한 기여도가 높았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.898-903
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• 2010

투입되는 퇴구비, 무기질 비료, 농자재 (육묘용 플러그판), 에너지 (전기, 화석연료)양은 각각 3.10E+00 kg $kg^{-1}$ soybean, 4.57E-01 kg $kg^{-1}$ soybean, 6.29E-02 kg $kg^{-1}$ soybean, 8.48E-02 kg $kg^{-1}$ soybean이었고, 콩 생산단계에서 발생하는 직접 대기배출물 ($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$)의 배출량은 1.48E-01 kg $kg^{-1}$ soybean였다. LCI 분석 결과 콩 생산체계의 탄소원단위 성적은 3.36E+00 kg $CO_2$-eq $kg^{-1}$ soybean였고, 온실가스 발생량 비중을 비교하면 $CO_2$가 71%, $CH_4$ 18%, $N_2O$ 11% 이었다. $CO_2$는 비료생산 (약 92%)과 콩생산 (약 7%)에서 주로 발생하였고, $N_2O$의 주요 발생원은 콩 생산 (약 67%)과 비료생산 (약 32%)순이었는데, $CO_2$, $N_2O$의 $CO_2$-eq. 환산 성적은 각각 2.36E+00 kg $CO_2$-eq $kg^{-1}$ soybean과 3.50E-01 kg $CO_2$-eq $kg^{-1}$ soybean였다. 전과정 영향평가 수행결과 GWP의 특성화값은 3.36E+00 kg $CO_2$-eq $kg^{-1}$였고, 콩 생산과 비료 생산이 주요한 원인이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.892-897
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• 2010

고구마 생산체계의 탄소성적을 평가하기 위하여 LCI database 구축하고 전과정 영향평가를 통한 잠재적 환경영향을 평가하였다. 인벤토리 목록구축을 위한 자료 수집 결과 고구마의 투입물 중 유기질비료의 투입비가 71% 매우 높았고, 화학비료는 22%, 투입되는 에너지의 6%의 순이었다. 유기질 비료 투입량은 3.26E-01 kg $kg^{-1}$ sweetpotato, 무기질비료는 1.02E-01 kg $kg^{-1}$ sweetpotato, 고구마를 재배할 때 발생되는 직접배출 ($CO_2$, $CH_3$, $N_2O$)은 2.47E-02 kg $kg^{-1}$ sweetpotato였다. 탄소성적은 4.05E-01 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ sweetpotato이며, $CO_2$의 배출량이 2.88E-01 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ sweetpotato로 전체 온실가스배출 중 71%를 점유하였고, $CH_4$ 18%, $N_2O$가 11%였다. 이들의 공정별 기여도 분석결과 $CO_2$는 비료생산공정과 고구마생산에서 주로 발생하였고, 기여도는 약 32%, 28%였다. $N_2O$는 고구마를 재배할 때 가장 많이 발생되었고, 기여도는 약 90%였다. 전과정 영향평가 결과 비료생산은 모든 영향범주에서 가장 큰 기여도를 나타내었다. GWP (지구온난화범주)에서 고구마재배에 의한 기여가 약 12% 정도였으며, 비료생산은 약 90%였다. GWP와 POCP (광화학산화물생성) 범주의 특성화 값은 각각 4.05E-01 $CO_2$-eq. $kg^{-1}$, 5.08E-05 kg $C_2H_4$-eq. $kg^{-1}$이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권6호
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• pp.399-407
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• 2008

농경지에서 발생되는 온실가스인 $CH_4$, $N_2O$의 배출제어 기술을 구명하기 위하여 수원시에 위치한 국립농업과학원 기후변화생태과 시험포장에서 온실가스 배출시험을 수행하였다. 고추밭에서 토성과 토양수분에 의한 온실가스배출 시험은 2004~2005년 2년간 고추 재배를 하여, 질소를 시용하지 않는 PK와 NPK+ 돈분퇴비 등으로 시비처리를 하였고 온실가스배출에영향을 주는 토양수분, 토양온도 그리고 무기태 질소($NH{_4}^+$, $NO{_3}^-$) 등 관련 요인별로 온실가스배출량을 측정하였다. 이와 같이 밭에서 온실가스 배출에 미치는 영향을 조사하여 온실가스 관리에 필요한 기초 자료로 활용하기 위해 시험한 결과는 다음과 같다. 1) 토성에 따른 $N_2O$ 배출량은 식양토에 비해 사양토에서 74.0~82.1% 적었고, 토양 수분장력 -30 kPa보다 -50 kPa에서 식양토는 13.2%, 사양토는 40.2%가 적었다. 2) $CH_4$ 배출은 식양토에 비해 사양토에서 45.7~61.6%, 그리고 수분장력에 따라 -30kPa보다 -50kPa에서 식양토 69.6%, 사양토 55.8%가 적었다. 3) $N_2O$ 배출에 영향을 미치는 요인은 식양토에서 무기태질소 (51.2%), 토양온도 (25.8%), 토양수분함량 (23.0%), 그리고 사양토에서는 토양수분함량 (39.3%), 토양온도 (36.4%), 무기태질소 (24.3%) 순으로 나타났으며, 식양토에 비해 사양토에서 $N_2O$ 배출에 대한 무기태질소의 기여도가 낮았다.

• 한국환경농학회지
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• 제42권4호
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• pp.358-370
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• 2023

Composting has been proposed for the management of organic waste, and the resulting products can be used as soil amendments and fertilizer. However, the emissions of greenhouse gases (GHGs) such as CO₂, CH₄, and N₂O produced in composting are of considerable concern. Hence, various additives have been developed and adopted to control the emissions of GHGs. This review presents the different additives used during composting and summarizes the effects of additives on GHGs during composting. Thirty-four studies were reviewed, and their results showed that the additives can reduce cumulative CO₂, CH₄, and N₂O emission by 10.5%, 39.0%, and 28.6%, respectively, during composting. Especially, physical additives (e.g., biochar and zeolite) have a greater effect on mitigating N₂O emissions during composting than do chemical additives (e.g., phosphogypsum and dicyandiamide). In addition, superphosphate had a high CO₂ reduction effect, whereas biochar and dicyandiamide had a high N₂O reduction effect. This implies that the addition of superphosphate, biochar, and dicyandiamide during composting can contribute to mitigating GHG emissions. Further research is needed to find novel additives that can effectively reduce GHG emissions during composting.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권6호
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• pp.502-509
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• 2013

2011~2012년 2년간 전북 군산과 익산 지역의 관행농 벼를 재배하는 농가를 대상으로 온실가스 배출량 산정을 위한 인벤토리 목록을 구축하였다. 2년 누적 평균 데이터를 사용하여 전과정평가를 수행하고, 탄소성적 산출 및 온실가스 배출의 주요인을 분석하였다. 분석된 온실가스 배출 주요인자들을 대상으로 민감도 분석을 수행하여 온실가스 잠재량을 산정하고, 대상지역 농가들이 적용할 수 있는 온실가스 저감 영농법을 제안하고자 하였다. 관행농 쌀 생산농가를 대상으로 전과정 목록분석을 수행한 결과 탄소성적은 쌀 1 kg 생산을 기준으로 2.21 kg $CO_2.-eq.kg^{-1}$가 발생되었다. 온실가스 중 $CO_2$ 배출량이 가장 많았으나, 지구온난화 지수를 곱하여 이산화탄소 등가 ($CO_2$-eq.)로 환산하면 벼 생산체계의 탄소성적에서 메탄발생 기여도가 가장 컸다. 전체 $CO_2$ 배출량 중 복비생산 공정에서 37%가 발생하였고, 단비생산으로 10%, 벼 재배과정 중 40%가 발생하였다. 벼 재배 중 $CO_2$ 발생원은 농기계의 화석연료 사용에 의한 불완전 연소이다. $CH_4$는 대부분 벼 재배 중에 발생되었으며, 벼논의 메탄 발생 요인은 혐기조건의 담수논이다. $N_2O$은 대부분 벼 재배과정에서 배출되었고, 벼 재배 중 $N_2O$의 발생요인은 복비, 요소 비료, 퇴비 등의 비료시용이었다. 에너지 사용량 변화에 따른 민감도 분석결과 에너지원 중 경유의 민감도가 가장 높았고, 경유사용량을 10% 줄였을 때 약 2.5%의 $CO_2$ 감축 잠재량이 산정되었다. 복비 시용량을 10% 줄였을 때 $CO_2$는 약 1%, $N_2O$는 약 1.8%의 감축잠재량이 산정되었다. 퇴비시용을 10% 줄이면 약 1.5%의 메탄발생이 감소하고, 아산화질소는 약 1% 감소효과가 나타났다. 물떼기 일수가 10일 증가하면 메탄발생량이 약 4.5% 감소되었다. 투입량의 변화에 따른 온실가스 감소 효과가 가장 큰 요인은 벼논 물떼기 일수의 증가 및 경운과 수확시 사용하는 농기계용 경유사용량 감소였다. 그에 따라 중간낙수 및 무경운 등이 탄소배출 저감 영농법으로 제시되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1195-1206
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• 2011

남양주의 실제 상추재배 농가를 대상으로 전과정평가를 적용하여 bottom-up 방식의 사례분석을 수행하였다. 사례분석을 위하여 현장을 방문하여 청취 조사를 하였고, 대상 농가는 유기농가 2곳, 무농약 인증 농가 1곳, 관행농가 2곳이었다. 현장자료 수집과 산정에서 데이터 값의 오차범위가 넓어지는 것을 고려하여 추가의 냉난방이 없는 가을 1 작기를 기준으로 평가하였고, 민감도 분석과 시나리오 분석을 추가하였다. 전과정 목록분석과 영향평가는 'PASS(4.1.3)' 소프트웨어를 사용하였다. GTG 목록작성 결과 상추 1 kg 생산하는데 투입되는 물질 중 비료와 에너지 투입이 가장 높은 비중을 차지하였고, 농약이 가장 작은 값을 나타냈다. 특히 육묘단계가 없었던 농가 1을 제외한 모든 농가에서 전기의 투입량이 가장 높게 나타났다. 상추 1 kg 생산하는데 영농작업으로 말미암아 포장에서 직접 배출되는 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$는 각각 6.79E-03 (농가 1), 8.10E-03 (농가 2), 1.82E-02 (농가 3), 7.51E-02 (농가 4), 1.61E-02 (농가 5) kg $kg^{-1}$ lettuce이었다. 전과정 목록분석 결과 시설 상추 1 kg 생산하는데 발생하는 온실가스 발생량은 $CO_2$가 배출량 대부분을 차지하였고, 그 다음이 $N_2O$, $CH_4$ 순으로 나타났다. 농가별 $CO_2$ 배출량은 각각 2.92E-01 (농가 1), 3.76E-01 (농가 2), 4.11E-01 (농가 3), 9.40E-01 (농가 4), $5.37E-01kg\;CO_2\;kg^{-1}\;lettuce$ (농가 5)이었다. 공정별 온실가스 발생량을 분석한 결과, $CO_2$는 에너지생산 과정에서 발생하는 양이 가장 많았다. 관행농은 에너지생산에 의한 배출 비중이 유기농보다 적었고 대신 복비 생산에 의한 $CO_2$ 배출 비중이 그 차이만큼 늘었다. 또한, 무기질 비료 투입이 많아질수록 아산화질소 발생에서 상추재배 공정이 차지하는 비중이 높게 나타났는데 농가 1, 2는 87%, 농가 3은 64%를 나타냈다. 시설 상추 생산체계의 탄소성적 값은 농가별로 각각 3.40E-01 (농가 1), 4.31E-01 (농가 2), 5.32E-01 (농가 3), 1.08E+00 (농가 4), 6.14E-01 (농가 5) kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ lettuce였다. 민감도 분석 결과 유기질 비료 민감도가 무기질 비료 민감도 보다 높았고, 이 중 유박의 민감도가 가장 높았고, 복합비료의 민감도가 가장 낮았다. 또한, 온실가스 변화량 중 아산화질소 발생량이 가장 민감하게 변화하였다. 전기 사용량 변화에 따른 민감도 분석은 이산화탄소의 민감도가 가장 높았고, 다음이 메탄이었고, 아산화질소는 민감도가 0에 가까웠다. 따라서 시설재배 상추생산에서 탄소배출량 감소를 위하여 질소비료 종류와 시비방법 및 시설내 전기사용에 대한 합리적 영농법에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되었다. 상추 재배에서 여름 작기에 대한 탄소 성적 시나리오 분석결과 생산량이 봄이나 가을에 비하여 약 1/2~1/3정도 작았고, 이에 따라 탄소성적도 30~40배 높은 값을 보였다.