해가 거듭될수록 폐기물의 발생량은 증대되고 있으며, 이 중 유기성 폐기물에 대한 자원화 정책이 대두되고 있다. 하지만 이와 같은 자원화 방법 중 유기성폐기물을 이용한 퇴비화 과정에서 대기 중으로 발생될 수 있는 바이오에어로졸은 호흡기계 질환을 유발하는 등 인체에 유해한 것으로 알려져 있으나, 국내·외적으로 공기 중 생물학적 유해인자에 대한 관리기준의 마련 상황은 현재 매우 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 퇴비화 과정에서 대기 중으로 발생될 수 있는 바이오에어로졸의 제어에 관한 연구를 실시하였다.
본 연구에서는 유기성폐기물 중 돈분을 이용하여 퇴비화 운전을 통하여 인위적으로 발생되는 바이오에어로졸을 흡수법을 이용하여 포집하였으며, 천연성분 및 생물학적 환경개선제를 사용하여 바이오에어로졸의 제어 가능성을 평가하였다.
실험항목은 환경개선제의 사용에 따른 바이오에어로졸의 저감 정도 및 환경개선제 사용에 따른 퇴비단 내 퇴비화 관련 미생물의 영향정도, 경제적 주입농도 결정 및 현장적용 실험을 실시하였다.
환경개선제를 주입하여 바이오에어로졸의 제어수준을 확인한 실험에서는 천연성분 환경개선제 4종(콩기름, 피톤치드, 허브액, 목초액)과 생물학적 환경개선제 2종(미생물 제제, 미생물 효소제)를 이용하였다.
대조군 실험인 증류수만을 주입한 실험에서는 부유세균의 발생농도가 1.13×105 CFU/㎥(1hr)으로서 다른 환경개선제들을 이용한 실험들에 비하여 매우 높은 수준의 발생량을 보였으며, 천연성분 환경개선제 중 피톤치드와 허브액, 생물학적 환경개선제 중 미생물 제제와 미생물 효소제의 부유세균 발생농도가 낮은 발생농도 수준을 보이며, 지속적으로 시간 경과에 따른 바이오에어로졸의 저감 가능성을 보였다.
환경개선제의 사용이 퇴비화 과정을 진행시키는 미생물들의 활성에 영향을 미치지 않아야 하므로 이를 확인하기 위하여 대조군 실험인 증류수와 실험군인 천연성분 환경개선제 4종을 이용하여 실험을 실시하였다.
실험결과 실험군(목초액 1.477×108 CFU/g, 허브액 1.612×108 CFU/g, 콩기름 1.655×108 CFU/g, 피톤치드 1.723×108 CFU/g) 들과 대조군인 증류수(1.672×108 CFU/g)간의 활성 미생물 군집수는 거의 비슷한 수준을 보였다. 이로서 환경개선제는 퇴비화 미생물의 영향은 거의 미치지 않고 바이오에어로졸의 제어에 높은 기여를 한다는 결과를 확인할 수 있었다.
경제성을 확보하기 위하여 현장적용에 적용될 3가지 환경개선제(허브액, 피톤치드, 미생물 제제)의 최적 희석농도 결정 실험에서는 환경개선제 투입 1hr이 경과하였을 때는 5, 20배에서 상대적으로 높은 제어수준을 확인 할 수 있었지만, 시간이 경과될수록 실험의 기준농도(1배)와 부유세균의 발생량 간 차이가 크지 않았으므로 현장적용 농도는 기준농도로 설정하였다.
기준농도로 적용된 3종의 환경개선제(허브액, 피톤치드, 미생물 제제)를 표면적 28㎡에 표면 살포하여 부유세균과 부유진균의 제어 가능성을 살펴본 실험에서는 부유세균의 경우 허브액에서 주입 초기부터 높은 제어효과를 나타내었으며(0hr에서 33.8%, 1hr 경과 시 42.6%, 3hr 경과 시 73.5%, 5hr 경과 시 78.7%), 미생물 제제의 경우에도 주입 후 3hr 경과 시 까지 높은 제어효과를 확인할 수 있었다(0hr에서 79.3%, 1hr 경과 시 59.7%, 3hr 경과 시 70.1%). 부유진균의 경우에도 마찬가지로 허브액(0hr에서 53.1%, 1hr 경과 시 45.2%, 3hr 경과 시 30.5%, 5hr 경과 시 37.9%)과 BM-C(0hr에서 92.0%, 1hr 경과 시 90.7%, 3hr 경과 시 60.0%, 5hr 경과 시 60.4%)가 높은 제어효과를 나타내었다. 바이오에어로졸과 먼지입자간의 상관관계는 부유세균과 미생물 제제가, 부유진균에서는 허브액을 이용한 실험에서 높은 양의 상관관계와 유의수준을 보임으로서 통계적으로 환경개선제의 효과에 대하여 확인할 수 있었다.

The recent tendency of waste generation has increased more; therefore, the national policy for waste recycling in organic waste has become issues that are more powerful. However, bioaerosol, which moves into the atmosphere during the composting process using organic waste in various recycling methods, is harmful as it causes human diseases (e.g., Respiratory disease, etc.). However, the condition of air quality standards for biological hazard parameters in the ambient atmosphere around the world, including Korea, can be insufficient. This study was thus conducted on the control of bioaerosol emitted from composting to the atmosphere. In this study, we collected bioaerosol using absorption method generated from composts through composting facility operation by using swine manure in organic waste. At the same time, we evaluated the control of bioaerosol using natural ingredients and biological environmental agents. We likewise examined the effects as influence of microorganisms, economical injection concentrations, and field tests by potential reduction of bioaerosol and use of environment agents.
The generation level of bioaersol from composting was explored by applying the environmental agents. Four types of natural agents (Soybean oil, Phytoncide, Herb, Pyroligneous liquid) and two types of biological agents (Microbial agent, Microbial enzyme) were applied as environmental agents.
The injection of distilled water in the sole control group showed a very high level of emissions compared to the experiments group during the bacterial concentration of 1.13×105 CFU/m3 (in 1 hour), natural agents (Phytoncide and Herb). The biological environmental agent (Microbial agent and Microbial enzyme) showed a low level of concentration, so these agents have the possibility of reduction in bioaerosol.
The use of the environmental agent should not affect the activity of microorganisms in the composting process. Thus, in order to verify this, the experiments were conducted with the control group (Distilled water) and the experimental group (Four natural agents). The level of microorganisms in the control group (Distilled water: 1.672×108 CFU/g) was quite similar to that in the experimental group (Herb: 1.612×108 CFU/g, Soybean oil: 1.655×108 CFU/g, Phytoncide: 1.723×108 CFU/g, pyroligneous liquid: 1.477×108 CFU/g). The obtained results confirm the effect of environmental agents that contributes to the control of bioaerosol without affecting microbial activities.
To ensure the feasibility of field composting facilities, an experiment that would determine the injection concentration was conducted using three environmental agents (Herb, Phytoncide, Microbial agent) with different levels (1 time, 5 times and 20 times).
The experiment result showed 5 and 20 times that an environmental agent had a high control level, better than a single time after an hour of injecting the environmental agents. However, the generation concentration level of airborne bacteria was similar among three environmental agents. For this reason, the concentration of a single time''s environmental agents was set to conduct the field test.
In the experiment, three kinds of environmental agents (Herb, Phytoncide, Microbial agent) were sprayed at 28-m3 surface area of on-site compost pile to confirm the control possibility of airborne bacteria and fungi. The process showed a high control effect from the beginning of injecting the herb in varying elapsed time : 0 hour (33.8% of reduction), 1 hour (42.6%), 3 hours (73.5%), and 5 hours (78.7%). The microbial agent test showed the following results: 0 hour (79.1%), 1 hour (59.7%), and 3 hours (70.1%). Airborne fungi showed a high control effect upon the use of an herb in varying elapsed time: 0 hour (53.1%), 1 hour (45.2%), 3 hours (30.5%), and 5 hours (37.9%). The microbial agent test showed the following results : 0 hour (92.0%), 1 hour (90.7%), 3 hours (60.0%), and 5 hours (60.4%). These experimental results conformed to the effect of environmental agents by statistical analysis that airborne bacteria/microbial agent as well as airborne fungi/herb showed high positive correlation with significance.