국내 자원화시설 20%에 공정설치로 연수입 전량 생산

라창식 교수  (강원대학교)

생명활동 및 경제활동 유지에 필수적인 인은 일반적으로 인광석으로부터 채취되어 이용되고 있다.
국내의 경우 사료 및 비료·화공 산업의 주원료로 사용되는 인광석의 전량을 외국으로부터 수입하고 있으며 2008년 기준 연간 인광석 수입액은 약 3천900억 원에 이른다. 현재 전 세계에서 채굴 가능한 인의 매장량은 약 70억 톤이며, 향후 약 80년 이내(2090년경)에 고갈될 것으로 전문가들은 예측하고 있다. 이러한 전 세계적인 인자원 고갈의 심화로 자원보유국들이 인광석 수출을 줄이거나 중단하고 있으며 이에 따라 국제가격이 매년 가파르게 상승하고(사료가격 급등의 한 원인) 우리나라의 경우에는 수입물량 확보에도 큰 어려움이 있어 국가적 차원의 대체 인 자원 확보가 매우 시급한 실정이다. 
한편 그동안의 무계획적인 화학비료 사용과 지속적인 가축분뇨 자원화 촉진에 의해 전 국토에서 토양내 인 집적 문제가 발생하였으며 이는 현재 가축분뇨의 자원화(퇴액비, 바이오가스 등) 촉진에 걸림돌이 되고 있다.
또한 농경지 양분과잉으로 인해 토양생태계의 불균형이 초래되었으며 나아가 토양산성화 원인은 물론 하천, 호수, 연안바다, 지하수 등으로 유출된 양분은 심각한 수자원 오염발생의 원인이 되고 있기도 하다. 이에 대한 대책으로 정부에서는 양분총량제를 입법하여 2007년부터 전격 시행하게 되었으나 토양에 살포할 수 있는 퇴·액비의 양이 줄어들게 됨에 따라 양축농가 입장에서는 분뇨처리문제가 보다 심각하게 되었다. 더욱이 지난 2012년부터는 가축분뇨의 해양투기가 전면 금지됨에 따라 육지에서 처리하거나 재활용하여야하는 가축분뇨의 양이 대폭 증가하는 반면 양분총량제 시행으로 인해 자원으로의 이용 가능량이 줄어들게 됨에 따라 축분처리에 대한 새로운 대안 제시가 시급히 요구되고 있다. 
따라서 가축분뇨로부터 인을 회수하여 사료·비료·화학 산업 등에 재이용하는 토양을 거치지 않는 인 순환체계 구축 및 인광석 대체기술 개발은 토양의 인 집적문제를 해결하고 국가적 차원의 인 자원 확보 문제를 동시에 해결할 수 있는 실용적 방안이라 할 수 있다.
이러한 목표를 달성하기 위한 수많은 연구노력이 결실을 맺어(농촌진흥청 및 국립축산과학원의 연구비 지원) 가축분뇨나 액비로부터 인을 회수하여 분말화하는 공정과 기술이 개발되었으며 동물생체 독성평가 및 동물적용 사양실험을 통해 재생된 인자원을 사료산업용 인산칼슘 대체물질로 재이용하는 기술이 개발되었다. 그 내용에 따르면 가축분뇨나 혹은 가축분뇨액비내에 존재하는 인을 회수하는 공정을 개발하고 돼지농장에 설비하여 총용량 200톤 규모의 액비조와 연계하여 운전한 결과 액비 내에 존재하는 인의 80% 이상이 결정체 형태로 회수되었으며 회수물중 인산의 함량은 국내에 수입되는 고품질의 제 1+2인산칼슘(MDCP)과 거의 동일하였을 뿐만 아니라, 회수물을 가공하여 분말화할 경우에는 인산의 함량이 수입되는 MDCP에 비해 약 2.7배 정도 높아지는 것으로 나타났다. 재생·회수된 물질의 안전성을 평가하기 위해 랫트를 대상으로 생체독성 실험(생리적 독성, 장기검사, 조직검사를 통한 병리학적 검사 등)을 시행한 결과 회수된 물질에 의한 어떠한 독성도 발견되지 않아 가축분뇨로부터 회수된 인의 안전성을 확인할 수 있었으며, 가축분뇨로부터 회수된 인자원의 사료인산칼슘 대체제로서의 이용성을 평가하기 위해 육계를 대상으로 양질의 인산칼슘(MDCP)을 첨가하여 제조한 배합사료를 급여한 경우와 가축분뇨로부터 회수된 물질을 첨가한 사료를 급여한 경우의 사료섭취량, 증체량, 사료요구율, 영양소 소화율 등의 사양성적을 비교한 결과 배합사료 제조시 오히려 적은 양이 첨가됨에도 불구하고 양질의 인산칼슘을 첨가할 때와 동일한 성적을 얻을 수 있었다.
또한 회수물질을 사료용 MDCP 대체제로 이용 시의 생리적 영향과 심장, 신장, 간, 맹장, 근위, 소장 등의 소화기관 및 경골 발육에 미치는 영향을 파악한 결과 인산칼슘(MDCP)을 사용한 대조구와 회수물질을 대체제로 사용한 처리구 간에 차이가 없는 것으로 나타나 가축분뇨나 액비로부터 회수된 인자원의 산업적 재이용 가능성을 확인하였다.
2011년 기준 국내에 설비되어 운영되고 있는 공동자원화 시설 70개소 및 액비유통센터 140개소 중 약 20% 정도에 인 회수공정을 설비하여 운영한다면 연간 국내에 수입되는 인광석의 거의전량(2008년 기준 140만 톤/년)에 해당하는 만큼의 인자원을 가축분뇨로부터 회수하여 산업적으로 이용할 수 있으며 이는 가축분뇨나 혹은 가축분뇨 액비내 인자원 순환체계 구축과 그에 따른 토양의 인 집적 해결 및 국가적 차원의 대체인광석 확보시스템 확립을 가능케 할 것이다.