• 제목/요약/키워드: $NH_3-NH_4^+$

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옥천천 (만) 유역 하천과 만입부의 수환경 평가 (An Evaluation of Aquatic Environment in the Okchon Stream-Embayment Watershed, Korea)

  • 김동섭;이혜근;맹승진;황순진;신재기
    • 생태와환경
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    • 제36권2호통권103호
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    • pp.181-190
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    • 2003
  • 옥천천(만)유역을 대상으로 2002년 5월부터 9월까지 총 6회 수환경을 조사하였다. 환경 요인은 하천과 구간에 따라 차이가 컸고, 유수환경과 정수환경에서 더욱 현저하여 대비가 되었다. 수중 영양염은 상류 하천에서 비교적 저농도이었으나, 하수처리수 유입 후부터 고농도로 전환되어 점오염원 영향이 절대적이었다. 특히, 유역에서 SRP와 $NH_4$의 분포는 다른 영양염에 비해 매우 뚜렷하였고, 하수처리수의 영향을 평가함에 있어 가장 중요한 인자가 될 수 있었다. 하수처리수의 유입직 후 정점에서 SRP의 평균 농도는 919.3${\mu}g$ P/l로써 유역에서 가장 영향력이 컸고, P농도에 의해 수중 영양염 비율이 조절됨을 알 수 있었다. 하수처리수의 지속적 공급은 하류의 만입부에서 chl-a 증가를 유도하는 결정적인 요인으로 볼 수 있었다. 남조류가 대발생한 시기에 만입부에서chl-a 농도는 234.5${\sim}$l,692.2 ${\mu}g$/1범위이었고, 8월에 최대 현존량은 ml당 $1.0{\times}10^6$ 세포를 훨씬 초과하여 담수적조 수준보다 200배 이상이었다. 이러한 결과는 다른 환경요인에서 잘 반영되었고, 그 중에서 AFDM/TSS 비는 100%로써 조류에 의한 수질오염이 극심함을 잘 반영하였다. 따라서, 하수처리수에 포함된 P와 N 저감이 선행되어야 하천 수환경 개선 뿐만 아니라 저수지 수질관리에 효과가 있을 것으로 본다.

대체관개 용수에 의한 배추생육 및 토양 염류도에 미치는 영향 (Influences of Chinese Cabbage Growth and Soil Salinity to Alternative Irrigation Waters)

  • 신중두;박상원;김원일;이종식;윤순강;엄기철
    • 한국토양비료학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.25-30
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    • 2007
  • 갈수기에 관개한 대체용수가 배추 생육 및 토양 염류도에 미치는 영향을 구명하기 위해 대체관개용수로 산업공장 폐수처리장 방류수, 하수종말처리장 방류수와 대조구로서 지하수를 관개하여 본 실험을 수행하였다. 관개한 대체용수에 대한 화학구성 성분은 산업공장 폐수처리장 방류수의 $Ni^+$ 농도와 SAR 값은 관개수로서 다른 국가의 재활용 기준치를 상회하였다. 또한 하수종말처리장 방류수의 CODcr 농도는 농업관개용수 재활용 기준을 초과하는 것으로 나타났다. ECi 값은 산업공장 폐수처리장 및 하수종말처리장 방류수가 0.7에서 $2.0dS\;m^{-1}$로서 약한 염류도에 속하였다. 산업공장 폐수처리장 및 하수종말처리장 방류수 관개구의 평균 수확지수는 관개기간에 관계없이 대조구 0.61에 비교하여, 각각 0.64과 0.63으로 나타났다. 토양중의 SAR값은 결구기에 관개기간이 지연됨에 따라 증가하였지만, 산업공장 폐수처리장 방류수 관개구에 대해서는 수확기에 30일간 관개한 것을 제외하고는 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나, 하수종말처리장 방류수를 관개한 경우 대조구와 비교하여 전생육기간을 통해 관개기간에 따른 큰 차이는 없었다. 수확기에 산업공장 폐수처리장 및 하수종말처리장 방류수 관개구의 평균 ECe는 대조구 $0.013dS\;m^{-1}$에 비교하여 각각 $0.017dS\;m^{-1}$$0.036dS\;m^{-1}$이었다. 대체용수를 관개한 후 수확기의 토양 중 $NH_4-N$ 농도는 관개기간에 따른 대체용수원 별로는 큰 차이가 없는 것으로 관측되었다. 또한, 토양 중의 $NO_3-N$ 농도는 관개 후 20일까지는 증가하였지만, 결구기에 하수종말처리장 방류수 관개 후 30일에는 감소하였다. 하수종말 처리장 방류수를 관개한 표토층(0 15 cm)의 $Ni^+$ 함량은 결구기에 관개기간이 지연됨에 따라 증가하였지만, 수확기에 급격히 감소하여 모든 처리구에서 일정 수준을 유지하였다. 그러므로, 배추경작 시 갈수기에 배추정식 후 20일간 하수종말 처리장 방류수를 20일간 관개하여도 안전한 것으로 사료된다.

A2O공정 운전인자 조정에 대한 연구 (A Study on Adjustment of Operational Factor in A2O process)

  • 유호식;이병희
    • 유기물자원화
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    • 제23권3호
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    • pp.33-41
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    • 2015
  • 대규모 시설확장 없이 기존하수시설의 운영 방식개선으로 처리효율을 극대화할 수 있는 방법을 찾아보고자 하였다. 충분한 질소제거를 위해 체류시간 79%는 호기조에 할애할 필요가 있었다. 포기시간이 길어질수록 질산화가 많이 진행되었는데 인 농도는 반대의 경향을 보여주었다. 긴 포기시간에서 높은 농도의 인 배출을 보여주고 있었다. 높아진 $NO_3-N$의 방해로 PAOs의 활동이 저하되어 TP 및 $PO_4-P$의 흡수가 저조해지는 현상으로 추정되었다. 충분한 질소제거를 위해 긴 포기시간을 선택해야 하지만 TP 및 $PO_4-P$의 농도를 낮출 수 있는 방법도 강구해야 할 필요성이 생겨 혐기조 체류시간을 가변적으로 확장하는 방법을 고안하였다. 혐기조와 무산소조를 두 칸으로 하지 않고 3등분하여 중앙 칸을 가변적으로 사용하는 경우를 설정해 보았다. 중앙 칸을 무산소 또는 혐기조로 사용하는 경우로 설정한 것이다. TN, $NH_3-N$, $NO_3-N$ 등은 충분히 낮추면서 TP 및 $PO_4-P$의 농도를 더욱 낮출 수 있었다. 혐기조 체류시간이 증가되어 탈질촉진이 생긴 것으로 판단되었다. 중앙 칸을 가변적으로 사용할 수 있는 방법으로는 호기조에서 오는 내부반송수를 두 번째와 세 번째 칸으로 밸브 연결하여 두 번째 칸을 선택적으로 혐기조로 운영하는 방법이다. 이러한 방식은 계절에 따라 수온변화에 대응하는 우수한 대안이 될 것으로 사료되었다.

Effects of Levels of Feed Intake and Inclusion of Corn on Rumen Environment, Nutrient Digestibility, Methane Emission and Energy and Protein Utilization by Goats Fed Alfalfa Pellets

  • Islam, M.;Abe, H.;Terada, F.;Iwasaki, K.;Tano, R.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권7호
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    • pp.948-956
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    • 2000
  • The effect of high and low level of feed intakes on nutrient digestibility, nutrient losses through methane, energy and protein utilization by goats fed on alfalfa (Medicago sativa L.) pellets based diets was investigated in this study. Twelve castrated Japanese goats were employed in two subsequent digestion and metabolism trials. The goats were divided into three groups, offered three diets. Diet 1 consisted of 100% alfalfa pellet, Diet 2 was 70% alfalfa pellet and 30% corn, and Diet 3 was 40% alfalfa pellet and 60% corn. The two intake levels were high (1.6 times) and low (0.9 times) the maintenance requirement of total digestible nutrients (TON). Rumen ammonia nitrogen ($NH_3$-N) level of Diet 1 was lower (p<0.001) compared to Diets 2 and 3, but the values were always above the critical level (I50 mg/liter), The pH values of rumen liquor ranged from 6.02 to 7.30. Apparent digestibility of nutrient components did not show differences (p>0.05) between the two intake levels but inclusion of corn significantly altered the nutrient digestibility. Diet 3 had highest (p<0.001) dry matter (DM), organic matter (OM), ether extract (EE) and nitrogen fee extract (NFE) digestibility followed by the Diet 2 and Diet 1. The crude protein (CP) digestibility values among the three diets were in a narrow range (70.1 to 70.8%). Crude fiber (CF) digestibility for Diet 3 was slight higher (p>0.05) than that for other two diets. When alfalfa was replaced by corn, there were highly significant (p<0.001) increases in DM, OM, EE and NFE apparent digestibility and a slight increase in the CF digestibility (p>0.05). There were no differences (p>0.05) in energy losses as methane ($CH_4$) and heat production among the diets but energy loss through urine was higher for the Diet 1. The total energy loss as $CH_4$ and heat production were higher for the high intake level but the energy loss as $CH_4$ per gram DM intake were same (0.305 kcal/g) between the high and low intake level. Retained energy (RE) was higher for Diet 3 and Diet 2. Nitrogen (N) losses through feces and urine were higher (p<0.001) for Diet 1. Consequently, N retention was lower (p>0.05) for Diet 1 and higher in Diets 3 and 2. It is concluded that inclusion of corn with alfalfa increased the metabolizable energy (ME) and RE, and retained N through reducing the energy and N losses. The high level of intake reduced the rate of nutrient losses through feces and urine.

Enhanced Light Harvesting by Fast Charge Collection Using the ITO Nanowire Arrays in Solid State Dye-sensitized Solar Cells

  • Han, Gill Sang;Yu, Jin Sun;Jung, Hyun Suk
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.463-463
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    • 2014
  • Dye-sensitized solar cells (DSSCs) have generated a strong interest in the development of solid-state devices owing to their low cost and simple preparation procedures. Effort has been devoted to the study of electrolytes that allow light-to-electrical power conversion for DSSC applications. Several attempts have been made to substitute the liquid electrolyte in the original solar cells by using (2,2',7,7'-tetrakis (N,N-di-p-methoxyphenylamine)-9-9'-spirobi-fluorene (spiro-OMeTAD) that act as hole conductor [1]. Although efficiencies above 3% have been reached by several groups, here the major challenging is limited photoelectrode thickness ($2{\mu}m$), which is very low due to electron diffusion length (Ln) for spiro-OMeTAD ($4.4{\mu}m$) [2]. In principle, the $TiO_2$ layer can be thicker than had been thought previously. This has important implications for the design of high-efficiency solid-state DSSCs. In the present study, we have fabricated 3-D Transparent Conducting Oxide (TCO) by growing tin-doped indium oxide (ITO) nanowire (NWs) arrays via a vapor transport method [3] and mesoporous $TiO_2$ nanoparticle (NP)-based photoelectrodes were prepared using doctor blade method. Finally optimized light-harvesting solid-state DSSCs is made using 3-D TCO where electron life time is controlled the recombination rate through fast charge collection and also ITO NWs length can be controlled in the range of over $2{\mu}m$ and has been characterized using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Structural analyses by high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and X-Ray diffraction (XRD) results reveal that the ITO NWs formed single crystal oriented [100] direction. Also to compare the charge collection properties of conventional NPs based solid-state DSSCs with ITO NWs based solid-state DSSCs, we have studied intensity modulated photovoltage spectroscopy (IMVS), intensity modulated photocurrent spectroscopy (IMPS) and transient open circuit voltages. As a result, above $4{\mu}m$ thick ITO NWs based photoelectrodes with Z907 dye shown the best performing device, exhibiting a short-circuit current density of 7.21 mA cm-2 under simulated solar emission of 100 mW cm-2 associated with an overall power conversion efficiency of 2.80 %. Finally, we achieved the efficiency of 7.5% by applying a CH3NH3PbI3 perovskite sensitizer.

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대두종실(大豆種實)의 수량(收量)과 영양적(營養的) 품질(品質)에 미치는 황(黃) 시용(施用)의 효과(效果) (Effects of Sulfur on Yield and Nutritive Qualities of Soybean)

  • 임선욱;엄주완
    • 한국토양비료학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.356-362
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    • 1984
  • 황(黃)이 대두(大豆)의 수량(收量)과 생육(生育) 및 영양적(營養的) 품질(品質)에 미치는 효과(效果)를 구명(究明)하기 위하여 광교(光敎) 품종(品種)에 대하여 함황비료(含黃肥料)의 비종(肥種), 시비수준(施肥水準) 및 시용방법(施用方法)을 달리하여 포장실험(圃場實驗)을 실시(實施)하였다. 토양시비(土壤施肥)의 경우 황(黃) 공급원(供給源)으로 유안(硫安)과 과석(過石)을 공시(供試)하고 황(黃) 시비수준(施肥水準)은 10a 당(當) 0, 2, 4, 6kgS로 하였으며 엽면시비(葉面施肥)의 경우는 $K_2SO_4$, $(NH_4)_2SO_4$, $MgSO_4$, 및 Thiourea 를 개화기(開花期)에 10a당(當) 2kgS로 시용(施用)하였다. 실험(實驗) 결과(結果)는 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 종실(種實) 수량(收量)과 건물중(乾物重)은 황(黃) 시용수준(施用水準)이 증가(增加)함에 따라 증가(增加)하였으며 각(各) 수량구성요소(收量構成要素)도 증가(增加)하였다. 2. 황(黃)의 시비(施肥)에 의하여 종실(種實)의 황(黃) 함량(含量)이 증가(增加)하였고 따라서 N/S비(比)도 저하(低下)되었다. 3. 종실(種實)의 단백질(蛋白質) 함량(含量)은 황(黃)의 시비(施肥)로 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보였으며 함황(含黃)아미노산(酸)인 methionine과 cysteine이 증가(增加)하여 대두(大豆) 단백질(蛋白質)의 영양적(營養的) 품질(品質)을 향상(向上)시킬 수 있는 효과(效果)가 나타났다. 4. 황(黃) 시비(施肥)는 종실(種實)의 지방함량(脂肪含量)이나 무기(無機)이온의 흡수(吸收)에는 영향(影響)을 미치지 않았다. 5. 황(黃)의 비종별(肥種別) 시비효과(施肥效果)에는 차이(差異)가 없었으며 시용방법별(施用方法別)로는 엽면시비(葉面施肥)가 더 효과적(效果的)이었다.

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Preparation of LiFe PO4 Using Chitosan and its Cathodic Properties for Rechargeable Li-ion Batteries

  • Hong, Kyong-Soo;Yu, Seong-Mi;Ha, Myoung-Gyu;Ahn, Chang-Won;Hong, Tae-Eun;Jin, Jong-Sung;Kim, Hyun-Gyu;Jeong, Euh-Duck;Kim, Yang-Soo;Kim, Hae-Jin;Doh, Chil-Hoon;Yang, Ho-Soon;Jung, Hee
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제30권8호
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    • pp.1719-1723
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    • 2009
  • The LiFeP$O_4$ powder was synthesized by using the solid state reaction method with Fe($C_2O_4){\cdot}2H_2O,\;(NH_4)_2HPO_4,\;Li_2CO_3$, and chitosan as a carbon precursor material for a cathode of a lithium-ion battery. The chitosan added LiFePO4 powder was calcined at 350 ${^{\circ}C}$ for 5 hours and then 800 ${^{\circ}C}$ for 12 hours for the calcination. Then we calcined again at 800 ${^{\circ}C}$ for 12 hours. We characterized the synthesized compounds via the crystallinity, the valence states of iron ions, and their shapes using TGA, XRD, SEM, TEM, and XPS. We found that the synthesized powders were carbon-coated using TEM images and the iron ion is substituted from 3+ to 2+ through XPS measurements. We observed voltage characteristics and initial charge-discharge characteristics according to the C rate in LiFeP$O_4$ batteries. The obtained initial specific capacity of the chitosan added LiFeP$O_4$ powder is 110 mAh/g, which is much larger than that of LiFeP$O_4$ only powder.

강원도 춘천에서 측정한 PM2.5의 탄소 및 이온성분 농도 특성 및 고농도 사례 분석 (Characteristics of Ionic and Carbonaceous Compounds in PM2.5 and High Concentration Events in Chuncheon, Korea)

  • 조성환;김평래;한영지;김현웅;이승묵
    • 한국대기환경학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.435-447
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    • 2016
  • Anthropogenic emissions of $PM_{2.5}$ in Chuncheon are considered to be low according to the national emissions inventory; however, the atmospheric $PM_{2.5}$ concentrations have been reported to be higher than or at least similar to those measured in metropolitan (e.g. Seoul) and/or in industrial cities (e.g. Incheon, Ulsan). In this study, the concentrations of $PM_{2.5}$ and its ionic and carbonaceous compounds were measured from Jan. 2013 to Dec. 2014 in Chuncheon, Korea to identify the characteristics of high $PM_{2.5}$ concentration event. Average $PM_{2.5}$ concentration was $34.6{\mu}g/m^3$, exceeding the annual air quality standard ($25{\mu}g/m^3$). The most abundant compound was organic carbon (OC), comprising 26% of $PM_{2.5}$ mass, followed by $SO_4{^{2-}}$. Among 14 high concentration events, three events showed clearly enhanced contributions of OC, $SO_4{^{2-}}$, $NO_3{^-}$ and $NH_4{^+}$ to $PM_{2.5}$ under the fog events. One event observed in summer showed high concentration of $SO_4{^{2-}}$ while the high wind speeds and the low $PM_{2.5}/PM_{10}$ ratios were observed for the two high concentration events. These results indicate that the secondary aerosol formation under the fog events and high atmospheric temperature as well as the regional and/or the long-range transport were important on enhancing $PM_{2.5}$ concentration in Chuncheon. Cluster analysis based on back trajectories also suggested the significant impacts of regional transport from China and metropolitan areas of Korea on $PM_{2.5}$ in Chuncheon.

여수 연안해역에서 침편모조류 Chattonella속 출현환경 및 영양염에 대한 성장특성 (The Effect of Environmental Factors on the Advent of Chattonella (Raphidophyceae) in Yeosu Coastal Waters, Korea, and the Effect of Nutrients on the Growth of Chattonella)

  • 노일현;오석진;신현호;강인석;윤양호
    • 한국수산과학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.362-372
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    • 2010
  • In order to understand what leads to the appearance of harmful Chattonella algae in the Yeosu coastal waters of Korea, we measured environmental parameters every week at one station from May to November, 2006, and April to October, 2007. Four species of Chattonella appeared during the monitoring period: C. antiqua, C. globosa, C. marina and C. ovata. The range of water temperature and salinity were $15.0-27.9^{\circ}C$ and 17.6~33.0 psu, respectively, when Chattonella appeared, and their maximum cell density (4,840 cells/L) was at $27.1^{\circ}C$ and 33.0 psu. During the monitoring periods, the range of dissolved inorganic nitrogen (DIN), phosphate (DIP) and chlorophyll $\alpha$ (Chl-$\alpha$) concentrations in surface waters were $1.20-52.23\;{\mu}M$ ($8.59{\pm}8.97\;{\mu}M$), $0.03-1.56\;{\mu}M$ ($0.47{\pm}0.31\;{\mu}M$) and $0.45-31.12\;{\mu}g/L$ ($3.58{\pm}4.77\;{\mu}g/L$), respectively. Chattonella occurred at low cell density when the Chl-$\alpha$ concentration increased because of supplied nutrients, whereas their cell density increased during the periods of rapid decrease in Chl-$\alpha$. The results of growth experiments based on batch culture showed that the half saturation constant ($K_s$) of C. antiqua on ammonium (${NH_4}^-$), nitrate (${NO_3}^-$) and phosphate (${PO_4}^{2-}$) were $3.89{\mu}M$, $5.01\;{\mu}M$ and $0.63\;{\mu}M$, respectively. These Ks values are higher than those reported for diatoms and other flagellates at the DIP concentration (average $0.47{\mu}M$) of Yeosu coastal waters. Although the maximum specific growth rate (${\mu}_{max}$) of C. antiqua was lower than diatoms, it was higher than those of other flagellates. Therefore, our results indicate that the DIP level in the study area was too low to support Chattonella blooms, although Chattonella species have physiological characteristics that enable them to grow more rapidly than other flagellates when nutrient levels are higher than their $K_s$.

토양중 Paraquat의 효과적인 추출방법 (Extraction Method for Paraquat from Soil)

  • 권진욱;김용석;최종우;이규승
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.239-244
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    • 1997
  • 토양중 tightly bound paraquat의 효과적인 추출방법을 모색코자 HCl 및 $H_2O_2$첨가 그리고, keldahl 분해장치를 이용하여 회수율 및 여과시간의 단축을 조사하였으며, ammonium chloride와 calcium chloride의 농도와 진탕 시간을 달리하여 loosely bound paraquat의 유출정도를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 토양 50g에 70ml의 conc. HCl을 첨가하여 시간별로 진탕하고 여기에 진한 황산을 가하여 1시간동안 환류 추출한 결과, 60분간 진탕할때 기존의 추출방법에 비해 A토양은 1.15배 높은 96.7%의 회수율과 4.64배 단축된 14분의 여과 시간을, B토양은 1.09배 높은 84.0%의 회수율과 4.91배 단축된 11분의 여과시간을 나타냈다. 아울러, 이러한 결과는 회수율의 증가는 물론 여과시간의 단축, pH조정과정에서 과다한 NaOH사용을 통한 총용량의 증가 방지, 그리고 전체적인 실험시간의 단축을 꾀할 수 있었다. 2. HCl의 첨가에 의한 진탕과정 없이 $H_2O_2$만을 첨가하는 경우, $H_2O_2$ 30ml첨가하여 30분간의 환류 재추출하는 것이 적정 수준이었는데, 회수율은 증대하였으나 여과시간의 단축은 거의 없었다. 반면, 50ml의 $H_2O_2$ 첨가만으로도 회수율의 증대는 있었으나 실험의 위험성을 고려시 적절하지 못하다고 생각된다. 3. Kjeldahl 분해장치를 이용한 방법으로 회수율의 증대를 나타내는 경향은 있었으나, 반복간의 큰 오차를 나타내었으므로 추출방법으로 적합하지 못하다고 생각된다. 4. Loosely bound paraquat의 추출을 위해 0.01, 0.1, 1, 10M ammonium chloride와 calcium chloride를 이용하여 1.5, 3, 6, 12, 24시간으로 진탕시간을 달리하여 분석한 결과, 시간, 농도, 추출액의 변화에도 불구하고 모든 처리구에서 paraquat은 검출한계 미만의 수준이었다.

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