• 제목/요약/키워드: Heavy metals (Pb, Cd, As)

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Dithizone 금속착물의 용매추출 및 분석적 응용(제1보). 뇨중 흔적량 중금속 원소의 분리 정량 (Studies on Solvent Extraction and Analytical Application of Metal-dithizone Complexes(I). Separation and Determination of Trace Heavy Metals in Urine)

  • 전문교;최종문;김영상
    • 분석과학
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    • 제9권4호
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    • pp.336-344
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    • 1996
  • 뇨시료 중 혼적량의 코발트, 구리, 니켈, 카드뮴, 납 및 아연을 흑연로 원자흡수분광 광도법으로 정량하기 위한 dithizone이 포함된 chloroform으로의 용매추출에 관하여 연구하였다. 실험조건인 시료의 전처리 과정, 추출용액의 pH, 킬레이트제인 dithizone의 농도, 역추출할 때 사용하는 산의 종류와 농도에 관하여 최적화하였다. 유기물의 방해를 제거하고자 뇨시료 100.0mL에 진한 질산 30mL를 가하고 30% 과산화수소 50mL를 5.0mL씩 단계적으로 가하면서 가열하여 유기물질을 분해하였다. 삭힌 뇨시료를 100mL로 만들어 분별 깔때기에 넣고 시판용 완충용액으로 pH가 8이 되게 조절한 다음 0.1% dithizone을 포함하는 chloroform 15.0mL를 가했다. 진탕기(shaker)를 이용하여 90분 동안 흔들어 준 후 상분리시켜 용매층을 분리하였다. 카드뮴, 납, 아연은 0.2M 질산용액 10.0mL로 역추출하여 직접 정량하였고, 이런 조건으로 역추출되지 않은 코발트, 구리, 니켈은 유기 용매를 증발 건고시킨 다음 잔류물을 $HNO_3$ $H_2O_2$로 녹이고, 정확히 10.0mL가 되게 탈염수로 묽혀서 정량하였다. 최적의 추출조건을 찾기 위하여 인공 뇨시료를 제조하여 검토하였고, 얻은 최적조건으로 검정곡선을 작성하였다. 삭힌 각 시료에 일정량 첨가된 원소를 정량하여 얻은 회수율은 77 내지 109%였고, 검출한계는 Cd(II) 0.09, Pb(II) 0.59, Zn(II) 0.18, Co(II) 0.24, Cu(II) 1.3, Ni(II) 1.7ng/mL였다. 이로써 본 방법이 과량의 유기물과 알칼리 및 알칼리 토금속이 포함된 뇨시료에서 혼적량 원소들을 정량적으로 분리 분석할 수 있음 을 알았다.

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가축분뇨 및 퇴비·액비에 의한 환경영향조사 연구 - 마산천 유역의 금속성분 및 POPs를 중심으로 - (Environmental impact of livestock manure and organic fertilizer use on the Masan stream watershed)

  • 정동환;이영준;이철구;최성아;김민영;이영선;김미진;유순주
    • 환경영향평가
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    • 제23권2호
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    • pp.75-87
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    • 2014
  • In order to analyze environmental impact of livestock manure and organic fertilizers, this study investigated livestock-breeding and pollution loads, the status of individual and public livestock manure treatment facilities, and the status of production, supply and components of compost and liquid fertilizers in the Nonsan area. Also, on a trial basis, this study investigated the life cycle of the environmental impact of livestock manure and its organic fertilizers on stream, groundwater, and agricultural soil. The results are as follows. Firstly, were detected the range of $0.13{\sim}1.32{\mu}g/L$ of As, $0.004{\sim}0.467{\mu}g/L$ of Cd and $0.5{\sim}9.2{\mu}g/L$ of Pb as a harmful substances which show lower concentrations than person preservation criteria of water qualities and aquatic ecosystem. However, it is not clear that heavy metals affect environment such as stream, groundwater and agricultural soil. Secondly, this influence could change according to investigation time and treatment efficiency. As were detected large amounts of persistent organic pollutants(e.g. $14.24{\sim}38.47{\mu}g/L$ of acetylsalicylic acid, $1.17{\sim}2.96{\mu}g/L$ of sulfamethazine, and $2.25{\sim}174.09{\mu}g/L$ of sulfathiazole) in effluent from livestock farms and small amounts of sulfathiazole($ND{\sim}1.63{\mu}g/L$) in the stream, it is necessary to monitor POPs at individual and public livestock manure treatment facilities. However, significant environmental impact did not appear at groundwater and agricultural soil in the test area supplied with liquid fertilizers. These results could be applied to investigate the environmental impact of livestock manure through a comprehensive livestock manure management information system.

용출특성규명을 통한 재생골재 환경성 평가 (Characterization of Leaching Behaviour of Recycled Concrete for Environmental Assessment)

  • 강성호;이상훈;곽기석;이주형;정문경
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.293-301
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    • 2005
  • 재생골재를 교각안정용 쇄석으로 재활용하기 위하여 다양한 용출방법을 이용하여 미량원소를 포함한 무기이온들의 용출특성을 연구하였다. 본 연구에 적용한 방법은 연속 회분식 용출시험(Continuous batch leaching test: DIN 38414-S4), 가용용출시험(Availability test, NEN 7341), pH 유지 시험(pH-stat test: CEN/TC 292/WG6) 그리고 탱크 확산시험(Tank diffusion test: NEN 7345)등 이다. 기존에 많이 적용되온 EPA의 TCLP와 국내 공정시험법의 경우 빠르고 경제적인 방법으로 고형폐기물의 단기간 용출특성을 파악할 수 있으나 다양한 용출환경에서 장기간 일어나는 용출특성을 판단하기 어려운 점이 있었다. 본 시험에 적용된 방법들은 이러한 제한을 극복하고 보다 다양한 환경에서 일어날 수 있는 용출특성을 평가하고자 하였다. 본 연구에 적용된 시험들은 별도의 위해성 판단 기준이 없다. 그러나 본 시험의 결과들을 위해성 판단을 위해 많이 쓰이는 TCLP와 국내폐기물 공정시험방법의 기준에 비교할 때 접촉시간, pH 조건 등의 용출조건이 더 가혹한 조건에서 이루어졌음에도 두 시험의 위해성 기준에 훨씬 못 미치고 있다. 이는 재생골재를 교각안정용 쇄석으로 활용할 경우 환경위해 정도가 우려할 수준 이하일 것임을 시사한다. 특히 교각안정용 쇄석이 사용될 하천은 물이 정지되지 않고 늘 흐르는 곳으로써 용출된 원소들은 그 자리에 축적되지 않고 분산, 희석되어 그 영향정도는 더 낮아질 것으로 생각된다.

Quality Improvement of Crude Glycerol from Biodiesel Production Using Activated Carbon Derived from Krabok (Irvingia malayana) Seed Shells

  • Wuttichai Roschat;Sarunya Donrussamee;Phatcharanan Smanmit;Samlit Jikjak;Tappagorn Leelatam;Sunti Phewphong;Krittiyanee Namwongsa;Preecha Moonsin;Vinich Promarak
    • 한국재료학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.1-11
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    • 2024
  • This research investigated the preparation of activated carbon derived from Krabok (Irvingia malayana) seed shells to improve the quality of crude glycerol obtained during biodiesel production. The activated carbon was prepared using a dry chemical activation method with NaOH, utilizing an innovative biomass incinerator. The results revealed that the resulting KC/AC-two-step exhibited favorable physicochemical adsorption properties, with a high surface area of 758.72 m2/g and an iodine number of 611.10 mg/g. These values meet the criteria of the industrial product standard for activated carbon No. TIS 900-2004, as specified by the Ministry of Industry in Thailand. Additionally, the adsorption efficiency for methylene blue reached an impressive 99.35 %. This developed activated carbon was then used to improve the quality of crude glycerol obtained from biodiesel production. The experimental results showed that the KC/AC-two-step increased the purity of crude glycerol to 73.61 %. In comparison, commercially available activated carbon (C/AC) resulted in a higher crude glycerol purity of 81.19 %, as analyzed by the GC technique. Additionally, the metal content (Zn, Cu, Fe, Pb, Cd, and Na) in purified glycerol using KC/AC-two-step was below the standards for heavy metals permitted in food and cosmeceuticals by the Food and Drug Administration of Thailand and the European Committee for Food Contact Materials and Articles. As a result, it can be inferred that Krabok seed shells have favorable properties for producing activated carbon suitable as an adsorbent to enhance crude glycerol purity. Furthermore, the improved crude glycerol from this research has potential for various industrial applications.

펠렛 가공처리에 따른 돈분 발효퇴비와 우분 발효퇴비의 물리화학적 특성 (Physicochemical Characteristics of Fermented Pig Manure Compost and Cow Manure Compost by Pelletizing)

  • 정광화;박치호;최동윤;곽정훈;양창범;강호
    • 유기물자원화
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    • 제13권4호
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    • pp.118-127
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    • 2005
  • 가축분뇨를 처리하는데 있어 최선의 방법은 퇴비화처리 후에 유기성 비료자원으로서 경작지에 환원하는 것이다. 본 연구의 수행목적은 우분 발효퇴비와 돈분 발효퇴비를 펠렛화 했을 때의 물리, 화학적 특성변화를 고찰함으로써 펠렛화를 통한 가축분 발효퇴비의 이용성 개선가능성 여부를 판단하는 것이다. 가축분 발효퇴비의 펠렛가공에 가장 적합한 수분함량은 40% 내외이었다. 결착제로 사용된 점토 혼합비율이 부피비 기준으로 15% 이상일 때부터 펠렛 가공정도가 개선되는 효과가 있었다. 돈분 발효퇴비의 경우, 원료퇴비 중에 건물기준으로 2.05%, 1.89% 그리고 1.31% 이었던 N, P, K 함량이 펠렛 가공처리 후 각각 1.96% 1.73% 과 0.89%로 변화하였다. 우분발효 퇴비 중의 N, P, K 함량은 각각 2.52%, 1.01% 그리고 2.98% 수준이었다가 펠렛 가공처리 후에는 2.45%, 1.10% 그리고 2.93%로 변화하였다. 퇴비중의 Pb, Cd, As 그리고 Hg 함량의 경우 펠렛가공 전후에 차이를 거의 보이지 않았다. 펠렛 가공처리 후 자연 상태에서 건조된 펠렛의 경우, 물에 침수하였을 때 30분 이내에 완전히 해체되었으나 $70^{\circ}C$의 드라이오븐에서 24시간 동안 건조된 펠렛의 경우 완전해체되는데 960분이 소요되었다. 저장시간이 경과함에 따라 펠렛의 부피와 중량이 감소하여 30일 경과 후에는 무게는 15%정도, 부피는 17~25% 정도 감소하였다.

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Revealing the Spatial Distribution of Inorganic Elements in Rice Grains

  • Jeon, Ji Suk;Choi, Sung Hwa;Lee, Ji Yeon;Kim, Ji A;Yang, Young Mi;Song, Eun Ji;Kim, Jae Sung;Yang, Jung Seok;Kim, Kyong Su;Yoo, Jong Hyun;Kim, Hai Dong;Park, Kyung Su
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권11호
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    • pp.3289-3293
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    • 2014
  • Femtosecond laser ablation (fs LA) was used in this study to identify pollution by heavy metals and the distribution of elemental nutrients at different rice milling ratios. Polished rice (degrees of milling of 3, 5, 7, 9, and 11) was collected from major Korean supermarkets and one sample thereof was selected. An internal quality control experiment was conducted using a rice flour certified reference material from the Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS CRM) for the evaluation of the efficacy. To assess the effectiveness of the analysis method, the reliability was validated using a food analysis performance assessment scheme (FAPAS), with chili powder serving as an external quality control. The results of the analysis of the inorganic elements Ti, Ca, Al, Fe and Mn in white and brown rice with degrees of milling of 3, 5, 7, 9 and 11 using ICP-MS, ICP-OES and AAS revealed contents of 0.40, 49.2, 2.43, 5.36 and 10.3 mg/kg in white rice and 0.59, 78.0, 7.52, 11.0 and 18.5 mg/kg in brown rice, respectively. Among the elements, there were remarkable differences in the measured contents. By comparing the contents of the elements at different degrees of milling, Ti, Co, As, Ca, Al, Cu, Fe, and Mn were determined to be distributed on the surface of the rice grains, whereas the contents of Cd and Pb increased toward the center of the rice grains, and Si was evenly distributed. After the quantitative analysis of rice samples polished to different degrees of milling, Ca and Al, which were contained in large amounts, and Si were analyzed with specificity by fs LA. The results show that Ca and Al were distributed in the rice husk (protective covering of rice) and Si was distributed in all parts of the rice.

말 분뇨의 비료성분 및 오염물질 특성 조사 연구 (The Horse Manure Fertilizers and Pollutants Characteristics Analysis Research)

  • 곽정훈;정민웅;최동윤;김재환;김영화;박준철;김인철;양창범;라창식
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.201-206
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    • 2012
  • 말의 성장단계별 분뇨의 시료를 채취하여 비료성분 및 오염물질 성분을 채취하여 분석하여 본 결과 다음과 같았다. 1. 말의 분뇨의 수분함량은 각각 76.1%, 96.0%로 조사되었다. 2. 또한 말의 분 중 유기물함량은 21.3%로 조사되었으며, 뇨는 약 2.0%로 조사되었다. 3. 또한 말의 분뇨 중 비료성분인 T-N, T-P, T-K의 성분이 각각 0.18%, 0.10% 및 0.23% 이며, 뇨는 각각 2.88%, 0.0015% 및 0.84%로 조사되었다. 4. 말 분뇨의 오염물질을 조사한 결과, 말의 분뇨의 pH는 각각 7.10, 8.48이며, BOD는 분이 26,906.2 $mg/{\ell}$, 뇨는 14,298.9 $mg/{\ell}$, COD는 분이 36,642.3 $mg/{\ell}$, 뇨는 7,484.3 $mg/{\ell}$, SS (Suspended Solid, 부유물질)은 분에서 89,375.0 $mg/{\ell}$, 뇨에서 6,987.0 $mg/{\ell}$로 조사되었다. 5. 말의 분과 뇨의 중금속함량 중 Cr은 각각 2.65 mg/kg, 1.52 mg/kg으로 조사되었으며, Cu 성분도 7.05 mg/kg, 1.62 mg/kg 으로 조사된 반면에 Ni 성분은 말의 분뇨에서 각각 1.24 mg/kg, 0.0 mg/kg으로 조사되었다. 6. 따라서 말의 분뇨는 퇴비원료물로 사용이 가능한 것으로 조사 분석되었으며, 향후 승마사업의 급격한 발전으로 말의 분뇨 발생량이 증가될 것으로 전망되며, 이를 적정 처리하기 위해서는 퇴비화 방법으로 자원화가 가능 할 것으로 조사되었다.

수분개선제로 폐신문지를 이용한 가정쓰레기의 퇴비화 (Composting of Compostable Wet Household Wastes Using Waste Newspapers as Humidity Amendment)

  • 윤은진;박주원;서정윤
    • 한국환경농학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.32-37
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    • 2000
  • 음식물쓰레기는 높은 수분함량 때문에 퇴비화에 상당한 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 퇴비화를 위하여 제작된 소형 퇴비화 용기에 신문지와 음식 쓰레기를 1:7(질량비)의 비율로 혼합하여 투입하고 퇴비화 진행과정에서의 온도, pH, 수분함량 및 유기물함량, 질소량 및 무기물, 중금속함량의 변화를 4계절에 걸쳐 조사하였다. 퇴비화 기간 중 상승한 최대온도는 봄 $66.0^{\circ}C$, 여름 $69.2^{\circ}C$, 가을 $60.9^{\circ}C$, 겨울 $56.0^{\circ}C$로 나타났다. pH변화는 봄${\cdot}$가을철은 1주 후 8.5 전후로 상승하였다가 증감을 반복하였고, 여름${\cdot}$겨울철은 1주 후 8.5로 증가한 후 $8{\sim}9$ 정도로 유지되었다. 수분함량은 겨울을 제외한 3계절은 감소하는 경향이 뚜렷하였으나, 겨울철은 수분 감소가 아주 적었다. 8주 후의 수분함량은 봄 22.2%, 여름 47.6%, 가을 25.5%, 겨울 72.5%이었다. 퇴비화 원료물질의 질량변화는 4계절 모두 초기 1주는 급격히 감소하였으나, 이후에는 완만하게 감소하는 경향을 보였다. 부피감소는 8주 후 봄 59%, 여름 32%, 가을 27%, 겨울은 34%였다. 유기물 함량은 4계절 모두 감소하는 경향을 보였다. 총질소 함량은 4계절 모두 $0.7{\sim}2.2%$로 나타났다. 무기성분의 함량은 계절에 관계없이 $P_2O_5\;0.94{\sim}2.59%$, $CaO\;1.23{\sim}1.87%$, $MgO\;0.37{\sim}0.46%$, $K_2O\;0.55{\sim}1.98%$였다. 중금속은 퇴비화 기간에 따른 큰 변화 없이 모두 비료공정규격의 퇴비허용기준 이하였다. Hg, Cd, Pb는 4계절 모두 검출되지 않았고, $Cu\;ND{\sim}25.89mg/kg$, $Cr\;2.69{\sim}14.13mg/kg$, $Zn\;ND{\sim}99.59mg/kg$, $As\;ND{\sim}5.87mg/kg$이었다. 온도변화, 질량변화, 수분함량변화 등의 상기 실험결과를 살펴보았을 때 음식물쓰레기에 분쇄한 신문지를 첨가하는 것이 음식물쓰레기만을 퇴비화했을 때$^{4)}$보다 퇴비화가 더 원활히 이루어진 것으로 판단된다.

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폐기물 배출해역 퇴적물의 생물학적 독성평가 연구 (Biological Toxicity Assessment of Sediment at an Ocean Dumping Site in Korea)

  • 석형주;김영윤;김태원;황철희;손민호;최기영;김창준
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.1-9
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    • 2022
  • 본 연구에서는 폐기물 배출해역의 퇴적물이 해양생물에 미치는 영향을 평가하기 위해 2016~2019년 3개 배출해역; 동해병, 서해병, 동해정 해역의 9개 정점에서 채취한 퇴적물 시료들을 대상으로 국내 해양폐기물공정시험기준에 의거하여 저서성단각류(Monocorophium acherusicum)와 발광박테리아(Vibrio fischeri)를 이용한 독성시험을 수행하였다. 시험결과, 상대평균생존율(저서성단각류)과 상대발광저해율(발광박테리아)이 각각 30 % 이하로서 '독성없음'으로 판정되었으나, t검정을 이용한 독성 평가 결과에서는 총 12개(2016년 6개, 2017년 1개, 2018년 1개, 2019년 4개)의 저서성단각류 시료에서 대조구와 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05). 저서성단각류의 독성원인 탐색을 위해 퇴적물 내 8종 중금속 함량(Cr, As, Ni, Cd, Cu, Pb, Zn, Hg)과 저서성단각류 상대평균생존율의 단순선형회귀분석을 수행한 결과, Cr의 저서성단각류 독성 기여도가 가장 높았다(p=0.000, R2=0.355). 또한, 매년 독성영향이 가장 높은 정점(DB-85)의 시료에서 Cr이 여전히 가장 높은 농도로 검출되었으며, 해양환경기준을 매년 초과하였다. 해양폐기물공정시험기준의 생태독성판정 기준 적용 시 '독성없음'으로 평가되는 퇴적물 오염도가 대조구와의 통계적 유의성 검정, 독성원인확인 평가를 적용할 경우 독성영향을 수용 가능한 수준으로 판단하기 어려우므로 향후 종민감도분포곡선을 활용한 정량적 위해성 평가를 통한 준거치를 도출하여 생태독성 영향 판단 기준의 재설정을 고려할 필요가 있다.

정수장슬러지 시용이 대두 및 당근의 수량과 화학적 특성에 미치는 영향 (Effect of Application of Water Treatment Sludge on the Yields and Chemical Properties of Soybean(Glycine max) and Carrot(Daucus carota))

  • 장기운;이인복;임재신;김영한;이상석;임현택
    • 한국토양비료학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.275-281
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    • 1996
  • 정수장슬러지를 건물중 기준으로 10a당 0, 1, 3, 5톤의 비율로 토양에 시용한 후. 대두 및 당근에 대한 몇가지 화학성분의 흡수와 수량을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 정수장슬러지의 화학적 특성상 pH, OM 및 CEC면에서 미미하나마 농업적인 이익을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 2. 슬러지 시용은 토양중 유기물과 CEC 수준을 다소 증가시켰다. 3. 10a당 1톤과 같은 낮은 수준의 슬러지 시용량은 대조구에 비해 대두의 수량을 증가시킨 반면, 계속적인 시용량의 증가는 역으로 대두의 수량을 감소시켰다. 그러나 당근의 지하부는 슬러지의 시용량이 증가할수록 높은 수량효과가 인정되었다. 4. 대두 및 당근의 두 작물에서 공히 슬러지 시용량의 증가로 인산의 흡수억제가 관찰된 반면에 슬러지의 시용이 작물에 대한 Al의 흡수를 증가시키지는 않았다. 5. 정수장슬러지의 시용으로 대두 종실의 충실도는 향상된 반면 영양학적으로 중요한 질소 또는 인산과 같은 몇가지 무기성분의 함유량이 낮았고, 당근에 대한 슬러지 시용에서는 유효성분인 ${\beta}$-carotene의 함량을 증진 시켰으나, 외관적인 품질을 떨어뜨리는 결과를 가져왔다. 이로써 정수슬러지는 대두 및 당근의 품질에 이익과 유해한 효과를 동시에 가져다 주는 것으로 보인다.

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