• 한국표면공학회지
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• 제56권1호
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• pp.62-68
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• 2023

Silicon (Si) is considered as a promising substitute for the conventional graphite due to its high theoretical specific capacity (3579 mAh/g, Li₁₅Si₄) and proper working voltage (~0.3V vs Li⁺/Li). However, the large volume change of Si during (de)lithiation brings about severe degradation of battery performances, rendering it difficult to be applied in the practical battery directly. As a one feasible candidate of industrial Si anode, silicon monoxide (SiO_x) demonstrates great electrochemical stability with its specialized strategy, downsized Si nanocrystallites surrounded by Li⁺ inactive buffer phase (Li₂O and Li₄SiO₄). Nevertheless, SiO_x inherently has the initial irreversible capacity and poor electrical conductivity. To overcome those issues, conformal carbon coating has been performed on SiO_x utilizing ethylbenzene as the carbon precursor of chemical vapor deposition (CVD). Through various characterizations, it is confirmed that the carbon is homogeneously coated on the surface of SiO_x. Accordingly, the carbon-coated SiOx from CVD using ethylbenzene demonstrates 73% of the first cycle efficiency and great cycle life (88.1% capacity retention at 50th cycle). This work provides a promising synthetic route of the uniform and scalable carbon coating on Si anode for high-energy density.

• 한국안전학회지
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• 제39권2호
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• pp.38-43
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• 2024

Recently, with the expanding market for electronic devices and electric vehicles, secondary battery usage has been on the rise. Lithium-ion batteries are particularly popular due to their fast charging times and lightweight nature compared to other types of batteries. A secondary battery consists of four components: anode, cathode, electrolyte, and separator. Generally, the positive and negative electrode materials of secondary batteries are composed of an active material, a binder, and a conductive material. Acetylene Black (AB) is utilized to enhance conductivity between active material particles or metal dust collectors, preventing the binder from acting as an insulator. However, when recycling waste batteries that have been subject to high usage, there is a risk of fire and explosion accidents, as accurately identifying the characteristics of Acetylene Black dust proves to be challenging. In this study, the lower explosion limit for Acetylene Black dust with an average particle size of 0.042 ㎛ was determined to be 153.64 mg/L using a Hartmann-type dust explosion device. Notably, the dust did not explode at values below 168 mg, rendering the lower explosion limit calculation unfeasible. Analysis of explosion delay times with varying electrode gaps revealed the shortest delay time at 3 mm, with a noticeable increase in delay times for gaps of 4 mm or greater. The findings offer fundamental data for fire and explosion prevention measures in Acetylene Black waste recycling processes via a predictive model for lower explosion limits and ignition delay time.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제29권3호
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• pp.23-36
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• 2024

Miryang City, the study area, has a water supply rate of 87.4%, which is 12% lower than the national water supply rate of 99.4%, but has a high dependence on groundwater due to the high ratio of farms. In agricultural areas, contamination becomes relatively more critical, requiring significant attention to the management and conservation of groundwater resources. This study aims at estimate groundwater vulnerability of Miryang City using the DRASTIC index map, Piper diagram, and water quality data to correlated with the DRASTIC index. The results from DRASTIC map were divided into five classes: very high, high, moderate, low, and very low. The areas in central and southern part of study area, which are characterize by a very high index with [Ca-Cl] and [Na-Cl] water types, covering a large alluvium with the Miryang River and Nakdonggang River. In addition, a correlation analysis between groundwater quality parameters and the DRASTIC index was carried out. Chloride, sodium, and sulfate ions showed a weak relationship with DRASTIC index, with correlation coefficient was 0.507, 0.487 and 0.344, respectively. These results suggest that aquifer media, soil media, hydraulic conductivity, and chloride ion are important factors for groundwater vulnerability.

• 한국수산과학회지
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• 제19권2호
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• pp.169-175
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• 1986

부산시내에 산재하고 있는 약수터 중 20개소를 선정하여 이들의 수질관리에 필요한 기초자료를 얻고 자 1985년 7월부터 동년 12월사이에 7회에 걸쳐 140개 시료를 취하여 약수 수질의 일반적인 성상, 영양염류, 위생지표세균 및 대장균의 조성 등을 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. pH의 변화범위와 평균치는 $6.2{\sim}8.2$, 7.07, 수온은 $4.0{\sim}23.5^{\circ}C,\;15.9^{\circ}C$, 전기전도도는 $0.228{\times}10^2{\sim}2.125{\times}10^2{\mu}{\mho}/cm,\;0.860{\times}10^2{\mu}{\mho}/cm$, 염화이온농도는 $3.28{\sim}19.3mg/l$, 6.81 mg/l이었다. 특히, 지점 11에서는 타 지점에 비하여 전기전도도와 염화이온 농도는 평균치 $1.815{\times}10^2{\mu}{\mho}/cm$, 13.5mg/l으로 높았다. 2. 아질산 질소의 변화범위와 평균치는 $ND{\sim}0.221mg/l$, 0.017mg/l, 질산성 질소는 $ND{\sim}6.779mg/l$, 0.877mg/l이었으며, 인산성 인은 $ND{\sim}0.105mg/l$, 0.021 mg/l, 규산성 규소는 $2.12{\sim}22.70mg/l$, 9.04mg/l였었다. 지점 11의 경우 아질산성 질소의 농도는 평균치로 0.076mg/l, 질산성 질소의 농도는4.772mg/l, 규산성 규소는 14.07mg/l로서 조사 대상지점 중에서 매우 높았다. 3. 각 지점별 대장균군의 최확수는 $0{\sim}l,500/100ml$, 기하평균치는 $13{\sim}470$ 이었고, 분편계대장균은 $0{\sim}460/100ml,\;2{\sim}32$ 였었다. 지점 11에서의 수질은 상수로서 음용하기가 어려울 정도로 높은 오염도를 나타내었다. 4. Escherichia celi group 이 24균주로 $26.37\%$였으며, E. coli type I의 검출률은 $4.48\%$에서 $19.78\%$로 훨씬 높게 검출되었다.

• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.77-84
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• 2018

리튬이온전지의 음극활물질로 사용되는 $Li_4Ti_5O_{12}$를 건식 볼밀법으로 합성하였고, $Li_4Ti_5O_{12}$의 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 탄소소재인 polyvinyl chloride (PVC)를 첨가하였다. PVC는 $Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하고 난 후에 첨가하였을 때 스피넬 구조를 갖는 물질이 잘 합성되었음을 X-ray diffraction (XRD) 실험으로 확인하였다. 합성하기 전에 탄소재를 첨가하여 열처리를 한 경우에는 탄소재가 미량 첨가되더라도 다른 결정구조의 물질이 합성되는 것을 확인할 수 있었다. 탄소재를 첨가하지 않은 $Li_4Ti_5O_{12}$의 경우 전기전도도 값이 약 $10{\mu}S\;m^{-1}$으로 부도체에 가까운 매우 작은 값을 보였다. 탄소를 첨가함에 따라서 전기전도도가 크게 향상되었으며, 압력을 증가시킬 경우에 최대 10,000배 이상 증가되었다. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) 분석결과 탄소를 첨가할 경우 저항에 해당하는 반원의 크기가 감소하였으며, 이는 전극내의 저항이 감소하였음을 보여준다. Cyclic voltammetry (CV) 분석에 의하면 탄소를 첨가할 경우에 산화피크와 환원피크의 전위차가 줄어 들었으며, 이는 리튬이온의 삽입과 탈리의 속도가 증가하였음을 의미한다. PVC를 9.5 wt% 첨가한 물질의 경우, 0.2 C-rate에서 $180mA\;h\;g^{-1}$, 0.5 C-rate에서 $165mA\;h\;g^{-1}$, 5C-rate에서 $95.8mA\;h\;g^{-1}$의 용량을 나타냄으로써 우수한 출력 특성을 보여주었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권4호
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• pp.227-238
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• 2013

본 연구의 목적은 해수담수화 과정 중 황산이온과 염소이온은 제거하고 유용미네랄인 마그네슘, 칼슘은 잔존 시키는 미네랄 수질 조정 기술로 먹는물 수질기준에 맞는 고경수 제조 공정 개발에 있다. 역삼투막(RO)에 통과시켜 농축수(Concentrated deep seawater)와 탈염수(desalted deep seawater)를 제조하고, 나노여과막(NF)를 사용하여 염화나트륨이 제거되지 않은 1차 미네랄 농축수(Mineral enriched deep seawater)를 제조하여, 전기투석 이온교환막(ED)을 가동하여 염화나트륨을 제거한 탈염 미네랄농축수(Mineral enriched desalted water)를 제조하여 이를 RO 탈염수와 희석하여 고경도 먹는해양심층수를 제조하였다. 역삼투막은 해수(해양심층수) 원수에서 용존물질과 담수를 분리할 수 있으며, 2차에 걸쳐 역삼투막을 사용하면, 용존성분 중 99.9% 이상 제거되고, 경도 1이하, 염소이온의 농도 2.3 mg/L인 용존물질이 완전히 제거된 탈염수(순수)를 제조할 수 있었다. 나노여과막 (NF 막)의 간극은 $10^{-9}$ m으로 마그네슘과 칼슘은 50%정도 통과시키며, 염소이온과 나트륨 같은 일가이온은 95%이상 통과한다. 나노여과막은 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분과 나트륨과 염소이온과 같은 염분성분을 분리 농축할 수 있지만, 완벽하게 분리하지는 못한다. 전기투석막(ED)은 전기전도도에 따라 경도성분의 이가이온과 염분성분인 일가이온이 분리된다. 전기전도도 20 mS/cm 이상에서 경도성분(마그네슘이온, 칼슘 이온 등)은 제거되지 않는 반면, 염분성분 (나트륨이온, 염소이온 등)은 지속적으로 제거되었다. 따라서, 나노여과막을 이용하여 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분을 농축하고, 전기투석막을 이용하여 경도농축수에서 염분성분을 분리하여 경도농도 12,600 mg/L, 염소이온 농도 2,446 mg/L의 염분성분이 배제된 고경도 농축수를 제조할 수 있었다. 이러한 고경도수를 역삼투막을 이용하여 용존물질이 모두 제거된 2차 RO 생산수로 10배 희석하면 염소이온 농도 244 mg/L 로 먹는물 수질기준에 적합하면서 경도농도 1,260 mg/L 인 고경도 수 제조도 가능하였다. RO/NF/ED 또는 NF/ED 연계공정은 해수의 증발 없이 역삼투막, 나노여과막과 전기투석막만을 이용하여 염소이온과 나트륨, 칼륨, 황산이온과 같은 염분성분을 제거하면서 마그네슘과 칼슘과 같은 경도성분은 농축할 수 있어서 먹는물 수질기준에 적합한 고경도수 제조가 가능하였으며, 이 과정 중 소모되는 에너지를 줄일 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.578-583
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• 2010

수원과 태안에 위치한 농업지역에서 영농기간 중 강우의 화학적 특성을 알아보기 위하여 2009년 4월부터 11월까지 강우 53점을 채수하여 강우 중의 이온조성, 산성도 및 강우량을 고려한 가중평균 이온농도 변화를 평가하였다. 강우의 조성에서 양이온 구성은 $Na^+>{NH_4}^+>Ca^{2+}>H^+>Mg^{2+}>K^+$의 순이었으며, $Na^+$와 ${NH_4}^+$ 성분이 전체 양이온 조성의 65% 이상을 차지하였다. 음이온은 ${SO_4}^{2-}>{NO_3}^->Cl^-$ 순으로 ${SO_4}^{2-}$가 약 61%를 차지하였다. 조사 기간 중 평균 sulfate 함량은 수원 130.2 ${\mu}eq\;L^{-1}$ 태안121.3 ${\mu}eq\;L^{-1}$이었으며, 이중 비해염 sulfate (NSS-${SO_4}^{2-}$)함량이 92%를 차지하여 강우 중에 함유된 sulfate의 대부분이 인위적인 발생원에 기인된 것을 알 수 있었다. 강우량을 고려한 월별 질소 부하량은 약 1~2 kg $ha^{-1}$정도로 토양에 공급되는 것을 볼 수 있었다. 특히, 수원지역의 7월 강우사상별 강우량은 7.3 mm 이상으로 총질소는 6 kg $ha^{-1}$로 가장 많이 부하되는 것으로 나타났다. 주요 영농기인 4~10월 동안 ${SO_4}^{2-}$, $Ca^{2+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$의 부하량은 수원에서 각각 56.0, 7.4, 5.7, 1.4 kg $ha^{-1}$ 이었고, 태안에서 각각 42.8, 4.7, 2.6, 1.4 kg $ha^{-1}$ 이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.113-125
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• 2007

강설과 강우에서의 이온성분 차이와 강설이 겨울철 강수의 화학적 특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 전북 익산지역에서 1995년부터 2000년까지 강우와 강설의 포집이 가능한 매 $11\sim12$월과 $1\sim2$월 동안에 자동강수채취장치를 사용하여 강수를 포집한 후 pH와 전기전도도 그리고 수용성 이온성분의 농도를 측정하였다. 겨울철 강수의 평균 pH는 4.72이었으며, 강수의 침적형태에 따라서는 강설(5.05)보다 강우(4.67)에서 높은 산성도를 나타내었다. pH 5.0 이하의 저 pH 발생빈도는 강우의 경우 약 73%이었으며, 강설은 30%이었다. 이온성분의 경우 강설은 강우에 비해 해염에서 기원하고 있는 이온성분들의 농도가 높게 나타났는데, 특히 $Cl^-$, $Na^+$, $Mg^{2+}$ 의 경우 3배 이상의 농도 차이를 나타내었다. 해염기원 성분을 제외할 경우 강우와 강설 모두 음이온에서는 $nss-SO_4^{2-}$와 $NO_3^-$가 그리고 양이온에서는 $NH_4^+$와 $nss-Ca^{2+}$가 주성분인 것으로 나타났다. 이중 $nss-SO_4^{2-}$는 강우에서 1.3배 높은 농도를 나타낸 반면, $nss-Ca^{2+}$와 $NO_3^-$의 경우 강설에서 각각 1.5배와 1.3배 높은 농도를 나타내었다. 겨울철 강수 중 $nSS-SO_4^{2-}/NO_3^-$의 당량농도비는 2.4이었는데 이것은 강수의 산성도에 대한 $H_2SO_4$의 기여율이 71%이고 그 나머지가 $HNO_3$에 의한 것임을 의미한다. 강우와 강설에서는 각각 2.7과 1.5를 나타내었는데 이것은 입자상의 $SO_4^{2-}$나 $NO_3^-$보다 가스상의 $HNO_3$가 강설에서 효율적으로 제거되기 때문으로 국외의 다른 실측 연구결과와도 일치하고 있으며, 대기에어로졸의 세정이론과도 잘 부합되는 것으로 나타났다. 익산지역의 겨울철 강우와 강설 모두 $nss-SO_4^{2-}$와 $NO_3^-$가 국내 외 비오염지역에 비해 고농도로 검출되었지만, 이에 대응하는 알칼리성의 $NH_4^+$, $nss-Ca^{2+}$, $nss-K^+$ 등이 존재함으로써 중화작용이 이 지역 강수의 중요한 특징으로 나타났다. 그러나 강우와 강설에서의 이온성분의 차이 그리고 산성원인물질에 대한 이들 알칼리성 물질의 중화능 차이에 의해 강우에 비해 강설의 산성도가 낮은 것으로 나타났으며, 결과적으로 강설은 겨울철 강수의 산성도를 완화시키는 역할을 하는 것으로 파악되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권1호
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• pp.75-82
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• 2010

수박재배에 적합한 양분함량보다 약 3배 이상 높고, 7년간 수박을 연작해온 시설 재배지에서 시비관리 및 생볏짚을 연용하면서 토양 중 염류경감 효과와 수박시들음증 발생률을 조사하였다. 시험은 관행구, 시비관리구, 시비관리 및 5, 10, 15 ton $ha^{-1}$ 생볏짚 처리구로 나누어 3년간 실시하였다. 유기물함량은 예상할 수 있는 바와 같이 대부분의 처리구에서 지속적으로 증가하였으며, 단지 시비관리구에서만 감소하였다. 토양 pH는 관행구 및 시비관리구에서는 변화가 거의 없었고, 시비관리-볏짚처리구에서 감소하는 경향을 보였다. 그러나 시험 3년차부터 10, 15 ton $ha^{-1}$ 시비관리-볏짚처리구에서 다시 증가하는 경향을 보였다. 치환성 양이온 즉 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, 중 $Ca^{2+}$과 $Mg^{2+}$의 함량과 수용성 음이온, ${NO_3}^-$, $Cl^-$, ${SO_4}^{2-}$, ${PO_4}^{3-}$의 함량은 시비관리구 및 시비관리-볏짚처리구에서 상당히 감소하는 경향을 보였다. 그러나 시비관리-볏짚처리구에서 생볏짚의 처리량과는 관계없이 시험 1년차에 많은 양이 감소한 후, 2~3년차에서는 더 이상 감소하지 않는 것으로 나타났다. 또한 치환성 $K^+$ 함량은 시비관리구에서 다고 감소하는 경향을 보였으나 다른 처리구에서는 시험기간 동한 거의 변화하지 않았다. 그리고 이러한 양이온과 음이온의 함량변화와 관계가 깊은 전기전도도(EC)를 조사한 결과 수용성 음이온 함량변화와 같은 경향을 보이며 감소하였다. 또한 수박생육과 관련하여 수박시들음증 발생률은 관행구에서 최고 약 20%까지 발생하였으나, 시비관리와 함께 생볏짚을 10 ton $ha^{-1}$ 이상 사용하면 최고3.5%까지 급격히 감소하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제17권6호
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• pp.511-522
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• 1984

낙동강 하류 수계는 농수산업을 비롯하여 각 산업의 용수 뿐만아니라 400만 부산시민의 상수 급수원으로서도 대단히 중요하다. 본 수계의 효율적인 활용을 위하여 하구언을 축조하고 있다. 그래서 본 연구는 하구언 설치 이전과 이후의 수질 변화에 대한 기초재료를 얻기 위하여 1983년 8월부터 1984년 7월까지 계절마다 2회씩 모두 8회에 걸쳐 15개 지점에서 총 시료 120개를 취하여 분석하였다. 이들 시료에 대한 수온, pH, 염소 ion 및 염분도, 화학적 산소 요구량, 전기전도도, 영양염류, 위생지표세균, microflora에 대한 실험 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수온의 연간변화는 $-1.5{\sim}29.0^{\circ}C$로 컸으며, 봄철의 수온은 $10{\sim}15^{\circ}C$로서 겨울철보다 약 $10^{\circ}C$ 상승하였고, 가을철의 수온은 전 지점에서 $20^{\circ}C$ 부근으로 매우 안정되었다. 여름철에는 기온의 상승에 따라 $21{\sim}29^{\circ}C$로 높았다. 2. pH의 연간변화는 $6.68{\sim}8.50$이었으며, 평상시의 pH는 상부수역에서 하구쪽으로 향할수록 점증하였으며, 하구수역에서는 8에 가까웠다. 그러나 강우량이 많았던 직후에는 오히려 상부수역이 높고 하구수역이 낮아지는 반대현상이었다. 3. 염소 ion 농도의 변화범위는 $7.4{\sim}l.020.5$ mg/l로 지점별 차가 심하였다. 또, 염분또는 $1.05{\sim}33.01\%$로 넓은 범위로 분포되었다. 상부에 녹산 수문이 있는 제3수로는 $25.76{\sim}31.58\%0$으로 육수나 하천수의 영향을 많이 받고 있는 제1, 2수로보다 높은염도를 나타내며 안정되어 있다. 4. 화학적 산소 요구량의 변화범위는 $1.45{\sim}14.94$ mg/l였으며, 상부, 중부수역과 각 수로의 기점은 5mg/l 이상이었고, 하구수역은 수산 2급 기준치인3 ppm을 모두 초과하였다. 5. 전기전도도의 변화범위는 $1.360{\times}10^2{\sim}5.650{\times}10^4{\mu}{\mho}/cm$였으며, 상부수역에서 보다 하구수역에서 월등히 높았으며 강우량이 많을시에는 전 수역에서 낮은 값으로 나타났다. 6. 영양염류의 년중 변화범위는 $NO_2-N\;:\;0.008{\sim}0.040$ mg/l, $NO_3-N\;:\;0.038{\sim}5.253$ mg/l, $NH_4-N\;:\;0.100{\sim}2.685$ mg/l, $PO_4-P\;:\;0.003{\sim}0.084$ mg/l, $SiO_2-Si\;:\;0.154{\sim}6.123$mg/l였으며, 각종 염류는 일반적으로 상부, 중부수역에서 높은 농도였으나, 강우량에 육수나 강수에 의해 운반되어 하구수역에서 농도가 높아진다. 특히 하구수역에서 질소, 인화합물이 20년전에 비하여 $2{\sim}3$배 증가되고 있어 이차적인 환역오염이 우려 된다. 7. 대장균군 최확수의 분포범위는 $7.3{\sim}460,000/100ml$였으며, 금곡에서 을숙도 구간인 중부수역에서의 기하평균치는 $3,476{\sim}34,700/100ml$으로 극심한 오염도를 나타내었다. 이 수질의 여파와 장림천 괴정천에서 유입되는 오수로 제1수로의 수질은 $1.100{\sim}460,000/100ml$로 제 2수로 보다 5배나 심하게 오염되어 있었다. 분편계대장균 최확수의 분포범위는 $3.6{\sim}460,000/100ml$였으며, 대장균군에서와 같은 양상이었다. 장구균 최확수는 $0{\sim}46,000/100ml$의 분포범위로 분편계대장균과 같은 양상이었다. 8. 대장균군으로 분리 동정된 총 452균주중에서 Escherchia coli group은 127 균주로 $28\%$, Citrobacter freundii group은 82 균주로 $18\%$, Enterobacter aerogenes group이 141균주, $31\%$로 제일 많았으며, 분류되지 않은것이 $22\%$ 정도였다. 9. 생균수의 연간 변화폭은 $<30{\sim}1.2{\times}10^5/ml$였으며, 각 수역별로 위생지표세균이 변화하였던 것과 같은 양상이었다. 10. 본 수계에서 분리 동정된 세균 총 659 균주중에서 Pseudomonas 속이 279 균주($42\%$)로서 제일 많았으며, Flavebacterium cytophaga 속이 131균주($20\%$), Moraxella속이 72균주($12\%$) 순이었으며, Bacillus 속이 $0.3\%$으로 제일 낮은 빈도를 나타내었다.