• 제목/요약/키워드: Orthophosphate

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Studies on the Production of Artificial Zeolite from Coal Fly Ash and Its Utilization in Agro-Environment

  • Lee, Deog-Bae;Henmi, Teruo;Lee, Kyung-Bo;Kim, Jae-Duk
    • 한국환경농학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.401-418
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    • 2000
  • 1. Production of the artificial zeolite from coal ash Coal fly ash is mainly composed of several oxides including $SiO_2$ and $Al_2O_3$ derived from inorganic compounds remained after burning. As minor components, $Fe_2O_3$ and oxides of Mg, Ca, P, Ti (trace) are also contained in the ash. These components are presented as glass form resulting from fusion in the process of the combustion of coal. In other word, coal ash may refer to a kind of aluminosilicate glass that is known to easily change to zeolite-like materials by hydrothermal reaction. Lots of hot seawater is disposing near thermal power plants after cooling turbine generator periodically. Using seawater in the hydrothermal reaction caused to produce low price artificial zeolite by reduction of sodium hydroxide consumption, heating energy and water cost. As coal ash were reacted hydrothermally, peaks of quartz and mullite in the ash were weakened and disappeared, and new Na-Pl peaks were appeared strengthily. Si-O-Si bonding of the bituminous coal ash was changed to Si-O-Al (and $Fe^{3+}$) bonding by the reaction. Therefore the produced Na-Pl type zeolite had high CEC of 276.7 $cmol^+{\cdot}kg^{-1}$ and well developed molecular sieve structure with low concentration of heavy metals. 2. Utilization of the artificial zeolite in agro-environment The artificial zeolite(1g) could remove 123.5 mg of zinc, 164.7 mg copper, 184.4 mg cadmium and 350.6 mg lead in the synthetic wastewater. The removability is higher 2.8 times in zinc, 3.3 times in copper, 4.7 times in cadmium and 4.8 times in lead than natural zeolite and charcoal powder. When the heavy metals were treated at the ratio of 150 $kg{\cdot}ha^{-1}$ to the rice plant, various growth inhibition were observed; brownish discoloration and death of leaf sheath, growth inhibition in culm length, number of panicles and grains, grain ripening and rice yield. But these growth inhibition was greatly alleviated by the application of artificial zeolite, therefore, rice yield increased $1.1{\sim}3.2$ times according to the metal kind. In addition, the concentration of heavy metals in the brown rice also lowered by $27{\sim}75%$. Artificial Granular Zeolites (AGZ) was developed for the purification of wastewater. Canon exchange capacity was 126.8 $cmol^+{\cdot}kg^{-1}$. AGZ had Na-Pl peaks mainly with some minor $C_3S$ peaks in X-ray diffractogram. In addition, AGZs had various pore structure that may be adhere the suspended solid and offer microbiological niche to decompose organic pollutants. AGZ could remove ammonium, orthophosphate and heavy metals simultaneously. Mixing ratio of artificial zeolite in AGZs was related positively with removal efficiency of $NH_4\;^+$ and negatively with that of $PO_4\;^{3-}$. Root growth of rice seedling was inhibited severely in the mine wastewater because of strong acidity and high concentration of heavy metals. As AGZ(1 kg) stayed in the wastewater(100L) for 4days, water quality turned into safely for agricultural usage and rice seedlings grew normally.

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인과 염소 함유 변성폴리에스터/이소시아네이트 가교 폴리머의 PU 난연도료에의 적용 (Application of Isocyanate and Modified Polyester Containing Phosphorous and Chlorine to Crosslinked PU Flame-Retardant Coatings)

  • 박홍수;김송형;안성환;유규열;함현식
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.124-139
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    • 2007
  • In order to obtain the maximum flame retardancy with the minimal deterioration of physical properties of PU flame-retardant coatings, chlorine and phosphorous functional groups were introduced into the pre-polymer of modified polyesters. In the first step, the tetramethylene bis(orthophosphate) (TBOP) and neohexanediol dichloroacetate (DCA-adduct) intermediates were synthesized. In the second step, 1,4-butanediol and adipic acid monomers were polymerized with the two kind of intermediates to obtain copolymer. The modified polyesters containing chlorine and phosphorous (ATBA-10C, -20C, and -30C) were synthesized by adjusting the contents of chlorine compound (dichloroacetic acid, 10, 20, 30 wt%) with fixed the content of phosphorous compound (2 wt%). The PU flame-retardant coatings (TTBAH -10C, -20C, and -30C) were prepared using the synthesized ATBAs and HDI-trimer as curing agent at room temperature. The physical properties of PU flame-retardant coatings with chlorine and phosphorous were inferior to those with phosphorous only and the properties were getting worse with increasing chlorine content. Flame retardancy was tested with three methods. With the vertical method, Complete combustion time of ATBAHs were $259^{\sim}347$ seconds, which means that the prepared coatings are good flame-retardant. With the $45^{\circ}$ Meckel burner method, char lengths of the three prepared coatings were less than 2.9 cm, which indicates that the prepared coatings are 1st grade flame retardancy. With the limiting oxygen index (LOI) method, the LOI values of the three prepared coatings were in the range of $30^{\sim}35%$, which proves good flame retardancy of the prepared coatings. From the results of flame retardancy tests of the specimens that contain the same amounts of flame retarding compounds, it was found that the coatings containing both phosphorous and chlorine show higher flame retardancy than the coatings containing phosphorous alone. This indicates that some synergy effect of flame retardancy exists between phosphorous and chlorine.

트리폴리인산염을 이용한 산성광산배수 내 칼슘 및 철이온 제거 (Removal of Ca2+ and Fe3+ in Acid Mine Drainage by Tripolyphosphates)

  • 현재혁;전형중;김지훈
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.27-32
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    • 2009
  • 이 연구는 산성광산배수(AMD, Acid Mine Drainage)를 대상으로 트리폴리인산나트륨의 적용을 평가한다. 경북에 위치한 문경 석탄탄광으로부터 발생한 AMD와 트리폴리인산나트륨의 회분식 반응실험에서 얻어진 결과에 근거하면, AMD를 처리하기 위한 트리폴리인산나트륨의 최적주입량은 $4.7{\times}10^{-3}mole$이었다. $Ca^{2+}$의 경우 농도가 $16.4mg/{\ell}$에서 처리 후 $5.6mg/{\ell}$로 감소하여 제거율은 65.9%이고, $Fe^{3+}$의 경우 농도가 $3.7mg/{\ell}$에서 처리 후 $0.02mg/{\ell}$로 감소하여 제거율은 99.5%이다. 그러나 $SO{_4}^{2-}$의 경우 농도가 $526.8mg/{\ell}$에서 $566.5mg/{\ell}$ 범위로 증가나 감소경향이 나타나지 않았다. 트리폴리인산나트륨을 사용한 결과, AMD 내 $Na^+$의 농도는 $549.8mg/{\ell}{\sim}599.3mg/{\ell}$이고 정인산염은 $6.82mg/{\ell}{\sim}7.60mg/{\ell}$였다. 트리폴리인산나트륨과 AMD의 반응에서 발생한 침전물을 SEM, XRF, XRD로 분석한 결과 침전물의 형태는 인회석${\gg}{\beta}$-인산삼칼슘>산화철$(Fe(OH)_3)$인 것으로 판단된다. 결과적으로 트리폴리인산염의 사용은 AMD에서 $Fe^{3+}$, $Ca^{2+}$ 제거와 pH 완충에 있어서 우수한 것으로 나타났다.

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분열유발인자에 의한 흰쥐 림프구 단백의 인산화 (Phosphorylated Proteins of Mitogen Stimulated-Rat Peripheral Blood Lymphocytes)

  • 주일로;고성수;안영수
    • 대한약리학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.121-130
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    • 1993
  • 흰쥐 말초 T림프구에 분열유발 물질인 PMA와 Con A를 투여하여 인산화되는 단백을 확인하고, PKC 억제제인 H-7, CaM kinase 억제제인 W-7을 전처치한 후의 인산화 변동과 시간 경과에 따른 인산화 변동을 관찰하였다. 그 결과 흰쥐 T림프구를 PMA로 자극하면 5개의 인산화 단백이 새로이 나타나고 7개 단백의 인산화가 증가 되었으며, Con A자극으로는 1개의 단백이 새로이 인산화 되고 7개 단백의 인산화가 증가되었다. PMA 및 Con A자극으로 인산화 되는 13개 단백은 kinase억제제 전처치에 의하여 3군으로 각각 구분되며, H-7 전처치로 24 kDa/pI 7.1, 24/7.2, 26/6.1, 74/6.2 단백의, W-7 전처치로 14 kDa/pI5.9, 28/6.8, 29/6.9, 28/7.0, 44/6.8, 58/6.2 단백의 인산화가 현저히 감소 되었으며, 18 kDa/p1 5.4, 25/7.3 및 54/5.2단백은 두 억제제에 의해 영향을 받지 않았다. 이들 인산화 단백은 대부분 세포의 soluble fraction에서 확인되며 자극후 반응 초기에 인산화 된 후 인산화가 감소하나, 침전물에서 관찰되는 소수의 인산화 단백은 지속적인 인산화를 보였다. 한편 Kinase 억제제 처리에 의하여 구분된 3군에 속하는 단백들의 시간에 따른 인산화 양상을 관찰한 결과 각 군에 따른 인산화 양상에 상호 연관성이 없었다. 이상의 실험결과로 보아 림프구 활성의 초기 단계에서 인산화 되는 단백에는 PKC, CaM kinase 및 다른 kinase에 의해 인산화 되는 3종류의 단백이 존재하며, 3종류의 kinase의 활성은 단계적인 활성이 아니라 독립적 또는 상호 협동적으로 작용하여 림프구 활성을 유발시키는 것으로 생각된다.

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인과 염소 함유 변성폴리에스테르의 PU 난연도료에의 적용 (Application of Modified Polyesters Containing Phosphorus/Chlorine to PU Flame-Retardant Coatings)

  • 박홍수;김송형;홍석영;유규열;안성환;함현식;김승진;김영근
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.31-46
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    • 2007
  • This study was focused on the maximization of flame-retardancy of polyesters by a synergism of simultaneously introduced chlorine and phosphorus into polymer chains of modified polyesters. To prepare modified polyesters, reaction intermediates, TD-adduct (prepared from trimethylolpropane/2,4-dichlorobenzoic acid (2,4-DCBA)) and TMBO (prepared from tetramethylene bis(orthophosphate)), were prepared first, then condensation polymerization of the prepared intermediates, adipic acid, and 1,4-butanediol were carried out. In the condensation polymerization, the content of phosphorus was fixed to be 2%, and the content of 2,4-DCBA that provides chlorine component was varied to be 10, 20, and 30wt%, and we designated the prepared modified polyesters containing chlorine and phosphorus as ABTT-10C, -20C, -30C. Two-component PU flame-retardant coatings (ABTTC, ABTTC-10C, ABTTC-20C, ABTTC-30C) were prepared by the curing of synthesized ABTTs with a curing agent of allophanate/trimer at room temperature. To examine the film properties of the prepared PU flame-retardant coatings, film specimens were prepared with the prepared coatings. The film properties of ABTTC, ABTTC-10C and ABTTC-20C, which contain 0, 10 and 20wt% 2,4-DCBA, respectively, were proved to be good, whereas the film properties of ABTTC-30C, which contains 30wt% 2,4-DCBA, was proved to be a little bit poor. Two kinds of flame retardancy tests, $^{\circ}45Meckel$ burner method and LOI method were performed. With the $^{\circ}45Meckel$ burner method, three flame-retardant coatings except ABTTC showed less than 3.4cm of char length, and showed less than 2 seconds of afterflaming and afterglow. From this result, the prepared flame-retardant coatings were proved to have the 1st grade flame retardancy. With the LOI method, the LOI values of the coatings containing more than 10wt% 2,4-DCBA were higher than 30%, which means that the coatings possess good flame retardancy. From these results, it was found that synergistic effect in flame retardancy was taken place by the introduced phosphorus and chlorine.

水質分析을 目的한 極微量燐酸鹽의 高感度比色定量法 (Spectrophotometric Determination of Submicrogram Amounts of Orthophosphate Suitable for Water Analysis)

  • 원종훈
    • 대한화학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.113-120
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    • 1964
  • 첫째로 微量燐酸鹽의 定量法으로서 燐몰르브덴酸의 醋酸부틸抽出一鹽化第一주석還元法에 依한 몰리브덴靑法을 더욱 檢討하여 2~8 ${\mu}g$의 燐을 몰리브덴酸 암모늄 및 過鹽素酸濃度 0.5∼1.1%, 0.5~1.1N에서 縮合시켜 溶媒 10ml로 抽出하여 이것을 1.3%鹽化第一주석의 1N鹽酸溶液 5.0ml로 還元시키면 吸光度로서 標準假差 2 ${\times}\;10^{-3}$의 精密度로써 安定한 皇色을 얻을 수 있다. 試料量을 많이 取하면 0.1p.p.m. 以下의 燐酸鹽-燐도 相對誤差 5% 以內에서 容易하게 定量할 수 있다. 다음에 極微量의 燐酸鹽 定量法으로서 몰리부덴(V)-티오시안酸錯鹽發色法을 利用하여 0.3∼1.2${\mu}g$의 燐을 위의 方法에 따라 抽出하여 燐몰리브덴酸 內의 몰리브덴을 溶媒內에서 바로 4.3∼6.3 N 鹽酸 또는 9.0 ∼ 13.0 N 硫酸에서 銅 및 過鹽素酸濃度 0.5~1.5 mM, 0.1∼0.9 N 共存下에서 鹽化第一주석濃度 4∼10% 되도록 하여 1分間加熱還元시켜 6.0M 티오시안酸암모늄을 加해 0.4∼0.9M 되도록 하면 直時 銳敏하고 大端히 安定한 皇色을 얻을 수 있어 1cm셀로써도 天然水中의 燐酸鹽 같은 極微量도 容易하게 定量할 수 있다. 本法의 精密度는 吸光度로서 標準偏差가 1.6 ${\times}\;10^{-2}$며 試料量을 많이 取하면 0.02p.p.m. 以下 0001p.p.m. 까지의 燐酸鹽-燐도 5%以內의 相對誤差로써 選擇的으로 定量할 수 있다.

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생쥐 배아에서 단백질 합성과 인산화에 의한 밀집현상의 조절 (Regulation of Compaction by Synthesis and Phosphorylation of Protein in Preimplantation Mouse Embryo)

  • 이동률;이정은;윤현수;노성일;김문규
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제3권1호
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    • pp.75-85
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    • 1999
  • 생쥐 초기 배아의 형태형성에 영향을 주는 세포질내 인자의 기원과 작용기작을 연구하기 위해 단백질 합성과 단백질 활성화 효소 (protein kinase)의 억제제를 처리한 배아의 세포질로 재조합된 배아에서 발생과 RNA합성, 단백질 인산화를 조사하였다. 단백질 합성 억제제인 cycloheximide (CHX)가 함유된 배양액에서 24시간 배양한 1-세포 배아의 제핵된 세포질을 두 개의 전핵을 모두 가진 절반의 1-세포 배아와 재조합한 P+P-CHX군의 배아 발생과 유전자의 활성화는 P+P군의 배아와 유사하였으나, 밀집 형성과 밀집형성이 일어나는 세포 시기는 빨라져서 P+2군과 유사하였다. 또한 초기 배아의 발생 시 1-세포기에서 2-세포기 사이에 일어나는 단백질 인산화가 형태형성과정에 미치는 영향을 알아보기 위해, tyrosine protein kinase와 serine-threonine protein kinase의 억제제인 genistein (Gen)과 6-dimethylaminopurine (6-DMAP)이 처리된 배아의 제핵된 세포질과 2개의 전핵을 가진 절반의 1-세포 배아를 융합시킨 P+2-Gen과 P+2-DMAP군 배아의 발생과 밀집현상을 대조군인 P+P와 P+2군과 비교하였다. P+2-Gen과 P+2-DMAP군 배아에 발생은 대조군에 비해 빨랐으며, 특히 P+2-Gen군 배아는 밀집이 4-세포기에 일어나 8-세포기에 일어나는 P+2-DMAP군의 배아에 비해 일어나는 시간과 세포 시기가 빨라졌다. SDS-PAGE 방법으로 분석한 재조합 3시간째 P+2-Gen과 P+2-DMAP군의 단백질 인산화량은 대조군인 P+P와 P+2군에 비해 증가하였으나 종류의 변화는 없었다. 한편 2차원 전기영동법을 이용하여 P+2-DMAP군의 배아에서 P+2-Gen에 비해 80KD와 110KD 단백질의 인산화가 억제된다는 결과를 얻었다. 이상의 결과들은 생쥐의 초기 배아에서 형태 형성의 조절은 유전자 활성화 또는 난자내 모계 mRNA에 의해 수정 후 합성되는 새로운 단백질에 의한 것이 아니고, 난자내에 존재하는 인자에 의해 조절됨을 시사한다. 이 인자들 중 단백질의 인산화는 배아 발생과 형태형성에 밀접한 관계가 있으며, 특히 초기 1∼2세포기 사이에 serine-threonine protein kinase에 의해 인산화되는 단백질이 밀집현상을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.

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회수된 MAP 슬러리의 재이용과 공정효율 향상을 위한 도구로서의 극초단파 조사 (Microwave Irradiation as a Way to Reutilize the Recovered Struvite Slurry and to Enhance System Performance)

  • 조준희;이진의;라창식
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제51권4호
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    • pp.337-342
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    • 2009
  • 회분식 반응조를 Mg원 첨가 방법이나 혹은 MAP을 재이용하는 조건이 서로 다른 4가지 상이한 조건하에서 운전하면서 공정으로부터 회수된 magnesium ammonium phosphate (MAP) 혹은 struvite 슬러리의 재이용 수단으로서의 극초단파조사 방법의 이용 가능성을 파악하였다. 또한 극초단파조사 동안의 MAP 용해율과 $NH_4-N$ 소실양상 및 MAP의 물리/화학적 변화를 분석하였다. Mg원을 첨가하지 않은 run A에서의 용해성 인과 암모니아성 질소의 제거율은 각각 33%와 27% 수준이었던 반면 유입수내 용해성 인 기준 동몰비의 Mg원을 첨가한 run B에서는 용해성 인과 암모니아성 질소의 제거율이 각각 87% 와 40% 수준으로 증가하였다. 극초단파를 조사한 MAP을 첨가한 run C의 경우, 비록 Mg원을 첨가한 run B에 비해 $PO_4-P$$NH_4-N$ 제거율이 낮았으나, Mg원을 첨가하지 않은 run A에 비해 $PO_4-P$의 제거율이 2배 정도 높아지는 결과를 보였다. Mg 원과 MAP을 각각 1/2씩 첨가한 run D에서의 $PO_4-P$$NH_4-N$ 제거효율은 각각 88%와 35% 수준으로 Mg원만을 1몰비로 첨가한 run B와 거의 유사한 효율을 나타내었다. 이러한 결과에 의거 극초단파로 처리한 후 MAP을 재이용하는 방법은 공정에서의 인과 질소의 제거율을 높임은 물론, Mg원 사용량을 감소시키는 이중효과가 있음을 알 수 있었다. MAP을 극초단파로 조사하면서 $NH_4-N$ 농도변화를 관찰한 결과 극초단파조사 초기단계에서는 $NH_4-N$ 농도가 점차 증가하다가 온도가 $45^{\circ}C$ 이상으로 상승함에 따라 용액으로부터 $NH_4-N$가 소실되기 시작하여 감소하였으며 극초단파조사 동안의 $PO_4-P$ 용해율은 초기 MAP 농도에 비례하면서 $0.0091x^{0.6373}$ mg/sec의 상관관계를 갖는 것으로 분석되었다. 또한 주사전자현미경을 이용한 극초단파조사 동안의 MAP 크리스탈 구조변화실험 결과 극초단파 조사시 전자기적 진동력에 의해 단시간내에 MAP 크리스탈 구조가 작은 입방체 과립형태로 부숴지고 극초단파 조사가 지속됨에 따라 점차 용액내로 녹음을 알 수 있었다.

논 관개수중 영양물질의 함량변화와 천연공급량 (Changes of Nutrients Content and Natural Supplies by Irrigation Water during the Rice Cultivation)

  • 한강완;전재철;조재영;김성조
    • 한국환경농학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.394-398
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    • 1997
  • 전라북도 진안군 마령면 평지리 일대 1.0ha의 논을 대상으로 벼농사 재배기간중 공급되는 관개수중에 함유된 영양물질과 오염물질의 함량 및 총 관개유량 측정을 통하여 논에 부하되는 영양물질과 중금속의 유입량을 시기별로 조사한 결과는 다음과 같다. 관개용수의 pH는 6.45${\sim}$8.34의 범위였으며, 전기전도도는 관개초기에만 $110{\mu}S/cm$ 수준을 유지하였으며 그밖에는 $90{\mu}S/cm$ 수준을 유지하였다. 전질소, 암모니아태질소 및 질산태질소의 함량은 각각 3.09${\sim}$12.46, 0.17${\sim}$1.34, 2.70~10.72mg/L 수준이었으며, 전인산의 함량은 0.09~0.22mg/L, orthophosphate는 검출되지 않았다. $Ca^{++}$는 0.89~5.12, $Mg^{++}$는 1.12~2.76, $Na^{+}$는 1.74~4.52, $Ka^+$는 1.34~4.18mg/L의 범위였으며 시기별로 큰 차이를 나타내지 않았다. 또한 $Cl^-$$SO_4\;^{2-}$는 각각 1.3~24.9, 3.5~20.3mg/L의 범위로 이앙초기에 높았다가 점차적으로 낮아지는 경향이었다. 중금속오염물질중 Cu와 Zn만이 각각 0.001~0.009, 0.007~0.091mg/L로 나타났을 뿐 Pb, Cd, Cr, Ni는 검출되지 않았다. 벼재배기간동안 1.0ha의 논에 $4,250m^3$의 관개수를 공급하였을 때 영양물질의 천연공급량은 전질소 29.68kg/1.0ha, 암모니아태질소 1.80kg/1.0ha, 질산태질소 24.57kg/1.0ha, 전인산 0.51kg/1.0ha으로 나타났다. 대표적인 양이온으로 $Ca^{++},\;Mg^{++},\;Na^+,\;K^+$는 각각 9.42, 7.09, 13.34, 9.08kg/1.0ha의 수준으로 공급되었으며 $Na^{+}>\;Ca^{++}>\;K^{+}>\;Mg^{++}$의 순서였다. 음이온으로 $Cl^-$$SO_4\;^{2-}$는 각각 40.27, 41.38kg/1.0ha으로 나타났다. 조사대상 6가지 중금속중 Cu와 Zn만이 관개수를 통하여 각각 0.17kg/1.0ha, 0.133kg/1.0ha 정도 논토양에 부하되었을 뿐 Pb, Cd, Cr, Ni은 검출되지 않았다.

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