• Title/Summary/Keyword: inorganic matter

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제주시 도심지역 미세먼지의 화학적 조성 특성 (Chemical Composition of Fine Particulate Matter in the Downtown Area of Jeju City)

  • 허철구;이기호
    • 한국환경과학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.597-610
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    • 2018
  • This study observed particulate matter ($PM_{2.5}$ and $PM_{10}$) in the downtown area of Jeju City, South Korea, to understand the chemical composition of particulates based on an analysis of the water-soluble ionic species contained in the particles. The mass fraction of the ionic species in the sampled $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ was 44.3% and 42.2%, respectively. In contrast, in Daegu City and Suwon City, the mass fraction of the ionic species in $PM_{2.5}$ was higher than that in $PM_{10}$. The chloride depletion percentage of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ in Jeju City was higher than 61% and 66%, respectively. The contribution of sea-salt to the mass of $PM_{10}$ (5.9%) and $PM_{2.5}$ (2.6%) in Jeju City was similar to that in several coastal regions of South Korea. The mass ratio of $Cl^-$ to $Na^+$ in the downtown area of Jeju City was comparable to that in some coastal regions, such as the Gosan Area of Jeju Island, Deokjeok Island, and Taean City. The mass fraction of sea-salt in $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ was very low, and the concentration of sodium and chloride ions in $PM_{10}$ was not correlated with those in $PM_{2.5}$ ($R^2$ < 0.2), suggesting that the effects of sea-salt on the formation of particulate matter in Jeju City might be insignificant. The relationship between $NH_4{^+}$ and several anions such as $SO_4{^{2-}}$, $NO_3{^-}$, and $Cl^-$, as well as the relationship between the measurement and calculation of ammonium ion concentration, suggested that sea-salts may not react with $H_2SO_4$, and $(NH_4)_2SO_4$ may be a major secondary inorganic aerosol component of $PM_{2.5}$ and $PM_{10}$ in Jeju City.

황산이온의 흡착에 관여하는 산림토양의 물리화학적 특성 (Physicochemical Properties of Forest Soils Related to Sulfate Adsorption)

  • 이승우;박관수;이충화;김은영
    • 한국토양비료학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.371-377
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    • 2004
  • 산림토양에서의 황산이온 흡착은 식물의 흡수, 양이온 이동 및 산중화능 등 산림생태계의 황 동태에 중요한 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 산림토양 중의황산이온 분포와 그와 관련된 황산이온 흡착이 어떠한 토양특성에 의해 영향을 받는지를 밝히기 위해 수행되었다. 이를 위해 소나무와 신갈나무 임분으로 조성된 4개 산림지역을 대상으로 표토층과 심토층으로 구분하여 황산이온 흡착지표로서의 추출성 황산이온함량 및 황산이온 흡착능을 정량 한 후 관련 토양 물리화학적 특성인 pH. 양이온치환용량, 점토함량 및 Ai과 Fe 산화물의 종류별 함량과의 상관성을 분석하였다. 토양 중 추출성 황산이온 함량 및 황산이온 흡착능은 각 조사지별로 큰 차이를 보였으며 전체적으로 유기물 함량이 적고 Al 또는 Fe 산화물 함량은 많은 심토층이 표토층에 비하여 황산이온 흡착량이 많았다. 황산이온 흡착량이 많았던 심토층의$Al_d$$Fe_d$ 산화물 평균 함량은 각각 8.49와 $12.45g\;kg^{-1}$로 대체로 낮은 수준이었다. 황산이온 흡착지표들은 토양 pH, 양이온치환용량 및 점토함량과 대체로 유의적인 정의 상관관계를 보였다. 반면에 유기탄소 함량과는 부의 상관성을 보여 산림토양 중에서 유기물이 황산이온 흡착에 대해 경합물질로 작용함을 알 수 있었다. Ai과 Fe 산화물 중에서는 $Al_d,\;Al_o,\;Al_p,\;Al_a$$Fe_a$가 황산이온 흡착지표들과 유의성 있는 상관성을 보였으나, $Al_c$$Fe_c$는 황산이온 흡착지표들과 상관성이 없었다. 황산이온 흡착지표인자들과 토양 pH, 양이온치환용량 및 비결정형 Ai 함량간의 정의 상관관계 결과는 토양산성화로 인해 산림생태계에서 황 동태에 기여하는 산림토양의 황산이온 흡착 능력이 저하될 수 있음을 반영한다.

해양환경의 황산염 환원율 조절요인 및 유기물 분해에 있어 황산염 환원의 중요성 (Sulfate Reduction in the Marine Environments: Its Controlling Factors and Relative Significance in Mineralization of Organic Matter)

  • 현정호;이홍금;권개경
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제8권2호
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    • pp.210-224
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    • 2003
  • 황산염 환원은 혐기성 해양환경에서 황산염 환원 박테리아가 진행시키는 미생물 반응이다. 황산염 환원 반응은 저층으로 공급되는 유기물 분해의 상당 부분을 담당하며, 이때 발생되는 황화가스의 독성 및 주변 금속과의 높은 반응성, 그리고 유기물 분해시 유리되는 무기 영양염들의 수층 용출 등으로 인해 연안생태계 내의 생물 다양성 및 생지화학적 물질의 순환경로에서 중요한 역할을 한다 여러 해양환경의 퇴적토에서 보고 된 황산염 환원율과 이에 영향을 미치는 주요한 환경요인들에 대해 정리한 결과, 공급되는 유기물과 여러 전자수용체들(산소, 질산염, 산화 철, 망간 등)의 분포가 황산염 환원율 및 유기물 분해시 황산염 환원의 상대적 중요성에 직접 영향을 미치는 것으로 나타났다 아울러 전자수용체의 분포와 유기물의 양과 질을 조절하는 요인으로서 온도, 식생의 유무, 생물교란의 영향에 대해 토의하였다. 끝으로, 우리나라와 같이 갯벌이 발달되고, 유기물 부하가 높은 인공양식장의 가동, 부영양화 등으로 인해 혐기성 환경과 적조의 발생빈도가 점증하는 상황에서 유기(오염)물 분해과정과 영양염 순환 경로를 보다 잘 이해하기 위해서 황산염 환원을 중심으로 한 다양한 혐기성 미생물 생태연구가 중요함을 제안한다.

한국진해만 입자유기물 함량과 C:N:P 비의 연변화 (Annual Change and C:N:P ratio in Particulate Organic Matter in Chinhae Bay, Korea)

  • 이필용;강창근;박종수;박주석
    • 한국해양학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.107-118
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    • 1994
  • 반폐쇄성 내만인 진해만의 입자유기물 (POM)함량과 C:N:P비의 변화를 1993년 1월 부터 12월 까지 1년간 조사하였다. 입자유기탄소와 질소 및 입자 인의 농도는 각각 198∼4,416 ugC/l과 24∼792 ugN/l 및 4.50∼69.00 ugP/l범위였고 특히 입자유기탄소 와 질소농도는 여름철에 가장 놓고 그 외 계절에는 유사한 농도분포를 보이면 uni-modal한 계절변동이 나타났다. 입자물질의 C:N:P 원자비 역시 여름철에 가장 높았 다. C:N 원소비는 년중 6.53 Redfield ratio와 거의 일치하며 겨울철(1, 2월)을 제외 한 조사기간중 표층수중의 POM 농도와 chlorophyll-a 사이에 높은 상관관계가 나타난 다. 이와 같은 결과들은 조사해역의 입자유기물농도가 식물플랑크톤 생물량에 의해 조 절된다는 것을 보여주고 특히 많은 육수유입과 함께 강한 성층이 형성되는 여름철의 높은 POM농도는 육상으로부터 다량의 영양염 공급에 의한 식물플랑크톤의 대증식에 기 인하는 것으로 보인다. 한편 여름철의 높은 POC:PP 와 PON:PP ratio는 인산염에 비하 여 과다한 질소계 영양염을 함유한 육수유입의 영향으로 인산염이 제한요인으로 작용 한다는 것을 시사한다.

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벼 재배 시 유기질비료의 질소 밑거름 대체량 평가 (Evaluation of Replacement Ratio of Organic Fertilizers for Basal Application of Nitrogen Fertilizer in Pot Cultivation of Rice)

  • 김명숙;김석철;박성진;이창훈
    • 유기물자원화
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    • 제27권1호
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    • pp.5-14
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    • 2019
  • 논 조건의 포트규모에서 유기질 비료로 화학비료 밑거름량을 대체하기 위해 벼의 정조수량, 쌀 품질 기준인 단백질 함량, 토양 화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 벼 생산에 적정인 유기물함량을 지닌 토양 1에서 벼의 생산량은 다른 처리구보다 70 %, 100 %에서 높았다. 벼 생산에 적정보다 높은 유기물함량을 지닌 토양 2에서 벼의 생산량은 NPK, 유기질비료 30%, 70%, 100%, 300%에서 차이가 없었다. 쌀 품질에 대한 단백질 기준이 7 % 이하를 적용할 때 유기질비료 3종(혼합유기질비료, 혼합유박, 유기복합)의 처리구 중에서 70 %, 100 % 처리구가 쌀 품질의 단백질 기준에 적합하였다. 유기질비료 30 %, 70 %, 100 %, 300 % 처리에서 유기물 함량, 암모늄태 질소 및 전기전도도는 NPK 처리와 유사한 경향을 보였다. 이러한 결과로부터 표준 질소 밑거름 시용량의 70 ~ 100 % 수준으로 유기질 비료 3종에 대해 투입하는 것이 농경지의 적절한 양분을 유지하고 쌀의 수확량과 품질을 유지하는 좋은 방법이라 판단된다.

생활하수가 유입된 산지하천(대천천)의 유기물 및 무기영양염의 동태 (Dynamics of Organic Matter and Inorganic Nutrients in a Over-enriched Mountain Stream due to Anthropogenic Loading)

  • 박정임;김영균;정미희;송미영;이상호;전태수;이근섭
    • 환경생물
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    • 제24권3호
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    • pp.230-239
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    • 2006
  • 본 연구는 2002년 1월부터 2003년 5월까지 오염원이 비교적 단순한 산지하천에서의 무기 영양염 및 유기물 변동을 고찰하기 위해 낙동강 지류인 대천천의 상류에서 실시되었다. 조사지점은 인위적인 오염이 없는 DC1, 주위의 식당과 민가에서 생활하수가 유입되는 DC2, DC3, DC4그리고 부분적으로 수질이 자연 정화된 DC5이다. 전기전도도, 탁도, BOD는 하수의 유입으로 인하여 DC2에서 급격히 증가하였다가 DC5에서 다시 낮아졌다. 수층의 $NH_4^+$$PO_4^{3-}$농도는 갈수기인 겨울에 증가하는 경향이 보였으며, DC2에서 DC1에 비해 각각 150 배 및 37배가 증가하였다가 하류로 내려 갈수록 뚜렷하게 감소하였으며, $NO_3^-+NO_2^-$은 오염지역인 DC2, DC3, DC4와 DC5에서 청정지역인 DC1보다 약 2배 증가하였다. N/P비율은 DC1에서 가장 높았고, 하수 유입지역에서 감소하여 이들 지역에는 부영양화가 진행되고 있음을 알 수 있었다. 퇴적물 공극수의 $PO_4^{3-}$농도는 겨울과 봄에 증가하였으나, $NH_4^+$$NO_3^-+NO_2^-$의 농도는 계절 경향이 보이지 않았다. 퇴적물 공극수의 $NO_4^-,\;PO_4^{3-}$ 농도와 퇴적물의 유기물 함유량도 하수가 유입되는 DC2, DC3, DC4에서 유의하게 증가하였고, DC5에서 다소 감소하였다. 퇴적물 공극수의 $NO_3^-+NO_2^-$의 농도는 DC2에서보다 용존산소가 풍부한 DC5에서 오히려 증가하였다. 수층의 TOC와 DOC농도는 봄과 가을에 증가하였고, 하수가 유입되는 지역에서 높게 측정되었다. 조사지역이 산지하천의 상류에 위치하고 있으나 식당 및 민가에서 유입되는 생활하수는 하천의 상류를 부영양화 시켰으며, 하류로 내려오면서 유기물 및 무기 영양염의 농도가 감소하여 하천수가 자연적으로 정화되는 것이 관찰되었다.

판별분석을 이용한 토지이용별 토양 특성 변화 연구 (Use of Discriminant Analysis to Identify Soil Quality Variation by Land Use)

  • 고경석;김재곤;이진수;김탁현;이규호;조춘희;오인숙;정영욱
    • 자원환경지질
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    • 제38권3호
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    • pp.207-219
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    • 2005
  • 본 연구에서는 회동저수지 상류 수영강 유역에 발달된 토양을 대상으로 지질 및 토지이용별로 토양의 물리화학적 특성을 조사하고 그 영향을 다변량 통계분석법인 주성분 및 판별분석을 이용하여 고찰하였다. 연구지역내 토양의 토성은 안산암에서 발달한 토양이 화강암의 것보다 세립질이며 용출 무기성분, 점토 및 유색광물의 함량도 높았다. 경작지 토양 내 염류 집적(EC, 양이온, 음이온)과 pH증가는 대부분 경작과정에 투입된 비료의 영향에 의한 것이며 임야 토양에 비해 상대적으로 낮은 유기물 농도는 경운에 의한 유기물의 산화 촉진 및 작물 수확에 기인하는 것이다. 토지이용별 무기성분의 함량은 밭>과수원>논>임야 토양 순으로 나타났으며, 논 토양의 높은 $SO_4\;^{2-}$함량은 담수 상태 환원조건하 침전된 황화광물형태가 산화조건의 용출 실험에 의해 용해되어 증가되는 것에 기인한다. 주성분 분석결과는 토지 이용이나 지질에 따른 토양 특성을 잘 나타내었으며, 주성분 1은 시비, 광물 풍화작용 및 질소질 비료에 의한 이온교환 반응의 영향을 나타내었다. 토양 용출 성분과 성분비를 이용한 두 종류의 판별분석결과는 모두 토지이용별로 판별함수 1과 2에 의해 뚜렷하게 구분되며, 토양 성분을 이용한 판별분석에서 판별함수 1은 경작에 의한 비료의 영향을 나타내며 밭, 과수원, 논, 임야 토양 순서로 증가하였다. 판별분석에 의한 토지이용 특성의 조사 및 예측자료는 비교적 잘 일치하였으며 토지 이용의 변화를 확인할 수 있는 방법으로도 사용될 수 있었다.

토양이화학성(土壤理化學性) 및 삼요소(三要素) 시용량(施用量)이 지황(地黃) (Rehmannia glutinosa) 근경(根莖) 및 엽중(葉中)의 무기성분함량(無機成分含量)에 미치는 영향(影響) (Effects of the Soil Properties and N, P, K Application on the Contents of Inorganic Constituents in the Rhizoma and Leaf of Rehmannia glutinosa)

  • 박병윤;장상문;박수준;최정
    • 한국토양비료학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.45-52
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    • 1989
  • 한방(韓方)의 주요(主要)한 약용식물(藥用植物)로 사용(使用)되어 온 지황(地黃)의 품질(品質)을 향상(向上)시키기 위한 합리적(合理的)인 포장선정(圃場選定) 및 시비량(施肥量)을 결정(決定)하기 위하여 산지토양의 이화학성(理化學性) 및 삼요소(三要素) 시용량(施用量)이 지황(地黃)의 무기성분함량(無機成分含量)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 재배지토양(栽培地土壤)의 토성(土性)은 사질양토(砂質壤土)~사질식양토(砂質埴壤土)가 대부분(大部分) 이었다. 지황근경(地黃根莖)의 질소함량(窒素含量)은 표토(表土)의 유기물(有機物) 및 전질소함량(全窒素含量), 심토(心土)의 점토함량(粘土含量)과 부(負)의 상관(相關)이, 심토(心土)의 모래함량(含量)과는 고도(高度)의 정(正)의 상관(相關)이 인정(認定)되었다. 지황근경(地黃根莖)의 Ca함량(含量)은 표토(表土) 및 심토(心土)의 모래함량(含量)과 고도(高度)의 부(負)의 상관(相關)이, 표토(表土) 및 심토(心土)의 점토(粘土) 및 유기물함량(有機物含量)과는 정(正)의 상관(相關)이 인정(認定)되었다. 지황근경(地黃根莖)의 Fe 함량(含量)은 표토(表土)의 점토(粘土), 인산(燐酸) 및 가리함량(加里含量)과 정(正)의 상관(相關)이 인정(認定)되었다. 지황엽중(地黃葉中)의 무기성분함량(無機成分含量)은 근경중(根莖中)의 무기성분함량(無機成分含量)보다 많았으며, 특(特)히 Fe와 Cu의 함량(含量)은 약(約) 10배에 달하였다. 근경중(根莖中)의 질소함량(窒素含量)은 20kg/10a, 엽중(葉中)의 질소함량(窒素含量)은 10kg/10a의 질소시용량(窒素施用量)부터 증가(增加) 하였다. 인산(燐酸) 및 가리(加里)의 증시(增施)에 따른 지황근경(地黃根莖) 및 엽중(葉中)의 인(燐) 및 가리(加里)의 함량(含量)에는 일정(一定)한 경향(傾向)이 없었다.

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제지스럿지 시용토양(施用土壤)의 성질변화(性質變化) (Changes of Properties in the Soil Treated with Paper Mill Sludge)

  • 이규승;최종우;송재영;김문규
    • 농업과학연구
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    • 제18권1호
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    • pp.74-79
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    • 1991
  • 제지(製紙)스럿지를 새로운 유기질비료 자원(資源)으로 이용(利用)하기 위한 kraft지(紙)스럿지와 판지(板紙)스럿지를 시용한 논, 밭토양 및 과수원(果樹園)에서 채취한 토양(土壤)의 이화학적(理化學的) 성질(性質)과 미생물수(微生物數) 및 토양효소(土壤酵素) 활성(活性)을 미시용토양(未施用土壤)을 대조(對照)로 하여 비교하였고, 아울러 kraft지(紙)와 판지(板紙)스럿지를 제지공장(製紙工場)에서 채취(採取)하여 비효를 평가하였으며 중요한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 제지스럿지는 유기물(有機物)의 평균함량(平均含量)이 55%이상이며 전질소, 총인산등의 함량도 높을뿐 아니라 토양의 물리성(物理性) 개량(改良)에 효과적인 CEC도 비교적(比較的) 높은 것으로 나타났다. 2. Kraft지(紙) 스럿지 시용토양(土壤)은 미시용토양(未施用土壤)에 비해 유기물함량(有機物含量)은 2.5-3배, 총질소는 1.5-2배, $NO_3$-N는 약 2배, 총인산은 1.5배 그리고 CEC는 약 1.4배 정도 높은 것으로 밝혀졌다. 또한 세균수(細菌數)는1.2-1.9배, 진균수는 약 3배 정도 많았고 cellulase활성(活性)은 1.4-1.5배, phosphatase는 1.5-1.8배 그리고 urease 활성(活性)도 1.4-1.5배, phosphatase는 1.5-1.8배 그리고 urease 활성(活性)도 1.5-1.8배 정도 높았다. 3. 판지(板紙)스럿지 시용토양 역시 유기물함량(有機物含量)은 1.4-2.2배 정도 높은 것으로 나타났으며, 진균수는 2-4배, cellulase 활성(活性)은 1.5-1.6배, phosphatase는 1.3-1.4배 정도 높은 것으로 나타났다. 4. 토양유기물함량(土壤有機物含量)의 증가(增加)와 CEC 및 토양(土壤)의 일반적(一般的) 성질(性質) 개량(改良) 그리고 토양(土壤) 미생물수(微生物數)의 증가(增加) 등을 고려할 때 제지스럿지는 유기물원(有機物源)으로 가치(價直)가 있다고 판단(判斷)된다.

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홍수터 여과 모형을 이용한 하천수중의 유기물과 질소 제거 (Removal of Organic Matter and Nitrogen from River Water in a Model System of Floodplain Filtration)

  • 하현수;김상태;김승현;정병룡;이영득;엄진섭;지승환;정종배
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제45권2호
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    • pp.84-91
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    • 2002
  • 유기물과 질소 함량이 높은 하천수가 대하천에 유입되기전 소하천의 잡초가 자라는 홍수터에 살포하여 사질 토층을 수직 이동하는 동안 잡초의 근권에서 유기물의 분해와 함께 탈질에 의해 질소가 제거되도록 하는 홍수터 여과공법을 개발하였다. 직경 15cm, 길이 150cm의 PVC pipe에 실제 홍수터에서 채취한 사질의 토양을 충진하여 제작된 홍수터 모형에 하천수를 27.2, 40.8, $68.0\;ml/day/m_2$의 유량으로 연속적으로 살포하고 정상상태에 이른 후 토양 깊이별로 토양 용액을 채취하여 유기물과 $NO_3-N$을 비롯한 무기질소의 이동과 제거 현상을 조사하였고 토양 기체를 채취하여 $N_2$$N_20$의 발생 현상을 측정하였다. 포화상태에 가까운 수준으로 유량을 조절할 경우 하천수에 포함된 유기물만을 이용하더라도 매우 효과적인 탈질 환경이 5cm깊이 부근의 표층 토양에서부터 형성되었으며 유기물의 제거와 함께 질소도 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 90cm깊이의 홍수터 토양을 통과하는 동안 평균적으로 COD는 18.7에서 5mg/l로 무기질소함량은 2.7에서 0.4mg/l로 정화되었다. 탈질 기체는 대부분 $N_2$ 형태로 발생되었으며 온실효과와 오존층 파괴를 유발하는 $N_2O$ 발생량은 매우 적었다. 표층 토양에 잡초의 근권이 형성되어 있는 실제 홍수터에 이와 같은 기법을 적용할 경우 모형 실험에서 나타난 결과보다 더욱 활발한 탈질 현상이 유발될 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 홍수터 여과는 부지가 따로 필요하지 않으므로 시설 및 운영비가 경쟁기술에 비해 싸고, 화학약품 처리나 슬러지 발생이 없는 환경친화적인 하천수 처리방법이 될 것으로 기대되며, 하천수 외에도 도시하수나 산업폐수의 3차 처리에도 응용되어 하폐수의 재활용을 통한 수자원의 절약과 하천수량의 증대에도 기여할 수 있을 것이다.