• 제목/요약/키워드: Physicochemical water quality factors

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생물유래 살조물질 Naphthoquinone 유도체의 규조 Stephanodiscus 제어 효과 및 생태계 변화 모니터링: A case study (A Case Study of Biologically Derived Algicidal Substances (Naphthoquinone Derivative) for Mitigate of Stephanodiscus and It's Ecological Changing Monitoring)

  • 주재형;박범수;김세희;한명수
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제7권1호
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    • pp.72-81
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    • 2020
  • 저온수기 규조 Stephanodiscus sp.에 의한 녹조 현상은 빈번하게 일어나며, 이로 인한 수자원의 질적 변화와 정수과정에 많은 경제적 손실을 주고 있다. 선행연구를 통해 Stephanodiscus sp. 종의 친환경적 제어를 위해 개발된 생물유래 물질인 naphthoquinone (NQ) 유도체의 현장조건에서 살조효과 입증을 위해 서낙동강 수변에 5 ton 규모 mesocosm을 설치하여 현장조건에서의 살조효과와 비생물학적, 생물학적 요인을 모니터링 하였다. NQ 4-6 물질을 처리한 결과, 대상 조류인 Stephanodiscus sp.의 세포밀도가 실험 초기 5 × 103 cells mL1에서 급격하게 감소하여 실험 종료시인 10일차에는 0.2 × 103 cells mL1으로 세포 대부분이 사멸되어, 81%의 높은 살조효과가 관찰되었다. 또한, NQ 4-6 물질 접종 후 식물플랑크톤을 제외한 물리·화학적요인(수온, 용존 산소, pH, 전기전도도, 영양염)과 생물요인 (박테리아, HNFs, 섬모충, 동물플랑크톤)에 영향을 미치지 않았으며, 대조구와 처리구에서 유사한 경향이 관찰되었다. 즉, NQ 4-6 물질의 현장 적용은 규조 Stephanodiscus sp. 종의 선택적 제어뿐만 아니라, 수생 생물의 서식처와 먹이 공급을 원활하게 함으로써 건강한 수 생태계를 형성하는데 큰 역할을 할 것으로 판단된다.

연안해역 생태계 건강성 평가의 의미와 국내 적용 방향 (Implications for Coastal Ecosystem Health Assessments and Their Applications in Korea)

  • 김영옥;심원준;염기대
    • Ocean and Polar Research
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    • 제29권4호
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    • pp.319-326
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    • 2007
  • Coastal marine ecosystems continue to suffer unrelenting pressures from human population growth, increased development, and climate change. Moreover, these systems' capacity for self-repair is declining with such increases in anthropogenic production of various pollutants. What is the present health status or condition of the coastal ecosystem? If our coastal areas are unhealthy, which conditions are considered serious? To answer such questions, the United States, Canada, and Australia are currently assessing coastal ecosystem health using systematic monitoring programs as well as identifying and implementing management plans to improve the health of degraded coastal ecosystems. To evaluate marine environments, Korea is currently using a limited number of factors to estimate water quality. In fact, we are ill-prepared for assessing coastal ecosystem health because no biologically specific criteria are in place to measure the responses to various pollutants. We should select ecosystem-specific indicators from physicochemical stressors and evaluate the subsequent biological responses within each ecosystem. Furthermore, a set of practical indicators should be generated by considering the characteristics and uses of a local coastal area and the key issues at hand. The values of indicators should be presented as indices that allow understanding by the general public as well as by practitioners, policy makers, environmental managers and other stakeholders.

2009년 추계 독도연안의 수환경과 식물플랑크톤 군집의 수심별 변화 (Vertical Variations of Water Environments and Phytoplankton Community during the 2009 Autumn in the Coast of Dokdo, Korea)

  • 김윤삼;박경우;박정원;전경희;김미경
    • 환경생물
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    • 제28권4호
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    • pp.202-211
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    • 2010
  • The variations of physico-chemical factors and the species compositions of phytoplanktons were investigated to analyze the marine ecosystem at the depths during summer in the coast of Dokdo (stations DOK 1-3). The mean values of conductivity (48.9 mS $cm^{-1}$), salinity (32.9 psu) and total suspended solids (57.9 mg $L^{-1}$) were the highest in DOK 1. The biomass (Chl-a) of phytoplanktons was the highest in the surface of DOK 1 (2.61 ${\mu}gL^{-1}$). By the means of physicochemical factors (salinity, turbidity, Chl-a, TN, TP and Si), the water estimated in the coast of Dokdo was more eutrophicated than that in 2008. The phytoplanktons were a total of 42 species in Dokdo, which were composed of 33 species (78.6%) for Bacillariophyceae and 9 species (21.4%) for Dinophyceae. The standing crops of phytoplanktons were the highest ($18{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) in the surface of DOK 2 and in the surface of DOK 3, while they were the lowest ($2{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) at depth of 40 m of DOK1 and at depth of 30 m of DOK 3. The dominant species of phytoplanktons were Chaetoceros castracanei ($6{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) in the surface, Rhizosolenia alata f. gracillima ($3{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) at depth of 20 m and Protocentrum compressum ($4{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) at the depth of 30 m of DOK 1. At the surface of DOK 2, the dominant species was Bacillaria paxillifer ($6{\times}10^3$ cells $L^{-1}$), while it was Hemiaulus indicus ($12{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) at the surface of DOK 3. The DOK 1, which is affected by upwelling, whirlpool and circulation due to the East Korean Warm Current, was the most eutrophicated water body among three stations. The monitoring of marine ecosystem in the coast of Dokdo should be continued to propose the alternatives for water quality and species conservation and to purify the eutrophicated water body due to artificial pollutants as well as natural effectors by the global warming, the climatic change, etc.

Hydrogeochemical study of a watershed in Pocheon area: controls of water chemistry

  • Kim, Kyoung-Ho;Yun, Seong-Taek;Chae, Soo-Ho;Jean, Jong-Wook;Lee, Jeong-Ho;Kweon, Hae-Woo
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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    • pp.121-121
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    • 2004
  • The groundwater in the Pocheon area occurs from both a fractured bedrock aquifer in igneous and metamorphic rocks and an alluvial aquifer with a thickness of <50 m, and forms a major source of domestic and agricultural water supply. In this study, we performed a hydrogeochemical study in order to identify the control of geochemical processes on groundwater quality. For this study, groundwater level and physicochemical parameters (EC, Eh, pH, alkalinity) were monitored once a month from a total of 150 groundwater wells between June 2003 to August 2004. A total of 153 water samples (13 surface water, 66 alluvial groundwater, 74 bedrock groundwater) were also collected and analyzed in February 2004. Groundwater chemistry in the study area is very complex, depending on a number of major factors such as geology, degree of chemical weathering, and quality of recharge water. Hydrochemical reactions such as the leaching of surficial and near-solace soil salts, dissolution of calcite, cation exchange, and weathering of silicate minerals are proposed to explain the chemistry of natural groundwater. Alluvial groundwaters locally have very high TDS concentrations, which are characterized by their chloride(nitrate)-sulfate-bicabonate facies and low Na/Cl ratio. Their grondwater levels are highly fluctuated according to rainfall event. We suggest that high nitrate content and salinity in such alluvial groundwaters originates from the local recharge of sewage effluents and/or fertilizers. Likewise, high concentrations of nitrate were also locally observed in some bedrock groundwaters, suggesting their effect of anthropogenic contamination. This is possibly due to the bypass flow taking place through macropores. Tile degree of the weathering of silicate minerals seems to be a major control of the distribution of major cations (sodium, calcium, magnesium, potassium) in bedrock groundwaters, which show a general increase with increasing depth of wells. Thermodynamic interpretation of groundwater chemistry shows that the groundwater in the study area is in chemical equilibrium with kaolinite and Na-montmorillonite, which indicates that weathering of plagioclase to those minerals is a major control of hydrochemistry of bedrock groundwater. The interpretation of the molar ratios among major ions, as well as the mass balance calculation, also indicates the role of both dissolution/precipitation of calcite and Ca-Na cationic exchange as bedrock groundwaters evolves progressively.

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광펄스 처리에 의한 파프리카의 이화학적 변화 (Changes in Physicochemical Properties of Paprika by Intense Pulsed Light Treatment)

  • 홍희정;김애진;박희란;신정규
    • 한국식품과학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.339-344
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    • 2013
  • 광펄스 처리는 식품의 표면에 오염되어 있는 미생물을 사멸시켜 식품의 저장성을 향상시킬 수 있는 비가열 살균 기술이지만 신선식품에 대한 미생물 사멸이나 이화학적 변화에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 실험은 광펄스 처리가 파프리카의 미생물 감균효과와 이화학적 품질 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 파프리카에 존재하는 미생물은 1000 V, 5 pps로 10분간 광펄스 처리 후 약 90%정도의 사멸 효과를 보였으며, 미생물 감소효과는 파프리카의 색에 따른 차이는 없었다. 수분함량도 광펄스 처리 후에 모든 시료에서 다소 감소하는 경향을 보였다. 그러나 당도는 붉은색 파프리카를 제외하고 다른 처리구에서 증가하는 경향을 나타내었다. pH는 광펄스 처리 후 모두 증가하는 경향을 보였으며, 폴리페놀의 함량은 감소하는 경향을 보였으나 그 차이는 미미하였다. 비타민 C의 함량은 노란색과 붉은색 파프리카에서 광펄스 처리 후 증가하는 경향을 보였다. 광펄스 처리 후 색의 변화를 보면 붉은 색 파프리카의 경우에는 L, a, b값이 모두 증가하였으며, 주황색 파프리카는 모두 감소하였고, 노란색은 큰 변화를 보이지 않았다. 광펄스 기술에 의한 파프리카의 처리는 품질의 변화를 크게 일으키지는 않으면서 파프리카에 존재하는 미생물을 사멸하는 효과를 보여 향후 파프리카의 유통이나 저장에 있어 파프리카의 살균 기술로서의 가능성을 보였다.

개량된장과 전통된장의 품질 특성 (Quality Characteristics of Modified Doenjang and Traditional Doenjang)

  • 전현진;이상훈;김상숙;김윤숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권7호
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    • pp.1001-1009
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    • 2016
  • 본 연구에서 된장의 맛에 관련된 품질인자를 도출하기 위해 개량된장과 전통된장의 이화학적 및 관능적 특성을 평가하였다. 된장의 이화학적 특성에서는 수분 함량, 무기질 함량, 당류, 식염, pH 및 적정산도와 유리아미노산 함량이 유의적인 차이를 나타내지 않았으며, e-tongue를 비롯한 관능적 특성인 전체기호도 값이 개량된장과 전통된장 사이에서 차이를 나타내었다. 이러한 된장의 맛을 판정할 수 있는 품질 지표를 선정하기 위해 전자혀 분석 값과 관능평가 결과인 전체적 기호도 간의 상관관계 및 회귀분석을 실시하였다. 그 결과 맛에 대한 상관관계는 SRS(sourness), STS(saltiness), UMS(umami) 값이 각각 -0.772, -0.642, 0.678로 밀접한 관련이 있고, 다중회귀분석 한 결과 신맛(SRS), 짠맛(STS)의 두 변수가 된장의 맛에 영향을 미친다고 할 수 있었다. 따라서 된장의 풍미에는 된장의 종류(개량된장, 전통된장)와 상관없이 신맛과 짠맛이 관여한다는 것을 알 수 있었다.

베이지안 모델을 이용한 하구수생태계 부착돌말류의 생태 네트워크 (Ecological Network on Benthic Diatom in Estuary Environment by Bayesian Belief Network Modelling)

  • 김건희;박채홍;김승희;원두희;이경락;전지영
    • 생태와환경
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    • 제55권1호
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    • pp.60-75
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    • 2022
  • 베이지안 알고리즘 모델은 입력된 자료를 기반으로 확률을 계산하는 모델 알고리즘으로써 주로 복합재난 및 수질관리를 위해 사용되었다. 최근에는 생물 간, 혹은 생물-비생물 요인들 사이의 생태학적 구조를 파악하고 이를 이용한 생태 네트워크 분석에 활용되고 있다. 본 연구는 국내 하구수생태계의 부착돌말류 군집 변화와 이화학적 요인들 사이의 베이지안 네트워크 분석을 수행하여 부착돌말류 건강성 변화의 주요 요인들을 파악하였다. 베이지안 분석을 위해 본 연구 자료를 위해 물환경측정망의 생물 측정망을 기준으로 전국 하구 지역에 분포하는 668개 지점을 2008년부터 2019년까지 연간 2회 조사를 수행하였다. 자료는 서식지 요인, 물리적 요인, 화학적 요인, 생물학적 요인으로 분류하였으며 이를 베이지안 네트워크 모델에 입력하여 전국 및 해역별 하구수생태계 네트워크 분석을 수행하였다. 2008년부터 2019년까지 전국 하구수역에서 부착돌말류는 총 625개 분류군이 출현하였으며 2목, 5아목, 18과, 141속, 595종, 29변종, 1품종으로 구성되었다. Nitzschia inconspicua의 누적 세포밀도가 가장 높았으며 Nitzschia palea가 뒤를 이었고, 이외에도 Pseudostaurosira elliptica와 Achnanthidium minutissimum 분류군의 누적 세포밀도가 높았다. 부착돌말류를 이용한 하구수생태계 건강성 평가 결과는 조사 지점이 증가함에 따라서 대체로 보통(C등급)~나쁨(D등급) 등급의 비율이 증가하였으나 조사 시기에 따른 등급별 변화는 매우 미약하였다. 베이지안 네트워크 모델을 이용하여 하구수생태계 부착돌말류 건강성 평가 결과와 서식지 정보 및 이화학적 수질 정보 사이의 관계를 분석한 결과, 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 요인은 생물 요인이었으며 서식지 및 이화학적 요인은 상대적으로 민감도가 낮았다. 하구수생태계 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 부착돌말류 분류군은 Nitzschia inconspicua, N. fonticola, Achnanthes convergens, Pseudostaurosira elliptica으로 나타났으며 생물 요인 이외에도 서식지 인근의 공단과 축사의 비율이 건강성 평가 점수에 많은 영향을 미쳤다. 해역에 따라서 부착돌말류 건강성 평가 점수에 민감한 주요 분류군 조성은 다르게 나타났으나 모든 해역에서 부착돌말류의 세포밀도와 AFDM 및 Chl-a는 부착돌말류 건강성 점수에 민감한 영향을 미치지 않았다. 베이지안 네트워크 분석은 하구수생태계와 같이 복잡한 생태구조에서도 건강성에 영향을 미치는 주요 분류군과 요인들을 파악하는데 유용하였으며 이를 통해 향후 훼손된 하구수생태계의 복원을 수행함에 있어서 복원 대상을 보다 정확하게 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

SOM을 이용한 전남 호소의 식물플랑크톤 군집과 수질 관계 분석 (Relationship between Phytoplankton Community and Water Quality in Lakes in Jeonnam using SOM)

  • 조현진;나정은;정명화;이학영
    • 생태와환경
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    • 제50권1호
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    • pp.148-156
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    • 2017
  • 전라남도에 위치한 12개의 호소에서 식물플랑크톤 군집변화 양상 및 환경요인과 시공간적 특징의 상관관계를 알아보기 위하여 2014년 3월부터 11월까지 총 4차례에 걸쳐 조사를 시행하였다. 전체 조사기간 동안 출현한 식물플랑크톤은 총 297종으로, 규조류 98종, 녹조류 148종, 남조류 23종, 그 외 와편모조류를 포함한 기타조류 28종으로 확인되었고, 조사시기별 출현종은 3월 116종, 6월 163종, 8월 162종, 11월 169종으로 1차 조사를 제외한 대부분의 시기에 다소 높은 출현종수를 보였다. 조사기간 동안 확인된 식물플랑크톤의 개체수는 $124{\sim}59,148cells\;mL^{-1}$의 범위를 나타냈고, 조사시기별 평균 출현개체수는 3월 $3,443cells\;mL^{-1}$, 6월 $4,055cells\;mL^{-1}$, 8월 $11,763cells\;mL^{-1}$, 11월 $4,614cells\;mL^{-1}$로 봄철에서 여름철로 계절이 진행되면서 증가한 후 가을철로 접어들면서 다시 감소하는 경향을 보였는데 이는 남조류의 개체수 변화에 따른 결과로 확인되었다. 식물플랑크톤 군집과 이화학적 요인을 이용한 SOM 분석 결과 $9{\times}6$ 격자에서 최적화되었고, 5개의 그룹으로 분류되었다. SOM 분석을 통한 식물플랑크톤의 군집과 연관이 있는 이화학적 요인은 수온, SS, DO, BOD, TP, Chl-a로 확인되었고 pH, TN, $NH_3-N$, $NO_3-N$, $PO_4-P$, 전기전도도 등은 관련성이 낮은 것으로 나타났다. 식물플랑크톤 군집과 이화학적 요인 간의 Pearson's correlation coefficient를 산출한 결과 식물플랑크톤의 군집은 대체로 수온, DO, SS, TP, 전기전도도, Chl-a와 통계적 유의성을 보였고, pH, TN, $NH_3-N$, $NO_3-N$, $PO_4-P$ 등과는 유의성이 낮은 것으로 확인되었다. 결론적으로 전라남도 내 주요 호소에서의 식물플랑크톤 군집의 분포는 주로 수온, SS, DO, BOD, Chl-a와 관계가 있는 것으로 확인되었고 pH, TN, $NH_3-N$, $NO_3-N$, $PO_4-P$와의 관련성은 낮은 것으로 확인되었다.

가축분뇨를 원료로 하는 부산물 비료의 부숙화에 따른 물리화학적 특성변화 (Physical and Chemical Quality of Organic by Product Fertilizers by Composting of Livestock Manure in Korea)

  • 이창호;옥용식;윤영만;김대연;임우길;엄기철;김정규
    • 한국토양비료학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.224-229
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    • 2006
  • 다량으로 배출되고 있는 축산분뇨를 퇴비화 하여 농지로 투입하는 것은 토양의 물리화학성 개선 등의 유효한 효과가 있지만, 적절한 부숙화 과정을 거치지 않은 미부숙 물질을 투여하면 나쁜 영향을 끼치게 된다. 축산분뇨를 이용한 부산물 비료의 제조에 있어서 적절한 부숙도 관리가 중요한 이유이다. 따라서 축산부산물을 주원료로 하고 부재료와 부숙 기간을 7가지 단계로 달리한 부산물비료를 대상으로 부숙화에 따른 화학성의 변화 경향 파악과 색도, 점도, 입도, 용적밀도 등의 물리성 변화를 아울러 조사하여, 부숙도에 대한 판정지표를 추출하고자 하였다. 휴민산 함량, 유기물/질소 비율, 양이온치환용량, 염함량 등의 화학성이 부숙정도와 밀접한 관련이 있었으며, 물리적 특성에서는 수분함량, 입자밀도 및 용적밀도, 입경별 분포, 색도 등이 부숙도의 판정지표로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

흙배합비를 달리하여 기공율이 조절된 담금용기 항아리에서의 간장 발효 (Fermentation of Kanjang, Korean Soy Sauce, in Porosity-Controlled Earthenwares with Changing the Mixing Ratio of Raw Soils)

  • 정순경;이광수;이동선
    • 한국식품과학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.215-221
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    • 2006
  • 담금용기로서의 항아리의 간장발효특성을 규명하기 위해 원료 흙인 옹기토, 황토와 분쇄토의 배합비를 달리하여 옹기의 기공율을 조절한 항아리를 제작한 후 각각의 항아리에서 간장을 4개월간 숙성시키는 과정 동안 나타나는 이화학적인 변화, 미생물 생육 및 관능검사를 옹기의 기공율이 간장발효에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 기공율 조절을 위해 황토와 분쇄토를 동량 혼합한 흙(RP soil)을 각각 0, 40와 60%를 옹기토와 배합하여 세가지 종류의 항아리를 제작하였다. 숙성조건은 $30^{\circ}C$ 숙성실에서 4개원 동안 진행하였다. 기공율에 따른 변화를 보인 것은 수분손실, 염함량변화, pH 및 총산도, 단백질 분해효소 활성 변화, 미생물변화, 핵산, 색도변화 및 관능검사 결과였고 기공율이 가장 낮은 0% RP soil 항아리에서 숙성시킨 간장이 보다 긍정적인 결과를 보였으며 그 다음으로 각각 40와 60% RP soil을 함유한 항아리 순 이였다. 반면에 총질소 함량의 변화는 처리구간별에 따른 차이를 볼 수가 없었으며 총유리아미노산 함량은 숙성 4개월째 0% RP soil 항아리에서 4,848 mg/100 g로서 40% RP soil 처리구 5,434 mg/100 g, 60% RP soil 처리구 5,477 mg/100 g에 비해 상대적으로 낮은 함량을 보였다. 하지만 0% RP soil 항아리는 수분 손실이 처리구들 중에서 가장 낮은 약 28%로서 다른 처리구에서 거의 40%의 수분손실을 보인 결과를 고려하면 수분손실에 따른 영향이 기공율보다 더 큰 영향을 준 것으로 사료되었다. 한편, 맛난 맛을 내는 glutamic acid의 비는 0% RP soil 항아리가 다른 처리구에 비해 상대적으로 조금 높은 함량을 보였다. 이와 같이 이화학적으로 보다 긍정적인 결과를 얻은 0% RP soil 항아리에서 발효시킨 간장은 관능검사 결과에 있어서도 색, 향기, 맛과 더불어 전체적인 평가에서 모두 가장 높은 평가를 받았다.