• 공업화학
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• 제28권5호
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• pp.581-586
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• 2017

본 연구에서는 하수 슬러지 및 음폐수의 효율적인 병합처리를 위해 고온호기 전처리의 적용가능성을 알아보고자 고온호기-중온혐기 연계공정의 소화효율과 메탄가스 생성량에 미치는 영향을 비교 검증하였다. 또한, 유기물 부하량 증가에 따른 공정 내 변화 양상을 관찰하기 위해 실험실 규모의 고온호기-중온혐기 소화장치를 제작하여 음폐수를 증류수로 희석하는 비율을 1/3 (Run I), 2/3 (Run II) 및 원액(Run III)으로 줄여가며 혐기소화 공정 내 변화 양상을 관찰하였다. 실험 결과 별도의 pH 조절 없이 고온호기-중온혐기 연계공정 소화조 내에서 pH가 7~8으로 안정하게 유지됨을 알 수 있었다. Volatile solid (VS)는 순응 기간 후 고온호기-중온혐기 연계공정에서 52.24% (Run I), 66.59% (Run II) 및 72.53% (Run III)의 제거효율을 보이며, 중온혐기 소화조(R3)에 비교하여 높은 VS 제거율을 보였다. 또한, 고온호기-중온혐기(R1-R2) 연계공정에서 약 1.6배 향상된 메탄 생성률이 관찰되었으며, 메탄수율의 경우에도 고온호기-중온혐기(R1-R2) 연계공정에서 현저하게 높은 값을 유지하였다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.1-8
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• 2021

미세플라스틱으로 인한 생태환경에 미치는 부정적인 영향들이 보고되면서 이의 발생현황 및 처리효율에 대한 연구가 하·폐수처리장을 중심으로 수행되어 왔다. 처리공정 내의 미세플라스틱은 대부분 슬러지에 침전되어 제거되므로 적절한 관리가 필요하나 이와 관련한 국내 연구는 제한적이다. 본 연구에서는 공공하수처리장 및 공공폐수처리장을 대상으로 슬러지의 발생 및 처리현황과 관련 법률 조사 및 정책 동향 파악을 통해 미세플라스틱의 환경노출을 최소화할 수 있는 적절한 관리방안을 검토하였다. 슬러지 처리방법의 조사·분석 결과, 공공하수처리장 슬러지는 재활용 > 소각 > 매립 등 순으로 비율이 높게 나타났으며 이중 재활용은 연료화 > 건축소재 > 퇴비화 순으로 확인되었다. 공공폐수처리장의 경우는 재활용 > 연료화 > 매립 순으로 비율이 높게 나타났으며, 재활용은 소각 후 > 퇴비화 후 > 고형화 후 > 지렁이 사육 순으로 확인되었다. 미세플라스틱의 생태계 노출을 가중 시킬 수 있는 슬러지 처리방법은 매립 및 농업분야의 이용 용도로 판단되며, 해당 방법은 국내 매립장의 수용 용량 부족 현상과 화학비료 및 가축분뇨 비료 등의 충분한 공급 현황을 고려할 때 그 필요성이 낮아 보인다. 대신 신재생에너지 정책과 연계하여 연료화, 에너지화 이용 방안을 확대하고 이외 건축자재 부원료 등의 활용을 적극적으로 모색하는 것이 지속가능한 환경보전 측면에서 보다 합리적일 것으로 예상된다. 향후 동 계획의 실효성과 관련 법 개정을 위한 주요 기초 자료를 확보하기 위해서는 국내 슬러지 수요-공급 현황과 관리 계획의 환경적 영향 및 경제적 효과 등을 심도 있게 연구하는 과정이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권3호
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• pp.43-51
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• 2006

휴 폐광산 토양에 안정적인 식생도입 시 고농도의 중금속에 의한 독성과 열악한 물리화학적 토양조건은 주요 제한 인자가 됨은 주지의 사실이다. 중금속의 안정화를 목적으로 도입되는 식물의 안정적인 활착을 위해서는 중금속 급성 독성의 경감 및 토양의 물리화학적 특성의 개량이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구는 쑥과 잔디를 이용하여 중금속 오염 토양의 안정화할 때 토양개량제로 돈분퇴비 ($75{\sim}225$ Mg/ha)와 도시하수슬러지 ($150{\sim}450$ Mg/ha)의 처리효과를 살펴보고자 포트 (pot) 실험을 수행하였다. 광산토양에 개량제를 처리한 모든 처리구에서 대조구에 비해 쑥과 잔디의 초기 생존율 및 생장량이 크게 증가하였고, 퇴비보다는 슬러지 처리구에서 생육개선 효과가 높았다. 중금속의 식물 체내로의 흡수이행에 있어서는 쑥과 잔디 모두 지상부보다는 지하부에 중금속이 축적되는 양상을 보였고, 슬러지 처리 토양에서 재배된 쑥과 잔디의 체내 중금속 농도가 낮은 것으로 나타나 개량제간 중금속의 생물학적 유효도에 미치는 영향이 다름을 확인할 수 있었다. 토양 개량제 처리에 의해 카드뮴, 아연, 구리 모두 생물학적 유효도가 낮은 형태로 이행하는 것으로 나타났다. 토양 중 중금속의 존재형태에 있어 식물재배 전후의 변화를 측정한 결과 재배 후 토양에서 대체적으로 잔류상 형태, 산화물결합 형태, 및 치환성 형태 함량은 고르게 감소하였고, 유기물결합 형태 함량은 증가한 것으로 조사되었다. 특히 아연의 유기물결합 형태의 비율은 쑥의 경우 7.84% 에서 13.58%, 잔디의 경우 7.84% 에서 14.16% 으로 증가하여 중금속에 대한 유효도가 낮아지는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 퇴비, 슬러지 등의 토양개량제 처리가 그 자체로서 토양중 중금속의 안정화 효과가 있음은 물론 식물안정화를 위해 도입되는 식물의 생육 개선에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.613-619
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• 2018

본 연구에서는 유입 슬러지에 다양한 전처리 방법과 고액분리장치를 이용한 유출수의 잉여슬러지를 농축 후 내부반송을 적용하여, 중온혐기-고온호기 혼합 슬러지 처리 공정의 슬러지 소화효율과 메탄가스 생성량에 미치는 영향을 비교 검증하였다. 실험실 규모의 혼합 소화공정장치를 제작하여 서로 다른 유입 슬러지 전처리방법을 적용하여 5단계로 실험을 진행하였다. 1단계에서는 열-알칼리처리 전처리를 하여 슬러지를 공급하였고, 2, 3, 4단계에서는 유출수로부터 농축된 잉여슬러지의 내부반송과 각각 열-알칼리처리, 열처리, 알칼리 처리(7일)를 거친 유입 슬러지를 공급하였다. 마지막 5단계에서는 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였다. 실험 결과, 1단계에서 4단계까지 진행되는 동안 Volatile Suspended Solid (VSS) 제거율은 유입 슬러지 전처리와 내부반송을 적용하는 경우 크게 증가하였으며, 메탄생성량 또한 2단계에서 슬러지 내부반송과 열-알칼리처리 전처리 적용의 경우 285 mL/L/day까지 크게 증가하였다. 한편, 5단계에서 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였을 경우 VSS 제거율과 메탄 생성량이 크게 감소하였다. 결론적으로, 유입 슬러지의 열-알칼리처리 전처리와 유출수의 농축 잉여슬러지의 내부반송을 통해 복합 슬러지 처리 공정의 슬러지 제거 효율과 메탄생성량을 크게 증가시킬 수 있었다.

• 환경생물
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• 제41권2호
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• pp.109-125
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• 2023

본 연구는 우리나라에서 수생태계에 유입되는 주요 유해화학물질 축적 분석을 위한 타깃 후보종 선정과 이에 따른 어류 군집의 영향을 분석하였다. 레퍼런스 하천 선정과 함께 유해화학물질 유입의 영향을 직접적으로 받는 하수종말처리장(T1)과 수계로 유입된 유해화학물질이 집중되는 금강하구언(T2)의 테스트배드를 분석하였다. 유해화학물질 분석을 위한 타깃 후보종 선정을 위해 7-메트릭 다변수 모델을 개발하였으며, 세부항목은 (1) 상업적으로 유용하며 식용으로 이용하는 어종, (2) 최상위 육식종 어종, (3) 유기물 섭취 어종, (4) 내성도가 높은 어종, (5) 개체수가 풍부한 어종, (6) 채집 가능성이 높은 어종, (7) 광범위하게 분포하는 어종 등 총 7개 메트릭으로 구성되었다. 타깃 후보어종에 대한 7개 메트릭 모델을 기반으로 8종이 대상 후보로 선정되었다. 타깃 후보종과 함께 공서하는 우점어종은 내성종(50%)이었으며, 이는 수질 오염 지표로 자주 사용되는 내성종의 풍부도가 가장 높은 것으로 나타났다. 또한, 수생태계 건강성 평가를 위한 다변량 어류 기반 모델 분석에서는 생태계 건강성이 "나쁨 상태"까지 진단되는 것으로 나타났다. 이화학적인 수질 변수는 테스트배드에서 섭식 및 내성길드에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 8개의 수질 변수는 T1 지점에서 높게 나타나 하수처리장의 방류수에 따른 영향이 컸으며, T2 지점은 대규모 녹조 현상이 나타나 클로로필 농도가 레퍼런스 지점보다 약 15배 높은 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.906-913
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• 2019

소성 굴 패각의 PO₄-P 및 NH₃-N의 제거성능을 평가하기 위해 100℃(POS100), 600℃(POS600), 800℃(POS800)로 소성시킨 굴 패각을 시료충전층에 채워 인공오수를 통과시키는 실내실험을 통해 PO₄-P 및 NH₃-N의 제거 성능을 확인하였다. 시료충전층을 통과한 유출수는 굴 패각에서 용출된 CaO의 영향으로 pH가 상승한 것으로 조사되었다. PO₄-P 제거량은 최대 약 23.1 mg/kg(POS100), 16.1 mg/kg(POS600), 15.9 mg/kg(POS800)으로, POS100의 PO₄-P 제거량이 높게 나타난 것으로 확인되었다. PO₄-P 제거 요인으로는 굴 패각의 Ca 및 Dolomite가 PO₄-P를 흡착·침전시킨 것으로 판단된다. NH₃-N 제거량은 최대 약 3.56 mg/kg(POS100), 5.72 mg/kg(POS600), 3.97 mg/kg(POS800)으로 나타났다. NH₃-N의 제거율이 낮은 요인으로는 불안정한 질산화 과정, pH의 상승으로 인해 NH₃-N가 NH₄⁺로 변환된 영향 등의 복합적인 원인으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 소성 굴 패각은 화학 반응을 통해 PO₄-P 및 NH₃-N 농도를 감소시킨 것으로 판단되며, 본 연구의 결과는 향후 소성 굴 패각을 활용한 하수처리 기술개발을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.113-125
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• 1984

우리 나라는 수공급(水供給)을 주로 댐개발(開發)에 의존(依存)하여 왔으나 이와 같은 방식(方式)은 앞으로 댐적지(適地)의 감소(減少), 건설비(建設費)의 앙등(昻騰), 수몰지역주민(水沒地域住民)의 생활재건대책(生活再建對策), 환경영향(環境影響) 등의 제요인(諸要因)으로 인하여 계속하여 개발(開發)하기 어려운 상황(狀況)에 있다. 한편 수수요(水需要)는 도시(都市)로의 인구집중(人口集中), 생활수준(生活水準)의 향상(向上), 산업발전(産業發展) 등으로 인하여 계속 증가(增加)되고 있으며 앞으로도 인구(人口)의 증가(增加)와 경제활동(經濟活動)의 고도화(高度化)에 따른 도시기능(都市機能)의 향상(向上)에 의해 증가(增加)될 것으로 예상(豫想)된다. 따라서, 앞으로 늘어날 수수요(水需要)에 대처(對處)하기 위해서는 지하수(地下水)의 개발(開發), 해수(海水)의 담수화(淡水化), 그리고 물을 순환재이용(循環再利用)하는 중수도(中水道)의 도입(導入)이 절실(切實)하며 그 연구(硏究) 또한 시급하다. 중수도(中水道)란 종래(從來) 수도(水道)에 의해서 급수(給水)되고 있던 용도(用途)가운데 반드시 음용수(飮用水)와 같은 정도(程度)의 청정(淸淨)을 요(要)하지 않는 용도(用途)에 대(對)하여 각(各) 용도(用途)에 적합(適合)한 수질(水質)의 중수(中水)를 공급(供給)하는 것으로써 사람이 마시기에 적합(適合)하지 않은 물을 공급(供給)하는 시설(施設)의 총체(總體)라고 정의(定義)한다. 이와 같은 중수도(中水道)의 용도(用途)로는 수세식(水洗式) 변소용수(便所用水), 에어컨냉각용보급수(冷却用補給水), 세차용수(洗車用水), 살수용수(撒水用水), 가로청소용수(街路淸掃用水), 조경용보급수(造景用補給水), 소화용수(消火用水) 등을 들 수 있으며, 원수(原水)로는 건물내(建物內)에서 발생(發生)하는 잡배수(雜排水), 수세식(水洗式) 변소용수(便所用水), 냉동냉각배수(冷凍冷却排水), 하수처리수(下水處理水), 오탁하천수(汚濁河川水), 그리고 우수(雨水), 지하수(地下水) 등을 생각할 수 있다. 그러나, 원수(原水)를 선정(選定)할 때는 수질(水質)과 함께 수량(水量)이 풍부(豊富)한가에 대해서도 고려(考慮)하여야 한다. 중수도(中水道)의 형태(形態) 및 분류(分類)는 개방계(開放系) 순환방식(循環方式)과 폐쇄계(閉鎖系) 순환방식(循環方式)으로 대별(大別)되며, 이를 규모(規模)에 따라 개별순환방식(個別循環方式), 지구순환방식(地區循環方式), 광역순환방식(廣域循環方式)의 3 가지로 나눈다. 중수도처리방식(中水道處理方式)은 활성오니법(活性汚泥法), 회전원판법(回轉圓板法), 접촉폭기법(接觸曝氣法)을 포함(包含)한 생물화학적(生物化學的) 처리법(處理法)과 의집심의법(擬集沈擬法), 사려과법(砂濾慮過法), 활성탄처리법(活性炭處理法), ozone 처리법(處理法), 염소처리법(鹽素處理法), 막처리(膜處理) 등을 포함(包含)한 물리화학적(物理化學的) 처리법(處理法)으로 대별(大別)된다. 또한 현재(現在) 외국(外國)에서 실시(實施)하고 있는 중수도(中水道)의 예(例) 조사(調査)하였으며, 중수도이용(中水道利用)의 효과(效果)를 직접적(直接的) 효과(效果)와 부수적(附隨的) 효과(效果)로 나누어 기술(記述)하였다. 또한 중수도(中水道) 개발시(開發時)의 문제점(問題點)을 순환방식별(循環方式別)로 조사(調査)하였으며, 기술(技術), 위생(衛生), 관리상(管理上)의 문제(問題)와 비용문제(費用問題), 법령상(法令上)의 문제(問題)를 다루었다. 중수도(中水道)를 개발(開發)하기 위해 사업자(事業者)(설치자(設置者))와 행정기관(行政機關)의 역할(役割) 중수도(中水道)를 위한 시설(施設)의 구조기준(構造基準) 및 유지관리기준(維持管理基準), 재정적(財政的) 조치(措置) 등에 대해서 연구(硏究)하였다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.279-287
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• 2010

본 연구는 형산강 수계 6개 지점을 선정하고, 2009년 4월과 9월에 조사를 실시하여 이 화학적 수질, 물리적 서식지 분석을 통하여 어류 분포특성 및 생태 건강도를 진단하였다. 생물통합지수(Index of Biological Integrity, IBI) 모델 분석은 국내 하천의 특성에 맞게 수정 보완하여 8개 다변수 메트릭 모델을 이용하였고, 물리적 서식지 평가지수(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)분석은 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 형산강의 1, 2차 생태 건강도 조사 결과 평균 25.4(n=6)로 "보통상태" (C)로 나타났다. 1차 조사 결과 평균 25로 "보통상태" (C), 2차 조사 결과 평균 25.7로 "보통상태" (C)로 나타났다. 물리적 서식지 평가 결과 최상류 H1에서 150.5로 "양호상태" (B)로 나타났으며, 하류인 H6에서 76으로 "보통상태" (C)로 나타나 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보였다. 이 화학적 수질 분석은 형산강 수계의 환경부 수질 측정망 자료 중 2000년부터 2009년까지 10년간의 자료를 이용하여 분석하였다. 형산강의 지난 10년간 평균 BOD 값은 2.4 $mgL^{-1}$ (범위: 0.3~13.8 $mgL^{-1}$)로서 우리나라 수질기준(2010년 1월의 환경부 기준고시)에 의거할 때 II (약간 좋음) 등급을 보였고, COD 역시 큰 변이를 보이며(범위: 0.6~12.8 $mgL^{-1}$), BOD와 유사한 경향을 보였다. TN의 평균값은 3.0 $mgL^{-1}$ (범위: 0.3~10.4 $mgL^{-1}$)이고, TN 역시 형산강이 경주시를 지나면서 TN이 증가한 후 감소하는 경향을 보였다. TP의 평균값은 103.5 ${\mu}gL^{-1}$(범위: 0~606 ${\mu}gL^{-1}$)로 TN과 비슷한 양상을 보였다. SS는 7.5 $mgL^{-1}$ (범위: 0.1~25.2 $mgL^{-1}$)로 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다. 전체적으로 본류 지점은 하류로 갈수록 건강성이 악화되는 것으로 나타났는데 이는 경주시를 관통하면서 수질이 악화되었고, 생활하수, 산업폐수 및 분뇨처리수가 유입되어 이와 같은 결과가 나타난 것으로 사료되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권8호
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• pp.673-678
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• 2009

2011년부터 시행될 2단계 수질 오염 총량제에 대비하여 고효율 인 제거 공정 개발이 필요하며 본 연구에서는 생물학적 처리와 화학적 응집처리를 조합한 공정이 대안으로 검토되었다. 2세대 응집제로서 최근 많이 사용되고 있는 PAC(poly aluminum chloride)를 이용하고 실제 하수종말처리장 A2O 공정의 호기조 유출수를 시료로 하여 인 응집 특성 및 적정 조건, 효율 향상 방안 등에 대해 실험연구를 수행하였다. 먼저 적정 PAC 투입 농도는 부피기준으로 30 ppm, mol비로는 2.81 mol Al/mol P인 것으로 나타났다. 단순침전에서 17.2%에 불과하던 용존성 인의 제거율이 PAC 10 ppm 투입으로 30.3%까지 증가하였으며, 20 ppm에서 30 ppm으로 PAC 투입량을 증가시킬 때 49.3%에서 88.4%로 제거율을 크게 향상시킬 수 있었다. 이때 총 인의 제거율은 92.4%, 유출수 총 인 농도는 0.3 mg/L로 총량제에 부합하는 방류수 수질을 달성할 수 있었다. 적정한 응집시간은 4분, 침전시간은 20분, 초기 pH는 7로 나타났고 원시료 (pH 7.0)는 별도의 pH 조절 없이 응집 가능한 것으로 판단되었다. pH 7 조건에서 용존성 인의 제거가 크게 향상되었으며, 추가적인 확인 연구가 필요하나, 이는 인의 경우 $Al(OH)_3$에 의한 sweep floc formation이 주요 제거 기작임을 의미하였다. 2차침전조 유입부에 PAC를 투입하여 2차침전조를 응집침전조로 활용하는 방안과 별도의 응집침전조를 2차침전조 후단에 설치하여 PAC를 투입하는 방안을 비교한 결과 PAC 투입량 대비 인 제거효율 증진 관점에서 후자가 바람직한 것으로 조사되었다. 이때 처리수의 인 농도는 0.18 mg/L, 제거율은 95.4%로 향상시킬 수 있었다. 끝으로 응집 처리수를 반송할 경우 인 제거 효율을 높일 수 있었으며 적정 반송율은 0.3인 것으로 분석되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권8호
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• pp.489-493
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• 2017

미생물연료전지는 하폐수에 존재하는 다양한 유기성물질을 전기에너지로 변환시킬 수 있는 생물전기화학적공정이다. 본 연구에서는 전산모사를 통하여 산화전극의 크기, 전극간 거리, 전체 산화전극면적이 기질분해에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 생활하수를 처리하는 다중산화전극 및 SPA (Spaced electrode assembly)형 연속식 미생물연료전지공정을 모사하였으며, 전산모사결과에 따르면 단일전극의 크기에 의한 영향보다는 전극간 거리가 짧을수록 기질분해속도가 빠른 것으로 나타났다. 특히 전체 산화전극의 면적이 큰 경우가 기질분해가 가장 빠른 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 미생물연료전지공정의 설계에 있어서 율속단계로 알려진 환원전극의 크기 외에도 산화전극의 크기 및 전극간 거리 또한 기질분해 속도에 영향을 미칠 수 있는 중요한 인자임을 알 수 있었다.