• 생물환경조절학회지
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• 제25권4호
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• pp.343-350
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• 2016

본 연구는 퇴비에 함유된 영양소 및 중금속 함량을 파악하고 상추 재배시 퇴비의 적정 시용 비율을 알아보고자 수행되었다. 실험을 위해 두가지 퇴비를 이용하였다. 첫 번째 퇴비는 미완숙 퇴비(CA)이며 두 번째 퇴비는 시중에서 판매되고 있는 완숙 퇴비(CB)이다. 각각의 퇴비는 인공토양을 0%, 25%, 50%, 75%로 혼합하여 사용하였다. 50%와 75%의 비율로 혼합한 CA의 pH는 각각 5.39, 5.50으로 측정되었으며 약 산성으로 나타났다. CA 및 CB를 75% 비율로 혼합할 경우, 총 탄소 함량은 각각 14.5%와 6.5%로 다른 비율의 퇴비에 비해 높았고 대조구에 비해 총 질소와 인 농도가 유의하게 증가하였다. 총 탄소함량은 CA퇴비를 인공토양에 75% 혼합한 실험구에서 가장 높게 나타났다. CA는 CB와 비교하여 퇴비화율, 질소, 인의 농도가 크게 증가하였다. CB 75% 혼합한 실험구에서 구리($128mg\;kg^{-1}$), 아연($260mg\;kg^{-1}$), 납($0.32mg\;kg^{-1}$), 카드뮴($0.48mg\;kg^{-1}$)의 함량은 다른 혼합구에 비해 가장 많은 증가하였다. 특히 비소는 CA퇴비를 25% 혼합한 실험구와 CB퇴비를 75%, 50% 혼합한 실험구에서 가장 높았다(6.69 and $6.28mg\;kg^{-1}$). CA실험구 중에서 상대적으로 낮은 염분 및 중금속 함량을 함유한 CA 25% 혼합한 실험구는 상추의 성장속도 및 엽면적 등이 CB에 비해 낮게 측정되어 최적의 성장조건은 아닌 것으로 사료된다. 따라서, CA를 사용하여 상추재배에 이용할 경우, 더 낮은 농도의 CA를 이용하는 것이 적당할 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.317-323
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• 2017

쓰레기 소각장이나 산업체의 폐열을 농업에 활용한 사례는 몇몇 있었다. 그러나 온배수를 농업에 활용한 사례는 전무하였으며, 치어, 종패 등을 양식하는 수산업이 대부분이었다. 본 연구에서는 화력발전소의 온배수(폐열)를 열원으로 이용하는 120 RT 규모의 냉난방시스템을 제주특별자치도 서귀포시 안덕면 소재의 $5,280m^2$ 아열대 작물(망고) 재배온실에 설치, 10월에서 다음해 2월까지 약 5개월 동안 난방을 실시하여 난방에너지 비용 절감 효과 등 분석하였다. 난방에너지 비용 절감효과는 면세경유에 대하여 87%이였으며, 또한 발전소의 온배수를 에너지원으로 재활용함으로서 62%의 이산화탄소 배출 저감 효과를 얻었다. 본 연구를 계기로 2015년에 해수가 수열에너지 분야로 재생에너지에 포함되었다. 해수의 표층의 열을 히트펌프를 사용하여 변환시켜 얻은 에너지라는 수열에너지 분야의 기준과 범위를 볼 때, 이는 온배수가 재생에너지에 포함되었다고 말해도 과언이 아닐 것으로 사료된다. 그 이유는 온배수도 해수임에도 불구하고 온도가 일반 해수보다 $7{\sim}8^{\circ}C$ 높아, 일반 해수를 히트펌프의 열원으로 이용하는 것보다 온배수를 열원으로 이용했을 때 히트펌프의 성능이 높기 때문이다. 또한 같은 해 농식품부의 폐열 재이용 시설 지원 사업이 발표되어, 발전소 온배수뿐만 아니라 산업체와 소각장의 폐열을 농업에 활용하면 지원을 받을 수 있게 되었다. 이 사업에 의하여 2015년 당진시, 하동군, 제주시, 곡성군이 선정되었으며, 2016년 태안군, 서귀포시 등이 선정되어, 2016년 말 곡성군과 제주시가 공사를 완료, 농업에 폐열을 활용하고 있으며(제주시는 발전소, 곡성군은 산업체 폐열을 이용하고 있음), 기타 지역은 추진 중이다.

• 한국석유지질학회지
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• 제6권1_2
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• pp.25-36
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• 1998

동중국해 분지의 북부에 위치한 한일 공동 광구 시추공 (JDZ V-1, V-3, VII-1 그리고 VII-2)제3기 퇴적물 내의 유기물의 특성을 파악하기 위해서 유기 지화학적 분석을 실시하였다 JDZ V-1, JDZ V-3 공 후기 마이오세 퇴적물의 유기물 함량은 분석 구간에서 대부분 $0.5\%$ 이하로 매우 낮으나 초기 마이오세 및 올리고세 층에서는 $0.6-0.8\%$로 일정한 함유량을 보인다. JDZ VII-1, JDZ VII-2시추공의 중기-후기 마이오세 퇴적층의 경우에는 유기물이 풍부해서 $20\%$에까지 이르는 것으로 나타났다. 이들 시추공 퇴적물이 JDZ V-1이나 V-3공의 그것에 비해 일부 구간에서 유기물의 함량이 매우 높은 것은 탄질 셰일이 분석된 것으로 퇴적 환경이 탄층이나 탄질 셰일의 발달에 적합했던 것으로 판단된다. JDZ시리즈 시추공 제3기 퇴적물에 포함된 케로젠은 주로 육상기원의 목질 및 탄질물이고 원소 분석 결과에서는 주로 타이프 III에 비교되는 것으로 나타났다. 유기물 함량에 비하여 석유 생성 잠재력 (S2)및 수소지수 (HI)가 낮은 것은 육상 유기물의 특성을 반영하는 것이다. 생물표기화합물 분석에 의하면, JDZ시추공의 제3기 퇴적물 내의 유기물은 육상 고등 식물에서 유래한 것들이 우세한 것으로 나타났고, 퇴적 당시의 조건은 산화 환경이어서 퇴적된 유기물의 보존에 적합치 않았던 것으로 해석된다. 지화학적 특성을 통해서 유추한 JDZ시추공의 유기물의 특성 및 퇴적환경은 하성 환경이 우세한 가운데 일시적인 호수, 혹은 늪지나 범람원이 형성을 나타내 기존 조구조 운동 연구 및 퇴적학적 연구 결과와 일치하고 있다. 유기물의 열 성숙 단계는 JDZ V-1 및 V-3 시추공의 총 심도 부근 (각각 3317 m, 3221 m)에서는 석유 생성 중간 단계에 도달했고, JDZ VII-1 및 VII-2공의 3600 m 하부층은 건성 가스 생성 단계에까지 도달한 것으로 나타났다. JDZ VII-1, VII-2 시추공의 3500 m 하위 구간의 올리고세 퇴적층에서 유기물 함량 및 수소 지수가 급격히 감소하는 것은 매몰 심도가 깊어지면서 유기물이 열 분해되어 이미 탄화수소를 생성한 것으로 해석된다. JDZ VII-1 및 VII-2 시추공의 가스징후 및 길소나이트 (gilsonite)는 탄화수소가 생성되어 이동한 흔적을 시사한다.

• 자원환경지질
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• 제38권5호
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• pp.547-561
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• 2005

이 논문에서는 지하수 비소오염의 일반적 지구화학적 특성을 이해하고 기존 연구사례와 논산/금산지역의 지하수 관정 수질분석 자료 등을 바탕으로 국내 지하수의 비소 산출양상을 평가하고자 한다. 가장 심각한 비소오염이 발생한 방글라데시에서는 약 $28\%$의 관정에서 $50{\mu}g/L$ 이상의 비소함량이 확인되며 2천8백만의 인구가 이에 노출된 것으로 추정한다. 주요한 오염지하수의 특성으로 중성 pH와 중간 또는 강한 환원환경, 낮은 $SO_4^{2-}$, 및$\;NO_3^-$함량, 높은 용존 유기탄소, $NH_4^+$ 함량 등을 들 수 있으며 비소는 주로 3가 형태로 존재하고 홀로세 천부 대수층에서 함량이 높게 나타난다. 일반적으로 대수층내 철수산화물의 환원성 용해 현상으로 비소가 유출되는 것으로 받아들여지며 유기물질의 존재, 미생물의 활동 등이 주요한 요소로 평가된다. 플라이스토세 빙하활동에 의해 원거리 비소기원물질의 풍화 및 이동, 화학적 집적, 미생물 활동 등의 요인으로 광역적인 세계 주요 오염발생지역의 특성을 해석하기도 한다. 국내에서는 심각한 비소오염 발생사례는 보고되지 않고 있으며 지하수 수질측정망 운영결과 $10{\mu}sg/L$ 이상의 비소함량은 전체 $1\%$ 내외에서 나타나지만, 먹는샘물 수질평가에서 이를 초과하는 업체수가 $19.3\%$에 달하고 논산 및 금산 지역의 간이급수용 관정 수질조사에서 약 $7\%$가 초과하는 결과를 보였다. 전남 일부와 울산 지역의 지하수 수질조사 결과에서도 $10{\mu}g/:L.$ 이상의 함량이 각각 $36\%,\;22\%$에 달하여 변성퇴적암 등의 지질영향과 광화작용에 따른 비소오염이 발생할 수 있음을 보여준다. 향후 국내 지하수 비소오염 평가연구를 위하여 비소거동에 영향을 주는 다양한 지구화학적 및 미생물학적 반응과 지하수 유동특성에 대한 이해가 선행되어야 하며 광화대 지역, 옥천대 변성퇴적암 지역, 부산 경남 일대의 미고결 퇴적층 및 산성황산염 토양 분포지역 등에 대한 보다 체계적인 조사와 연구가 요구된다.

• 자원환경지질
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• 제48권1호
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• pp.25-39
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• 2015

$CO_2$ 지중저장은 국가 온실가스 감축 목표 달성에 가장 큰 역할을 담당할 것으로 평가되고 있으나, 포집분야 일부 기술을 제외하고 저장 및 실증에 대한 국내 연구는 여전히 부족한 실정이다. CCS(Carbon Capture and Storage)의 가장 큰 목표는 지하 퇴적 암반층에 $CO_2$를 안전하게 저장하는 것이며, 이를 위해서는 저장소의 저장용량 및 안정성등과 같은 지중저장 대상지층의 특성을 정확하게 파악하고 그에 맞는 주입 전략을 수립하여야 한다. 이번 연구에서는 한국석유공사가 2012년에 울릉분지에서 취득한 탄성파 탐사자료를 활용하여 $CO_2$ 저장 후보 지층에 대한 탄성파 임피던스 역산을 수행하고, 공극률의 분포와 지층의 속성을 도출하여 $CO_2$ 지중저장 가능성을 검토하였다. 우선, 탄성파 자료 역산의 신뢰도를 높이기 위해 다양한 방법의 잡음제거 기법을 적용하였고, 특히 본 자료의 주파수 및 위상 특성을 그대로 유지한 채 다중반사파를 제거할 수 있는 SWD(Shallow Water Demultiple), SRME(Surface Related Multiple Elimination), Radon Demultiple 기술을 활용하였다. 자료 역산을 위해 3개의 시추공에 대한 물리검층 자료를 분석하였는데, 탄성파 자료와의 상관도가 각각 0.648, 0.574, 0.342로 나타났으며 이는 초기 역산 모델 설정을 위한 저주파수 모델 생성에 활용하였다. 중합 전 역산을 통해 P-임피던스, S-임피던스 및 Vp/Vs 비 값을 도출하였으며, 이와 물리검층 결과의 비교, 분석을 통해 공극률 분포 양상을 확인함으로써 지중저장에 적합한 지층을 파악할 수 있었다. 향후 $CO_2$ 주입 실증을 위해서는 지층에 대한 보다 세밀한 특성 분석과 모사를 통한 주입 이후 $CO_2$ 거동예측이 필요할 것이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.262-273
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• 2010

갈색부후균인 Fomitopsis palustris에서 균체 외 cellulase 생산 특성과 이 효소를 이용하여 목재와 볏짚의 당화특성, mediator 첨가 효과, 목질기질의 미세 표면구조나 결정화도가 효소 당화에 미치는 영향 등에 대해 연구하였다. F. palustris의 균체 외 효소의 생산에 혼합목분을 탄소원으로 이용 시 endo-${\beta}$-1,4-gulcanase (EG)는 12.0 U/$m{\ell}$, ${\beta}$-glucosidase (BGL)는 116.68 U/$m{\ell}$, cellobiohydrolase (CBH)는 18.82 U/$m{\ell}$, 그리고 ${\beta}$- xylosidase (BXL)는 13.33 U/$m{\ell}$의 활성을 보였다. 이러한 활성은 BGL, CBH, 그리고 BXL이 볏짚을 이용한 경우보다 약 2~4배 정도 높았다. 볏짚을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-RS의 효소 최적반응 온도 및 pH는 $45^{\circ}C$와 pH 5.0이었으며, 혼합 목분을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-SW의 경우에는 $50^{\circ}C$와 pH 5.0이었다. Cellulase-SW는 볏짚을 기질로 사용할 때 $40.6{\pm}0.6%$로 가장 높은 당화율을 보였다. 또한 당화촉매제인 Tween 20의 첨가로 당화율이 44%로 상승하여 상용화 효소인 Celluclast 1.5L의 53.7%의 당화율 대비 약 82% 수준으로 상승되었다. 이는 본 실험에서 사용한 효소가 조효소 형태임을 고려하면 상용화 효소에 매우 근접한 당화율을 얻은 것으로 판단된다. 또한 볏짚의 낮은 조직 결정화도와 주사전자현미경을 이용한 볏짚 표면의 섬유화를 통한 표면적 증대 효과는 목재에 비해 높은 볏짚의 당화율에 대한 원인을 제시하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권1호
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• pp.148-156
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• 2015

시료의 입경 및 투입량 차이에 따른 바이오오일의 특성변화를 알아보기 위하여 0.5~2.0 mm 크기의 굴참나무(Quercus variabilis) 시료 300~900 g을 $465^{\circ}C$에서 1.6초 동안 급속열 분해하여 바이오오일을 제조하였다. 입경 및 투입량 차이에 따른 열분해 생성물의 수율변화에는 눈에 띠는 경향은 없었지만, 바이오오일 수율이 가장 많아 약 60.3~62.1%를 차지하였고, 미응축가스, 바이오차 순이었다. 바이오오일을 냉각관으로 응축하여 얻은 1차 바이오오일과 전기집진장치로 얻은 2차 바이오오일로 구분하여 수율을 측정한 결과, 1차 바이오오일의 수율이 2차 바이오오일 수율의 약 2배 이상을 나타내었다. 그러나 발열량은 2차 바이오오일이 1차 바이오오일 보다 약 2배 이상 높았으며, 최대 5,602 kcal/kg을 나타내었다. 1차 바이오오일의 수분함량이 20%이상으로 2차 바이오오일의 수분함량 10% 이하였다. 또한 2차 바이오오일의 원소분석 결과, 1차 바이오오일보다 탄소함량이 높고, 산소함량이 낮았기 때문에 수분함량과 원소조성 특성도 발열량에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 바이오오일의 저장온도가 높을수록 또는 저장기간이 길수록 점도가 증가하며, 2차 바이오오일의 점도 증가 정도가 1차 바이오오일보다 컸는데, 저장기간 중에 바이오오일 성분 간의 화학적 결합에 의한 바이오오일의 고분자화가 진행되는 것으로 판단된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권5호
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• pp.1323-1329
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• 2020

대장균 효소 𝛽-gal를 이용하여 합성된 phenylethanol galactoside (PhE-gal)의 분자구조를 NMR (¹H-와 ¹³C-)과 고성능 mass spectrometry를 이용하여 분석하였다. 그 결과 PhE-gal은 ¹H NMR에서 2-phenylethanol (PhE)에 갈락토실기가 도입되었음을 나타내는 피크가 나타났다. 방향족 고리에서 오는 𝛿_H 7.30~7.21 ppm의 피크와 𝛿_H 2.88 ppm에 나타난 벤질기 위치의 CH₂에서 오는 피크는 PhE가 존재함을 나타낸다. 지방족 사슬 영역인 𝛿_H 4.31 ppm, 4.07 ppm과 𝛿_H 3.86~3.38 ppm에서 나타나는 7개의 proton 피크로부터 단당류가 도입되었음을 확인할 수 있었다. ¹³C NMR 스펙트럼에서 나타난 12개의 탄소 피크 중 4개의 피크는 방향족 고리인 페닐기로부터, 또한 단당류에서 기인한 6개의 탄소피크가 존재하므로 PhE에 단당이 도입되었음을 알 수 있다. PhE-gal의 분자량을 확인하기 위하여 질량분석기로 분석한 결과 m/z가 307.1181인 PhE-gal의 sodium adduct ion ([M+Na]⁺)이 나타나 생성물이 PhE-gal임을 알 수 있었다. 따라서 본 연구결과 E. coli 𝛽-galactosidase에 의한 촉매반응으로 PhE에 갈락토즈가 첨가된 생성물인 PhE-gal이 성공적으로 생합성 되었음을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제15권6호
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• pp.388-395
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• 1987

천연섬유소 분해활성이 우수하고 그 효소 유도기구도 Trichoderma reesei와는 다른 Penicillium verruculosum F-3을 모균주로 사용하여 돌연변이 처리에 의한 유전적 개량을 시도함으로써 cellulase 생산성이 증진된 조절변이주를 얻고자 변이주 유도조건 변이주에 의한 cellulase 생성조건을 검토하였다. 한천평판상에서의 변이주의 선택분리 효율을 향상시키기 위하여 각종 colony 소형화제의 영향을 검토한 바 Oxgall을 배지에 1.5% 첨가하였을 때가 가장 좋았다. Cellulase 고생산성 변이주 선정의 한 지표로서 대사산물 억제의 해제를 선택했다. P. verruculosum F-3은 glucose 또는 glycerol 농도 1% 이상에서 본 효소생성이 억제되었다. 변이주 유도조건으로서 UV조사의 경우는 19분 처리로 약 0.2%, NTG 처리의 경우는 200$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 농도로 1시간처리로 48%의 생존율을 나타냈다. 변이처리 한 균주를 여지붕괴도, cellulose agar plate에서의 clear zone의 크기, cellulose powder 배지로 배양한 조효소액의 여지분해활 성을 조사하여 우수균주로서 UV-9, UV-10 및 NTG-3을 최종 선발했다. 각종 탄소원을 함유하는 배지에서의 cellulase 생산성을 조사한 바 KC-M-W 배지로 배양한 UV-9, UV-10 및 NTG-3의 여지분해 활성은 친주보다 각각 34%, 55%, 41% 증가되었으나, UV-9 및 NTG-3은 COA 자화능이 현저히 저하되었다. 변이주 UV-10은 COA-4 배지로 배양했을 때 친주에 비해 단백질량 30%, Avicel 분해활성 30%, 여지분해활성 20%, salicin 분해활성 50% 증가가 인정되었고, 비록 역가는 낮았지만 glucose 및 cellobiose를 함유하는 배지에서 CMC 및 salicin 분해활성을 구성적으로 생산하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권6호
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• pp.69-75
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• 2006

지하 저장 탱크로부터의 유류 유출로 인하여 전세계적으로 넓은 지역의 토양 및 지하수가 오염되고 있다. Methyl tert-butyl ether(MTBE)는 대기 오염 감소를 위하여 널리 사용되고 있는 유류 첨가제이지만 토양 및 지하수로 유입되어 섭취 되었을 때 발암 가능성이 있는 유독 물질이다. 본 연구는 고도 산화 처리 기법 중 유기 오염물의 분해에 높은 효율을 나타내는 고전적 Fenton reaction의 최대 단점인 강한 산성(pH 2.5-3) 의존성을 극복한 새로운 산화 처리 기법을 개발하여 고농도의 MTBE를 효과적으로 분해 하는 것을 그 목적으로 하여 자연 친화적인 chelating agents를 사용하여 중성 영역에서 Fenton reaction을 가능하게 하는 기법인 Modified Fenton reaction과 Ultra Violet light(UV)를 이용하여 분해효율을 극대화 하는 Photo-assisted Fenton reaction을 응용한 Modified Photo-Fenton reaction system을 개발하여 최적 반응 조건 및 반응 차수, 반응 메커니즘을 밝혀내었다. 낮은 독성과 높은 생분해성을 나타낸 Citrate ion을 chelating agents로 선정하였으며 최적 반응 조건은 [$Fe^{3+}$] : [Citrate] = 1 mM : 4 mM, 3% $H_2O_2$, 17.4 kWh/L UV dose, 초기 pH 6.0이며 이 조건에서 1000 ppm MTBE를 분해한 결과 6시간 후 86.75%, 16시간 후 99.99%의 높은 분해율을 나타냈으며 최종 pH는 6.02로 안정적이었다. 또한 Modified Photo-Fenton reaction을 이용한 MTBE 분해 반응은 유사 1차 반응을 나타내었으며 methoxy group이 ${\cdot}OH$ radical과 주로 반응하여 tert-butyl formate(TBF)가 주요 분해 산물이 되는 분해 경로를 따른 다는 것이 밝혀졌다. 본 연구로 개발된 Modified Photo-Fenton reaction에서 발생되는 산화제인 ${\cdot}OH$ radical의 비선택적 반응성을 고려할 때 본 system은 다른 종류의 유기 오염물 분해에도 효과적일 것으로 판단된다.