• Journal of Animal Science and Technology
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• 제46권2호
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• pp.193-200
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• 2004

본 연구는 거세우가 1일 필요로 하는 유지를 위한 에너지요구량을 구하기 위해 실시하였다. 유지를 위한 에너지요구량 실험은 6개월령에 거세한 평균체중 376.6$\pm$12.5kg의 한우 9두를 공시하였고, 사료에너지 섭취수준은 배합사료와 볏짚의 비율을 56:44로 하면서 유지 수준(Maintenance)의 약 0.8배(0.8M), 1.2배(1.2M), 1.6배(1.6M) 섭취할 수 있도록 사료급여량으로 조절하여 에너지 균형법에 의해 실시하였다. 대사체중당 총 건물섭취량은 0.8M, 1.2M 그리고 1.6M이 각각 48.5, 64.9그리고 86.5g/$BW^{0.75}$을 섭취한 것으로 나타났고, 에너지 및 단백질의 농도가 같았던 본 시험사료는 건물섭취량을 증가시켜 총에너지 섭취량을 높여도 건물, 유기물, 조단백질, 조섬유, 조지방, 가용무질소물의 소화율에는 영향이 없었다. 평균 대사체중당 총 에너지섭취량은 0.8M, 1.2M, 1.6M에서 각각 190.8, 255.8, 340.9kcal/$BW^{0.75}$이었고, 분으로 손실된 에너지는 총 에너지섭취량의 약 41% 수준, 뇨로 손실된 에너지는 1.5% 이하였다. 또한 반추위 발효과정에서 발생하는 메탄에 의한 에너지 손실은 5${\sim}$9%의 범위였으며, 체열에 의한 손실량은 40${\sim}$60% 이었다. 0.8M, 1.2M, 1.6M의 에너지 수준별 대사에너지 섭취량, 92.6, 134.8, 181.0kcal/$BW^{0.75}$과 각각의 체축적에너지 -20.7, 6.2, 38.5kcal/BW0.75과의 관계식에서 X축 절편값, 즉 유지를 위한 에너지요구량은 대사에너지로 124.3kcal $ME/BW^{0.75}$로 나타났다.

• 농업생명과학연구
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• 제45권3호
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• pp.69-79
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• 2011

본 연구는 한약재 부산물을 조사료 대체 사료원으로서 사용하였을 때 발효기간에 따른 in vitro 발효 특성을 조사하고자 수행되었다. 처리구는 대조구 (control), 한약재 부산물 20%와 볏짚 80% (T1), 한약재 부산물 40%와 볏짚 60% (T2), 한약재 부산물 50%와 볏짚 50% (T3), 그리고 한약재 부산물 100%와 볏짚 0% (T4)이었으며 3, 6, 9, 12, 24, 36, 48, 및 72h 동안 처리당 3반복으로 in vitro 발효실험을 실시하였다. 가스 발생량과 건물소화율은 시간이 지남에 따라, 그리고 한약재 부산물의 양이 많아짐에 따라서 증가하는 경향이었으며, 특히 72시간에 T4가 가장 높았다 (P<0.05). 메탄 발생량 또한 비슷한 결과로서 시간이 경과하고 한약재 부산물의 양이 많아짐에 따라 지속적으로 증가하였다 (P<0.05). pH는 5.39~6.80의 범위로 첨가량이 높아질 수록 유의적으로 낮아졌다 (P<0.05). 미생물 성장량은 발효 후 시간이 경과함에 따라서 점차적으로 증가하였고, 첨가구가 control 보다 높았다 (P<0.05). CMCase, Xylanase 및 amylase 효소 활력은 처리구별 특정한 패턴이나 유의적인 차이가 없었다. 본 실험의 결과는 한약재 부산물이 가스발생량, 미생물성장량 및 건물소화율을 높이고 pH를 감소시키는 등의 효과를 주어 반추위 발효의 안정화 및 향상을 꾀할 수 있고, 효소 활력을 높임으로써 사료의 이용효율을 향상시킬 수 있다는 가능성을 보여 주었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1185-1194
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• 2011

시설재배 상추생산체계에 대한 LCI DB를 구축하고 상추의 탄소성적산정과 전과정 영향평가를 위하여 전과정평가를 수행하였다. 상추재배에 관련된 농작업 투입물과 산출물에 대한 GTG 목록작성결과 시설상추 1 kg 생산하는데 투입되는 물질 중 유기질비료와 화학비료가 각각 $7.85E-01kg\;kg^{-1}\;lettuce$, $4.42E-02kg\;kg^{-1}\;lettuce$로 비료의 투입량이 가장 높았다. 비료와 에너지의 투입이 시설상추 생산에 가장 높은 비중을 차지하는 물질이었다. 영농단계에서 발생하는 직접 대기배출물 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$ 배출량의 합은 $3.23E-02kg\;kg^{-1}\;lettuce$이었다. 시설 상추 1 kg을 생산 전과정 중 발생하는 온실가스를 LCI 분석한 결과 시설상추 생산체계 전과정을 통하여 상추 1kg 생산에 발생하는 온난화 가스는 $CO_2$가 $8.65E-01kg\;CO_2\;kg^{-1}$로 가장 많았고, $CH_4$와 $N_2O$가 각각 $8.59E-03kg\;CH_4\;kg^{-1}$, $2.90E-04kg\;N_2O\;kg^{-1}$이었다. 전체적으로 온실가스 배출에 가장 크게 기여하는 공정은 비료생산으로 나타났고, 특히 아산화질소 발생에서 상추재배단계가 차지하는 비중이 높게 나타났는데 이것은 질소 비료 시용에 의한 아산화질소의 대기배출 때문으로 판단되었다. 각 온난화 가스들의 발생량을 $CO_2$-eq.로 환산하여 시설 상추 생산체계에서 발생하는 온실가스 배출량을 탄소 성적값으로 산정하였다. 시설상추 생산체계의 탄소 성적값은 1.14E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$였다. $CO_2$-eq.로 환산된 탄소 성적에 $CO_2$는 발생 비중이 총 온실가스 배출량에 약 76%, $CH_4$는 16%, $N_2O$는 8%를 차지하였다. LCI 분석결과 영농작업 단계에서 배출되는 온난화 가스의 주요원인은 농기계사용으로 인한 화석연료의 연소 중에 발생하는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소와 질소비료 시용에 기인한 아산화질소의 대기 발생이었다. 전과정 영향평가 영향범주 중 포장에서 배출되는 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$와 직접적으로 관련된 영향범주는 지구온난화 영향범주와 광화학적 산화물 생성 범주 이며, 평가결과 지구온난화 영향범주의 특성화 값은 1.14E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$이었고, 광화학적 산화물 생성 범주 특성화 값은 9.45E-05 kg $C_2H_4$-eq. $kg^{-1}$이었다. 대부분 영향범주에서 비료생산에 의한 환경영향 기여도가 가장 높았고, 그다음으로 농자재생산 공정과 에너지생산 공정이 환경영향에 대한 기여도가 높았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.886-891
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• 2010

농경지에서 발생되는 온실가스인 $CO_2$, $CH_4$ 그리고 $N_2O$의 배출량을 토성별 지구온난화잠재력으로 평가하기 위하여 수원시에 위치한 국립농업과학원 기후변화생태과 시험포장에서 온실가스 배출시험을 수행하였다. 고추밭에서 온실가스배출 시험은 2005년에 노지재배로 재배하였다. 시비는 화학비료와 돈분퇴비를 시용하였으며, 식양토와 사양토에서 온실가스배출에 영향을 주는 토양수분과 토양온도 등 관련 요인별로 온실가스배출량을 측정하였다. 이와 같이 고추밭에서 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$의 배출량을 확인하고, 지구온난화잠재력으로 환산한 온실가스의 양을 파악하여 온실가스 관리에 필요한 기초 자료로 활용하고자 하였다. 시험한 결과는 다음과 같다. (1) 토성에 따른 $CO_2$배출량은 식양토는 12.9 tonne $CO_2\;ha^{-1}$, 사양토는 7.6 tonne $CO_2\;ha^{-1}$로 나타났다. $N_2O$ 배출량은 식양토 35.7 kg $N_2O\;ha^{-1}$, 사양토 9.2 kg $N_2O\;ha^{-1}$로 나타났으며, $CH_4$ 배출량은 식양토에서 0.054 kg $CH_4\;ha^{-1}$, 사양토 0.013 kg $CH_4\;ha^{-1}$였다. (2) $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$의 총 배출량을 지구온난화잠재력 (GWP-Global Warming Potential)으로 환산한 결과, 식양토에서 24.0 tonne $CO_2$-eq $ha^{-1}$, 사양토에서는 10.5 tonne $CO_2$-eq. $ha^{-1}$로 식양토에서 많은 온실가스 배출량을 보였다.

• 한국육종학회지
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• 제43권6호
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• pp.543-548
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• 2011

'하이아미'는 필수 아미노산 함량 및 조성이 우수한 신소재를 육성할 목적으로 1998년 하계에 EMS를 처리한 진미벼에 5-methyltryptophan (5MT)을 처리하여 단백질 내성 후대 계통을 육성하고 줄무늬잎마름병에 저항성이고 다수성인 계화벼를 인공교배하여 SR24568을 부여하였다. 1999년 $F_1$ 18개체를 양성하여 꽃가루 배양을 실시하여 2001년 $AC_1$ 75개체를 육성하였다. $AC_2$ 세대부터 계통 선발법에 의해 주요 병해충 및 미질검정을 병행하여 필수 아미노산 함량 및 조성이 우수한 계통을 선발하였다. 선발 계통에 대해 2005년 생산력검정을 실시결과 중생이며 필수 아미노산 함량 및 조성이 일반벼보다 우수한 SR24568-HB2310-72 계통을 수원511호로 계통명을 부여하여, 2006년부터 2008년까지 3년간 지역적응시험 실시결과 그 우수성이 인정되어 2008년 12월 직무육성 신품종 선정위원회에서 국가목록등재 품종으로 선정됨과 동시에 '하이아미'로 명명되었는바, 그 주요 특성을 요약하면 다음과 같다. 1. '하이아미'의 출수기는 보통기 보비재배에서 평균 8월 15일로 화성벼보다 3일 늦은 중생종이다. 간장은 83 cm, 이삭길이는 22 cm, 수수는 13개, 수당립수는 119개, 등숙률은 82.9%이었으며, 현미천립중은 20.7 g으로 중립종이다. 2. '하이아미'는 줄무늬잎마름병에는 저항성이나, 도열병, 흰잎마름병, 충해에는 약하다. 3. 내냉성 관련 형질 검정에서 '하이아미는 출수지연일수 15일, 임실률 74%로 내냉성에 강한 편이었고, 등숙기 수발아율은 19.1%이었다. 4. '하이아미'는 현미 장폭비가 1.87인 중단원립이고 쌀 외관은 투명하고 심복백이 없다. 단백질 함량은 6.0%, 아밀로스함량은 18.2%이었고, 식미 관능검정의 총평이 0.39로 밥맛이 매우 우수하였다. 5. '하이아미'는 필수아미노산 총량이 화성벼 대비 31%가 많았으며, 특히 히스티딘, 메치오닌, 라이신의 조성이 우수하였다. 6. 2006-2008 3년간 실시한 지역적응시험 보통기 보비재배에서 '하아아미'의 평균쌀 수량은 5.38 MT/ha로 화성벼와 비슷하였다. 7. 재배적지는 중부평야지이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.871-877
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• 2018

전 세계적으로 재생에너지의 비율이 증가함에 따라, 재생에너지로부터 생산되는 불연속적이고 간헐적인 에너지 저장 문제가 주목을 받고 있다. 다양한 에너지 저장 시스템(ESS) 중에서 $CO_2$ 메탄화 기술은 타 시스템에 비해 높은 저장 용량과 저장 기간으로 각광 받고 있다. $CO_2$ 메탄화 반응은 발열반응이며, 촉매가 낮은 온도 범위($250-500^{\circ}C$)에서 높은 활성 및 메탄 선택도를 갖는다. 기존의 고정층 방식에 비하여 유동층 반응기는 높은 열전달 특성으로 인해 발열반응에 적합하며, 열전달과 물질 전달이 유리한 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는, 촉매 특성 평가를 위해 기포유동층 반응기(Diameter: 0.025 m, Height: 0.35 m)와 $Ni/{\gamma}-Al_2O_3$ (Ni 70% and ${\gamma}-Al_2O_3$ 30%) 촉매를 사용하였다. 반응 조건은 $H_2/CO_2$ mole ratio: 4.0-6.0, 조업온도 $300-420^{\circ}C$, 조업 압력 1-9 bar 및 $U_o/U_{mf}$ 1-5이었다. 생성 가스의 조성은 NDIR를 통해 분석하였으며, $CO_2$ 전환율은 $H_2/CO_2$ ratio, 압력, 온도가 증가함에 따라 높아지는 경향을 보였다. 이에 반해 가스유속이 빨라질수록 $CO_2$ 전환율은 떨어졌다. 최적의 운전 조건은 $H_2/CO_2$ ratio: 5, 조업온도 $400^{\circ}C$, 조업 압력 9 bar 및 $1.4-3U_{mf}$이었으며 이 때 $CO_2$ 전환율은 99.6%로 나타났다. 본 실험 촉매의 경우 장기 운전 시 촉매 성능 저하가 없이 $CO_2$ 전환율이 일정하게 유지하는 것을 확인하였다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제41권2호
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• pp.102-109
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• 2021

본 연구는 TMR에 사용된 조사료원의 종류가 염소 반추위 발효 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 시험에 사용된 조사료원은 볏짚(RS), 이탈리안 라이그라스(IRG), 티모시(TIM) 및 알팔파(ALF)을 이용하여 시험용 TMR을 제조하였다. In vitro 반추위 발효 실험은 24, 48 및 72시간 동안 진행하였고, 각 시간별 발효성상(발효가스, 휘발성지방산, 암모니아태 질소)을 조사하였다. 시험사료의 조단백질 및 비섬유성 탄수화물 함량은 RS, IRG, TIM 그리고 ALF 순으로 높았다. 발효 24시간에서는 valerate와 암모니아태 질소에서 유의적인 차이가 관찰되었고, ALF 시험구가 가장 높았고, RS가 가장 낮았다. 발효 48시간에서는 총 가스 발생량에서 유의적 차이가 관찰되었고(p<0.05), RS 시험구에서 가장 높은 가스발생량이 관찰되었다. 그러나 발효 72시간대에서는 RS 시험구에서 유의적으로 가장 낮은 가스발생량이 관찰되었다. 휘발성 지방산의 유의적인 차이는 발효 72시간에 관찰되었다. ALF 시험구에서 유의적으로 높은 총 휘발성지방산, butyrate 및 valerate 생성량이 관찰되었다(p<0.05). 메탄가스 발생량은 모든 발효시간동안 처리구간 유의적 차이가 관찰되지 않았다(p>0.05). 본 연구결과 염소에서 사료 내 조사료의 종류가 발효성상 변화에 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 염소에서 양질조사료의 활용성을 향상시키기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 그러나 실제 가축에서의 생산성 변화 등의 효과를 확인하기 위하여 in vivo 상에서 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권4호
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• pp.285-294
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• 2022

본 연구에서는 벼 재배 부문 질소 비료 시용에 따른 N₂O 배출량 평가를 위해 경기도 화성시 경기도농업기술원 내 벼논에서 폐쇄형 챔버법으로 측정하였으며, 미량의 N₂O 배출량이 과소평가되지 않도록 현장 측정 플럭스 자료에 대한 방법검출한계(MDL; Method Detection Limit)와 실용정량한계(PQL; Practical Quantitation Limit)를 산정하고 이를 바탕으로 QA/QC 방법을 설정하여 원시자료와 QA/QC 방법을 수행한 N₂O 배출량을 비교하였다. 벼 재배 표준시비량인 3요소 N-P₂O₅-K₂O = 90-45-57 kg ha^-1 기준 질소 0배, 1배, 1.5배, 2배로 4처리하여 평가한 N₂O 배출량 변화에서는 N₂O 배출량이 가장 적었던 질소 0배 처리구 외에는 원시자료와 QA/QC 방법을 수행한 자료 모두 유의한 차이가 없었으며, 질소 비료 시용량이 많을수록 N₂O 배출량이 높게 나타나 질소 1배 처리구 대비 질소 2배 처리구는 191% 높게 나타났다. 질소 시비량에 따른 N₂O 배출량의 회귀관계 분석에서는 지수회귀모형에서 결정계수가 가장 높았으며, 선형회귀모형으로 산정한 기본배출계수는 IPCC에서 제공하는 기본배출계수 값과 동일하게 나타났다. 본 연구결과는 농업부문 온실가스 배출량 산정을 위해 보편적으로 사용하고 있는 폐쇄형 챔버법의 플럭스 자료에 대한 QA/QC 방법을 제시하고, 원시자료와의 비교분석을 통해 질소 비료 시비에 따른 벼논에서 발생하는 N₂O 배출량에 대한 신뢰성 있는 평가가 가능한 것으로 판단할 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.67-76
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• 2021

바이오가스화는 유기성폐기물을 안정적으로 분해하여 처리하는 과정에서 발생하는 메탄(CH₄)가스를 이용해 환경친화적인 연료를 생산하는 기술이다. 바이오가스화는 수분함량이 높은 유기성폐기물의 에너지화에 가장 많이 활용되는 방법이며, 직매립(2005) 및 해양투기(2013) 등의 금지에 따른 유기성폐기물 처리에 유용한 공법이다. 최근 국내에서 발병한 아프리카돼지열병(ASF, African Swine Fever)으로 습식사료화 재활용이 금지되고, 건조 사료화 및 퇴비화 등의 생산제품 수요처가 부정적으로 인식되면서 음식물류폐기물의 처리에 어려움을 겪고 있다. 이에, 음식물류폐기물의 처리 및 자원화를 위해 바이오가스화가 더욱 주목받고 있다. 우리나라 에너지소비 규모는 268.41 10⁶toe에 이르며 세계 9위 수준이다. 하지만 공급에너지의 약 95.8 %를 해외수입에 의존하고 있는 에너지 빈곤 국가이다. 따라서 국내에서는 신·재생에너지 공급의무화제도(RPS, Renewable energy portfolio standard)를 도입하고 있다. 국내의 RPS 제도는 다른 신재생에너지와 비교하여 폐기물에너지의 신·재생에너지 공급인증서(REC, Renewable energy certificate)의 가중치를 낮게 설정하고 있다. 따라서 폐자원에너지의 활성화를 위한 추가적 인센티브 제도가 요구된다. 본 연구에서는 음식물류폐기물, 음폐수 및 다양한 유기성폐기물이 처리되는 혐기소화조의 운영방식을 알아보고, 일정 기간의 정밀모니터링을 통해 폐자원에너지 인센티브제도를 마련하는 기초자료로써 활용하고자 하였다. 유기성 폐기물로 바이오가스를 생산하여 발전과 중질가스로 활용하는 4개소를 대상시설로 선정하였고, 현장조사 및 시료채취를 실시하였다. 채취된 유기성폐기물의 유입물 시료와 처리공정에 따른 유출물 시료의 기초 성상분석을 수행하였다. 성상분석 결과, 소화조 유입물의 총 고형물은 평 균 12.11 %이며, 총 고형물 중 휘발성 고형물은 85.86 %로 확인되었다. BOD와 CODcr 제거율은 소화조의 유입·유출 대비 각각 60.8 %와 64.8 %로 나타났으며, 유입물의 휘발성지방산은 평균 55,716 mg/L로 나타났으며, 혐기소화 후 감소율이 평균 92.3 %로 대부분 분해되어 제거된 것을 확인할 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제31권4호
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• pp.51-58
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• 2023

본 연구에서는 혐기성소화에서 황화합물의 영향을 평가하기 위하여 탈황 슬러지 및 하수슬러지(생슬러지)를 이용한 병합소화를 진행하였다. 실험은 500 mL duran bottle을 이용한 batch test의 형태로 수행되었으며, 원료의 혼합 비율은 COD/SO₄의 비율을 기준으로 선정하였다. 실험 결과, COD/SO₄ 20 이하의 혼합 비율에서 바이오가스 발생량 및 수율의 감소가 확인되었다. 특히 COD/SO₄ 10 이하에서는 식종슬러지에서 자체적으로 발생하는 바이오가스를 보정하기 위해 원료를 투입하지 않은 seed (283.5 mL)보다 낮은 수치를 나타내었다. 메탄 수율의 경우 COD/SO₄ 50의 0.396 m³ CH₄/kg VS에 비해 COD/SO₄ 20에서 0.135 m³ CH₄/kg VS로 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 반면, 황화수소의 수율은 COD/SO₄ 50의 0.0097 m³ H₂S/kg VS에 비해 COD/SO₄ 20의 비율에서 0.0223 m³ H₂S/kg VS로 급격하게 증가하였으며, 특히 COD/SO₄ 10에서 0.0855 m³ H₂S/kg VS로 가장 높은 결과를 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로, 혐기성소화에 있어 황화물의 영향은 COD/SO₄ 비율이 20 이하로 감소할 경우, 악영향을 줄 수 있는 것으로 판단된다.