대기공학연구실에서는 다양한 환경시스템에서 미세입자, 유기화합물, 수은을 포함한 중금속의 배출원, 수송 및 물리화학적 변화에 관한 연구를 수행합니다.
특히 대기오염(air pollution) 및 표면과 대기 사이의 오염물질 교환(dry deposition, wet deposition, air-surface exchange)에 관심이 많습니다.
현재 주로 하는 연구 중의 하나는 미세먼지입니다. WHO에 의해서 1군 발암물질로 지정되어 있는 미세먼지는 성분이 매우 다양하고 각 성분은 특별한 배출원 및 생성경로,
그리고 특별한 위해성과 연관되어 있습니다. 따라서 미세먼지의 무기 및 유기 화학적 성분을 최대한 분석하여 배출원, 생성경로, 저감방안 등을 파악할 수 있습니다.
또한 미세먼지가 호흡기질환에 미치는 영향을 파악하기 위해 강원대학교 병원과 환경보건센터를 운영하고 있으며, 미세먼지의 각 성분별로 호흡기질환에 미치는 영향을
정량적으로 파악하고 있습니다. 또한 미세먼지가 우리 몸에 들어가면 세포 염증반응을 일으키는데, 체내 항산화물질이 미세먼지로 인한 악영향을 완화시켜줄 수 있습니다.
최근에는 미세먼지가 체내 항산화물질을 얼마나 파괴하는지 그 능력을 파악하고자 산화잠재력(oxidative potential)을 측정하는 연구가 진행 중입니다.
또한, 저희 연구실에서는 중금속 중 유일하게 가스상으로 존재할 수 있는 수은에 대해 특별한 관심을 갖고 있습니다. 가스상으로 존재할 수 있다는 의미는 대기-수체-토양 등
다중 환경매체를 활발히 움직일 수 있다는 뜻입니다. 수은은 약 천만배까지 생물농축이 되는 화학물질로서 인체 내에서 종종 높은 농도를 보이고,
특히 어류섭취량이 높은 우리나라 국민들의 혈중 수은농도는 평균적으로 매우 높은 편입니다. 최근에는 동아시아 지역에서 토양, 해양, 그리고 식물로부터 대기로 배출되는
수은의 이동량을 산정하고 지도화한 연구가 진행되었습니다. 또한 전기가 필요없는 패시브 샘플러의 개발도 진행한 바 있습니다.
01. Atmospheric Science & Technology
- 미- 미세먼지 측정 및 분석을 통한 2차 생성 메커니즘 및 고농도 원인 규명 (Investigation of the phenomenon of high PM2.5 concentration and secondary formation mechanism)
- 미세먼지 산화잠재력 분석 및 건강위해성 연계연구 (Measurement of oxidative potential of PM2.5 and associated health effects)
- 수은을 포함한 잔류성오염물질의 표면-대기 거동 측정 (Air-surface exchange flux of persistant pollutants)
가스상 및 입자상 오염물질이 대기 중에 배출되어 확산하고 변환하는 일련의 과정을 탐구하는 자연과학적 접근 방식을 추구한다.
대기 현상을 현실에 가깝게 모의할 수 있는 수치 모델링 기법을 이용하여 대기오염물질의 배출량 산정, 인간 활동에 의한 기여 농도 추정, 대기환경 분야의 정책적 효과 진단을 수행한다.
이와 함께 수치 모델의 모의 정확도를 검증하는 목적으로 이동 측정 차량, 무인항공기(드론) 등을 이용한 현장 측정을 수행한다.
특히, 도시 규모 이하의 상세한 생활권역 내 시공간 분포를 분석하는 방법론을 개발하여 지역별 맞춤형 대기질 진단 도구를 제공하고자 한다.
01. Urban Air Quality
- 환다중규모 기상·대기질 모델링
- 이동형 대기오염물질 측정 차량(Mobile Lab.)을 이용한 이동 측정
02. Atmospheric Boundary Layer
- 대기경계층 내 연직 분포 관측
- 대기경계층 내 일변화 특성 분석
03. High Impact Weather
- 재해기상 예측 및 원인 규명
- 재해기상 대응 및 피해 저감
04. East-Asia Atmospheric Environment
- 동아시아 대기 환경 관리 방안
- 국가 대기질 평가 체계의 기상 입력 자료 개선 기법 개발
대기오염현상과 대기환경의 특성을 미세먼지 내 유기성분의 대기거동특성 연구를 통해 과학적으로 이해하고, 대기환경을 개선하기 위한 방안을 수립하기 위한 연구를 수행하고 있다.
01. 대기 중 초미세먼지 내 유해 유기성분 측정
02. 유기성분 분석을 위한 분석법 개발
03. 모델링과 통계분석을 통한 유기성분의 주요 기여원 및 대기 거동특성 규명
대기 중 초미세먼지 내 유해 유기성분의 농도를 가스크로마토그래피와 다양한 질량분석기를 사용하여 정량 및 정성 분석함. 모델링과 통계분석을 통해 대기 중 유기성분의 주요 기여원을 규명함.
데이터 과학 시뮬레이션 연구실에서는 다양한 데이터를 통계적인 방법과 인공지능을 활용하여 분석하는 방법을 배우고 연구한다.
또한, 시뮬레이션 기법을 활용하여 가상의 데이터를 생성하고 이를 데이터 분석 방법을 활용하여 분석한다.
01. Data Science
- 환경, 기상, 보건 데이터 분석 및 예측모델 개발 (Data analysis and prediction model development for environmental, meteorological, and health data)
- 교통 데이터 분석 및 예측모델 개발 (Data analysis and prediction model development for transportation data)
- 인공지능을 활용한 예측모델 개발 (Prediction model development using artificial intelligence)
02. Optimization
- 시뮬레이션을 활용한 시스템 최적화 (System optimization using simulation)
본 연구실에서는 대기오염물질 및 기후변화유발물질이 산림생태계에 미치는 영향을 연구한다.
미세먼지 등 입자상 물질의 특성(질량농도, 성분조성, 입경별 분포 등) 을 측정/분석하며, 오존 등 가스상 물질로 인한 수목의 피해 및 이차생성오염물질을 정량화함으로서
산림에 의한 대기오염물질 저감 및 생성 기작을 과학적으로 구명하고 있다. 또한, 이산화탄소 등 기후변화유발물질 분석을 통하여 탄소중립 정책에 발맞춰
나무의 역할을 극대화 하는 방안에 대해 연구하고 있다.
- 대기오염물질 및 기후변화유발물질이 산림생태계에 미치는 영향 연구 (Study on the Effects of Air Pollutants and Climate Change on Forest Ecosystems)
- 미세먼지 등 입자상 물질의 특성(질량농도, 성분, 입경별 분포 등) 분석 (Analysis of Particulate Matter Characteristics)
- 가스상 오염물질(오존 등)로 인한 수목의 피해 및 이차생성오염물질 정량화 (Quantification of damage to trees and SOA by gaseous pollutants)
- 산림에 의한 대기오염물질 저감 및 생성 기작 과학적 규명 (Scientific investigation of air pollutant reduction and mechanism by forests)
- 기후변화유발물질(이산화탄소 등) 분석을 통한 도시숲의 역할 연구 (Study on the Role of Urban Forests by Analysis of Climate Change)
에어로졸공학연구실에서는 인체에 위해한 미세먼지 문제를 해결하기 위하여 입자상오염물질 뿐만 아니라 그 전구물질인 가스상오염물질까지 제거하는 연구를 수행하고 있다.
또한 그 핵심부품인 환경소재 개발에도 박차를 가하고 있다. 중점 연구분야는 1차생성 미세먼지 제거기술인 (1) 먼지부하량을 줄이기 위한 원심력 집진,
(2) 미세먼지의 고효율 집진을 위한 여과집진, (3) 기존 대유량처리를 위한 전기집진장치의 성능을 업그레이드하는 연구와 (4) 2차생성 미세먼지의 전구물질인 SOx, NOx를
입자상물질로 전환하여 제거하는 기술개발이다.
01. Air pollution control
- 미세먼지 제거를 위한 필터소재 제조기술 (Fabrication of filter media to remove fine particulate matters)
- 대유량 배기가스처리를 위한 여과체의 절곡 최적화 기술 (Optimization of filter pleating configuration for a high flow rate bag house)
- 입자상 및 가스상 오염물질 동시제거를 위한 하이브리드 처리기술 (Hybrid control technology to remove both particulate matters and gaseous contaminants)
1. 줄기세포 및 응용 연구실(Laboratory of Stem Cells and Applications)
- 폐섬유화증 치료 및 발병 기전 규명을 위한 신규 약물 유효성 평가 연구
- 인간 전분화능줄기세포 유래 폐상피세포, 혈액 및 혈관세포 분화 조절 연구
- 폐 오가노이드 및 대식세포 기반 질환모델, 감염 및 미세먼지 유해성 평가 연구
01. 미세먼지 호흡기질환 영향 평가
- 미세먼지 노출에 의한 폐 발생 및 후성유전학적 변화 연구(Effects of PM2.5 on Lung development and epigenetic regulation)
- 폐포 오가노이드 기반 미세먼지 노출에 의한 섬유화 연구(Alveolar organoid-based study on PM exposure and fibrosis)
02. 폐 생체모사체 및 대식세포 기반 호흡기질환 발병 및 기전 연구
- 폐 생체모사체 개발 및 폐섬유화 치료 연구(Study of pulmonary fibrosis using lung organoid system)
- 대식세포 극성조절 기반 폐섬유화 치료 연구(Macrophage polarization and therapeutic application for pulmonary fibrosis)
환경리스크연구실에서는 유기화합물 중에서도 유해화학물질을 주요 대상으로 연구한다. 환경 매체인 공기, 물 및 토양뿐만 아니라 식품 중에 존재하는 미량 화학물질을 찾아내,
이들의 농도뿐만 아니라 인체 및 생태계 대한 위해성을 정량적으로 평가하고자 한다. 이를 위해 기체 크로마토그래프(GC)와 액체 크로마토그래프(GC)를 주요 분석 도구로 사용한다.
또한 동·식물 중 유용한 성분을 찾아 화장품, 의약 등의 용도로의 사용을 모색하고 있다.
01. 유해물질에 대한 인체 노출평가 (Exposure assessment for hazardous pollutants)
02. 환경 및 식품 중 유해물질 분석 (Analysis of hazardous chemicals in the envirornment and food)
03. 천연물 추출 및 정제 (Extraction and purification of natural products)
본 연구팀은 환자 오믹스 정보 분석으로부터 호흡기 및 환경성질환의 기전 판별에 의한 신규 마커 후보들을 발굴하고
호흡기 및 환경성질환 모사 모델에서 질병의 표현형 및 발굴된 마커의 유의성을 검증하고 작용 기전을 규명함.
01. COPD를 포함한 환경성질환 코호트의 오믹스 데이터 생산 및 통합분석
02. 환경성폐질환 후보 마커와 임상적 특징과의 상관관계 분석
03. 환경성폐질환 표적 마커의 기능 검증 및 작용 기전 연구
04. 제대혈의 DNA methylation과 임신중 환경 노출 간의 연관성 분석
흉부 중개재생의학 연구실(CTRL)은 미세먼지를 포함한 다양한 환경적 요인에 의하여 발생하는 급성 및 만성 흉부 질환의 병인론을 조사하고 치료 기술을 개발하고자 함. 이를 위해 미세먼지, 흡연, 내독소 등을 폐실질 세포 및 질병 동물모델을 구축하여 병인론을 규명하고, 환자와의 발현을 비교·분석하여 기초와 임상 사이에 중개연구를 수행하고 있을 뿐만 아니라 표적단백질 제어를 위한 펩타이드, 항체, 줄기세포 등 다양한 자원으로부터 흉부 질환을 치료할 수 있는 치료 기술을 개발함.
01. 폐포 오가노이드를 기반으로한 화학물질의 유해성 평가 플랫폼 구축 (Alveolar organoid based chemical toxicity assessment)
02. 혈관을 경유한 흉부조직 손상 병인론 규명 (Pathogenesis for vessel-mediated pulmonary injury)
03. 면역작용에 의한 염증·섬유화 제어인자 도출 및 표적 질병 동물모델 구축 (Identification of controlling factors for inflammation and fibrosis via immune response by targetted animal disease model)
01. 환경법/환경보건법 Environmental Law/Environmental Health Law
- 환경보호 법규범 체계 연구 (Study on a collective term encompassing aspects of the law that provide protection to the environment)
- 환경위해로부터 인간건강 보호를 목적으로 하는 법규범 연구 (Study on legal rules that are aimed at the protection of human health from risks arising from the environment)
02. 환경소송 Environmental Litigation
- 환경소송 Environmental Litigation