동아대학교
생명자원산업학과 박종환
동아대학교 응용생명과학과 박종환 교수 연구실은 바이오차를 중심으로 한 친환경 자원화 및 농업환경화학 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 농업 및 축산 현장에서 발생하는 다양한 유기성 폐자원(가축분뇨, 농업부산물, 식품폐기물 등)을 고부가가치 친환경 소재로 전환하는 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히, 바이오차의 제조 조건 최적화, 물리·화학적 특성 분석, 오염물질 흡착 및 정화 효율 평가 등 기초부터 응용까지 폭넓은 연구를 진행하고 있습니다.
연구실은 바이오차를 활용한 토양 개량, 작물 생육 증진, 온실가스 감축, 탄소 격리 등 농업환경 개선 효과를 실증적으로 규명하고 있습니다. 또한, 바이오차의 중금속, 인, 질소 등 환경 유해물질 흡착 특성 및 메커니즘을 심층적으로 분석하여, 오염된 토양 및 수질의 복원 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 다양한 원료(식물성, 동물성, 산업 부산물 등)로부터 제조된 바이오차의 활용성을 높이기 위해, 활성화, 금속 첨착, 미생물 복합화 등 첨단 소재화 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
농업환경화학 분야에서는 농업 생태계 내 오염물질의 거동, 분포, 생태 독성 및 저감 기술에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 토양, 수질, 대기, 미생물 등 다양한 환경 요소가 작물 생산성과 환경 건강에 미치는 영향을 다각적으로 분석하며, 친환경 자재 및 미생물을 활용한 오염물질 저감 및 정화 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 농업환경의 안전성 확보와 지속가능한 농업 실현에 기여하고 있습니다.
아울러, 스마트 농업기술 및 애그테크(AgTech) 분야에도 관심을 두고, 농업 데이터, 인공지능, IoT 등 첨단 기술을 접목한 농업환경 관리 및 의사결정 지원 시스템 개발을 추진하고 있습니다. 이러한 융합 연구는 농업 생산성 향상과 환경 보전을 동시에 달성할 수 있는 미래형 농업 모델 구축에 중요한 역할을 하고 있습니다.
연구실은 다양한 국내외 연구기관, 산업체와의 협력 및 산학연 공동연구를 통해 연구 성과의 실용화와 사회적 확산에도 힘쓰고 있습니다. 또한, 특허 출원, 학술 논문 발표, 산학협력 프로젝트 등 활발한 연구 활동을 통해 친환경 농업 및 지속가능한 환경 보전을 위한 핵심 기술 개발에 앞장서고 있습니다.
바이오차의 제조 및 환경·농업적 활용
본 연구실은 다양한 바이오매스(농업 폐기물, 가축 부산물, 식품 폐기물 등)를 활용하여 바이오차를 제조하고, 그 특성 및 활용 방안에 대해 심도 있게 연구하고 있습니다. 바이오차는 열분해 과정을 통해 생산되는 탄소 기반 소재로, 토양 개량, 오염물질 흡착, 온실가스 저감 등 다양한 환경적·농업적 이점을 제공합니다. 연구실에서는 바이오차의 제조 조건(열분해 온도, 원료 종류, 활성화 방법 등)에 따른 물리·화학적 특성 변화를 분석하고, 최적의 제조 공정을 개발하기 위해 실험 및 현장 적용 연구를 병행하고 있습니다.
특히, 바이오차의 중금속, 인, 질소 등 오염물질 흡착 특성에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 다양한 원료로부터 제조된 바이오차의 표면 구조, 기능기, 비표면적, 다공성 등을 분석하여 오염물질 제거 효율을 높이는 방법을 모색하고 있습니다. 또한, 바이오차의 토양 개량 효과, 작물 생육 증진, 탄소 격리 및 온실가스 감축 효과에 대한 실증 연구도 수행하고 있습니다. 이를 통해 바이오차가 농업 및 환경 분야에서 실질적으로 활용될 수 있는 기반을 마련하고 있습니다.
최근에는 바이오차의 산업적 활용 확대를 위해, 바이오차 기반 촉매 개발, 미생물과의 복합 적용, 폐기물 자원화 기술 등 융합 연구도 진행 중입니다. 이러한 연구는 자원순환, 탄소중립, 지속가능한 농업 및 환경 보전을 위한 핵심 기술로 주목받고 있으며, 국내외 다양한 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해 실용화 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
농업환경화학 및 오염물질 관리
연구실은 농업환경 내에서 발생하는 다양한 오염물질(중금속, 항생제, 잔류농약, 악취 등)의 거동, 분포, 생태계 영향 및 저감 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 농업 생태계에서 토양, 수질, 대기, 미생물 등 다양한 환경 요소가 상호작용하며, 이들이 작물 생산성과 환경 건강에 미치는 영향을 다각적으로 분석합니다. 특히, 유기성 폐자원 및 친환경 자원의 활용을 통해 오염물질의 발생을 억제하고, 지속가능한 농업환경을 조성하는 전략을 연구하고 있습니다.
중금속 및 유해물질의 토양 내 이동, 식물로의 흡수, 수질로의 유출 등 환경 내 거동 특성을 실험 및 현장 모니터링을 통해 규명하고, 오염물질의 생태 독성 및 인체 위해성 평가도 병행합니다. 또한, 바이오차, 슬래그, 미생물 등 다양한 친환경 소재를 활용한 오염물질 저감 및 정화 기술을 개발하고, 실제 농경지 및 축산 환경에 적용하여 그 효과를 검증하고 있습니다. 이러한 연구는 농업환경의 안전성 확보와 더불어, 농산물의 품질 및 생산성 향상에도 기여하고 있습니다.
더불어, 악취 저감, 온실가스 감축, 비점오염원 관리 등 농업환경 전반의 문제 해결을 위한 통합적 관리 방안도 제시하고 있습니다. 실험실 및 현장 기반의 연구를 통해 과학적 근거를 마련하고, 정책 및 현장 적용을 위한 실용적 기술 개발에 힘쓰고 있습니다.
친환경자원화 및 스마트 농업기술
본 연구실은 유기성 폐자원(가축분뇨, 식품폐기물, 농업부산물 등)의 친환경적 자원화와 스마트 농업기술의 융합을 통해 지속가능한 농업환경 구축을 목표로 하고 있습니다. 다양한 유기성 폐자원을 친환경 소재(퇴비, 유기농자재, 바이오차 등)로 전환하는 이론적 기반을 확립하고, 공정시험법 기준에 따라 친환경 자재의 품질 및 안전성을 분석합니다. 이를 통해 자원순환형 농업 시스템을 실현하고, 환경오염을 최소화하는 방안을 제시하고 있습니다.
스마트 농업기술 분야에서는 농업 정보(데이터)와 인공지능(AI), IoT 등 첨단 기술을 접목하여 농업 생산, 가공, 유통, 판매의 전 가치사슬에서 혁신을 추구하고 있습니다. 애그테크(AgTech) 입문 강의 및 실습을 통해, 머신러닝/인공지능 등 신기술의 농업 적용 사례를 분석하고, 데이터 기반의 농업환경 관리 및 의사결정 지원 시스템 개발에도 관심을 두고 있습니다. 이를 통해 농업의 생산성 향상과 환경 보전을 동시에 달성할 수 있는 미래형 농업 모델을 제안하고 있습니다.
이러한 연구는 농업 현장의 실질적 문제 해결과 더불어, 친환경 농산물 생산, 농업 부산물의 고부가가치화, 농촌 지역의 지속가능한 발전에도 기여하고 있습니다. 또한, 다양한 산학연 협력과 정책 제언을 통해 연구 성과의 사회적 확산과 실용화를 적극적으로 추진하고 있습니다.
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Adsorption characteristics and mechanism of Cd by mealworm frass
APPLIED BIOLOGICAL CHEMISTRY, 2025
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Conversion of acidified lignin containing sulfur discharged from a biorefinery process into neutralized biochar: Characterization and metal adsorption
SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT, 2024
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Examining the Alterations in Metabolite Constituents and Antioxidant Properties in Mountain-Cultivated Ginseng (Panax ginseng CA Meyer) Organs during a Two-Month Maturation Period
NTIOXIDANT, 2024
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[2차년도]탄소-네가티브형 biochar 제조 및 활용기술 개발
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A novel sugarcane residue-derived bimetallic Fe/Mn-biochar composite for activation of peroxymonosulfate in advanced oxidation process removal of azo dye: Degradation behavior and mechanism
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Reduction of ammonia gas by microbial agent treatment in Chinese cabbage cultivation