Air Pollutant Monitoring and Control Lab
환경공학과 김용현
Air Pollutant Monitoring and Control Lab(대기오염물질 모니터링 및 제어 연구실)은 대기 중 다양한 오염물질의 정량적 분석, 발생 특성 규명, 그리고 이로 인한 인체 및 환경 유해성 평가를 중점적으로 연구하는 선도적 연구실입니다. 본 연구실은 휘발성유기화합물(VOCs), 미세먼지(PM), 담배 연기 및 전자담배 에어로졸 등 다양한 대기오염원의 유해성분을 첨단 분석 장비를 활용하여 정밀하게 측정하고, 이들의 노출 경로와 건강 영향에 대한 체계적인 연구를 수행하고 있습니다.
특히, 금속-유기 골격체(MOFs)와 같은 신소재를 활용한 대기오염물질의 고효율 포집 및 분석 기술 개발에 앞장서고 있습니다. MOF 기반 흡착관과 열탈착-가스크로마토그래피-질량분석기(TD-GC-MS) 시스템을 결합한 분석법은 기존 상용 흡착제에 비해 높은 감도와 선택성을 제공하며, 복잡한 전처리 과정 없이 신속하게 대기 중 극미량 유해물질을 분석할 수 있습니다. 이러한 기술은 실내외 대기, 산업현장, 생활환경 등 다양한 환경 조건에서의 실증 연구에 적용되고 있습니다.
또한, 인공 미세입자(APM) 및 담배 연기 에어로졸의 발생 특성, 화학적 조성, 그리고 이들의 생체 독성 영향에 대한 연구도 활발히 진행 중입니다. 자동화된 담배 연기 채취 및 분석 시스템을 개발하여, 다양한 담배 제품 및 기기에서 발생하는 에어로졸의 입자 크기 분포, 유해 화학물질 농도, 그리고 이들의 폐 및 호흡기 조직에 미치는 영향을 동물실험 및 세포실험을 통해 평가하고 있습니다. 신종 담배 제품(가열담배, 전자담배 등)의 특이적 유해성분 발생 메커니즘 규명에도 집중하고 있습니다.
이외에도, 대기오염물질의 발생원별 특성 분석, 산업단지 및 생활환경에서의 대기질 변화 모니터링, 오염물질 저감 및 관리 기술 개발, 환경보건 기준 마련 등 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 연구실의 연구 결과는 대기오염 관리 정책 수립, 환경보건 기준 마련, 신종 담배 제품의 안전성 평가 등 사회적 요구에 부응하는 중요한 과학적 근거로 활용되고 있습니다.
궁극적으로 Air Pollutant Monitoring and Control Lab은 국민 건강 보호와 쾌적한 대기환경 조성을 목표로, 대기오염물질의 체계적 분석과 유해성 평가 기술을 지속적으로 고도화하며, 환경보건 및 대기질 개선에 기여하고 있습니다.
Cigarette Smoke Toxicity
Biochar Catalysis
Nicotine Degradation
대기오염물질의 정량 분석 및 유해성 평가
본 연구실은 대기 중에 존재하는 다양한 오염물질의 정량적 분석과 이로 인한 인체 및 환경 유해성 평가에 중점을 두고 있습니다. 특히, 휘발성유기화합물(VOCs), 미세먼지(PM), 그리고 담배 연기 및 전자담배 에어로졸 등 다양한 대기오염원의 유해성분을 정밀하게 측정하고, 이들의 노출 경로와 건강 영향에 대한 체계적인 연구를 수행합니다. 이를 위해 최신의 가스크로마토그래피-질량분석기(GC-MS), 열탈착기, 수동 및 능동 샘플러 등 첨단 분석 장비를 활용하여 실내외 대기 중 오염물질의 농도와 조성을 정확히 파악합니다.
연구실은 오염물질의 발생원별 특성 분석과 더불어, 산업단지, 생활환경, 교통 등 다양한 환경에서의 대기질 변화를 모니터링합니다. 또한, 전통적인 담배 및 신종 담배(가열담배, 전자담배)에서 발생하는 유해 화학물질의 종류와 농도, 그리고 이들이 인체에 미치는 독성 영향에 대한 실험적 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 최근에는 담배 연기 자동 채취장치 및 분석 시스템 개발, 전자담배 기기별 유해성분 발생 특성 평가 등 실용적 연구도 병행하고 있습니다.
이러한 연구 결과는 대기오염 관리 정책 수립, 환경보건 기준 마련, 신종 담배 제품의 안전성 평가 등 사회적 요구에 부응하는 중요한 과학적 근거로 활용되고 있습니다. 궁극적으로 연구실은 국민 건강 보호와 쾌적한 대기환경 조성을 목표로, 대기오염물질의 체계적 분석과 유해성 평가 기술을 지속적으로 고도화하고 있습니다.
금속-유기 골격체(MOFs) 기반 대기오염물질 포집 및 분석 기술 개발
금속-유기 골격체(Metal Organic Frameworks, MOFs)는 높은 표면적과 선택적 흡착 특성으로 인해 대기 중 극미량의 유해물질을 효과적으로 포집할 수 있는 신소재로 주목받고 있습니다. 본 연구실은 MOFs를 활용한 대기오염물질의 효율적 포집 및 분석 기술 개발에 선도적인 역할을 하고 있습니다. 특히, 포름알데히드 등 극미량 유해가스의 정밀 측정 및 신속한 검출을 위해 MOF 기반 흡착관과 열탈착-가스크로마토그래피-질량분석기(TD-GC-MS) 시스템을 결합한 분석법을 개발하였습니다.
이 기술은 기존 상용 흡착제에 비해 높은 감도와 선택성을 제공하며, 복잡한 전처리 과정 없이 신속하게 대기 중 유해물질을 분석할 수 있다는 장점이 있습니다. 연구실은 다양한 MOF 소재의 합성 및 특성 평가, 실제 대기 시료에의 적용성 검증, 그리고 MOF와 상용 흡착제(Tenax-TA 등)의 혼합 사용을 통한 분석 효율 극대화 방안 등을 다각도로 연구하고 있습니다. 또한, MOF 기반 분석법의 신뢰성 및 재현성을 확보하기 위해 실내외 대기, 산업현장, 생활환경 등 다양한 환경 조건에서의 실증 연구도 병행하고 있습니다.
이러한 연구는 대기 중 극미량 유해물질의 실시간 모니터링, 신속한 환경 사고 대응, 그리고 새로운 환경 기준 마련에 기여할 수 있습니다. 앞으로도 연구실은 MOF를 활용한 차세대 대기오염물질 분석 플랫폼 개발을 통해 환경분석 분야의 혁신을 선도할 계획입니다.
인공 미세입자(APM) 및 담배 연기 에어로졸의 발생 특성 및 독성 연구
본 연구실은 인공적으로 생성된 미세입자(APM, Artificial Particulate Matters)와 담배 연기 에어로졸의 발생 특성, 화학적 조성, 그리고 이들의 생체 독성 영향에 대한 심층 연구를 수행하고 있습니다. 인공 미세입자는 대기오염 연구 및 독성 평가 실험에서 표준화된 노출원을 제공하기 위해 개발되었으며, 다양한 크기와 조성의 입자를 실험실에서 재현함으로써 실제 환경에서의 노출 시나리오를 모사할 수 있습니다.
특히, 담배 연기 및 전자담배 에어로졸의 자동 발생 및 채취 시스템을 개발하여, 다양한 담배 제품 및 기기에서 발생하는 에어로졸의 입자 크기 분포, 유해 화학물질 농도, 그리고 이들의 폐 및 호흡기 조직에 미치는 영향을 동물실험 및 세포실험을 통해 평가하고 있습니다. 또한, 담배 연기 내 니코틴, 포름알데히드, 아세트알데히드, 휘발성유기화합물 등 주요 유해성분의 분해 및 변환 특성, 저장 조건에 따른 변화, 그리고 신종 담배 제품(가열담배, 전자담배 등)의 특이적 유해성분 발생 메커니즘을 규명하고 있습니다.
이 연구는 국민 건강 보호를 위한 담배 제품의 안전성 평가, 흡연 관련 정책 수립, 그리고 대기 중 미세입자 및 유해가스의 건강 영향 평가에 중요한 과학적 근거를 제공합니다. 앞으로도 연구실은 인공 미세입자 및 담배 연기 에어로졸 연구를 통해 환경보건 분야의 선도적 역할을 지속할 것입니다.
1
Development of a quantitative analytical method for 6PPD, a harmful tire antioxidant, in biological samples for toxicity assessment
MS Choi, SH Kim, M Hyun, SM Han, YH Kim*
Ecotoxicology and Environmental Safety, 2025
2
Development and characterization of an automated system for generation and collection of cigarette smoke (ASGCS) for rapid and accurate exposure and toxicity assessment
YJ An, SH Kim, M Hyun, YH Kim*
Ecotoxicology and Environmental Safety, 2025
3
Optimizing solvent extraction methods for activated carbon-based passive samplers in atmospheric volatile organic compound analysis: minimizing analytical interferences from pretreatment solvents and ensuring quantitative reliability
Se-Eun Jang, YH Kim*
Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2025
2
(간접비-2024) 글로컬 자원순환 환경교육연구단
