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김기범 연구실

경상국립대학교 해양환경공학과

김기범 교수

김기범 연구실

해양환경공학과 김기범

김기범 연구실은 해양환경공학 분야에서 난분해성 유기오염물질(POPs, PAHs, PBDEs 등)과 중금속 등 다양한 해양오염물질의 분포, 거동, 축적 및 위해성 평가를 선도적으로 수행하는 연구실입니다. 해수, 퇴적물, 해양생물 등 다양한 매체에서 오염물질의 농도와 특성을 정밀하게 분석하며, 이들이 해양생태계 및 인체 건강에 미치는 영향을 다각적으로 연구하고 있습니다. 특히, 수동형채집기(passive sampler)와 같은 첨단 환경분석기술을 개발 및 적용하여, 기존의 총농도 기반 평가의 한계를 극복하고 실제 생물에 이용 가능한 자유용존상 농도(freely dissolved concentration, Cfree)를 측정함으로써 보다 정확한 위해성 평가와 오염원 추적을 가능하게 하고 있습니다. 이러한 기술은 해양환경 내 난분해성 유기오염물질의 거동 연구와 생물농축, 생태위해성 평가에 필수적인 역할을 하고 있습니다. 연구실은 해양산업시설, 오폐수처리장 등에서 배출되는 유해·위해물질의 해양환경 유입 및 영향 평가, 그리고 오염사고(예: 허베이스피리트호 유출사고) 이후의 오염물질 거동 및 생태계 복원 과정에 대한 심층적인 연구도 수행하고 있습니다. 또한, 다양한 해양생물(오징어, 조개류, 어류 등)을 이용한 생물지표 및 바이오마커(Comet assay 등)를 활용하여 유전독성, 생식독성 등 생물학적 영향 평가에도 앞장서고 있습니다. 이와 함께, 해양환경 표준분석법 및 정도관리 체계 확립, 오염물질 분석을 위한 실험실 내(ex-situ) 및 현장(in-situ) 실험법 최적화, 그리고 특허 출원 및 기술이전 등 실용화 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 개발된 수동형채집기와 분석법은 국내외 해양환경 모니터링 및 위해성 평가 현장에서 널리 활용되고 있으며, 해양환경 관리 및 정책 수립에 필요한 과학적 근거를 제공하고 있습니다. 김기범 연구실은 해양환경공학의 학문적 발전뿐만 아니라, 실질적인 해양환경 보전과 지속가능한 해양산업 발전에 기여하기 위해 다양한 산학연 협력과 국가·국제 연구과제 수행에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 앞으로도 해양환경 내 오염물질의 정밀 모니터링, 위해성 평가, 오염원 추적 및 관리기술 개발을 통해 해양환경 보전과 안전한 미래를 위한 연구를 지속적으로 이어갈 것입니다.

해양환경에서의 난분해성 유기오염물질 모니터링 및 위해성 평가
본 연구실은 해양환경 내 난분해성 유기오염물질(POPs, PAHs, PBDEs 등)의 분포, 거동, 축적 및 위해성 평가를 중점적으로 연구합니다. 다양한 해양 매체(해수, 퇴적물, 해양생물 등)에서의 오염물질 농도와 분포 특성을 분석하고, 이들이 해양생태계 및 인체 건강에 미치는 영향을 정량적으로 평가합니다. 특히, 다환방향족탄화수소(PAHs)와 브롬계 난연제(PBDEs) 등 주요 오염물질의 공간적·시간적 분포, 생물농축 및 생태위해성 평가에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구를 위해 수동형채집기(passive sampler)와 같은 첨단 분석기술을 활용하여, 실제 환경에서 생물에 이용 가능한 자유용존상 농도(freely dissolved concentration, Cfree)를 측정합니다. 이를 통해 기존의 총농도 기반 평가가 가지는 한계를 극복하고, 보다 정확한 위해성 평가와 오염원 추적이 가능합니다. 또한, 오염물질의 생물학적 영향(유전독성, 생식독성 등) 평가를 위해 다양한 생물지표와 바이오마커(Comet assay 등)를 적용하고 있습니다. 연구실은 국내외 해양오염사고(예: 허베이스피리트호 유출사고 등) 이후의 오염물질 거동 및 생태계 복원 과정도 심층적으로 분석합니다. 이를 통해 해양환경 관리 및 정책 수립에 필요한 과학적 근거를 제공하며, 해양산업시설 및 오폐수처리장 등에서 배출되는 유해물질의 환경영향 평가 및 관리기술 개발에도 기여하고 있습니다.
수동형채집기 개발 및 해양환경 표준분석법 확립
연구실은 해양환경 내 초저농도 난분해성 유기오염물질의 정밀 측정과 모니터링을 위해 다양한 형태의 수동형채집기(passive sampler) 개발 및 현장 적용 연구를 선도하고 있습니다. 고속회전식 수동형채집기, 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 비닐랩(LLDPE) 등 다양한 소재와 구조의 채집기를 개발하여, 해수 및 퇴적물 내 오염물질의 자유용존상 농도를 신속하고 정확하게 측정할 수 있도록 하였습니다. 이와 더불어, 해양환경에서의 오염물질 분석을 위한 표준작업절차서(SOP) 개발 및 정도관리 체계 확립에도 집중하고 있습니다. 다양한 분석기법(SPE-GC/MS, 퍼지앤트랩/GC-MS, SIFT-MS 등)을 적용하여, 해수, 퇴적물, 생물 등 다양한 시료에서 오염물질의 정량분석 정확도와 신뢰도를 높이고 있습니다. 또한, 실험실 내(ex-situ) 및 현장(in-situ) 실험법의 최적화 연구를 통해, 분석 효율성과 데이터 품질을 극대화하고 있습니다. 특허 출원 및 기술이전 등 실용화 연구도 활발히 이루어지고 있으며, 개발된 수동형채집기와 분석법은 국내외 해양환경 모니터링 및 위해성 평가 현장에서 널리 활용되고 있습니다. 이러한 기술적 성과는 해양환경 오염 실태 진단, 오염원 추적, 정책 수립 및 환경기준 마련 등 다양한 분야에 실질적으로 기여하고 있습니다.
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Nationwide monitoring of freely dissolved polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) using high speed rotation-type passive sampling device in Korean coastal waters
김기범, 오진수, 김나영, 박준형, 정현주
Marine Pollution Bulletin, 202412
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Principles of passive sampling for ex situ measurement of hydrophobic organic compounds in sediment: Key considerations on dilution, depletion, and equilibrium
김기범, Lao Wenjian
SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT, 202412
3
Assessment of toxicity potential of freely dissolved PAHs using passive sampler in Kentucky Lake and Ohio River
김기범, 김나영, Loganathan Bommanna G.
MARINE POLLUTION BULLETIN, 202410
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[통합EZ-4차]해양환경에서 난분해성오염물질의 거동연구를 위한 수동형채집기의 다양한 활용법 개발 및 적용
(교육부)한국연구재단
2024년 03월 ~ 2025년 02월
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[RCMS-3차]해양 유해물질 오염원 추적기법 개발
해양수산과학기술진흥원
2024년 ~ 2024년 12월
3
[RCMS2단계1차]해양산업시설 배출 위험유해물질 영향평가 및 관리기술 개발
해양수산과학기술진흥원
2024년 ~ 2024년 12월