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 UNIST 환경분석화학연구실(지도교수: 최성득)은 2009년 3월 UNIST 개교와 함께 개설되었습니다. 연구실 로고에 표현된 것과 같이 다양한 환경에 존재하는(우측 지구본) 미량오염물질(좌측 벤젠고리)을 질량분석기술(하단 기기신호)을 기반으로 분석하여 오염물질의 다매체 환경거동을 연구하고 있습니다. 지도교수의 전공이 지구과학(학부)과 환경분석(석박사)이므로, 본 연구실의 연구주제는 대부분 분석화학과 지구과학을 기반으로 하고 있습니다. 대기, 토양, 수질, 퇴적물, 식품 등 모든 매체를 다루고 있으므로, 환경부, 미래부, 교육부, 해수부, 식약처, 농림부, 국민안전처 등 다부처 과제들을 수행하고 있습니다.

 지금까지 박사 1명, 석사 4명, 포닥 2명을 배출했고, 모든 졸업생이 전공을 살려 관련 정부기관과 기업연구소에 취업했습니다. 현재는 박사과정 4명, 석사과정 4명, 학사과정 2명, 연구원 2명으로 구성되어 있습니다. 구성원의 전공은 대부분 환경공학, 화학공학, 화학 등이며, 모든 학생들이 질량분석기를 이용한 미량오염물질 분석과 환경모델링 연구를 수행하고 있습니다.

 본 연구실에서는 다양한 환경모니터링/모델링 연구를 수행 중에 있습니다. 특히, 다양한 분석장비를 활용하여 미량독성물질(잔류성유기오염물질, 휘발성유기오염물질, 중금속)을 분석합니다. 이러한 분석자료에 대한 통계처리와 모델링 결과를 종합하여 오염물질의 환경거동(배출, 이동, 확산, 축적, 제거)을 파악하고 관리방안을 제안하는 종합적인 연구를 수행합니다.

 잔류성유기오염물질(POPs)은 다이옥신류, 유기염소계 농약류, 브롬화 난연제 등을 포함하는 물질로서 환경매체에서 오래 잔류하고 장거리 이동성이 있습니다. 그러므로 아무리 청정한 지역이라도 지구상에서 POPs로 오염되지 않은 곳은 없습니다. POPs는 먹이 사슬을 통해 인체에 유입되므로 태아 시절부터 평생 POPs에 노출되고 있습니다. 본 연구실에서는 POPs의 환경거동을 파악하기 위해 다매체 시료를 채취하고 고분해능 질량분석기(HRMS)와 액체크로마토그래프 질량분석기(LC/MS/MS) 등을 이용하여 극미량 분석을 수행합니다. 이러한 기기분석뿐만 아니라 다매체 환경거동모델과 통계 프로그램을 이용하여, 환경거동을 통합적으로 연구합니다.
  • 관련연구과제: 식품 중 다이옥신, PCBs 안전관리 연구(식약처), 신규 POPs 다매체 통합노출평가 및 대체물질 모니터링 기술개발(환경부), POPs 측정망 신규 POPs 분석(환경부), 잔류성유기오염물질 모니터링을 위한 다목적 수동대기채취기 개발 및 응용(교육부)

[잔류성유기오염물질의 다매체 환경거동]

 구미 불산사고와 중국 텐진항 폭발사고 발생 후, 화학사고에 대한 관심이 높습니다. 특히, 대규모국가산업단지가 노후화되고 화학물질 사용량이 지속적으로 증가함에 따라 화학사고의 가능성이 계속 증가하고 있습니다. 환경부 화학물질안전원을 중심으로 화학사고에 대한 사전대비와 대응방안을 수립하고 있지만, 지역특성에 적합한 화학사고 시나리오 작성과 화학사고 시 구체적인 주민 대피경로 제시 등은 미흡합니다. 본 연구실에는 휘발성유기화합물(VOC) 대기모니터링, 대기확산모델링, 지리정보시스템(GIS) 자료를 확보하여, 산업단지 특성을 고려한 화학사고 가능 물질, 화학사고 피해 예상 지역을 추정하는 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 화학사고는 육상에 국한되지 않으므로, 해양화학사고에 대한 대응장비 개발연구도 수행 중입니다. 이 연구에서는 드론에 시료채취장비와 센서를 장착하여 사고 발생 시 효과적으로 화학물질을 탐지하고 초동대응을 위한 정보를 제공하는 기술을 개발하고 있습니다.
  • 관련연구과제: HNS 유출사고 현장 대응기술 및 장비개발(국민안전처), 화학 및 화학재난 감시 긴급대응 기술 및 장비 개발(미래부)

[화학재난대응 단계별 연구내용]

 중금속은 전통적으로 환경오염물질로 알려졌으며, 다매체에 대한 모니터링이 국가차원에서 꾸준히 수행되고 있습니다. 중금속의 전처리(추출) 과정은 비교적 간단하고, 분광학적 방법이나 질량분석법으로 미량 중금속을 검출할 수 있습니다. 본 연구실에서는 유도결합플라즈마 질량분석기(ICP-MS)를 이용하여 미세먼지, 토양, 수질시료에 함유된 중금속을 분석하고 있습니다. 최근에는 해양수산환경의 비소 오염에 대한 연구에 집중하고 있습니다. 비소는 매우 다양한 화학종으로 존재하며 독성이 강한 무기비소가 생체 대사를 거쳐 독성이 거의 없는 유기비소로 전환됩니다. 다양한 비소 화학종을 분석하기 위해서는 ICP-MS에 고성능액체크로마토그래프(HPLC)를 연결하여 분리분석을 수행합니다. 본 연구실에서는 다양한 해양수산시료(해수, 퇴적물, 해조류, 어패류)에 대한 비소 화학종 최적 분석법을 정립하고 있으며, 이를 통해 수산물 섭취를 통한 비소 위해성 평가를 수행하고 있습니다.
  • 관련연구과제: 수산환경 내 비소화학종의 분석법 확립 및 스크리닝(해수부)

[해양수산시료의 비소 화학종 모니터링]