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Research
환경공학은 인간과 환경을 하나의 체계로 보고, 현재와 미래 세대가 쾌적한 삶을 누릴 수 있도록 지속가능하고 환경친화적인 발전에 기여하는 분야입니다.
인류의 삶은 금속·비금속 광물, 화석연료, 바이오매스, 물 등 다양한 자원에 의존하고 있으나, 무분별한 자원 소비는 기후변화, 자원고갈과 같은 환경문제를 초래합니다.
지속가능공학(Sustainable Engineering)은 이러한 문제를 해결하기 위해 자원을 효율적으로 사용하고, 그 가치를 극대화하는 순환경제 전략을 연구하는 분야로, 지속가능발전, 탄소중립, ESG 경영 실현에 기여하는 것을 목표로 합니다.
주요 방법론으로는 시스템(산업, 도시, 국가 등)의 자원 흐름을 모델링하는 물질흐름분석(material flow analysis)과 자원 소비에 따른 환경영향을 정량화하는 전과정평가(life cycle assessment)를 활용합니다.
물질흐름 및 탄소모델링연구실에서는 특히 건물, 목재, 플라스틱, 미래폐자원 등 핵심자원에 대한 순환경제를 위해 도시의 건물 및 인프라에 축적된 자원(in-use stocks)과 자원소비, 내재탄소(embodied carbon)를 추정하고 이를 공간적으로 맵핑하는 연구, 이를 기반으로 순환경제 전략을 도출하고 탄소배출저감 잠재량을 산출하는 연구, 순환경제에 특화된 전과정평가 프레임워크를 개발하는 연구 등을 수행하고 있습니다.
인간의 산업 활동으로 말미암아 토양, 물 등의 환경은 지난 한 세기 동안 수없이 많은 종류의 화학물질로 오염이 되어왔으며 지금도 매년 수백 종의 새로운 화학물질들이 생산되고 있습니다.
토양으로 유입된 이러한 화학물질들은 토양의 미생물, 광화학적 반응, 그리고 증발 등에 의해서 자연적으로 분해되기도 하지만, 토양의 구성성분(주로 유기물과 광물질)과 반응하여 상당한 양이 토양 내에 오랜시간 잔류하면서 인간이나 생태계에 부작용을 초래함은 물론 그 성질에 따라서는 지하로 유입되어 지하수 오염을 초래하기도 합니다.
토양환경실험실에서는 환경공학, (미)생물학, 독성학, 토양학 등 여러 분야의 지식들을 응용하여 오염된 토양과 지하수를 평가하고 정화 및 복원하는 기술을 개발하고자 합니다.또한 건설 사업으로 인한 생태환경의 변화를 평가하고 이를 최소화하는 방안도 모색하고 있습니다.
우리의 주된 관심사는 복원기술의 무분별한 난개발이 아니며 과학적 지식과 공학적 실용성을 적절히 조화시킨 경제적, 합리적, 효율적인 새로운 개념의 환경관리/복원기술 및 방향을 제시하는 데 있습니다.
주로 토양에서 오염물질의 거동이 복원기술의 효율성에 미치는 영향에 관한 연구, 생물회복기술(Bioremediation)의 효율성 증대에 관한 연구, 생명공학적 기법을 이용한 연구, 위해성평가를 통한오염도 조사 및 합리적인 정화수준의 결정에 관한 연구를 수행하고 있습니다.
도시에서 발생하는 생활폐기물의 관리는 폐기물실험실의 전통적인 연구 대상입니다. 음식물쓰레기와 같은 유기성폐기물의 바이오가스화, 폐기물 매립지의 설계 및 매립으로 인한 주변 지반환경의 오염, 매립 폐기물 분해에 따른 온실가스 발생 예측, 침출수 처리 등이 이에 해당됩니다. 최근에는 폐기물로 인한 환경문제가 갈수록 광범위해지고 복합적으로 변화하는 현실에 대응하도록 유기성 폐자원 바이오가스화 시설 내 미량오염물질의 거동 평가, UAV(Unmanned Aerial Vehicle)를 이용한 폐기물 매립지 온실가스 측정법 개발, 농업 부산물 기반 친환경 biochar 개발, 도시 공간 중 미세먼지 원인 추적, 나노 금속-유기성 폐기물 복합환경재료 개발, 통계학적 접근을 통한 재해 폐기물 예측 및 관리 등의 다양한 연구를 수행하고 있습니다.
수질환경실험실은 오염수로부터의 자원회수, 수처리, 수질 모니터링, 퇴적물 관리기술을 개발하여 차세대 도시 물관리 시스템을 구축하는 데 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다.
수질환경실험실에서는 최근에 생활하수, 산업폐수, 농축산폐수에 존재하는 암모니아성 질소를 멤브레인 접촉기와 용매 결정화 연계공정을 이용하여 순수한 암모니아 염 결정으로 회수하는 기술을 세계 최초로 개발하였습니다. 현재는 이 기술을 실제 처리시설에 적용하기 위한 후속연구를 진행하고 있습니다.또한, 물속에 존재하는 미량 독성물질을 효과적으로 제거하기 위한 흡착제를 개발하고, 독성물질의 흡착 기작에 대한 과학적 이해를 향상시키기 위한 연구를 실시하고 있습니다.
물과 퇴적물 내에 존재하는 오염물질을 신속하고 정확하게 모니터링하고, 퇴적물 오염 지역을 저비용·친환경적으로 정화하여 생태계의 안전한 서식처로 복원하기 위한 연구도 진행하고 있습니다.
지속가능환경기술실험실은 나노 고급재료를 이용한 수처리 및 에너지-자원 회수 기술의 개발에 관심을 두고 있습니다. 우리 실험실은 환경공학, 녹색 화학, 환경 지속 가능성 분석 및 최적화를 접목한 융합연구를 통해 기존의 상·하수처리 공정기술 및 현재 개발되고 있는 기술들의 지속가능성 향상을 목적으로 하고 있습니다.
현재 우리 실험실은 1) 물 환경에 존재하는 신종 오염물질의 고급금속촉매를 이용한 화학 처리 및 부속물 생성 제어 기술의 개발과 2) 환경 발자국(environmental footprint)을 최소화하고 잠재적 자원을 회수할 수 있는 신소재 및 공정의 개발과 평가에 초점을 두어 연구를 하고 있습니다.
