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2020-07 18 중요기사

[학술][우수R&D] 오규식 교수, 도시 생태계 서비스 통합 유지·관리 기술 개발

도시 생태계는 자연환경과, 이를 터전으로 인간이 생명을 유지하고 활동을 영위하는 인조 환경 모두를 포함한 생태계를 의미한다. 인간은 도시 생태계에서 자원과 에너지를 얻어 제품을 생산하고 소비하며, 폐기물을 발생시킨다. 무분별한 개발과 폐기물로 인해 훼손, 파괴된 도시 생태계는 더 이상 인간에게 유익한 도움을 줄 수 없다. 오규식 도시공학과 교수는 “그간 빠른 경제발전 과정에서 도시공간에 이뤄진 인조 환경의 개발에 비해 자연 생태계의 유지와 관리는 매우 소홀했다”고 말했다. ▲오규식 도시공학과 교수는 지속가능한 도시 조성을 위해 도시 생태계 서비스의 통합 유지·관리 기술 개발 연구를 진행하고 있다. 오 교수는 “도시 생태계는 자연과 인간이 상호 조화를 이루고 혜택을 주고받는 상태를 유지할 때 건강성이 극대화될 수 있다”고 말했다. 그는 도시 생태계 건강성 증진을 위한 다각적 연구를 진행하고 있다. 오 교수는 최근 환경부에 제안한 도시 생태계 건강성 증진 관련 국가 R&D 과제에 선정돼 지난 5월부터 본격적인 연구를 진행하고 있다. 이 연구를 통해 도시 생태계 속 자연 생태계의 건강성을 회복하려 한다. 또 그로부터 인간에게 유익하고 다양한 생태계 서비스를 제공할 수 있는 기술을 개발하고 있다. 연구의 주요 목표는 도시 생태계 통합 유지·관리 기술 개발을 통해 도시 내 개발과 보존이 조화를 이루는 것이다. 해당 연구로 도시 생태계 공간 조성 및 관리 가이드라인이 도출되고, 도시 생태계 건강성 증진 관련 비용-편익 분석모델과 다차원 도시 생태환경 정보시스템이 구축될 예정이다. ▲도시 생태계 통합 관리시스템 예시. 도시생태계를 통합해 관리할 수 있게 하는 것이 이 연구의 목표다. (오규식 교수 제공) 도시공간은 개발을 필연적으로 수반한다. 무분별한 개발은 도시 내 자연 생태계를 파괴한다. 지속가능한 도시 조성을 위해선 개발과 보존이 조화를 이뤄야 한다. 오 교수는 도시 공간 내 어느 곳이 취약 혹은 향상된 생태 공간인지 분석한다. 도시 내 개발사업이 생태 공간을 건강하게 향상하고 유지할 수 있도록 가이드라인도 제시한다. 그는 “이전까지 다뤄졌던 도시 생태계 성능 분석은 전문가 영역에서 다뤄졌다"며 "사용자 친화적인 인터페이스를 통해 비전문가도 쉽고 올바른 의사결정에 이르게 하는 것이 목표”라고 말했다. 이번 연구는 중앙정부, 지자체의 도시계획, 개발업무에 많은 도움이 될 전망이다. 아직 도시 생태계 유지 관리에 관한 제도가 미비하고, 개발 과정 중 도시 생태계 유지 관리에 대한 유용한 가이드라인이 없었기에 이번 연구의 의미가 크다. 오 교수는 “최근 중앙정부나 지자체의 의식 수준이 과거보다 높아져 도시공간을 생태적으로 계획하고 관리하려 한다”고 말했다. ▲오 교수 연구 활용 계획 예시. 오 교수는 "이 연구의 성과에 의해 도시 공간계획에 내실이 가해질 것"이라고 말했다. (오규식 교수 제공) 오 교수는 국토부 주관 국가 R&D 과제도 여러 차례 수행한 경력이 있다. 이번 연구는 환경부에서 주관하기에 더욱 기대가 크다고. 오 교수는 “그간 국토부 과제를 수행한 연구 경험과 자연환경의 보존을 우선적으로 생각하는 환경부의 관점을 조화해 이번 연구를 수행하고 있다”고 말했다. 오 교수는 후학들을 위해 조언을 남겼다. 그는 “오늘날 도시는 많은 요인에 의해 급격히 변화하고 있다”며 “도시공학은 인간을 위한 학문이기에 폭넓은 시야로 변화하는 사회현상을 섭렵하고 다가오는 미래를 능동적으로 준비하는 자세가 필요하다”고 말했다. 덧붙여 “이번 R&D 과제의 수행과정에서 끝까지 초심을 잃지 않고 최종목표를 성공적으로 달성해낼 것”이라며 포부를 밝혔다. 글/박지웅 기자 jiwoong1377@hanyang.ac.kr

2020-01 20

[학술][이달의 연구자] 신경훈 교수, 생태환경진단 열쇠 '안정 동위원소비' 분석기술 개발

생물체 내 원소들의 안정 동위원소비는 생태계 먹이망과 물질의 기원 등 다양한 생태 환경 정보를 담고 있는 보물과 같다. 신경훈 ERICA캠퍼스 해양융합공학과 교수는 안정 동위원소비 분석 기술 개발의 선두주자다. 다양한 원소의 안정 동위원소비를 분석하면 각 동위원소의 상대적 존재 비를 통해 물질의 기원과 환경 변화 등을 알아낼 수 있다. 생태·환경과학 영역부터 기후변화, 과학수사와 같은 첨단 융합 학문에도 활용 가능하다. 무한한 발전 가능성을 지닌 안정 동위원소비 분석 기술 개발 및 활용 분야의 미래가 기대된다. ▲신경훈 해양융합공학과 교수가 안정 동위원소비 분석에 대해 설명하고 있다. 지구상에 존재하는 대부분의 원소는 핵에 중성자가 추가되어 있는 고유한 안정 동위원소들을 가진다. 예를 들어 질소(원자번호 7, 원자량 14; 14N)는 중성자가 하나 추가된 질소 안정동위원소(15N)가 평균 0.4% 존재한다. 같은 원소라고 해서 무조건 같은 동위원소비를 갖는 것은 아니다. 모든 원소는 물리·화학적 과정을 거치며 조금씩 동위원소비가 변화할 수 있기 때문에 변이를 담고 있는 안정 동위원소비를 분석하면 보물 같은 정보들이 쏟아진다. 다양한 생태계의 에너지 흐름과 생지화학적 순환 등 수많은 정보를 알아낼 수 있다. 또한 방사 붕괴를 하지 않고 안정된 상태에 있어 안전하게 분석하고 활용할 수 있다는 점에서도 의미가 크다. 신 교수는 안정 동위원소비 분석을 활용한 많은 연구를 진행했다. 그중 금강 하구역 생태환경 관련한 연구가 눈에 띈다. 전 세계적으로 크게 증가하고 있는 녹조 현상의 주범 담수인 남조류는 해수에 살 수 없다. 따라서 금강의 남조류가 하구역과 연안으로 흘러 와 남조류 세포가 죽고 난 후에도 여전히 마이크로시스틴이라는 독성 유해 물질이 남아 있을 가능성이 농후하다. 신 교수는 해당 문제에 안정 동위원소비 분석 기법을 적용했다. 금강 하구역 서식 생물체 내 단백질을 이루는 아미노산의 질소 안정 동위원소비를 분석했다. 결과적으로 하구역 생태계 각 생물이 생태적 지위별로 마이크로시스틴을 얼마나 축적하고 있었는지도 알아냈다. 안정 동위원소비 분석의 가장 큰 장점은 앞으로 더욱 많은 분야에서 활용 가능성이 크다는 것이다. 기후 및 환경 변화, 생태계 군집 구조 및 생리 변화과 오염 물질 기원 등 유용한 정보가 안정 동위원소비에 기록돼 있다. 농·축·수산물의 원산지 추적을 비롯해 의생명과학과 환경 및 법 과학 수사 등과 같은 다양한 융합 분야에서 안정 동위원소비 분석 기법이 사용될 수 있다. 모든 물질이 원소를 갖고 있기 때문에 안정 동위원소비 분석 연구 기법은 더욱 많은 분야에서 쓰일 수 있을 것으로 보인다. ▲신 교수는 안정 동위원소비 분석의 활용 가능성을 강조했다. 신 교수는 안정 동위원소비 분석을 활용한 연구를 국제적으로 선도하고 있다. 특히 분자화합물 수준의 질소 안정 동위원소비를 분석하는 기술은 국내 최초이며 독보적이다. 신 교수의 명성 뒤에는 부단한 노력과 고충이 숨어있었다. 신 교수는 “아미노산의 질소 동위원소비를 분석하기 위해 4년이라는 시간이 걸렸다”며 “처음 시도하는 부분이라 시행착오가 많았다”고 말했다. 또 “미량의 원소에 대해 안정적으로 동위원소비를 분석할 수 있는 최적의 조건을 파악하는 데에 많은 시간이 걸렸다”고 덧붙였다. 분자화합물 수준의 안정 동위원소비 분석 기법의 활용 가능성은 크다. 신 교수는 “우리 연구실에서 개발하는 첨단 안정 동위원소비 분석 기법을 활용해 많은 연구자들과 창의적이고 도전적인 연구를 시도하고 싶다”고 전했다. 글/ 정연 기자 cky6279@hanyang.ac.kr 사진/ 이현선 기자 qserakr@hanyang.ac.kr