Department of Environmental Engineering, Kangwon National University
Atmospheric Environment Research Lab
강원대학교 대기환경연구실
대기 중 미세먼지의 화학 조성과 유기성분을 분석하고 오염물질의 발생 원인과 대기 중 거동을 추적합니다. 기기분석과 챔버실험, 수용모델 및 박스모델을 결합하여 대기오염물질의 건강 위해성을 평가합니다. 나아가 대기오염 유발 물질과 기후변화 유발 물질 간의 상호 거동 특성을 규명하여, 대기환경 개선과 기후변화 대응을 위한 과학적 기반을 마련합니다.
We investigate the chemical composition and organic constituents of atmospheric particulate matter, trace the origins and atmospheric behavior of pollutants, and assess their health risks. Our research further explores the interplay between air pollutants and climate-forcing species, providing a scientific basis for integrated air quality management and climate change mitigation.
미세먼지와 대기 중 극미량 유기화합물을 정확하게 정량하기 위한 분석법을 개발합니다. 유도체화 반응, 헤드스페이스-고체상 미량추출법(Head Space-Solid Phase Micro Extraction, HS-SPME), 속슬렛 추출(Soxhlet Extraction) 등 다양한 전처리 기법을 적용하여 시료 회수율을 높이고, 가스크로마토그래피-탄뎀질량분석법(Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry, GC-MS/MS)으로 정량합니다. 분석 대상은 유기 아민류, 니트로사민류, 니트라민류, 아미노산, 당류 등 광범위한 유기화합물을 포괄하며, 새로운 분석 대상 물질로 지속적으로 확장하고 있습니다.
▲ 유도체화와 HS-SPME 방법을 결합한 분석방법 개발
▲ 대기 중 아미노산 분석방법 개발
미세먼지 유기성분 정량 및 특성 규명
미세먼지(PM2.5, PM10) 중 다양한 유기성분의 농도 수준과 화학 조성을 분석합니다. 지방산(Fatty Acids), 당류(Sugars), 다환방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs), 모노카르복실산(Mono-carboxylic Acids)은 물론 니트로사민류(Nitrosamines), 니트라민류(Nitramines), 아미노산(Amino Acids) 등 질소 함유 유기화합물까지 포괄적으로 정량합니다. 도시 지역과 배경 지역에서 동시 시료 채취를 수행하여 지역 간 오염 특성 차이와 계절별 변동 경향을 비교하고, 기후변화 유발 물질로서의 가능성이 있는 갈색탄소(Brown Carbon, BrC) 에어로졸 구성 성분을 포함하여 분석 대상을 확장해 나가고 있습니다.
대기오염물질의 배출원을 규명하고 각 배출원의 기여율을 정량하는 것은 효과적인 대기환경 관리의 출발점입니다. 양행렬 인자분석(Positive Matrix Factorization, PMF), 직교부분최소자승 판별분석(Orthogonal Partial Least Squares-Discriminant Analysis, OPLS-DA), 역궤적 분석(Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory, HYSPLIT) 등 다양한 수용모델과 다변량 통계 기법을 활용합니다.
▲ 다양한 통계분석을 통한 기여원 추정
▲ 다양한 배출원으로부터의 대기오염물질 기여
박스모델 및 챔버실험을 통한 생성 메커니즘 규명
대기 중 유기성분이 1차 배출에 의한 것인지 화학 반응을 통해 2차 생성된 것인지를 구분하는 것은 오염 저감 전략 수립에 핵심적인 과제입니다. 박스모델(Box Model) 시뮬레이션을 통해 하이드록실 라디칼(OH Radical) 반응, 오존(O₃) 산화, 야간 질산 라디칼(NO₃ Radical) 반응 등 각 화학 경로의 기여도를 정량합니다. 챔버실험을 통해 특정 전구체로부터 이차 유기 에어로졸(Secondary Organic Aerosol, SOA)이 생성되는 과정을 제어된 조건에서 확인하고 현장 관측 결과와 비교합니다.
▲ 박스모델을 활용한 1차 배출 vs. 2차 생성 기여 비교
▲ 지역별 이차 유기 에어로졸 생성 메커니즘 규명
PMFOPLS-DAHYSPLIT박스모델챔버실험이차 유기 에어로졸1차 배출 vs. 2차 생성OH/O₃/NO₃ 반응기후변화
연구 분야
Research
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대기질 변화와 건강·기후 영향 평가
장거리 이동과 지역 간 대기질 특성
역궤적 분석(Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory, HYSPLIT)과 기상 자료를 결합하여 미세먼지의 외부 유입 경로를 파악합니다. 수도권에서 배출된 오염물질이 풍하지역으로 이동하면서 나타나는 농도 변화와 성분 변환을 추적하고, 국외 장거리 이동의 영향을 정량합니다.
▲ 미세먼지 외부 유입 경로 분석
▲ 장거리 이동에 따른 농도 변화 및 특성변화
건강 위해성 평가
미세먼지 중 발암성 물질을 포함한 유해 유기성분에 대해 건강 위해성 평가(Health Risk Assessment)를 수행합니다. 흡입 노출에 따른 초과 발암 위험도(Excess Cancer Risk)를 산정하고, 도시와 배경 지역 간 위해도 차이를 비교합니다. 배출원별 기여를 반영하여 위해성 관리의 우선순위를 제시합니다.
▲ 흡입 노출 기반 초과 발암 위험도 산정
▲ 배출원별 기여를 반영한 위해성 관리
기후변화 유발 물질의 거동 특성
갈색탄소(Brown Carbon, BrC) 에어로졸의 광흡수 특성과 파장 의존성을 분석하여, 에어로졸이 대기 복사 수지(Radiative Budget)에 미치는 영향을 평가합니다. 대기오염 유발 물질과 기후변화 유발 물질이 대기 중에서 어떻게 상호작용하며 변환되는지를 규명하고, 대기오염 저감 정책과 기후변화 대응 전략을 통합적으로 연결하는 연구를 수행합니다.
The Atmospheric Environment Research Lab at Kangwon National University is seeking motivated researchers interested in atmospheric chemistry and air quality.
Open Positions: Master's / Ph.D. students, Integrated B.S.–M.S. students, and Undergraduate Researchers.
Research Topics: Organic component analysis of particulate matter, secondary organic aerosol formation mechanisms, chamber experiments, source apportionment using receptor models and box models, air pollution and climate change.
Qualifications: Applicants with a background in environmental engineering, chemistry, atmospheric science, or related fields are welcome. We value curiosity and enthusiasm above all.
Choi, N. R.*, Kim, Y. P., Lee, J. Y., Kim, E., Kim, S., Song, M., Lee, T., Park, J.-S., Seo, S.-J., Lee, K., and Shin, H. J.: Wintertime source attribution and health risk assessment of particulate nitro(so) compounds at urban and background sites in Republic of Korea, Atmospheric Environment, 373, 2026.
Jung, D., Song, J., Kim, K., Kang, S., Kim, Y., Hong, S.-C., Lee, J.-B., Seo, S.-J., Lee, K., Park, J.-S., Song, M. J., Choi, N. R., Lee, T.: Spatial and Seasonal Variation of Nitric Acid (HNO₃) and Understanding the Formation of NH₄NO₃ in the HNO₃–NH₃ system in Korea, Aerosol and Air Quality Research, 2026.
Do, T. V., Zuend, A., Choi, N. R., Lee, T., Shin, H., Lee, K., Park, J., Seo, S., Song, M.: Phase Behavior of Polluted and Clean Urban Winter PM₂.₅ from Optical Observations and Thermodynamic Equilibrium Modeling, Environmental Science & Technology, 60, 5645-5651, 2026.
Kim, J. Y., Kim, Y. P., Yu, X., Yu, J., Wu, Z., Lee H.-M., Song, M., Jang, K. S., Kim, C., Choi, N. R.*, Lee, J. Y.*: Concentrations and formation pathways of nitrogen-containing organic compounds in PM₂.₅ from Seoul and Beijing. Environmental Research, 286, 122959, 2025.
Choi, N. R.*, Kim, Y. P., Lee, J. Y., Ahn, Y. G., Kim, E., Kim, S., Shin, H. J.: Characteristics of the Atmospheric Behavior of Particulate Nitro(so) compounds in the Urban Atmosphere of Seoul during Spring 2019. Atmospheric Environment, 121337, 2025.
Choi, N. R.*, Kim, Y. P., Ahn, Y. G., Lee, J. Y., Kim, E., Kim, S., Shin, H. J.: Trend and health risk of carcinogenic particulate nitrosamines in the atmosphere in Seoul, South Korea. Atmospheric Environment, 121309, 2025.
Jo, J., Choi, N. R., Lee, E., Lee, J. Y., Ahn, Y. G.: Comparison of Two Derivative Methods for the Quantification of Amino Acids in PM₂.₅ Using GC-MS/MS. Chemosensors, 13(8), 292, 2025.
최나래, 김용표: 대기 중 입자상 니트로(소)화합물 농도를 결정하는 주요 변수. 한국대기환경학회지, 41(1), 1-25, 2025.
2024
안지민, 홍준표, 황혜정, 최나래*: 역궤적 분석을 통한 춘천지역 장기간 PM₁₀과 PM₂.₅ 외부 유입 경로 및 기상요인 영향 분석. 산업기술연구, 51-61, 2024.
Choi, N. R.*, Kim, Y. P., Lee, J. Y., Kim, E., Kim, S., Shin, H. J.: Impact of ozonation on the formation of particulate nitrosodimethylamine (NDMA) in atmosphere, Chemosphere, 349, 140794, 2024.
2022
Choi, N. R., Park, S., Ju, S., Lim, Y. B., Lee, J. Y., Kim, E., Kim, S., Shin, H. J., Kim, Y. P.: Contribution of Liquid Water Content Enhancing Aqueous Phase Reaction Forming Ambient Particulate Nitrosamines, Environmental Pollution, 303, 119142, 2022.
2021
Choi, N. R., Ahn, Y. G., Lee, J. Y., Kim, E., Kim, S., Park, S. M., Song, I. H., Shin, H. J., Kim, Y. P.: Particulate nitrosamines and nitramines in Seoul and their major sources: Primary emission vs. secondary formation, Environmental Science & Technology, 55, 7841-7849, 2021.
Choi, N. R., Yoon, Y. J., Park, K. T., Kim, K. A., Kim, Y. P., Ahn, Y. G., Lee, J. Y.: Trace Level Determination of Saccharides in Pristine Marine Aerosols by GC-Tandem Mass Spectrometry, Toxics, 9, 86, 2021.
2020
Choi, N. R., Ahn, Y. G., Lee, J. Y., Kim, E., Kim, S., Park, S. M., Song, I. H., Kim, Y. P.: Winter-Time Particulate Nitrosamines and Nitramines in the Atmosphere at Seoul, South Korea, Atmospheric Environment, 237, 117582, 2020.
Choi, N. R., Lee, J. Y., Ahn, Y. G., Kim, Y. P.: Determination of Atmospheric Amines at Seoul via GC/Tandem Mass Spectrometry, Chemosphere, 258, 127367, 2020.
2018
Choi, N. R., Ahn, Y. G., Lim, H. B., Lee, J. Y., Jung, C. H., Kim, Y. P.: Particulate Nitrosamines in the Atmosphere at Seoul and Their Major Sources, Air Quality, Atmosphere and Health, 11(7), 855-865, 2018.
Choi, N. R., Kim, Y. P.: Review on the Analytical Methods and Ambient Concentrations of Organic Nitrogenous Compounds in the Atmosphere, 한국대기환경학회지, 34(1), 120-143, 2018.
2016
Choi, N. R., Kim, Y. P., Ahn, Y. G.: Identification and Quantification of n-Nitrosamines in Cosmetics Using GC/CI-MS Coupled with HS-SPME, Talanta, 148, 69-74, 2016.
Choi, N. R., Lee, S. P., Lee, J. Y., Jung, C. H., Kim, Y. P.: Speciation and Source Identification of Organic Compounds in PM₁₀ over Seoul, South Korea, Chemosphere, 144, 1589-1596, 2016.
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Notice
NEW대학원생 및 학부연구생 모집
2026.03▶
강원대학교 대기환경연구실에서는 대기화학과 대기환경 연구에 관심 있는 석·박사과정, 학·석사통합과정 대학원생과 학부연구생을 모집합니다.
연구 주제: 미세먼지 유기성분 분석, 이차 에어로졸 생성 메커니즘, 챔버실험, 수용모델/박스모델 기반 배출원 추적, 대기오염과 기후변화
지원 자격: 환경공학, 화학, 대기과학 또는 관련 분야 전공자 (전공 무관, 관심과 열정이 있는 분이라면 누구나 환영합니다)
강원대학교 대기환경연구실 홈페이지가 새롭게 오픈되었습니다. 연구 분야, 구성원, 논문 목록, 공지사항 등의 정보를 확인하실 수 있습니다.
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News
NEW2025 졸업논문발표회 우수논문상 수상
2025.11.27▶
2025년 11월 27일 환경공학과 졸업논문발표회에서 고태민, 송인호, 장현준, 정철인, 한성현 (발표자: 정철인)이 우수상을 수상하였습니다.
발표 제목: 물질수지 기반 실내 NO2 농도 예측: 발생량과 공기전환횟수의 영향 분석
📷 사진 추후 업데이트 예정
제68회 한국대기환경학회 정기학술대회 참석
2025.10.15▶
2025년 10월 15일~17일 김대중컨벤션센터에서 개최된 제68회 한국대기환경학회 정기학술대회에 정수린(석사과정생), 고태민(학부연구생), 정철인(학부연구생)이 포스터 발표를 하였습니다. 정수린은 "백령도와 안산 지역의 초미세먼지 내 유기질소성분의 주요기여원 규명"을, 고태민은 "가스상 니트로사민 및 니트라민 분석을 위한 속슬렛 추출 기반 가스크로마토그래피/질량분석 방법 고안 및 최적화"를, 정철인은 "측정과 박스모델링을 통한 사람의 활동이 강의실 내 이산화질소 농도에 미치는 영향 분석"을 주제로 발표하였습니다.
