“미래는 이미 와 있다. 단지 널리 퍼져 있지 않을 뿐이다.” 사이버 펑크의 거장 윌리엄 깁슨이 이코노미스트 인터뷰에서 한 말이다. 우리 곁에서 본격화하고 있는 4차 산업혁명을 이보다 잘 표현하는 말은 없을 것이다. 4차 산업혁명에서 핵심 기술은 인공지능이다. 미래 기술로만 여겨지던 인공지능에 대한 인식의 변곡점 시간 공간 좌표는 2016년, 서울이었다. 우리는 인공지능 알파고가 이세돌 세계 바둑 챔피온을 물리치는 충격적인 현장에 있었다. 이후 주인공이 인공지능 프로그램과 사랑에 빠지는 영화를 흥미롭게 관람했으며, 영화 스타워즈의 휴머노이드 C3PO와 바퀴형 로봇 R2D2을 추억한다. 인공지능 기술은 현재 어느 수준이고, 앞으로는 어떻게 발전하게 될까? 인공지능과 관련된 KIST 연구개발을 세 관점에서 살펴보고자 한다. 먼저, 차세대 인공지능 혁신기술 개발을 위한 ‘R&D of AI’이다. 두 번째는 인공지능을 융합함으로써 기존 연구의 한계를 돌파하는 ‘R&D with AI’이다. 마지막은 연구 방법과 실험실을 변혁하는 ‘R&D by AI’이다 이를 통해 KIST가 이끌어갈 미래 생활 속 인공지능의 모습을 소개해보고자 한다. ◎ R&D of AI : 차세대 인공지능을 위한 기반기술 개발 KIST는 뇌과학 및 반도체 원천기술을 기반으로 인간의 뇌를 더욱 잘 모사할 수 있는 인공지능 기술을 연구개발 중이다. 인간 두뇌의 부피는 평균적으로 2리터다. 1000억 개의 뉴런 세포와 이를 연결하는 백조 개의 시냅스로 구성되어 있다. 최근 뇌과학 연구 결과를 보면, 뉴런 및 시냅스는 대뇌 피질, 소뇌 등 두뇌 영역과 기능에 따라 다르게 거동한다. 복잡한 정보 처리 컴퓨터보다 유리하다고 한다. 또한 인간의 두뇌는 뉴런 사이의 시냅스를 통한 스파이크 신호 전달로 정보를 전달하고 처리하기에 새로운 환경에 쉽게 적응하면서도 에너지 소비가 적다. KIST는 이런 인간 두뇌 구조 및 동작 원리를 모사하는 스파이킹 신경망 기반의 저전력 뉴로모픽 반도체를 연구하고 있다. 뉴로모픽 반도체를 개발하기 위해서는 뉴런 및 시냅스의 다양한 거동을 모사할 수 있는 소자 개발이 필수다. 인간 두뇌의 각 영역은 어떠한 뉴런 및 시냅스들로 구성되어 있으며 어떠한 연결 구조를 가지는지에 대한 뇌과학적 정보도 필수적이다. KIST 연구팀은 실리콘 기반의 CMOS로 100만 개 뉴런과 1억 개 시냅스를 집적한 시스템 개발에 도전하고 있다. ◎ R&D with AI : 한계 돌파를 위한 인공지능과의 융합연구 인간과 대화가 가능한 인공지능 기술, 2차원 또는 3차원 가상객체로서의 인공인간 기술이 현실화하고 있다. 최근 보스톤 다이나믹스 社는 바퀴가 달린 실내형 서비스 로봇을 선보였다. 하지만 사람은 인간과 유사한 형상, 그리고 실제 물리적인 접촉이 가능한 인공지능 로봇에 친밀감을 느낀다. 문제는 로봇의 외형을 쉽게 바꿀 수는 없다는 점이다. 바퀴형 다리를 가진 휴머노이드 로봇을 사람처럼 보이게 할 수 있는 증강현실(AR) 기술이 필요한 이유다. KIST는 증강현실을 이용한 휴머노이드 로봇 연구개발을 수행하고 있다. 지능형 인공인간을 생성하고 실재감을 충족시켜줄 AR 인터랙션 기술 개발에 중점을 두고 있다. 나아가 바퀴형 휴머노이드 로봇, 다양한 기능의 지능형 로봇핸드와 계단을 올라가는 기술도 연구개발 중이다. 추가로 환경지능 기술과 근접 서비스 로봇의 안정성 확보를 목표로 하고 있다. KIST는 사물인터넷, 빅데이터, 가상현실, 증강현실, 인공지능 등의 기술이 접목된 4세대 로봇수술인 ‘디지털 수술(Surgery 4.0)’을 개발하고 있다. 기존 3세대 로봇수술이 복강경 수술의 시각 및 조작성 한계를 극복하는 것이었다면, ‘디지털 수술’은 4차 산업혁명 핵심 기술이 융합하여 안전성과 효율성 극대화에 목적을 둔다. 인공지능이 의료 빅데이터를 분석하여 환자 맞춤형 진단 및 치료 계획을 집도의에게 제안하게 될 것이다. 집도의를 보조하는 협동 수술 로봇은 봉합과 같은 단순 반복 정밀작업을 자동 수행할 수 있을 것이다. 또한 집도의의 제3의 손 역할도 할 수 있을 것으로 기대한다. KIST는 올해 본격적으로 디지털 수술 시스템 플랫폼 ‘MIDAS(Medical Intelligence for Digitally Assisted Surgery)’ 개발하고, 각종 질환에 확대 적용할 계획이다. 이를 통해 다양한 디지털 수술 시스템을 신속히 개발하는 데 이바지하고자 한다. 이는 세계시장에서 국내 의료기기 기술 경쟁력 강화로 이어질 것으로 기대한다. ◎ R&D by AI : 연구방법의 새로운 패러다임 개척 인공지능의 비약적 발전은 연구실 모습과 연구 방법도 바꿔나가고 있다. 새로운 패러다임을 축약하여 ‘연구개발 데이터의 축적과 활용을 통한 연구개발’로 설명할 수 있다. 실험, 이론, 전산모사 순으로 발전해온 과학 연구가 ‘데이터 기반(data-intensive)’ 귀납적 연구로 변모하고 있다. KIST는 지난 2016년부터 KiRI(KIST R&D Informatics System) Note 개발에 착수하였다. KiRI Note는 연구자가 연구개발 활동에 연구개발 빅데이터의 축적, 활용을 넘어 새로운 지식까지 도출하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 정보학(informatics) 기술을 적용하여 실험과 계산 연구 그리고 다양한 연구분석 장비로부터 도출된 정형, 비정형 연구개발 데이터를 수집, 가공, 저장하고 있다. 또한 내외부 연구개발 데이터 간 연동도 가능하다. 특히 숨어있는 지식 도출을 위해 모델링, 계산, DB 구축, 기계학습, 예측과 설계 기능을 갖췄다. 현재 KiRI Note에는 계산, 실험, 분석 분야에서 연간 각각 5000TB, 20GB, 100TB 데이터가 생산· 저장되고 있다. KIST는 미래형 인공지능(AI), 빅데이터(Big Data), 클라우드(Cloud) 기술이 융합된 ABC 스마트랩을 추진하고 있다. ABC 스마트랩은 인공지능과 로봇 기술로 연구 설계부터 실험 수행까지의 과정을 자율적으로 진행하여 연구자의 부담을 최소화하는 자율실험실이다. 우선 소재 분야를 시범분야로 하여 원하는 소재 혹은 물성만을 입력해주면 원하는 소재를 개발해 줄 수 있을 것이다. 자율실험실 실현을 위해서는 인공지능 기술을 이용한 소재 데이터 추출 기술과 소재의 물성을 예측하고, 합성 공정을 최적화하는 모델이 필요하다. 또한 소재 합성과 분석 작업의 자동화를 위해 협동 로봇 기술이 필요하다. 이처럼 다양한 분야의 전문가 간 협업이 필수적이다. KIST는 종합연구소로서, 다양한 분야의 전문가 융합이 가능하다는 장점을 극대화하고자 한다. 자율실험실은 24시간 실험을 할 것이다. 뿐만 아니라 예측을 통해 실험 대상을 좁힘으로써 소재 연구개발은 현재보다 크게 가속되고 활성화될 것이다. ‘R&D by AI’를 위한 두 도전이 제 궤도에 오른다면 10∼20년이 소요되는 신소재 개발을 크게 단축할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 연구방법의 새 패러다임을 신약 개발 등 바이오·의약 분야 자율실험실로도 확장할 계획이다. 인공지능은 많은 분야에서 놀라운 성과를 보여주며 빠른 성장을 해나가고 있다. 일부 특정 영역에서는 이미 인간에 능력을 추월했다. 인공지능에 대한 두려움과 윤리에 대한 염려가 당연하다. 하지만 19세기 러다이트 운동을 포함한 과학기술 역사가 보여주듯, 인류는 과학기술을 유용하게 활용하면서 발전을 거듭해왔다. KIST는 더 과학적이어서 더 밝고, 보다 스마트하기에 보다 인간적인 미래를 오늘로 만들기 위한 노력을 계속하고 있다. 출처 : 한국경제 (https://www.hankyung.com/it/article/202105262944i)

가정의 달 5월의 끝자락이 되면 더욱 가슴이 미어지는 이들이 있다. 사랑하는 자녀의 행방을 찾는 실종 아동 부모들이다. 매년 5월 25일은 ‘세계 실종 아동의 날’이다. 1979년 미국 뉴욕에서 6세 아동(Etan Patz)이 등교하다 실종된 사건을 계기로 제정돼 지구촌으로 확대됐다. 한국도 2007년부터 동참해 올해로 15회째를 맞았다. 그보다 앞서 2005년 우리나라는 ‘실종 아동 등의 보호 및 지원에 관한 법률’(실종 아동법)을 제정했다. 2013년 개정 법률에서는 실종 아동의 범위를 실종 당시 기준으로 14세 미만에서 18세 미만으로 확대했다. 보호 대상도 18세 미만 아동과 치매 환자와 지적장애인으로 넓어졌다. 경찰청 통계에 따르면 국내에서 연평균 2만여 건의 실종 아동 신고가 접수된다. 이들 중 대부분은 실종 신고 1시간여 만에 부모의 품으로 돌아간다. 특히 만 8세 이하 미취학 아동은 십중팔구 3시간 이내에 발견된다. 하지만 3시간이 지나면 발견 횟수가 급감하고, 6시간 이후부터는 발견 건수가 크게 달라지지 않는다. 가출 등이 영향을 주는 9세 이상 아동 및 청소년은 발견 소요 시간이 미취학 아동보다 고루 분포하다 이틀 뒤부터 눈에 띄게 줄어든다. 바꿔 말하면 미취학 아동은 6시간, 청소년은 48시간이라는 골든타임을 넘기면 실종이 장기화할 가능성이 높아진다는 것이다. 현행법상 실종 기간이 1년 이상인 18세 미만 아동은 장기 실종 아동으로 분류된다. 장기 실종 아동 찾기에는 2012년부터 시작된 사전등록제도가 이용되고 있다. 실종 아동의 수색과 조기 발견을 위해 18세 미만 아동의 사진과 지문 등을 경찰에 등록하는 시스템이다. 400만 명 넘게 등록된 사전등록제와 유전자 분석 등은 실종 아동의 미발견 건수를 낮추는 데 크게 기여하고 있다. 하지만 장기 실종 아동은 꾸준히 한 자릿수를 유지하다 지난해 161명으로 급증했다. 그만큼 사전등록뿐 아니라 빠르고 효과적인 사후 대응이 절실하다는 의미다. 한국과학기술연구원(KIST)은 2018년부터 실종 아동 찾기에 인공지능(AI) 기술을 접목하는 연구를 해오고 있다. 실종자의 인상착의를 바탕으로 주변 CCTV와 지자체 통합관제 시스템, 경찰청 실종아동찾기센터 정보를 종합적으로 연결하고 인식하는 복합인지 기술이다. 이를 통해 골든타임 이내에 더 빠르고 정확하게 위치를 추적하고 이동 경로를 예측할 수 있다. 첨단의 AI 기술을 이용해 원거리나 어두운 화면, 마스크 등으로 얼굴 일부분만 촬영된 상황에서도 신원 확인 속도와 정확도를 향상하고 있다. 이와 함께 ‘얼굴 나이 변환 기술’의 고도화를 위해서도 노력하고 있다. 이 기술은 사진 속 얼굴 이미지를 나이에 맞게 변환할 수 있는 3D 몽타주 시스템이다. 점·흉터 등 고유 특성은 살리면서 주름이나 피부 노화 같은 연령대별 특징을 적용해 만 5세부터 80세까지 얼굴 변화를 추정할 수 있다. 경찰청은 이 기술을 2016년부터 장기 실종 아동 찾기와 범죄 수사에 공식적으로 도입해 큰 성과를 거뒀다. 예컨대 열두 살 때 가족과 생이별한 사람이 38년 만에 가족을 찾는 데 결정적인 역할을 했다. KIST는 데이터베이스가 부족했던 만 5세 미만 어린이의 얼굴 변환과 가족 간의 유전적 영향까지 고려해 유사도를 더 높이기 위한 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 실종 아동 문제를 다룬 다큐멘터리 영화 ‘증발’을 보며 가족들이 겪는 엄청난 고통에 가슴이 아팠다. KIST가 개발해 시험 적용 중인 얼굴 인식 AI 기술이 짧게는 1년, 길게는 수십 년까지 장기 실종 아동을 찾아 헤매는 가족들에게 희망의 끈이 되길 바란다. 출처: 중앙일보 (https://news.joins.com/article/24065650)

- KIST-NST, 안전증강융합연구단 현판식 개최 - 고위험 재난의료 및 산업재해환경 예방 연구 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)과 국가과학기술연구회(NST, 이사장 직무대행 이인환)는 5월 20일(목) KIST 서울 성북구 본원에서 안전증강융합연구단(ASSIST, Augmented Safety System With Intelligence Sensing & Tracking) 현판식을 개최했다. 국가과학기술연구회의 지원을 받아 KIST가 주관연구기관으로 연구를 수행하는 안전증강융합연구단은 ‘지속 가능한 K-방역을 구현할 수 있는 의료현장 수요에 기반한 의료시스템 지원기술과 산업재해로 인한 복합적 사회문제를 유발하는 근로자 사망사고 및 중대사고 예방’을 위하여 3년간 연구에 매진하게 된다. ‘재난의료/산업재해 안전증강’ 융합연구단은 코로나19 팬데믹과 같은 재난 위기 상황에서 원격과 이동형 신속선별진료시스템, 비대면 환자 모니터링 기술, 고위험 작업현장 근로자 안전관리 적용기술 등 의료진 및 산업재해 현장의 위험을 낮추고 안정적 운영을 지원하는 ICT 융합기술을 개발한다. 융합연구단에는 KIST와 함께 한국에너지기술연구원, 한국과학기술정보연구원 등 출연(연)과 대학병원 3개, 대학 4개의 공공기관 및 7개 기업이 공동연구에 참여한다. 연구를 총괄하는 KIST 김상경 단장은 “수요에 기반한 연구 방향과 해결책 제시를 위해 많은 출연연과 병원이 함께 현장을 모니터링하고, 같이 연구를 수행한다. 질병 진단부터 비대면 진료, 산업 안전관리에 이르기까지, 포스트 코로나 시대 의료시스템 혁신을 위한 선도적 기술을 개발할 계획이다.”라고 말했다. KIST 윤석진 원장은 “본 사업의 목표는 재난의료 상황에서 실제 활용될 수 있는 기술 개발이다.”라고 밝히며, “실용화형 융합연구사업의 취지에 맞게 원천기술의 개발을 통해 기술이 국가 성장동력 확보와 산업계의 일자리 창출 등에 연계될 수 있도록 상용화에 최선을 다할 계획이다”라고 밝혔다. [붙임] 1. 안전증강융합연구단 개요 2. 안전증강융합연구단 현판식 개최(안)

- ‘원위치 산화 정화 기술’이 적용된 토양에 대한 안정성 평가 - 대수층 토양 미생물의 자정능력 저감 및 회복 가능성 확인 구제역이나 조류독감으로 인한 폐사한 가축의 사체로 인한 토양 오염 문제가 심각하다. 토양과 함께 실생활에 유용한 수자원으로 활용되고 있는 지하수 또한 오염 문제가 심각해 안전하고 효과적인 정화 기술이 필요한 상황이다. 지하수를 정화하는 기술 가운데 ‘원위치 산화’(ISCO, In-situ chemical oxidation) 기술은 오염된 현장에서 지하수와 토양에 직접 산화제인 과산화수소와 과황산염을 주입해 오염물질을 분해하는 기술로, 이를 통해 산업공단, 화학공단, 유류 저장 및 수송 시설, 매립장 인근의 유·무기 오염물질을 분해해 오염된 지하수를 깨끗하게 정화할 수 있다. 그러나 산화제의 주입은 지하수를 함유한 지층인 대수층 토양의 자정능력 악화라는 또 다른 문제를 일으킬 수 있어 이에 대한 과학적인 안정성 평가가 필요했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 국가기반기술연구본부 물자원순환연구센터 조경진 박사팀이 한국건설기술연구원(KICT, 원장 김병석) 박새롬 박사팀과의 공동연구를 통해 대수층 토양에 대한 ISCO 기술의 안정성을 평가하고, 토양 미생물의 자정능력 회복 가능성을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 과산화수소와 과황산염을 대수층 토양을 각각 노출시킨 후 미생물 군집 및 활성, 광물 조성 변화, 미생물 활성 회복 능력을 조사한 결과 고농도 과황산염이 주변 환경 조건을 산성화시키고 미생물 활성을 둔화시킨 것을 확인했다. 대수층 토양이 산화제에 노출됨에 따라 전반적으로 미생물 활성이 감소하였는데, 저농도(0.2mM) 과황산염에 노출된 대수층 토양의 경우 상대적으로 미생물 활성 감소 폭이 작았으나, 고농도(50mM) 과황산염에 노출된 토양 조건에서는 미생물 활성이 뚜렷하게 감소하고 광물 조성과 미생물 군집도 상당 부분 변화되었다. 또한 산화제에 노출된 대수층 토양에 오염물을 주입하여 미생물 활성 회복 능력을 평가하였더니, 저농도 과황산염에 노출된 대수층은 6주 후 60% 정도의 오염물질이 분해되었는데 이는 산화제에 노출되지 않은 토양과 유사한 수준이었다. 반면에, 고농도 과황산염에 노출된 토양에서는 20% 유기물만 분해되어 자정능력이 회복되기 어려움을 확인하였다. KIST 조경진 박사는 “산화제에 대한 대수층 토양의 안정성을 평가해 미생물의 회복이 가능한 환경친화적인 정화 기술을 제시했다는 데 의의가 있다.”라며, “향후, 다양한 오염지역의 지하수 수질을 개선해 양질의 수자원을 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업, KICT 주요사업, 한국연구재단 기후변화영향최소화기술개발사업, 중견연구자지원사업, 해양극지기초원천기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘Environmental Science & Technology’ (IF : 7.864, JCR 분야 상위 5.472%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Biogeochemical Alteration of an Aquifer Soil during In Situ Chemical Oxidation by Hydrogen Peroxide and Peroxymonosulfate - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김은주 선임연구원 - (제 1저자) 한국건설기술연구원 박새롬 박사(前 한국과학기술연구원 박사후연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 조경진 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 원위치 산화 기술의 개념도, 오염지역에 산화제(과산화수소, 과황산염)를 직접 투입하여 오염물을 정화한다. [그림 2] 산화제에 노출된 대수층 토양 미생물의 활성 회복 능력(resilience) 평가

- ‘원위치 산화 정화 기술’이 적용된 토양에 대한 안정성 평가 - 대수층 토양 미생물의 자정능력 저감 및 회복 가능성 확인 구제역이나 조류독감으로 인한 폐사한 가축의 사체로 인한 토양 오염 문제가 심각하다. 토양과 함께 실생활에 유용한 수자원으로 활용되고 있는 지하수 또한 오염 문제가 심각해 안전하고 효과적인 정화 기술이 필요한 상황이다. 지하수를 정화하는 기술 가운데 ‘원위치 산화’(ISCO, In-situ chemical oxidation) 기술은 오염된 현장에서 지하수와 토양에 직접 산화제인 과산화수소와 과황산염을 주입해 오염물질을 분해하는 기술로, 이를 통해 산업공단, 화학공단, 유류 저장 및 수송 시설, 매립장 인근의 유·무기 오염물질을 분해해 오염된 지하수를 깨끗하게 정화할 수 있다. 그러나 산화제의 주입은 지하수를 함유한 지층인 대수층 토양의 자정능력 악화라는 또 다른 문제를 일으킬 수 있어 이에 대한 과학적인 안정성 평가가 필요했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 국가기반기술연구본부 물자원순환연구센터 조경진 박사팀이 한국건설기술연구원(KICT, 원장 김병석) 박새롬 박사팀과의 공동연구를 통해 대수층 토양에 대한 ISCO 기술의 안정성을 평가하고, 토양 미생물의 자정능력 회복 가능성을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 과산화수소와 과황산염을 대수층 토양을 각각 노출시킨 후 미생물 군집 및 활성, 광물 조성 변화, 미생물 활성 회복 능력을 조사한 결과 고농도 과황산염이 주변 환경 조건을 산성화시키고 미생물 활성을 둔화시킨 것을 확인했다. 대수층 토양이 산화제에 노출됨에 따라 전반적으로 미생물 활성이 감소하였는데, 저농도(0.2mM) 과황산염에 노출된 대수층 토양의 경우 상대적으로 미생물 활성 감소 폭이 작았으나, 고농도(50mM) 과황산염에 노출된 토양 조건에서는 미생물 활성이 뚜렷하게 감소하고 광물 조성과 미생물 군집도 상당 부분 변화되었다. 또한 산화제에 노출된 대수층 토양에 오염물을 주입하여 미생물 활성 회복 능력을 평가하였더니, 저농도 과황산염에 노출된 대수층은 6주 후 60% 정도의 오염물질이 분해되었는데 이는 산화제에 노출되지 않은 토양과 유사한 수준이었다. 반면에, 고농도 과황산염에 노출된 토양에서는 20% 유기물만 분해되어 자정능력이 회복되기 어려움을 확인하였다. KIST 조경진 박사는 “산화제에 대한 대수층 토양의 안정성을 평가해 미생물의 회복이 가능한 환경친화적인 정화 기술을 제시했다는 데 의의가 있다.”라며, “향후, 다양한 오염지역의 지하수 수질을 개선해 양질의 수자원을 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업, KICT 주요사업, 한국연구재단 기후변화영향최소화기술개발사업, 중견연구자지원사업, 해양극지기초원천기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘Environmental Science & Technology’ (IF : 7.864, JCR 분야 상위 5.472%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Biogeochemical Alteration of an Aquifer Soil during In Situ Chemical Oxidation by Hydrogen Peroxide and Peroxymonosulfate - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김은주 선임연구원 - (제 1저자) 한국건설기술연구원 박새롬 박사(前 한국과학기술연구원 박사후연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 조경진 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 원위치 산화 기술의 개념도, 오염지역에 산화제(과산화수소, 과황산염)를 직접 투입하여 오염물을 정화한다. [그림 2] 산화제에 노출된 대수층 토양 미생물의 활성 회복 능력(resilience) 평가

- ‘원위치 산화 정화 기술’이 적용된 토양에 대한 안정성 평가 - 대수층 토양 미생물의 자정능력 저감 및 회복 가능성 확인 구제역이나 조류독감으로 인한 폐사한 가축의 사체로 인한 토양 오염 문제가 심각하다. 토양과 함께 실생활에 유용한 수자원으로 활용되고 있는 지하수 또한 오염 문제가 심각해 안전하고 효과적인 정화 기술이 필요한 상황이다. 지하수를 정화하는 기술 가운데 ‘원위치 산화’(ISCO, In-situ chemical oxidation) 기술은 오염된 현장에서 지하수와 토양에 직접 산화제인 과산화수소와 과황산염을 주입해 오염물질을 분해하는 기술로, 이를 통해 산업공단, 화학공단, 유류 저장 및 수송 시설, 매립장 인근의 유·무기 오염물질을 분해해 오염된 지하수를 깨끗하게 정화할 수 있다. 그러나 산화제의 주입은 지하수를 함유한 지층인 대수층 토양의 자정능력 악화라는 또 다른 문제를 일으킬 수 있어 이에 대한 과학적인 안정성 평가가 필요했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 국가기반기술연구본부 물자원순환연구센터 조경진 박사팀이 한국건설기술연구원(KICT, 원장 김병석) 박새롬 박사팀과의 공동연구를 통해 대수층 토양에 대한 ISCO 기술의 안정성을 평가하고, 토양 미생물의 자정능력 회복 가능성을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 과산화수소와 과황산염을 대수층 토양을 각각 노출시킨 후 미생물 군집 및 활성, 광물 조성 변화, 미생물 활성 회복 능력을 조사한 결과 고농도 과황산염이 주변 환경 조건을 산성화시키고 미생물 활성을 둔화시킨 것을 확인했다. 대수층 토양이 산화제에 노출됨에 따라 전반적으로 미생물 활성이 감소하였는데, 저농도(0.2mM) 과황산염에 노출된 대수층 토양의 경우 상대적으로 미생물 활성 감소 폭이 작았으나, 고농도(50mM) 과황산염에 노출된 토양 조건에서는 미생물 활성이 뚜렷하게 감소하고 광물 조성과 미생물 군집도 상당 부분 변화되었다. 또한 산화제에 노출된 대수층 토양에 오염물을 주입하여 미생물 활성 회복 능력을 평가하였더니, 저농도 과황산염에 노출된 대수층은 6주 후 60% 정도의 오염물질이 분해되었는데 이는 산화제에 노출되지 않은 토양과 유사한 수준이었다. 반면에, 고농도 과황산염에 노출된 토양에서는 20% 유기물만 분해되어 자정능력이 회복되기 어려움을 확인하였다. KIST 조경진 박사는 “산화제에 대한 대수층 토양의 안정성을 평가해 미생물의 회복이 가능한 환경친화적인 정화 기술을 제시했다는 데 의의가 있다.”라며, “향후, 다양한 오염지역의 지하수 수질을 개선해 양질의 수자원을 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업, KICT 주요사업, 한국연구재단 기후변화영향최소화기술개발사업, 중견연구자지원사업, 해양극지기초원천기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘Environmental Science & Technology’ (IF : 7.864, JCR 분야 상위 5.472%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Biogeochemical Alteration of an Aquifer Soil during In Situ Chemical Oxidation by Hydrogen Peroxide and Peroxymonosulfate - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김은주 선임연구원 - (제 1저자) 한국건설기술연구원 박새롬 박사(前 한국과학기술연구원 박사후연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 조경진 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 원위치 산화 기술의 개념도, 오염지역에 산화제(과산화수소, 과황산염)를 직접 투입하여 오염물을 정화한다. [그림 2] 산화제에 노출된 대수층 토양 미생물의 활성 회복 능력(resilience) 평가

- ‘원위치 산화 정화 기술’이 적용된 토양에 대한 안정성 평가 - 대수층 토양 미생물의 자정능력 저감 및 회복 가능성 확인 구제역이나 조류독감으로 인한 폐사한 가축의 사체로 인한 토양 오염 문제가 심각하다. 토양과 함께 실생활에 유용한 수자원으로 활용되고 있는 지하수 또한 오염 문제가 심각해 안전하고 효과적인 정화 기술이 필요한 상황이다. 지하수를 정화하는 기술 가운데 ‘원위치 산화’(ISCO, In-situ chemical oxidation) 기술은 오염된 현장에서 지하수와 토양에 직접 산화제인 과산화수소와 과황산염을 주입해 오염물질을 분해하는 기술로, 이를 통해 산업공단, 화학공단, 유류 저장 및 수송 시설, 매립장 인근의 유·무기 오염물질을 분해해 오염된 지하수를 깨끗하게 정화할 수 있다. 그러나 산화제의 주입은 지하수를 함유한 지층인 대수층 토양의 자정능력 악화라는 또 다른 문제를 일으킬 수 있어 이에 대한 과학적인 안정성 평가가 필요했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 국가기반기술연구본부 물자원순환연구센터 조경진 박사팀이 한국건설기술연구원(KICT, 원장 김병석) 박새롬 박사팀과의 공동연구를 통해 대수층 토양에 대한 ISCO 기술의 안정성을 평가하고, 토양 미생물의 자정능력 회복 가능성을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 과산화수소와 과황산염을 대수층 토양을 각각 노출시킨 후 미생물 군집 및 활성, 광물 조성 변화, 미생물 활성 회복 능력을 조사한 결과 고농도 과황산염이 주변 환경 조건을 산성화시키고 미생물 활성을 둔화시킨 것을 확인했다. 대수층 토양이 산화제에 노출됨에 따라 전반적으로 미생물 활성이 감소하였는데, 저농도(0.2mM) 과황산염에 노출된 대수층 토양의 경우 상대적으로 미생물 활성 감소 폭이 작았으나, 고농도(50mM) 과황산염에 노출된 토양 조건에서는 미생물 활성이 뚜렷하게 감소하고 광물 조성과 미생물 군집도 상당 부분 변화되었다. 또한 산화제에 노출된 대수층 토양에 오염물을 주입하여 미생물 활성 회복 능력을 평가하였더니, 저농도 과황산염에 노출된 대수층은 6주 후 60% 정도의 오염물질이 분해되었는데 이는 산화제에 노출되지 않은 토양과 유사한 수준이었다. 반면에, 고농도 과황산염에 노출된 토양에서는 20% 유기물만 분해되어 자정능력이 회복되기 어려움을 확인하였다. KIST 조경진 박사는 “산화제에 대한 대수층 토양의 안정성을 평가해 미생물의 회복이 가능한 환경친화적인 정화 기술을 제시했다는 데 의의가 있다.”라며, “향후, 다양한 오염지역의 지하수 수질을 개선해 양질의 수자원을 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업, KICT 주요사업, 한국연구재단 기후변화영향최소화기술개발사업, 중견연구자지원사업, 해양극지기초원천기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘Environmental Science & Technology’ (IF : 7.864, JCR 분야 상위 5.472%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Biogeochemical Alteration of an Aquifer Soil during In Situ Chemical Oxidation by Hydrogen Peroxide and Peroxymonosulfate - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김은주 선임연구원 - (제 1저자) 한국건설기술연구원 박새롬 박사(前 한국과학기술연구원 박사후연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 조경진 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 원위치 산화 기술의 개념도, 오염지역에 산화제(과산화수소, 과황산염)를 직접 투입하여 오염물을 정화한다. [그림 2] 산화제에 노출된 대수층 토양 미생물의 활성 회복 능력(resilience) 평가

- ‘원위치 산화 정화 기술’이 적용된 토양에 대한 안정성 평가 - 대수층 토양 미생물의 자정능력 저감 및 회복 가능성 확인 구제역이나 조류독감으로 인한 폐사한 가축의 사체로 인한 토양 오염 문제가 심각하다. 토양과 함께 실생활에 유용한 수자원으로 활용되고 있는 지하수 또한 오염 문제가 심각해 안전하고 효과적인 정화 기술이 필요한 상황이다. 지하수를 정화하는 기술 가운데 ‘원위치 산화’(ISCO, In-situ chemical oxidation) 기술은 오염된 현장에서 지하수와 토양에 직접 산화제인 과산화수소와 과황산염을 주입해 오염물질을 분해하는 기술로, 이를 통해 산업공단, 화학공단, 유류 저장 및 수송 시설, 매립장 인근의 유·무기 오염물질을 분해해 오염된 지하수를 깨끗하게 정화할 수 있다. 그러나 산화제의 주입은 지하수를 함유한 지층인 대수층 토양의 자정능력 악화라는 또 다른 문제를 일으킬 수 있어 이에 대한 과학적인 안정성 평가가 필요했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 국가기반기술연구본부 물자원순환연구센터 조경진 박사팀이 한국건설기술연구원(KICT, 원장 김병석) 박새롬 박사팀과의 공동연구를 통해 대수층 토양에 대한 ISCO 기술의 안정성을 평가하고, 토양 미생물의 자정능력 회복 가능성을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 과산화수소와 과황산염을 대수층 토양을 각각 노출시킨 후 미생물 군집 및 활성, 광물 조성 변화, 미생물 활성 회복 능력을 조사한 결과 고농도 과황산염이 주변 환경 조건을 산성화시키고 미생물 활성을 둔화시킨 것을 확인했다. 대수층 토양이 산화제에 노출됨에 따라 전반적으로 미생물 활성이 감소하였는데, 저농도(0.2mM) 과황산염에 노출된 대수층 토양의 경우 상대적으로 미생물 활성 감소 폭이 작았으나, 고농도(50mM) 과황산염에 노출된 토양 조건에서는 미생물 활성이 뚜렷하게 감소하고 광물 조성과 미생물 군집도 상당 부분 변화되었다. 또한 산화제에 노출된 대수층 토양에 오염물을 주입하여 미생물 활성 회복 능력을 평가하였더니, 저농도 과황산염에 노출된 대수층은 6주 후 60% 정도의 오염물질이 분해되었는데 이는 산화제에 노출되지 않은 토양과 유사한 수준이었다. 반면에, 고농도 과황산염에 노출된 토양에서는 20% 유기물만 분해되어 자정능력이 회복되기 어려움을 확인하였다. KIST 조경진 박사는 “산화제에 대한 대수층 토양의 안정성을 평가해 미생물의 회복이 가능한 환경친화적인 정화 기술을 제시했다는 데 의의가 있다.”라며, “향후, 다양한 오염지역의 지하수 수질을 개선해 양질의 수자원을 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업, KICT 주요사업, 한국연구재단 기후변화영향최소화기술개발사업, 중견연구자지원사업, 해양극지기초원천기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘Environmental Science & Technology’ (IF : 7.864, JCR 분야 상위 5.472%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Biogeochemical Alteration of an Aquifer Soil during In Situ Chemical Oxidation by Hydrogen Peroxide and Peroxymonosulfate - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김은주 선임연구원 - (제 1저자) 한국건설기술연구원 박새롬 박사(前 한국과학기술연구원 박사후연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 조경진 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 원위치 산화 기술의 개념도, 오염지역에 산화제(과산화수소, 과황산염)를 직접 투입하여 오염물을 정화한다. [그림 2] 산화제에 노출된 대수층 토양 미생물의 활성 회복 능력(resilience) 평가

- ‘원위치 산화 정화 기술’이 적용된 토양에 대한 안정성 평가 - 대수층 토양 미생물의 자정능력 저감 및 회복 가능성 확인 구제역이나 조류독감으로 인한 폐사한 가축의 사체로 인한 토양 오염 문제가 심각하다. 토양과 함께 실생활에 유용한 수자원으로 활용되고 있는 지하수 또한 오염 문제가 심각해 안전하고 효과적인 정화 기술이 필요한 상황이다. 지하수를 정화하는 기술 가운데 ‘원위치 산화’(ISCO, In-situ chemical oxidation) 기술은 오염된 현장에서 지하수와 토양에 직접 산화제인 과산화수소와 과황산염을 주입해 오염물질을 분해하는 기술로, 이를 통해 산업공단, 화학공단, 유류 저장 및 수송 시설, 매립장 인근의 유·무기 오염물질을 분해해 오염된 지하수를 깨끗하게 정화할 수 있다. 그러나 산화제의 주입은 지하수를 함유한 지층인 대수층 토양의 자정능력 악화라는 또 다른 문제를 일으킬 수 있어 이에 대한 과학적인 안정성 평가가 필요했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 국가기반기술연구본부 물자원순환연구센터 조경진 박사팀이 한국건설기술연구원(KICT, 원장 김병석) 박새롬 박사팀과의 공동연구를 통해 대수층 토양에 대한 ISCO 기술의 안정성을 평가하고, 토양 미생물의 자정능력 회복 가능성을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 과산화수소와 과황산염을 대수층 토양을 각각 노출시킨 후 미생물 군집 및 활성, 광물 조성 변화, 미생물 활성 회복 능력을 조사한 결과 고농도 과황산염이 주변 환경 조건을 산성화시키고 미생물 활성을 둔화시킨 것을 확인했다. 대수층 토양이 산화제에 노출됨에 따라 전반적으로 미생물 활성이 감소하였는데, 저농도(0.2mM) 과황산염에 노출된 대수층 토양의 경우 상대적으로 미생물 활성 감소 폭이 작았으나, 고농도(50mM) 과황산염에 노출된 토양 조건에서는 미생물 활성이 뚜렷하게 감소하고 광물 조성과 미생물 군집도 상당 부분 변화되었다. 또한 산화제에 노출된 대수층 토양에 오염물을 주입하여 미생물 활성 회복 능력을 평가하였더니, 저농도 과황산염에 노출된 대수층은 6주 후 60% 정도의 오염물질이 분해되었는데 이는 산화제에 노출되지 않은 토양과 유사한 수준이었다. 반면에, 고농도 과황산염에 노출된 토양에서는 20% 유기물만 분해되어 자정능력이 회복되기 어려움을 확인하였다. KIST 조경진 박사는 “산화제에 대한 대수층 토양의 안정성을 평가해 미생물의 회복이 가능한 환경친화적인 정화 기술을 제시했다는 데 의의가 있다.”라며, “향후, 다양한 오염지역의 지하수 수질을 개선해 양질의 수자원을 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업, KICT 주요사업, 한국연구재단 기후변화영향최소화기술개발사업, 중견연구자지원사업, 해양극지기초원천기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘Environmental Science & Technology’ (IF : 7.864, JCR 분야 상위 5.472%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Biogeochemical Alteration of an Aquifer Soil during In Situ Chemical Oxidation by Hydrogen Peroxide and Peroxymonosulfate - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김은주 선임연구원 - (제 1저자) 한국건설기술연구원 박새롬 박사(前 한국과학기술연구원 박사후연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 조경진 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 원위치 산화 기술의 개념도, 오염지역에 산화제(과산화수소, 과황산염)를 직접 투입하여 오염물을 정화한다. [그림 2] 산화제에 노출된 대수층 토양 미생물의 활성 회복 능력(resilience) 평가

- ‘원위치 산화 정화 기술’이 적용된 토양에 대한 안정성 평가 - 대수층 토양 미생물의 자정능력 저감 및 회복 가능성 확인 구제역이나 조류독감으로 인한 폐사한 가축의 사체로 인한 토양 오염 문제가 심각하다. 토양과 함께 실생활에 유용한 수자원으로 활용되고 있는 지하수 또한 오염 문제가 심각해 안전하고 효과적인 정화 기술이 필요한 상황이다. 지하수를 정화하는 기술 가운데 ‘원위치 산화’(ISCO, In-situ chemical oxidation) 기술은 오염된 현장에서 지하수와 토양에 직접 산화제인 과산화수소와 과황산염을 주입해 오염물질을 분해하는 기술로, 이를 통해 산업공단, 화학공단, 유류 저장 및 수송 시설, 매립장 인근의 유·무기 오염물질을 분해해 오염된 지하수를 깨끗하게 정화할 수 있다. 그러나 산화제의 주입은 지하수를 함유한 지층인 대수층 토양의 자정능력 악화라는 또 다른 문제를 일으킬 수 있어 이에 대한 과학적인 안정성 평가가 필요했다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 국가기반기술연구본부 물자원순환연구센터 조경진 박사팀이 한국건설기술연구원(KICT, 원장 김병석) 박새롬 박사팀과의 공동연구를 통해 대수층 토양에 대한 ISCO 기술의 안정성을 평가하고, 토양 미생물의 자정능력 회복 가능성을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 과산화수소와 과황산염을 대수층 토양을 각각 노출시킨 후 미생물 군집 및 활성, 광물 조성 변화, 미생물 활성 회복 능력을 조사한 결과 고농도 과황산염이 주변 환경 조건을 산성화시키고 미생물 활성을 둔화시킨 것을 확인했다. 대수층 토양이 산화제에 노출됨에 따라 전반적으로 미생물 활성이 감소하였는데, 저농도(0.2mM) 과황산염에 노출된 대수층 토양의 경우 상대적으로 미생물 활성 감소 폭이 작았으나, 고농도(50mM) 과황산염에 노출된 토양 조건에서는 미생물 활성이 뚜렷하게 감소하고 광물 조성과 미생물 군집도 상당 부분 변화되었다. 또한 산화제에 노출된 대수층 토양에 오염물을 주입하여 미생물 활성 회복 능력을 평가하였더니, 저농도 과황산염에 노출된 대수층은 6주 후 60% 정도의 오염물질이 분해되었는데 이는 산화제에 노출되지 않은 토양과 유사한 수준이었다. 반면에, 고농도 과황산염에 노출된 토양에서는 20% 유기물만 분해되어 자정능력이 회복되기 어려움을 확인하였다. KIST 조경진 박사는 “산화제에 대한 대수층 토양의 안정성을 평가해 미생물의 회복이 가능한 환경친화적인 정화 기술을 제시했다는 데 의의가 있다.”라며, “향후, 다양한 오염지역의 지하수 수질을 개선해 양질의 수자원을 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요사업, KICT 주요사업, 한국연구재단 기후변화영향최소화기술개발사업, 중견연구자지원사업, 해양극지기초원천기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘Environmental Science & Technology’ (IF : 7.864, JCR 분야 상위 5.472%) 최신 호에 게재되었다. * (논문명) Biogeochemical Alteration of an Aquifer Soil during In Situ Chemical Oxidation by Hydrogen Peroxide and Peroxymonosulfate - (제 1저자) 한국과학기술연구원 김은주 선임연구원 - (제 1저자) 한국건설기술연구원 박새롬 박사(前 한국과학기술연구원 박사후연구원) - (교신저자) 한국과학기술연구원 조경진 선임연구원 <그림설명> [그림 1] 원위치 산화 기술의 개념도, 오염지역에 산화제(과산화수소, 과황산염)를 직접 투입하여 오염물을 정화한다. [그림 2] 산화제에 노출된 대수층 토양 미생물의 활성 회복 능력(resilience) 평가