소규모 인공습지에서 습지형태에 따른 양이온 제거 효율의 변이

강호정,송근예,Kang, Hojeong,Song, Keunyea 응용생태공학회 2014 Ecology and resilient infrastructure Vol.1 No.1

Constructed wetlands have widely been employed to improve water quality, but only a few studies have assessed removal efficiencies of cations in pond-type and marsh-type wetlands comparatively. This study conveys removal efficiencies of cations in those types of wetlands. High removal efficiencies of $NH_4{^+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$ were observed, which appeared to be related to plant uptake and soil absorption. In contrast, release of $Ca^{2+}$ was distinctive in pond-type wetland of which mechanism is yet to be revealed. 습지를 건설하여 수질 개선의 목적으로 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있으나, 인공습지의 대표적인 형태인 연못형(Pond-type)과 소택지형 (Marsh-type)에서 제거되는 양이온의 처리 효율을 비교한 연구는 많지 않다. 본 논문에서는 마이크로코즘 규모로 건설된 인공습지에서 제거되는 양이온들의 처리 효율을 습지 형태 및 이온 별로 비교하는 내용을 다루고 있다. 양이온 중 $NH_4{^+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$등은 높은 처리 효율을 보였고, 이는 습지의 식물에 의한 흡수, 토양 흡착 등에 기인한 것으로 보였다. 그러나 연못형 습지의 경우 오히려 $Ca^{2+}$의 방출이 관찰되었으나 그 정확한 기작은 파악할 수 없었다.

전구 탄소 순환의 조절자로서의 미생물의 역할

강호정(Hojeong Kang) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11

전지구적 탄소 순환에서 토양의 호흡량이 차지하는 부분 (60 Pg)은 인간활동으로 배출되는 양 (약 11 Pg) 보다 훨씬 많은 부분을 차지하고 있다. 이 반응은 토양 내 미생물에 의해서 매개되고 있고, 이 반응에 대한 조절인자들이 널리 알려져 있다. 예를 들어, 온도, 수분이 토양 미생물의 활성도와 이로 인해 배출되는 CO₂ 양을 결정짓는 것으로 알려져 있다. 그러나 이 반응을 직접 매개하고 있는 미생물의 군집구조와 활성도에 대한 정보는 여전히 부족한 상황이다. 본 논문에서는 CO₂, 와 CH₄ 등의 온난화 기체 동태에 관여하는 다양한 미생물의 군집구조와 풍부도의 정보가 실제 생태계에서 발생 소멸되는 기체들 조절에 어떻게 관여하고 있는지에 대한 국내외 연구 결과를 소개하고자 한다. 특히 연안의 침입성 식물, 산림에서 간벌, 양식업 확장 등이 관련 미생물에 미치는 영향과 그로 인하여 배출되는 온난화기체 변동에 대한 실증적 결과에 대해 논의하고자 한다.

생태공학 - 생태학과 공학의 접합점

강호정(Hojeong Kang) 대한토목학회 2016 대한토목학회지 Vol.64 No.9

연세대학교 사회환경시스템공학부 생태공학연구실 소개

강호정(Kang Hojeong) 대한토목학회 2010 대한토목학회지 Vol.58 No.12

수용성 유리를 이용한 조류 생장 억제형 기능성 모르타르의 개발

김준환,강호정,최세영,임윤묵,Kim, Jun Hwan,Kang, Hojeong,Choi, Se Young,Lim, Yun Mook 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.4

본 연구는 수중 구조물의 수명과 조류의 성장이 관계가 있다는 연구결과에 근거하여 조류의 이상증식 억제가 구조물에 영향을 미칠 수 있다는 것에 초점을 맞추었다. 따라서 본 연구는 조류의 활용을 극대화시키면서 조류로 인한 문제점을 억제할 수 있도록 조류의 생장을 억제할 수 있는 기능성 모르타르 개발을 목적으로 하였다. 조류의 생장을 억제하기 위한 방법으로 금속 ion(Hg+, Ag+, Cu2+, Au+ 등)은 조류의 생장을 억제하는 물질로 오래전부터 사용되어져왔다. 이에 착안하여 수중에 용출되었을 때 유효한 금속 ion의 상태로 장시간에 걸쳐 안정한 수용성 유리를 사용하여 조류의 생장을 억제할 수 있는 기능성 모르타르 시편을 제작하였다. 제작된 모르타르 시편은 시편의 억제 기능성을 평가하기 위해 해수와 담수에 생장하는 일반적인 조류를 배양시킬 수 있는 배지를 각각 제작한 다음 개발된 모르타르 시편을 투입한 후 일정기간이 지난 뒤 배지에 잔류하는 조류의 양을 측정함으로써 개발된 모르타르 기능성을 판단하였다. 조류의 양을 측정하기 위하여 사용된 분석은 용존 유기탄소(dissolved organic carbon)의 양과 엽록소(chlorophyll)의 양을 측정하는 두 가지 분석 결과를 이용하였으며 분석을 통해 나온 결과는 개발된 시편의 조류 억제 기능성에 대하여 정성적인 평가를 하였다. 즉, 용존 유기탄소의 양이 증가하고 엽록소의 양이 감소하면 조류에 대한 생장 억제성이 있는 것으로 판단하였다. 두 가지 분석 결과, 해수와 담수 모두 조류 생장 억제용 모르타르는 억제 기능성이 나타나고 있었다. This study focuses on the algae growth restraining. Many researches on a critical damage from algae growth are published, but it is hard to find how th restrain. Abnormal algae increasing is a problem, because it makes red tides, biodeterioration, etc. Therefore this study aims to decrease the damage from algae growth. Some metal ions have been used microorganism killing materials from old times. Especially, Cu ions are highly effective. Based on these uses of the metal ions, a functional mortar which restrains algae growth is developed. The mortar contains soluble glass which dissolve in water. The soluble glass was made of Cu ions and phosphates. When the soluble glass is dissolved, Cu ions are soaked out stably from the soluble glass. Culture mediums which incubate algae were made to evaluate the developed mortar specimens. Culture mediums were filled with fresh water and sea water. Algae were incubated for fourteen days in culture mediums. The evaluating methods are measuring volume of the dissolved organic carbon and the chlorophyll. Using these two measurements, the mortar specimens are judged that can restrain algae or not. According to the result, the functional mortars of culture medium filled with fresh and sea water shows similar trend. The functional mortar for restraining algae growth performs that's role well.

이산화탄소 증가가 습지토양의 탈질세균 군집구조에 미치는 영향

이승훈,김선영,강호정,Lee Seung-Hoon,Kim Seonyoung,Kang Hojeong 한국미생물학회 2004 미생물학회지 Vol.40 No.3

이산화탄소 농도의 증가가 습지토양의 탈질세균 군집구조에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 자연농도 (370 ppm)와 고농도 (740 ppm)의 이산화탄소조건의 습지생태계를 조성하여 110일 이상 배양한 후 토양 내 미생물 군집구조의 변화양상을 관찰하였다. 미생물 군집군조 분석은 탈질과정에 관여하는 효소중하나인 nitrite reductase의 유전자인 nirS 유전자를 대상으로 polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) 분석기법을 이용하여 수행하였다. PCR 결과 모든 토양시료에서 nirS 유전자가 검출되었고, RFLP분석을 통해 자연농도의 이산화탄소조건에서 83개, 고농도 조건에서 95개의 phylotype을 획득하여 조성된 습지토양에서 탈질과정이 광범위하게 일어날 수 있음을 확인할 수 있었다. 두 경우 모두 두 종류 (type 1과 type 2)의 phylotype의 우점하고 있었고, 고농도 조건의 탈질세균 군집의 풍부도가 저농도 조건에 비해 더 높고, phylotype의 종류가 현저하게 변화되는 경향을 확인하였다. 본 연구결과는 습지토양의 탈질세균 군집이 매우 다양한 종류로 이루어져 있고, 이산화탄소의 증가에도 큰 영향을 받지 않는 상당히 안정적인 우점 개체군이 존재하고 있는 반면, 전체 phylotype의 약 60%는 이산화탄소 증가에 따라 민감하게 변화함을 보여주었다. To investigate the effects of elevated $CO_2$ on the denitrifying bacterial community structure in a wetland soil, dynamics of bacterial community structure was explored in an artificial wetland ecosystem with one of three plant species (T. latifolia, S. lacustris, and 1. effusus) under two levels of $CO_2$(370 ppm or 740 ppm) after 110day incubation. For the analysis of bacterial community structure, functional genes such as nitrite reductase genes (nirS) were PCR-amplified followed by cloning of PCR products and screening by restriction fragment length polymorphism (RFLP). nirS gene fragments were amplified in all analyzed soil samples. Species richness estimated by the number of distinct phylotypes were 83 and 95 in the ambient $CO_2$ treatment and the elevated treatment, respectively. Two phylotypes (type 1 and type 2) were dominant in both of the treatments. Elevated $CO_2$ treatment increased species richness of denitrifying as well as changed a large proportion of denitrifier phylotypes compared to those of the ambient treatment. Overall, the data in this study suggested that the denitrifying communities in the wetland soil are diverse and that the richness of denitrifying bacterial community might be affected by elevated $CO_2$ treatment.

Denitrification Potential and Denitrifier Abundance in Downstream of Dams in Temperate Streams

이승훈,정석희,강호정,Vo, Nguyen Xuan Que,Lee, Seung-Hoon,Doan, Tuan Van,Jung, Sokhee P.,Kang, Hojeong 한국미생물학회 2014 미생물학회지 Vol.50 No.2

댐의 존재가 하천 생태계에 미치는 영향을 연구하기 위해 다양한 연구가 지금까지 수행되어 왔지만, 댐이 하류의 탈질화에 미치는 영향은 잘 알려져 있지 않다. 대한민국 낙동강의 댐 원류에서 탈질화 효소 활성도(잠재 탈질율)와 탈질균 분포(nirS, nirK, nosZ 유전자를 표지유전자로 사용)를 조사하였다. 자갈 혹은 모래로 채워진 하천의, 갈대가 우거진 하변지역과 강바닥의 침전물을 채취하여 조사하였다. 이 실험의 가설은 다음과 같다. (i) 하천 침전물의 N과 C의 사용유효량이 높을수록 대조군에 비해 미생물 군집의 탈질화 작용이 더욱 증진한다, (ii) 하천생태계마다 상이하게 나타나는 잠재 탈질율 간의 차이는 탈질 미생물의 양에 비례한다. 30여 년간 댐에 의해 수문학적으로 큰 차이가 있었고 또한 댐 하류의 저서에 무기질소와 용존유기탄소 농도가 대조군에 비해 매우 높았음에도 불구하고, 탈질균 군집의 양과 잠재 탈질율은 하천 간에 큰 차이가 없었다. 하지만 nirS 유전자와 nosZ 유전자의 양과 잠재 탈질율은 댐 하류에 존재하는 자갈이 많은 하변과 모래가 많은 하천 바닥에서 홍수빈도와 계절별 온도변동에 관련하여 크게 증가함을 알 수 있었다. nirK 유전자는 모든 시료에서 발견되지 않았다. Canonical correspondence analysis (CCA) 분석결과는 탈질균 군집 양과 영양염류 가용도와 잠재 탈질율 사이에는 약한 상관관계가 있음을 보여주었다. Various studies have been conducted to investigate effects of dams on river ecosystems, but less information is available regarding damming impacts on downstream denitrification. We measured denitrification enzyme activity (potential denitrification rate) and denitrifier abundances (using nirS, nirK, and nosZ as markers) in dammed headstreams of the Nakdong River in South Korea. Sediments in Phragmites-dominated riparian areas and in-stream areas across streams (dammed vs. reference) with different streambed materials (gravel and sand) were sampled occasionally. We hypothesized that (i) the higher available N and C contents in sediments downstream of dams foster larger denitrifier communities than in the reference system and (ii) differences in potential denitrification rates across the systems correspond with denitrifier abundances. Despite 30 years of different hydrological management with dams and greater inorganic N and DOC contents in sediments downstream of dams, compared to the references, abundances of denitrifier communities and potential denitrification rates within the whole sediment were not significantly different across the systems. However, nirS and nosZ denitrifier abundances and potential denitrification rates were considerably increased in specific sediments downstream of dams (gravelly riparian and sandy in-stream) with regard to flooding events and seasonal temperature variation. nirK was not amplified in all sediments. Canonical correspondence analyses (CCA) revealed that the relationship between abundances of denitrifier communities and nutrient availabilities and potential denitrification rates was a weak one.

국내 습지의 탄소저장량과 탄소축적률 추정 및 가치 평가

유재영(Jaeyoung Yoo),강호정(Hojeong Kang),김진현(Jinhyun Kim),김재근(Jaegeun Kim) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11

북구 이탄습지 복원에 따른 미생물 군집 회복

김진현(Jinhyun Kim),강호정(Hojeong Kang),Line Rochefort,Chris Freeman,윤정은(Jeongeun Yun) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11

Methanotrophic Diversity And Community Structure During Deglaciation In Svalbard

Jeongeun Yun(윤정은),Hojeong Kang(강호정),Yerang Yang(양예랑),Mincheol Kim(김민철) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.11