• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.175-179
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• 2016

수상 태양광 발전시설은 댐이나 호소, 저수지의 잉여공간인 수면역에 설치하여 수위 변동에 대응하고 육상 대비 발전효율이 높은 발전시스템이지만 수상 태양광 발전시설의 설치로 인하여 수질오염 및 수생태계 교란을 야기할 수 있다는 우려가 지속적으로 대두 되고 있다. 본 연구는 안성시에 위치한 금광저수지 내 수상회전식 태양광 발전시설의 모니터링을 통해 발전시설의 설치가 수질에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 수상회전식 태양광 발전시설로 인하여 차광이 되는 차광구역 6지점과 그 외 비차광구역 4지점을 선정하여 차광으로 인한 수질의 변화를 알아보고자 하였다. 연구 결과 수상회전식 태양광 발전시설의 설치로 인하여 수체의 차광 및 광에너지 저하로 인한 수질 및 조류 농도의 변화는 통계학적으로 유의할 정도(p<0.05)의 수준은 아닌 것으로 판명되었다.

• 환경생물
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• 제17권4호
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• pp.529-541
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• 1999

대청호의 중.하류 주요지점에서 수질특성을 파악하기 위하여 환경요인과 식물플랑크톤의 변동을 98년 6월부터 99년 6월까지 매월 조사하였다. 환경요인 중 수온, DO및 pH는 각각 5.3~27.7$^{\circ}C$, 6.2~13.8 mgO$_2$/1 및 6.4~9.5 범위로서 계절적 영향이 컸다. 무기영양염 중 NH$_4$, NO$_3$, SRP 및 SRSi 농도는 각각 18~104 $\mu$g N/1, 79~1,111 $\mu$g N/1, 0~16 $\mu$g P/1 및 0~3.0 mg Si/l 범위였다. 무기질소 중 NH$_4$ 는 NO$_3$의 5.5~7.2%수준이었다. NO$_3$는 하계에만 다소 낮았고 다른 시기에는 거의 일정하였다. SRP와 SRSi농도는 남조류가 우점하는 하계에 증가하였고 수온이 감소된 10월 이후에 규조류의 증가와 함께 SRP와 SRSi농도가 감소하였다. 따라서 SRSi는 SRP와 더불어 조류 생장에 밀접한 관련성이 있는 영양염으로 평가되었다. Chl-$\alpha$ 평균농도는 8~12 $\mu$g/1 범위로서 하류(댐)에서 가장 낮았다. 또한 하절기에 TN/TP비가 감소할수록 chi-$\alpha$ 농도는 증가하였고 TN/TP비의 평균값은 110으로서 조류의 생장에 대해 P 제한성이 강하였다. 식물플랑크톤의 변동은 계절에 따라 소수종이 우점하는 특성이 관찰되었다. 하계에는 남조류 Anabaena, Microcystis 및 Oscillatoria속 조류가 주로 초여름부터 늦가을까지 발생하여 번무하였다. 이 중에서 A. spiroides v. crassa는 0.3~2.0$\times$$10^4$cells/ml, M. aeruginosa는 6.4$\times$$10^2$~1.0$\times$$10^4$cells/m1 및 O. limosu는 4.6$\times$$10^3$~1.6$\times$$10^4$ cells/ml 범위로서 변화 폭이 가장 컸다. 반면 동계에는 규조류 Stephanodiscus속 조류가 11월~4월에 평균 4.9$\times$$10^2$cells/m1수준이었고 1월에 평균 세포수가 1.3$\times$$10^3$ cells/ml로 많아 중요종으로 볼 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권1호
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• pp.13-19
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• 2000

낙동강 원수에 대한 정수처리과정의 주요 공정인 응집과 여과에 미치는 조류의 장애를 조사하기 위하여 낙동강 하류지역인 칠서정수장 취수원에서 1995년 1월부터 1998년12월까지 발생되는 계절별, 종별 조류 천이과정과 조류가 응집과 여과에 미치는 영향을 실제 정수장에서 적용 사례를 중심으로 조사한 결과는 다음과 같다. 취수원인 낙동강의 Chlorophyll-a 농도는 최저 $20.7{\mu}g/l$ 에서 최고 $180.9{\mu}g/l$ 이었고,총질소와 총인의 농도는 각각 3.4mg/l 와 0.1mg/l 이상으로 년중 과영양상태로 평가되었다. 조류 우점종은 $Stepanodiscus\;sp.\;{\to}\;Asterionella\;sp.\;{\to}\;Melosira\;sp.\;{\to}\;Microcystis\;sp.\;{\to}\;Synedra\;sp.\;{\to}\;Stepanodiscus\;sp.$로 천이되었다. 정수장애는 여과시 폐쇄 및 응집, 침전불량 이었고, 장애 발생빈도는 Stepanodiscus sp.와 Synedra sp.가 각각 42%와 38%이었다. 조류 개체수가 Stepanodiscus sp.와 Synedra sp.는 각각 1,820cells/ml와 800cells/ml일 때 정수장애가 시작되었다. Chlorophyll-a 농도가 $18.9{\mu}g/l$ 일 때 Alum과 PACS의 최적응집제 주입량은 각각 40mg/l 과 16mg/l 에서 처리수 탁도가 가장 양호하였으며, Chlorophyll-a 농도가 $154.1{\mu}g/l$ 로 증가될 때 Alum과 PACS의 최적응집제 주입량은 각각 75mg/l 과 35mg/l 에서 처리수 탁도가 양호하여 Chlorophyll-a 농도가 증가할수록 응집제 주입량이 증가하였다. 응집제를 최적으로 주입하였을때의 조류 제거율은 Stepanodiscus sp. 경우 Alum과 PACS 주입량이 각각 60mg/l 과 30mg/l 일 때 각각 85%와 83%이었으며, Synedra sp. 경우 Alum과 PACS 주입량이 각각 50mg/l 과 25mg/l 일 때 각각 79%와 81%이었다. 여과지에 유입된 Synedra sp.의 개체수가 1,500cells/ml일 때 여과지 폐쇄를 유발하였고, 이 때 여과지속시간은 8hr이었다. 여과지 폐쇄를 일으키는 대부분의 조류는 안트라사이트 표층으로부터 10cm 깊이에서 억류되었으며, Synedra sp.는 표층 5cm 깊이에서 97% 억류되었다.

• 환경생물
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• 제21권2호
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• pp.149-157
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• 2003

본 연구는 도심지역인 서울시청 부근과 공단 지역인 안산 반월 공단지역 내에 서식하는 비둘기를 대상으로 중금속 농도의 차이가 번식 경과에 미치는 영향을 파악 하고자 수행하였다. 조사 결과, 서울지역의 비둘기의 알 내용물 및 성조의 뼈 조직 중 납 농도가 각각 평균 1.64 ug wet $g^{-1}$, 29.5 ug wet $g^{-1}$으로 안산 공단지역의 1.13 ug wet $g^{-1}$, 10.5 ug wet $g^{-1}$ 보다 높게 검출되었고(p< 0.05), 카드뮴 농도는 서울지역의 성조의 간과 신장 조직에서 각각 평균 1.05 ug wet $g^{-1}$ 0.24 ug wet $g^{-1}$으로 안산 공단지역의 0.43 ug wet $g^{-1}$, 0.14 ug wet$g^{-1}$에 비하여 높은 농도가 검출되었다(p<0.05). 한배산란수의 경우, 서울지역의 경우 1.9개, 안산 공단지역은 2.0개로 비슷한 수준이었으며, 알의 크기(장경, 단경, 두께)도 두 지역간에 유의한 차이가 없는 것으로 조사되었다(p>0.05). 또한 포란 기간은 서울, 안산 지역에서 각각 평균 17.8일, 17.4일로 비슷한 수준으로 나타났고, 새끼의 성장률은 부척, 날개, 체중 등을 측정하였으며 두 지역간에 비슷한 경향을 보이는 것으로 나타났다(p>0.05). 번식 성공률의 경우, 서울 지역은 부화율, 이소율이 각각 65.2, 42.1%, 안산 공단지역은 60.7, 45.0%로 두 지역간의 유의한 차이가 없는 것으로 조사되었다(p> 0.05). 이러한 두 지역간 중금속 농도의 차이는 번식 경과 및 새끼의 성장률에 영향을 미칠 정도의 유의한 차이는 아니라고 판단된다.conicoides(: Brigantedinium simplex), Gonyaulax spp.(: Spiniferites spp.). 본 연구에서 퇴적물 시료의 타가영양 와편모조류 시스트 농도가 가장 높은 정점과 표층 해수 시료의 규조류 현존량이 가장 높은 정점이 일치하였다. 이는 부영양화로 인해 영양염류가 증가한 해역에서 규조류가 많이 증식하고, 뒤이어 이를 먹이로 하는 타가영양 와편모조류도 증식함에 따라, 많은 양의 타가영양 와편모조류 시스트가 퇴적물에 집적되는 현상이 장기간에 걸쳐 진행된 결과로 생각된다 앞으로 해역의 부영양화와 퇴적물의 타가영양 와편모조류 시스트와의 관계를 보다 명확하게 규명하기 위해서는,표층수의 식물플랑크톤과 퇴적물의 와편모조류 시스트에 대한 장기간 모니터링에 따른 연속적 인 연구가 필요할 것으로 사료된다.형 동물플랑크톤 각 군집의 생물량은 유종 섬모충류를 제외하고는 조석에 의한 차이를 보이지 않았다. 표층부터 저층까지 합산한 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 탄소량은 124~l,635 mgC $m^{-}$$^2$/(평균: 585$\pm$110 mgC $m^{-2}$ )로 분포하였으며, 3월과 5월에 가장 높게 나타났다. 미소형 및 소형 동물플랑크톤 중에서 부유 섬모충류가 가장 우점하는 그룹으로 나타났으며, 전체 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 평균 42.3%를 기여 하였다. 미소형 및 소형 동물플랑크톤에 대한 각각의 그룹들의 상대적인 기여도는 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 군집구조와 계절에 따라 다르게 분포하는 것으로 나타났다. 경기만 표영 생태계서 미소형 및 소형 동물플랑크톤의 군집구조는 식물플랑크톤의 크기별 분포 양상과 유사한 경향을 보였으며, 이 결과는 미소형 및 소형 동물플랑크톤과 식물플랑크톤 간에 피식-포식자의 관계가

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.379-386
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• 2007

계면활성제의 주된 원료이며 Estrogenic hormone으로 알려진 nonylphenol이 수중생태계 먹이망의 하등생물군 성장에 미치는 독성영향을 파악하고자, 배양중인 조류(Microcytis aeruginosa), 편모충(Diphylleia rotans), 소형 (Brachionus calyciflorus) 및 대형동물플랑크톤(Daphnia magna)에 다양한 농도로 제작된 NP을 처리하고 각 개체군의 성장 및 동물플랑크톤 B. calyciflorus, D. magna의 발생특성을 각각 조사하였다. 예비실험을 통하여, 투여농도는 개체군에 따라 조류(0.01, 0.05, 0.10, 1.00mg $L^{-1}$), Diphylleia rotans (0.5, 1, 2.5, 5, 10 ${\mu}g\;L^{-1}$), Brachionus calyciflorus (0.1, 0.5, 1, 2.5, 5 ${\mu}g\;L^{-1}$), Daphnia magna (0.5, 1, 5, 10, 50 ${\mu}g\;L^{-1}$) 등으로 $4{\sim}5$단계 농도를 처리하였으며, 독성효과는 각 개체군의 현존량 변화로 산정 하였으며 실험은 각각 3회씩 반복 실행하였다. 분석결과, 예상했던 것처럼 모든 개체군은 NP농도가 증가할수록 강한 성장 억제를 보였다. 조류실험에서는 0.05 mg $L^{-1}$, D. rotans와 B. calyciflorus는 공히 10 ${\mu}g\;L^{-1}$, 대형동물플랑크톤 D. magna는 5.0 ${\mu}g\;L^{-1}$부터 각각 유의한 성장억제를 보였다. Nonylphenol에 대한 각 개체군의 $EC_{50}$은 B. calyciflorus (2.49 ${\mu}g\;L^{-1}$) < D. rotans (3.49 ${\mu}g\;L^{-1}$) < D. magna (7.61 ${\mu}g\;L^{-1}$) < M. aeruginosa (47 ${\mu}g\;L^{-1}$) 의 순으로 나타나 NP에 대해 조류세포가 가장 강한 내성을 보인 반면 B. calyciflorus가 가장 약한 것으로 나타났다. 또한 동물플랑크톤의 발생에 있어서 B. calyciflorus는 NP농도$(0.1{\sim}1{\mu}g\;L^{-1})$, D. magna는 이보다 약간 높은 NP농도 $(0.5{\sim}5{\mu}g\;L^{-1})$에서 공히 내구란이 형성되지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 조류섭식자인 편모충이나 동물플랑크톤은 모두 nonylphenol에 대하여 조류보다 내성이 극히 약하며 특히 발생계에 치명적인 영향을 받기 때문에 NP가 유입되는 수계에 있어서 섭식자 소멸로 인한 식물플랑크톤 대발생의 인자로 작용할 수 있음을 시사해 주고 있다.

• 생태와환경
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• 제33권4호통권92호
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• pp.380-386
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• 2000

순수배양한 조류와 자연군집의 식물플랑크톤을 대상으로 유기인삼염해분해효소의 kinectic parameter를 비교하였고, 용존무기인의 농도와 각 parameter와의 관계를 알아보았다. 기질과의 친화력을 나타내는 AP$_{ase}$의 K$_{m}$은 조류의 종마다 매우 상이한 값을 보였다. Chlorella sp.를 제외한 녹조류가 다른 종에 비해 큰 K$_{m}$을 보였고, 규조류와 Chlorella sp.에서 작은 K$_{m}$을 보였다. 순수배양한 남조류 Anabaena flos-aquae에서 extracelluar free enzyme 의 K$_{m}$이 cell-bound enzyme의 K$_{m}$보다 작았다. 자연군집인 소양호에서는 남조류 Anabaena sp. 가 우점하였던 여름의 식물플랑크톤의 K$_{m}$이 규조류가 우점하였던 봄의 군집보다 컸다. AP$_{ase}$ 활성도의 V$_{max}$는 수중의 DIP 농도보다는 식물플랑크톤의 세포내 인의 함량에 직접적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 소양호에서 가을부터 봄까지 extracelluar free enzyme의 활성도가 총 AP$_{ase}$ 활성도의 36${\sim}$97%의 기여를 하였는데, 이는 이 시기에 extracelluar free enzyme이 호수의 인순환에서 매우 중요한 요인으로 작용한다는 것을 시사한다. 그리고 extracelluar free enzyme과 총 AP$_{ase}$의 K$_{m}$이 거의 비슷하였는데, 이는 extracelluar free enzyme이 조류로부터 기인되었기 때문으로 사료된다.

• 에너지공학
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• 제26권4호
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• pp.67-73
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• 2017

미세조류를 바이오 연료로 전환하여 이용하기 위해서는 미세조류의 배양, 응집 수거, 바이오 지질 추출, 에너지 전환 등 여러 공정을 거친다. 각 부분 공정 마다 필요한 비용이 발생하며 이러한 비용을 합산하여 미세조류의 에너지화로의 생산 단가가 만들어진다. 미세조류의 생산비용은 기존의 바이오 연료에 비하여 아직 높은 수준이다. 각 공정에서 생산 비용을 저감하는 것이 미세조류의 바이오 연료로서 가격 경쟁력을 높이는 것이다. 미세조류의 응집 수거는 미세조류가 물과 유사한 밀도로 물에서 분리하기가 어려운 물질이기 때문에 저비용으로 미세조류를 응집하고 수거하는 기술이 필요하다. 미세조류의 응집과 수거를 위해 초음파를 이용하는 공정은 기존 공정에 비하여 환경 위해 요소가 거의 없으며 저비용 고효율의 공정으로써 연구가 필요한 분야이다. 본 연구는 미세조류를 응집 수거하는 방법으로 초음파를 조사할 때 일어나는 유동과 미세조류 거동에 대한 메카니즘을 수치해석을 통해 규명하고자 수행 하였다. 이를 위해 미세조류가 포함된 유체를 배관에 흐를 때 초음파 압력장에서 미세조류가 응집이 일어나는 현상을 비정상상태 유동해석으로 시간 변화에 따라 속도, 압력, 미세조류의 농도 변화를 관찰하여 초음파를 이용한 미세조류 응집에 대한 최적 설계의 토대를 정립하는 것을 목적으로 수행하였다.

• 생태와환경
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• 제44권1호
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• pp.31-41
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• 2011

유해 조류 제거를 위해 기 개발된 천연물질혼합제의 최적화 조건을 찾기 위해 다양한 환경조건에서 조류제거율 및 유기물 응집부상량을 조사하였다. 천연무질혼합제는 천연 식물체(상수리나무, 밤나무, 녹차 잎)와 광물질(황토, 맥반석, 제오라이트)을 단순 추출법을 이용하여 추출한 후 혼합한 물질로 비중이 낮은 유기물질을 응집시켜 부상시키는 특징을 갖는다. 실험은 농도 $0{\sim}1.0\;mL\;L^{-1}$, 광도는 $8{\sim}1,400\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, 수온은 $10{\sim}30^{\circ}C$, pH는 7~10, 수심은 10~50 cm 그리고 조류종은 cyanobacteria, diatom, green algae의 조건 범위에서 각각 진행하였다. 실험결과 $0{\sim}1.0\;mL\;L^{-1}$ 농도에서 모두 80% 이상의 조류제거율을 나타냈으나 경제성과 안전성을 고려했을 때 가장 낮은 농도인 $0.05\;mL\;L^{-1}$가 적정 농도로 판단되었다. 광도는 $1,400\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$에서 약 93%, 수온은 $20{\sim}30^{\circ}C$에서 약 60~74%, pH는 7~9 사이에서 약 93%, 수심은 50 cm 이하 모든 수심에서 90% 이상, 조류종에서는 cyano bacteria가 우점하는 수체에서 약 86%로 각각 가장 좋은 조류제거율을 나타냈으며, 응접부상효과 역시 높게 나타났다. 이상의 실험에서 천연물질혼합제는 수중 부유물보다 조류의 제거에 더 효과적이었으며, 수중 조류나 부유물질의 크기가 효율에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 결국 천연물질혼합제는 수온이 상승하는 봄~여름(수온: $20{\sim}30^{\circ}C$), cyanobacteria와 green algae가 우점하는 수체에 적용 시 높은 효과를 나타낼 것으로 사료되며, 향후 현장 적용을 통한 효과 검증이 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.89-89
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• 2021

부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 발생하는 녹조의 과도한 발생은 하천 생태계 훼손, 동식물의 건강, 담수의 오염 등 환경 사회 경제적으로 큰 피해를 준다. 현재 수질 측정망은 정해진 지점에서 Chlorophyll-a(Chl-a), Phycocyanin(PC)을 대표농도로 산정하고 조류경보에 활용하고 있으나, 일주일에 한번씩 샘플링을 통해 Chl-a 및 PC를 측정하여 시공간적인 신뢰성의 문제가 제기될 수 있다. 본 연구에서는 기존 점단위 조류 모니터링의 한계점을 개선하기 위해 초분광영상 자료를 머신러닝 기법에 적용하여 Chl-a 및 PC 산정 알고리즘을 개발하였다. 이를 위해 Chl-a와 PC의 최대 흡수, 반사 파장대, 주요 물 흡수 파장대 자료를 조합하여 9개의 파장비를 구축하였으며, 기존 연구에서 활용한 머신러닝 기법인 Partial Least Square, Random Forest, Gradient Boosting, Support Vector Machine, K-Nearest Neighbor, Artificial Neural Network를 검토하여 최적 모델을 선정하였다. 학습된 머신러닝의 성능을 R², NSE, RMSE 목적함수를 이용해 평가하였으며, 그 결과 ANN이 각각 PC 0.801, 0.755, 11.774 mg/m³, Chl-a 0.733, 0.622, 8.736 mg/m³로 가장 우수한 성능을 보였다. 최적화 된 ANN 모델을 백제보 상류 2016-2017년 항공 초분광영상에 적용하여 시공간에 따른 조류 분포변화를 평가하고자 한다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 1997년도 가을 학술발표회 프로그램
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• pp.52-53
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• 1997

수역의 유기오염 개선을 위하여 생활하수, 산업폐수 등의 저하시키는데 주안점을 두어왔으나 공공수역에서의 제거되지 않은 질소와 인의 유입으로 부영양화가 진행되어 하천에는 남조류가 대량발생하고 해역에는 적조가 광역에서 발생하여 큰 사회문제가 되고 있고, 질소와 인의 유입으로 인한 자생 COD가 전체COD의 약 절반을 차지하고 있는 실정이다. 따라서 앞으로의 수질을 개선하기 위해서는 조류증식의 제한인자인 질소와 인의 규제가 필요할 뿐만아니라 하수처리장에 고차처리를 적용하거나, 해양의 회석자용을 이용한 Ocean을 적용하여 연안해역 수질을 관리해야 할 것이다. 따라서 본 연구는 수영만을 대상으로 Ocean Outfall과 폐수처리시절을 적절하게 조합하기 위해서 3차원 생태계모델을 적용하여 유기물질 뿐만 아니라 영양염류인 질소와 인의 농도를 예측하여 환경기준을 만족시키고 비용을 최소화 할 수 있는 폐수처리공법과 해중방류관의 위치를 선정하고자 하였다. 본 연구결과 수영만의 1994년 COD는 II등급, DIN과 DIP는 III등급이었다. 현재의 활성슬러지공법으로 질소와 인을 제거하지 않고 방류할 경우 2001년에 는 하수처리량의 증가로 인해 COD의 경우 1994년 보다 조금 감소하지만 DIN 과 DIP는 1994년과 같은 III등급을 유지하였다. 고도처리공법을 도입할 경우 COD의 농도는 광안리와 해운대해수욕장에서 I등급을 보이고, DIP의 농도도 수영만 전체에서 강등급을 보이지만, DM의 농도는 광안리해수욕장에서 II등급, 해운대해수욕장에서 IH등급을 보였다 하수처리장 유출수를 Ocean Outfall을 이용하여 하수처리장으로부터 4km에 서 방류할 경우의 COD농도는 I등급을 보이고, DE 농도도 광안리와 해운대해 수욕장에서는 I등급을 보이고, DU의 농도는 ll등급을 보여 수질이 개선된 것 을 볼 수 있다. 이상에서와 같이 광안리와 해운대해수욕장의 해역환경기준 ll등급을 만족 하는 하수처리방법은 Ocean Outfall이었다. 수영하수처리장에 인을 처리하기 위한 화학적 침전법의 경우 956억원이 소요되고, 질소를 제거하기 위한 질소제거공정을 추가 건설 할 경우는 2181억원이 전요된다. 그리고 두공정을 같이 건설할 경우에는 3137억원의 비용이 소요된다 수영하수처리장에서 4km 거리와 관경을 2m의 Ocean Outfall 건설비용은 325 억원 정도가 소요되는 것으로 산출되었다. 고차처리시 증가되는 비용으로 건설할 수 있는 Ocean Outfall의 길이는 인 제거공정을 첨가하는 경우에는 18km을 건설할 수 있고, 질소제거공정을 첨가 하는 경우에는 46km를 건설할 수 있는 것으로 산출되었다.